梯电控制(plc+变频器)电梯控制.doc

南京化工职业技术学院毕业设计（论文）
南京化工职业技术学院

毕业论文设计

题目：电梯控制（PLC+变频器）

所在系部：自动控制系
班 级: 楼宇1021

南京化工职业技术学院
毕业论文（设计）任务书

课 题 电梯控制(变频器+PLC)

2012年 10月 9日至2013 年 1月 31日共 16周

专业年级 楼宇1021

学号姓名 1003160117 蔡可祥

指 导 教 师 黄威

2012 年 10月 9日

课题
来
源
今天，我们的工作和生活都离不开电梯了。去商务楼上班乘电梯，去商场购物乘自动扶梯，甚至下班回家还得乘电梯上楼。随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯作为高层建筑中垂直升降的交通工具已和人们的日常生活密不可分，是机械电气相结合的机电一体化产品。电梯控制系统可分为调速部分和逻辑控制部分。调速部分的性能对电梯运行时乘客的舒适感有着重要影响，而逻辑控制部分则让电梯安全可靠。

课
题
的
目
的
、
意
义
PLC在设计和制造上采取了许多抗干扰措施，输入输出均有光电隔离，能在较恶劣的各种环境中工作，可靠性高，且PLC将CPU、存储器、I/O接口等做成一体，使用方便扩展容易。所以使用PLC进行电梯控制的目的就是让电梯更加安全可靠的运行。
变频器调速控制的目的是对电梯从启动到平层整个过程中速度的变化规律进行控制，减轻人们在乘坐电梯时由于启、制动过程中加、减速产生的不适感（上浮、下沉感），并保证平层停车准确可靠。
使用PLC加变频器控制电梯，可以让电梯更加安全可靠舒适，相对于以往的继电器控制有明显的优势，PLC与变频器让电梯的控制进入了一个新的时代，也让更多人享受到了科技成果带来的舒适便利。此外PLC加变频器的组合可以让电梯更加节能，符合当前节能减排的号召。

要
求

严格按照南京化工职业技术学院论文撰写格式规范书写论文
2、能有效结合本工作单位的相关知识和所学理论知识，积极查阅中外文献等。
3、具体论文说明。
4、积极并及时与指导老师取得联系。
5、能结合工作实际情况，完成论文内容。

课
题
主
要
内
容
及
进度
随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，人们对电梯的安全性、可靠性的要求越来越高。PLC控制系统因其功能强，结构简单，可靠性高，抗干扰能力强，维修方便等优点，已经取代继电器控制方式。
论文主要内容：
1. 绪论：
①介绍电梯的发展；②论述电梯以往的控制系统；③论述PLC控制电梯系统；④变频调速的控制特点。
2. 方案选择：
①变频器的选择；②PLC的选择；③系统硬件设计；④PLC控制系统设计。

3.电梯设备参数，运行原理，原理图等。

4.系统软件设计:
①电梯门的控制；②电梯的选层定向及反向截止回路；③层数指示回路；④内指令外召唤信号的保持；⑤各楼层停车信号。
2012年 10月29日 论文说明会
2012- 11-1 ~ 2012- 11-15 查阅文献，撰写开题报告
2012- 11- 16~ 2012- 11-30 初稿提交
2012- 12-1 ~ 2012-12-15 定稿提交
2012-12 -16 ~ 2012- 12-31 终稿提交
2013-1-15 准备答辩工作

