论文总字数：17834字

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外现状 2

1.3 不同电梯控制系统的比较 3

1.4 五层模型电梯功能要求 4

第2章 PLC介绍 5

2.1 PLC的优点 5

2.2 PLC的硬件组成 5

2.3 PLC的基本工作原理 6

2.4 FX2N系列PLC的技术特点 8

第3章 I/O的硬件接线图 10

3.1 设计I/O的硬件的接线图 10

3.2 电梯主电路 13

3.3 门机电路、抱闸电路、门锁、安全运行电路 14

第4章 软件设计 16

4.1 流程图设计 16

4.2 梯形图设计 17

4.3 辅助继电器的功能说明 19

第5章 电梯控制系统的仿真与分析 21

总结 29

参考文献 30

致谢 31

附录 32

基于PLC控制的五层模型电梯的控制设计

单立强

,China

Abstract:In the context of rapid economic development, the development of elevator industry is rapidly expanding.This paper shows how to design an elevator control system based on PLC and draw the I/O hardware wiring diagram and elevator control ladder diagram. According to the input and output points to select the appropriate type of PLC.According to the function of elevator design of the corresponding flow chart, the use of GX Develop software to write the program and the simulation program.Now some of the elevators in our country are very old and need to be replaced.Compared with the relay control system, the control system designed in this paper is high reliability, easy to expand, easy to maintain.The system is applied to replace the old elevator.

Key word: PLC; ladder diagram; elevator control system

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

随着经济的发展，许多农村的人开始涌入城市。各国为了解决城市人与地的冲突，开始大规模的兴建层数多、规模大的建筑。各种高层建筑大量出现。这种建筑可以用有限的土地给很多人提供住宿，这样城市的土地问题便得到缓解。但是，在这种建筑里徒步爬上爬下，十分费力。电梯的出现很好的解决了这一的问题。为了让居住在高层的民众上下楼更方便，更快捷，更舒适，与此相关的电梯行业的发展也越来越快，各类电梯产品相继出现。现在有些电梯的内部各种现代装置齐全，装饰也越加的奢华，更加舒适。

21世纪，电梯在人们的日常生活中变得越来越重要。甚至可以说，城市经济发达的一个显著特征便是随处可见的电梯。电梯在各种办公大厦，大型商场，医院以及各类宾馆等场所得到了广泛的应用。电梯每天运送的人与物的次数超出人们的想象，人们在各种社会活动中都离不开电梯了。

现在，大家乘坐的电梯质量差别很大，好的电梯和坏的电梯给人的感受差别很大。在这个追求高水平生活的时代，人们希望电梯的质量不断的提高，已经不再是仅仅要求电梯的安全性高，噪音小，运行平稳，还要求电梯必须高效节能。与此同时，还对电梯的运行速度的调节以及一些其他方面做出了相应的要求。

电梯这一复杂的系统涉及的学科非常多，不仅是简单的涉及工科领域，心理学，装修学等一些关于乘客心理的学科在电梯中也有应用。在电梯的各式各样的性能要求中，排在首位的还应是安全。如果安全性没有保障，其他性能再好也是本末倒置。虽然在电梯的生产制造各个环节都充分的考虑了安全的因数，同时电梯的各种部件和元件的安全指数也都很高，但仅仅如此还不能确保电梯的安全性。因此必须在电梯设计，安装调试，售后服务以及维护保养等各个阶段都能确保其很高的安全系数，才能真正的保证电梯的安全。在欧美的一些发达国家，已经在法律上明确规定：由行业认可的公司的专业团队，来进行电梯的安装，维护等等一系列工作。这些都保证了电梯的可靠运行和电梯工作的安全。在我国不时会出现一些电梯的事故，经过仔细调查发现，出事的电梯都没有按期检查或是检查草草了事。有的电梯服役也早已超龄。归根到底，这些事故本可以避免，却因为人为的过失而酿成惨剧。由此可见，在电梯安全这一方面，还必须提高相关电梯行业员工的责任心和职业素质。

目前，电梯的控制方法主流有如下三种：继电器控制系统，微机控制系统以及PLC控制系统^[1][2]。

由继电器控制的电梯在安全方面远远达不到人们的期望。在现代社会中，安全性对一个产品的影响不需多言。这种系统因为有很多的线路和器件，各种触点又经常发生一些故障，所以这种电梯的故障率也很高。同时这种系统是由硬件构成，所以接线方式也较为复杂。并且这种控制方式的通用性以及可靠性都较低。以上这些都是制约继电器控制方式发展的根本因素。同继电器控制的电梯相比，PLC更加适合用在电梯的控制过程中。因为PLC本身体积不大，而且具有很高的可靠性，在复杂环境中的抗干扰能力也很强大。在此基础上所运行的电梯装置有着更为安全，方便以及舒适的特点^[1]。