目录
第1章 绪论 8
1.1 PLC及在电梯控制中的应用特点 8
1.1.1 PLC的特点 8
1.1.2 PLC控制电梯的优点 8
1.2 电梯变频调速控制的特点 8
第2章 电梯发展动态与电梯构成 9
2.1 电梯的起源和发展 9
2.1.1 电梯的定义 9
2.1.2 电梯的起源与发展 9
2.1.3 我国电梯的发展 9
2.1.4 电梯技术发展概况 9
2.2 基本结构的构成 9
2.2.1 曳引系统 10
2.2.2 导向系统 10
2.2.3 门系统 11
2.2.4 电力拖动系统 12
2.2.5 电气控制系统 12
2.2.6 安全保护系统 12
2.3 本章小结 13
第3章 可编程序控制器（PLC）基本知识 14
3.1 可编程序控制器（PLC）的基本组成 14
3.2 PLC的外设 14
3.3 OMRON SYSMAC CP1L-L20DR-A 可编程控制器简单介绍 15
3.3.1 部分重要参数 15
3.3.2 部分重要指令介绍 15
3.4 CP1L与电脑的连接 16
3.5 本章小结 16
第4章 系统设计 17
4.1 系统基本原理 17
4.2 系统硬件设计 17
4.2.1 PLC机型及扩展模块选择 17
4.2.2 可编程控制器的基本原理 18
4.2.3 主电路设计 19
4.2.4 变频器 19
4.2.5 控制电路设计 21
4.2.6 门电路设计 21
4.3 系统软件设计 21
4.3.1 I/O地址分配 21
4.3.2 门控程序设计 22
4.3.3 系统调试 22
4.4 本章小结 22
结 论 23
参考文献 24
致 谢 25
附 录 26
附录1(门控程序设计图) 26
附录2(门控程序设计图) 27
附录3(门控程序设计图) 28
附录4(门控程序设计图) 29
附录5（PLC控制系统的基本结构图） 30

摘要

摘要正文：
我国城市的发张促进了兴建更多更高的摩天大厦，也刺激了电梯产量和在用电梯数量的猛增，促进了电梯智能化控制技术的发展和先进的电梯工程技术系统的出现。随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，交流变频调速技术已经进入一个崭新的时代，其应用越来越广。
而电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具，与人们的生活紧密相关，随着人们对其要求的提高，电梯得到了快速发展，其拖动技术已经发展到了调频调压调速，其逻辑控制也由PLC代替原来的继电器控制。本文在已有的通用变频器的基础上，采用PLC对电梯进行控制，通过合理的选择和设计，提高了电梯的控制水平，并改善了电梯运行的舒适感，使电梯达到了较为理想的控制效果。

关键词：电梯；PLC控制；变频调速；程序设计

31

第1章 绪论
继电器组成的顺序控制系统是最早的一种实现电梯控制的方法。但是进入九十年代，随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，人们对电梯的安全性、可靠性的要求越来越高，继电器控制的弱点就越来越明显。
可编程序控制器(PLC)最早是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。鉴于其种种优点，目前电梯的继电器控制方式己逐渐被PLC控制所代替。同时由于电机交流变频调速技术的发展，电梯的拖动方式己由原来直流调速逐渐过渡到了交流变频调速。因此PLC控制技术加变频调速技术己成为现代电梯行业的一个热点。
1.1 PLC及在电梯控制中的应用特点
1.1.1 PLC的特点
PLC是一种用于工业自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方式。PLC与普通微机一样，以通用或专用CPU作为字处理器，实现通道(字)的运算和数据存储，另外还有位处理器(布尔处理器)，进行点(位)运算与控制。PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点。
1.1.2 PLC控制电梯的优点
（1）在电梯控制中采用了PLC，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高。
（2）去掉了选层器及大部分继电器，控制系统结构简单，外部线路简化。
（3）PLC可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能。
（4）PLC可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。
（5）用于群控调配和管理，并提高电梯运行效率。
（6）更改控制方案时不需改动硬件接线。
1.2 电梯变频调速控制的特点
随着电力电子技术、微电子技术和计算机控制技术的飞速发展，交流变频调速技术的发展也十分迅速。电动机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速性能和起制动平稳性能、高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。
变频调速电梯的特点:
（1）变频调速电梯使用的是异步电动机，比同容量的直流电动机具有体积小、占空间小，结构简单，维护方便、可靠性高、价格低等优点。
（2）变频调速电源使用了先进的SPWM技术SVPWM技术，明显改善了电梯运行质量和性能;调速范围宽、控制精度高，动态性能好，舒适、安静、快捷，已逐渐取代直流电机调速。
（3）变频调速电梯使用先进的SPWM和SVPWM技术，明显改善了电动机供电电源的质量，减少了谐波，提高了效率和功率因数，节能明显。
第2章 电梯发展动态与电梯构成
2.1 电梯的起源和发展
2.1.1 电梯的定义
电梯是服务于规定楼层的固定式升降设备。它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的倾角小于15°的刚性导轨之间。轿厢尺寸与结构型式便于乘客出入后装载货物。它适用于装置在两层以上的建筑内，是输送人员或货物的垂直提升设备的交通工具。
2.1.2 电梯的起源与发展
电梯起源与古代农业和建筑业中的原始起重升降机械，随着人类社会的确不断进步，电梯技术亦取得了突飞猛进的发展：
公元前36年由古希腊科学家阿基米德设计制造了人力驱动的卷桶式卷扬机
公元1835年英国出现蒸汽驱动的升降机
公元1857年美国人奥的斯研究升降梯安全装置实验成功后，世界第一台载人电梯问世
公元1971年电梯控制系统中应用集成电路
公元1990年随着计算机技术和总线技术的发展，电梯控制系统由并行信号传输向以串行为主的信号传输方式过渡
2.1.3 我国电梯的发展
我国电梯事业起步较晚，但发展较快。随着我国对外开放、对内搞活经济的政策深入贯彻执行，吸取和引进了国外先进的电梯技术、先进的电梯制造工艺与设备、先进的科学管理，使我国电梯工业又取得巨大发展。为了进一步提高和控制产品质量，近年颁布一批具有国际水平的电梯制造等级标准，使个制造厂家用新标准去更新、设计电梯产品，加强管理，促进电梯工业新发展。
2.1.4 电梯技术发展概况
(1)电梯的速度要求越来越快，高速、超高速电梯的数量愈来愈多。
(2)电梯的拖动技术有了较大的发展，直流电梯由于能耗大、维修量大等缺点。逐步被交流电梯所替代，液压电梯由于运行平稳，机房位置灵活等特点，使得在低楼层场合得到愈来愈广泛的应用。交流拖动电梯更是得到迅速的发展，己由以前的变级调速(AC-VP)发展成为调压调速(AC-VV)及调频调压调速(AC-VVVF)，使得电梯的速度、加速度、加加速度控制更加符合人们的生理要求，电梯的舒适感大为改善。
(3)电梯的逻辑控制己从过去简单的继电器—接触器控制发展为可编程序控制99(PLC)和微机控制，控制方式也从手柄控制、信号控制发展为集选控制、并联控制、群控等，电梯可靠性得到很大提高。
(4)电梯的管理功能不断加强，电梯广泛采用微机控制技术，不断满足用户的使用功能要求。如紧急停车操作、消防员专用、防捣乱系统等。
(5)智能群控管理得到广泛应用。

2.2 基本结构的构成
电梯设备并非是独立的整体设备，而是由机电合一的相关部件和组合件安装设置在机房、井道、底坑内，构成垂直运行的交通工具，服务于规定楼层的固定式升降设备。它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15°的刚性导轨之间，其基本结构如图2－1所示。
2.2.1 曳引系统
功能：输出与传递动力，使电梯运行。
构成：
（1）曳引机：包括电动机、减速器、制动器和曳引轮在内的靠曳引绳和曳引轮槽摩擦力驱动或停止电梯的装置。
有齿轮曳引机，即电动机通过减速齿轮箱驱动曳引轮的曳引机。
无齿轮曳引机，即电动机直接驱动曳引轮的曳引机。
（2）曳引绳：连接轿厢和对重的装置，并靠与曳引轮槽的摩擦力驱动轿厢升降的专用钢丝绳。
2.2.2 导向系统
功能：保证轿厢与对重的相互位置，并限制其活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨做升降运动。
构成：
（1)导轨：供轿厢和对重运行的导向部件。
（2）导轨支架：固定在井道壁或横梁上，支撑和固定导轨用的部件。
（3）导靴：装在轿厢和对重架上，与导轨配合，强制轿厢和对重的运动服从于导轨的直立方向的部件。
（4）导向轮：为增加轿厢和对重之间的距离，使曳引绳经曳引轮再导向对重装置或轿厢一侧而设置的绳轮。
（5）反绳轮：设置在轿厢架和对重框架上部的动滑轮。根据需要曳引绳绕过反绳轮可以构成不同的曳引比。反绳轮的数量可以是1个、2个或3个等，由曳引比而定。