与微机控制的电梯比较，PLC控制的电梯在维护方面非常简便，而且PLC的编程是十分简单。反观微机的编程的难度远远大于PLC，而且微机的抗干扰能力太差^[1]。

1.2 国内外现状

在经济不断发展的今天，电梯与人类的生活以及经济活动越发密切。人们越来越来集中在一座座高楼大厦之中。不仅生活如此，工作也是如此。在这种背景下，电梯的作用也越来越明显。在科技水平不断前进的今天，各种电梯产品也相继出现。但是电梯的发展经历了一个漫长的阶段。

十九世纪四十年代，威廉汤姆逊发明了全球第1台升降机。这个机器是由液压带动的，其中的媒介为水^[3]。在许多人的努力下，这类的运输装备虽然被一点一点的改良，但是距离大家预想中的设备的差距还是很大，所以未被广泛的接受^[3]。在1852年全球第1台安全升降机被发明出来。1854年，在纽约的科技展览会上，奥的斯第一次向世人证明了他制造的升降机是安全的^[3]。在随后的150年间，电梯经历了由手柄开关操纵发展到了按钮控制，接着发展到了信号控制，然后便发展到了集选控制，以及到人机对话等等。

从世界范围内来看，无机房电梯已经经过了四代。第一代无机房电梯出现在意大利。主要原理是电梯主机跨井道底置，也就意味着只有一个轮子在井道里^[4]。第二代无机房电梯的电梯主机也是放在井道底，和第一代不同之处便是将主机全部搬进井道^[4]。第三代无机房电梯是把主机放在导轨上，属于上置式^[4]。第四代无机房电梯是把电梯的主机放在顶端，同时和导轨以及轿厢分开，第一次攻克了共振共鸣的技术缺陷^[4]。

现在世界各大电梯制造公司都在研究PLC控制的电梯系统。目前PLC控制的电梯系统仍是电梯行业的一个热点。

我国最古老的电梯位于上海，是美国公司在二十世纪初建造的。后来天津也拥有了一部电梯，也是同一家美国公司在二十世纪三十年代建造的^[3]。

新中国建立后，党中央想在天安门建一个属于人民的电梯。天津电机厂最终完成了这个任务。

二十世纪八十年代，我国对外开放后，经济获得了很大的改善。与此同时我国的电梯产业也获得了相应的发展。

近年来，我国企业制造的电梯的质量也在不断的提升。为了占有更多的市场，一些电梯制造企业也在不断的改进设计，提高工艺水平，生产更新型的电梯。

对外开放后，外部世界给我国的经济注入了新的活力，人民的生活水平也相应的提高了。高楼和大厦也一个接一个的出现。这对电梯行业是极为有利的，因为每一座高楼都需要电梯。我国电梯的数量也迅速增加。至2014底，我国在用的电梯已经超过350万台。其中很多都是上世纪八十年代建造的由继电器控制的电梯。这些电梯基本到了工作年限，但是很多电梯还在运行。由老旧电梯所引发的意外也经常发生，每次事故的发生都会引起电梯安全的讨论。总体上升的需求量以及大量需要更换的老旧电梯为我国电梯行业的发展提供了巨大的机会。

在我国经济建设取得成功的情景下，我国的各种大小型城市如雨后春笋不断的出现，以前的农村不断的消失，各式各样的拆迁安置房也不断的被建造。基于PLC控制的电梯正适合这些安置房。在给这类建筑上安装的电梯系统，必须编程简单，安装维护方便，并且成本还必须低廉。综上所述，基于PLC控制的电梯系统更适合我国现阶段的广大的安置房的安装电梯要求，能更好的代替那些继电器控制的老旧电梯。科技是不断的前进的，电梯的发展也是如此，PLC控制的电梯十分适合目前的需求。

1.3 不同电梯控制系统的比较

1. 继电器电梯控制系统的缺点

（1）继电器控制系统接线十分复杂。这种系统的触点不但非常容易损坏，而且触点很容易出现工作不良，因而这种控制方式很不稳定。

（2）继电器控制系统因为是使用硬件来达到控制目的的。因而一些复杂的功能，继电器控制系统难以实现。

（3）继电器控制系统的维护十分不方便。如果想扩展或修改这种系统的功能，将会十分繁琐。

（4）继电器控制系统的运行维护成本都很高，而且寿命短。

2.微机电梯控制系统的缺点

（1）微机电梯控制系统的抗干扰的能力十分差，微型计算机运行的环境要求十分苛刻。

（2）微机的运算以及其他一些性能十分强大。但是控制电梯的运行只要进行一些简单的逻辑控制，并不需要微机具备的强大功能。

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