图2－1 电梯基本结构
1-减速箱 2-曳引轮 3-曳引机底座 4-导向轮 5-限速器 6-机座 7-导轨支架 8-曳引钢丝绳 9-开关碰铁 10-紧急终端开关 11-导靴 12-轿架 13-轿门 14-安全钳 15-导轨 16-绳头组合17-对重 18-补偿链 19-补偿链导轮 20-张紧装置 21-缓冲器 22-底坑 23-层门 24-呼梯盒25-层楼指示灯 26-随行电缆 27-轿壁 28-轿内操纵箱 29-开门机 30-井道传感器 31-电源开关32-控制柜 33-曳引电机 34-制动器
2.2.3 门系统
功能：防止坠落和挤伤事故的发生。
构成：
（1）轿厢门：设置在轿厢入口处的门。由门、门导轨架、轿厢地坎等组成。
（2）层门：设置在层站入口的门，又称厅门。由门、门导轨架、层门地坎、层门联动机构等组成。
（3）开门机：使轿厢门、层门自动开启或关闭的装置。
（4）门锁装置：设置在层门内侧，门关闭后，将门锁紧，同时接通控制电路，使轿厢方可运行的继电连锁装置。
2.2.4 电力拖动系统
功能：提供动力、实行电梯速度控制。
构成：
（1）曳引电动机：电梯的动力源。根据电梯配置可用交流电动机或直流电动机。
（2）供电装置：为电梯的电动机提供电源的装置。
（3）速度检测装置：检测轿厢运行速度，将其转变成电信号的装置。一般可采用测速发电机或速度脉冲发生器，与电动机相联。
（4）电动机体调速控制：交流调速电动机的调速控制方式，有交流变极调速、交流变压调速和变频变压调速；直流电动机具有调速性能好和调速范围大的特点，常用发电机组构成的晶闸管励磁的发电机—电动机、晶闸管直接供电的晶闸管—电动机。
2.2.5 电气控制系统
功能：对电梯的运行进行操纵和控制。
构成：
（1）操纵装置：对电梯的运行实行操纵的装置。包括轿厢内的按钮操纵箱或手柄开关箱、层站召唤按钮、轿顶和机房中的检修或应急操纵箱。
（2）位置显示装置：设置在轿厢内和层站的指示灯，以灯光数字显示电梯运行方向或轿厢所在层站。
（3）控制屏（柜）：安装在机房中，由各种电子器件和电器元件组成，对电梯实行电气控制的设备。
（4）平层装置：在平层区域内，使轿厢达到平层准确度要求的装置。由电磁感应器和磁遮板构成。
（5）选层控制器：对电梯运行的控制方式，有轿内开关控制、按钮控制、信号控制、集选控制并联控制和梯群控制。
2.2.6 安全保护系统
功能：保证电梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故发生。
构成：
（1）安全钳装置：轿厢应装有能在下行时动作的安全钳装置。在达到限速器动作速度时，甚至在悬挂装置断裂的情况下，安全钳装置应能够夹紧导轨而使装有额定载重量的轿厢制停并保持静止状态。当安全钳装置作用时，装在它上面的一个电气安全装置应在安全钳动作以前或同时，使电机停转。
（2）限速器：通常安装在机房内或井道顶部，是限制轿厢（或对重）运行速度的装置。当轿厢运行速度达到限定值时限速器动作，使轿厢两边安全钳的楔块同步提起，夹住导轨。
（3）缓冲器：设置在轿厢和对重的行程底部极限位置。如果缓冲器随轿厢或对重运行，则在行程末端应设有与其相撞的支座，支座高度至少要0.5m。
（4）超速保护开关：在限速器机械动作之前，开关动作，切断控制回路，使电梯停止运行。
（5）上、下端站越位保护：在井道顶端、底端设置强迫减速开关、端站限位开关和终端极限开关。在轿厢或对重碰到缓冲器前切断控制电路。
（6）电气安全保护：电气机械类安全装置多数设置相应的电气设备，构成电气安全保护线路。如供电系统断相、错相保护装置；层门与轿门的电气联锁装置；紧急操作装置和 停止保护装置；轿定、轿内和机房的检修运行装置等。
2.3 本章小结
本章主要介绍了电梯的起源和发展、电梯的分类和电梯的基本结构的构成及其各自的功能。

第3章 可编程序控制器（PLC）基本知识
3.1 可编程序控制器（PLC）的基本组成
PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上于微型计算机相同，如图3-1所示。
可以看出，可编程控制器主要由中央处理器、存储器、输入/输出接口、电源及外接编程器构成。在目前较流行的模块式结构中，常在母板上按系统要求配置CPU单元（包括电源）、存储单元、I/O单元等。

图3-1 可编程控制器的组成
3.2 PLC的外设
外部设备是PLC系统不可分割的一部分，它有四大类。
（1）编程设备
编程器是PLC开发应用、检测运行、检测维护不可缺少的器件，有简易编程器和智能图形编程器，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。编程器可以通过RS232外设通信接口或RS422接口与CPU连接，实现人机对话。
（2）监控设备
有数据监视器和图形监视器，直接监视数据或通过画面监视数据。
（3）存储设备
有存储卡、存储磁带、软磁盘或只读存储器，用于永久性地存储用户数据，使用户程序不丢失，如EPROM、EEPROM写入器等。
（4）输入/输出设备
用于接收信号或输出信号，一般有条码读入器、输入模拟量的电位器、打印机等。
3.3 OMRON SYSMAC CP1L-L20DR-A 可编程控制器简单介绍

图3-2 CP1L PLC外型
3.3.1 部分重要参数
表3-1 OMRON CP1L部分参数
控制方式
存储程序方式
输入输出控制方式
循环扫描方式和每次处理方式并用
程序语言
梯形图方式
指令种类
约500种类（FUN No.为3位）
指令执行时间
基本指令 ： 0.55μs～ 应用指令 ： 4.1μs～
共同处理时间
0.4ms
输出方式
继电器型
输入继电器
12点 （0.00～0.11）
输出继电器
8点 （100.00～100.07）
3.3.2 部分重要指令介绍
（1）表3-2中介绍了LD、LD NOT、AND、AND NOT、OR、OR NOT、OUT、OUT NOT指令的符号及其功能。
表3-2 基本指令
指令
符号
名称
功 能
LD

取指令
表示逻辑起始
LD NOT

取非指令
表示逻辑反相起始
AND

与指令
逻辑与操作
AND NOT

与非指令
逻辑与非操作
OR

或指令
逻辑或操作
OR NOT

或非指令
逻辑或非操作
OUT

输出
当执行条件ON时，OUT指令使指定位输出ON
OUT NOT

输出非
当执行条件OFF时，OUT指令使指定位输出ON
（2）上升沿微分指令DIFU（013）和下降沿微分指令DIFD（014）

图3-3 梯形图符号
DIFU（013）和DIFD（014）指令用于接通（ON）指定位仅一个扫描周期。对于DIFU（013）指令，当执行条件由OFF变为ON时，该指令使定位变为ON状态并保持一个扫描周期；对于DIFD（014）指令，当执行条件由ON变为OFF时，该指令使指定位变为ON状态并维持一个扫描周期。
（3）结束指令END（001）
当调试程序时，可将END（001）指令插入到所需调试程序段处，则只执行该点前的所有指令，待调试完成后再删去END（001）指令，以便执行后续程序。
3.4 CP1L与电脑的连接
CP1L PLC可通过RS232接口实现与个人电脑通信。具体接线如图3-6所示。

图3-6 CP1L与PC通信接线方式
3.5 本章小结
本章主要介绍了可编程序控制器（PLC）的基本组成；简要列出了OMRON CP1L PLC的重要参数，并对本课题中用到的梯形图指令作了简要的说明。

第4章 系统设计
4.1 系统基本原理

图4-1 系统原理图
乘客按下轿厢内操控盘上的选层按钮，选定电梯运行的目的楼层，此为内选信号，在门厅等候电梯的乘客，按门厅的上行或下行按钮，此为外唤信号。CPU224响应信号，控制变频器启停变频进而控制曳引机运转，使电梯自动运行。一般情况下，电梯按先上后下的原则，安排运送乘客的次序，而且规定在运行方向确定之后，不响应中途的反向呼唤要求，直到到达本方向的最远站点才开始返回。电梯PLC控制系统的基本结构图见附录5。
4.2 系统硬件设计
4.2.1 PLC机型及扩展模块选择
（1）PLC机型选择
此系统为多点输入，控制多点输出，不用考虑温度控制，PID控制等智能控制，所以选择西门子公司的小型PLC系列S7-200，CPU选择224系列。
SIEMENS S7-200 CPU单元CPU-224
本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O 点。16K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。是具有较强控制能力的控制器。
表4-1 CPU技术规范

（2）扩展模块选择
EM223输入输出扩展模块，4点输入，24VDC 4点输出，继电器输出功耗-2W。
EM235模拟量输入/输出扩展模块只有一种4路AI/1路AO的产品。
4.2.2 可编程控制器的基本原理
当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 
（1） 输入采样阶段
在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。
（2） 用户程序执行阶段
在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。梯形图见附录2。
（3） 输出刷新阶段 
当扫描用户程序结束后， PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。
4.2.3 主电路设计

图4-2 电梯系统主电路图
当KM1闭合时，电机正转，电梯向上运行；当KM2闭合时，电机反转，电梯向下运行；当KM1、KM2都断开时，电机停转，电梯停止运行。
4.2.4 变频器
变频器选型
系统的要求是能驱动普通三相异步电动机精确地完成电梯平层，快速，慢速和加速运行，而且在电梯换速时，乘客没有不舒服的感觉。依照以上的要求我们选用MM440智能变频器。这种变频器视为电梯的灵活调速，控制高精度平层等要求而专门设计的，可配通用普通三相异步电动机。与其他变频器相比，340变频器具有智能化软件接口，菜单提示输入电梯曲线关键参数，调试跟方便快捷，并且能实现单双层功能，具有自动化优化减速曲线的功能，爬行时间短，平层距离短。
MICROMASTER 440 通用型变频器
MICROMASTER 440 是用于控制三相交流电动机速度的变频器系列。本系列有多种型号，额定功率范围从120W 到200kW（恒定转矩（CT）控制方式），或者可达250kW（可变转矩（VT）本变频器由微处理器控制，并采用具有现代先进技术水平的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）作为功率输出器件。因此，它们具有很高的运行可靠性和功能的多样性。其脉冲宽度调制的开关频率是可选的，因而降低了电动机运行的噪声。全面而完善的保护功能为变频器和电动机提供了良好的保护。
（1）主要特性:
易于安装和参数设置
易于调试
牢固的EMC 设计
可由IT（中性点不接地）电源供电
对控制信号的响应是快速和可重复的
参数设置的范围很广，确保它可对广泛的应用对象进行配置
具有多个继电器输出
具有多个模拟量输出（0 ～ 20mA）
6个带隔离的数字输入，并可切换为NPN/PNP接线
2个模拟输入：
AIN1：0 ～ 10 V，0 ～ 20mA 和-10 V ～ +10 V
AIN2：0 ～ 10 V，0 ～ 20mA
2个模拟输入可以作为第7和第8个数字输入
模块化设计，配置非常灵活
脉宽调制的频率高，因而电动机运行的噪音低
详细的变频器状态信息和全面的信息功能
有多种可选件供用户选用：用于与PC 通讯的通讯模块，基本操作面板（BOP），高级操作面板（AOP），用于进行现场总线通讯的PROFIBUS 通讯模块
（2）保护特性:
过电压/欠电压保护
变频器过热保护
接地故障保护
短路保护
电动机过热保护
PTC/KTY 电动机保护
4.2.5 控制电路设计

图4-3 控制线路图
4.2.6 门电路设计

图4-4 门控电路图
当KF1闭合时，直流电机正转，轿厢门打开；当KF2闭合时，直流电机反转，轿厢门关闭。
4.3 系统软件设计
4.3.1 I/O地址分配
表4-2 I/O地址分配表
输入
输出
内呼一层SB1
I0.1
一层指示灯E1
Q0.1
内呼二层SB2
I0.2
二层指示灯E2
Q0.2
内呼三层SB3
I0.3
三层指示灯E3
Q0.3
一层上呼SB4
I0.4
一层呼叫灯E4
Q0.4
二层下呼SB5
I0.5
二层向下呼叫灯E5
Q0.5
二层上呼SB6
I0.6
二层向上呼叫灯E6
Q0.6
三层下呼SB7
I0.7
三层呼叫灯E7
Q0.7
一层到位开关SQ1
I1.0
轿厢下降KM1
Q1.0
二层到位开关SQ2
I1.1
轿厢上升KM2
Q1.1
三层到位开关SQ3
I1.2

开门按钮SB8
I0.0
开门灯显示E8
Q0.0
关门按钮SB9
I2.0
关门灯显示E9
Q2.0

4.3.2 门控程序设计
门控程序设计图见附录1、附录2、附录3、附录4。

4.3.3 系统调试

图4-5 电梯初始状态图
当按SB2时，电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯停止。
当按SB3或者按SB7时，电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯仍上升。按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停止。
当SB2和SB3同时按下或者按SB6或者SB2与SB7同时按下或者SB6与SB7同时按下，电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮。电梯停5秒后，继续上升，按SQ3，E2灭，E1亮，电梯停止。
当按SB5或者SB5与SB2同时按下，电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯停5秒后下降，按SQ1，E2灭，E1亮，电梯停止。
当按SB5和SB7或者SB2与SB5与SB7同时按下或者SB2与SB6与SB7同时按下，电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯停5秒继续上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停5秒下降：若按SB2，则按下SQ2时，E3灭，E2亮，电梯停5秒继续下降，按SQ1，E2灭，E1亮，电梯停止；若按SB1，则按下SQ2，E3灭，E2亮，电梯继续下降，按下SQ1，E2灭，E1亮，电梯停止。SB5与SB6同时按下时，电梯上升，按下SQ2，E1灭，E2亮，电梯停5秒继续上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停5秒下降，按SQ2，E3灭，E2亮，电梯继续下降，按下SQ1，E2灭，E1亮，电梯停止。
4.4 本章小结
本章介绍了PLC控制交流变频调速电梯系统的基本原理、PLC机型和变频器的选取，详细介绍了电梯系统的硬件和软件设计

结 论
通过两个星期的努力，成功完成了三层电梯PLC系统设计，并达到非常理想的控制要求。整个设计过程不仅是学习理论的过程，更是进一步学习与探索的过程。整个过程，使我对可变程控制器有了更深的认识，对可编程控制器的工作原理有了初步的了解，提高了对控制系统的分析能力，更重要的是在学习与实践的过程中增长了知识，丰富的经验。最重要的是本设计是理论与实践相结合的过程，是对我们三年来所学东西的一次实战性的总结，也从中知道了控制系统的设计与开发是一项复杂的系统工程，必须严格按照系统分析，系统设计，系统试验，系统运行与调试的过程来进行。系统分析与设计是一项辛苦的工作，也是一项充满乐趣的过程，在过程中要边实践边学习，遇见新问题就要不断的探索，加以努力就可以使问题得到很好的解决。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，遇到问题，最好的办法就是问别人，因为每个人掌握情况不一样，不可能做到处处都懂，发挥群众的力量，复杂的事情就会变得很简单。
本次设计使我收获很多：首先，提高了运用工具书的能力，培养了我查阅文献，其次提高了对计算机软件的应用，在次提高了语言的表达能力；最重要的是体会到理论联系实际的重要性和团队精神的内涵。

参考文献
[1]李泳湛 杜文雄 邵于宁.变频器与PLC.湖南：湖南科技出版社，2006
[2]梁慧杰 张进强.西门子CPU224在水压试管机油水平衡中应用.山东：山东科技大学出版社，2007
[3]张燕斌.关于U/F的选择问题.山西：山西人民出版社，2006
[4]李松.一种基于S7-300PLC皮带机控制编程方法.北京：北京电子出版社，2007
[5]张万忠.可编程控制器入门与应用实例.北京：中国电力出版社，2004
[6]王曙光 魏秋月 张高记.S7-200PLC应用基础与实例.北京：人民邮电出版社，2007
[7]马宁 孔红.S7-300PLC和MM440变频器的原理与应用.北京：机械工业出版社，2006
[8]刘美俊.可编程控制器应用技术.福建：福建科学技术出版社，2006
[9] 张汉忠．变频调速控制系统设计[D]．电子科技大学硕士论文，2004
[10]李树雄.可编程控制器原理及应用教程.北京：北京航空航天大学出版社，2003

致 谢
在本次设计过程中，得到了很多老师和同学的帮助，学校的老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和高超的理论技术水平都使我受益非浅。非常感谢学校给我们提供一个良好的学习环境。我的指导老师黄威，他对我的设计提出了许多宝贵的意见和建议，他那明晰的思路，独特的见解，既激发了我的灵感，又给了我持久不断的鼓励，使我的知识水平得到了不小的提高，这对我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助。在此表示非常的感谢。
最后我还非常感谢我们同组的组员。我们一起工作互相鼓励，遇到困难共同解决，在他们的身上我学到了很多的东西，在此我由衷的感谢他们

附 录
附录1(门控程序设计图)

附录2(门控程序设计图)

附录3(门控程序设计图)

附录4(门控程序设计图)

附录5（PLC控制系统的基本结构图）
目 录
第一章 概述 3
1.1项目提出背景 3
1.2技术开发状况 3
1.3现有产业规模 4
1.4项目产品的主要用途、性能 4
1.5投资的必要性 4
1.6预期经济效益 5
1.7本企业实施该项目的优势 5
第二章 技术可行性分析 6
2.1项目技术路线、工艺设备的合理性和成熟性、关键技术的先进性 6
2.2产品技术性能水平与国内外同类产品的比较 10
2.3项目承担单位在实施本项目中的优势 11
第三章 项目成熟程度 12
3.1产品检测、鉴定及用户使用情况 12
3.2产品质量、价格、性能等情况 12
3.3核心技术的知识产权情况 13
第四章 市场需求情况和风险分析 14
4.1国内市场需求分析 14
4.2国际市场状况及本项目产品市场占有情况 15
4.3风险因素及对策分析 15
第五章 投资估算及资金筹措 17
5.1项目投资估算 17
5.2资金筹措方案 17
5.3投资使用计划 18
第六章 经济和社会效益分析 19
6.1未来五年生产成本、销售收入估算 19
6.2财务分析 19
6.3不确定性分析 20
6.4财务分析结论 20
6.5社会效益分析 20
第七章 综合实力和产业基础 24
7.1企业员工构成 24
7.2企业负责人情况 24
7.3企业新产品研发能力及内部管理体系 25
7.4企业从事该产品生产的条件、产业