毕业设计论文浅谈PLC在电梯控制系统中的应用

目录摘 要IAbstratII1 可编程序控制器概述21.1 可编程序控制器的产生和发展21.2 可编程序控制器的特点21.3 可编程序控制器的基本结构21.4 可编程序控制器的工作原理22 电梯PLC控制系统的基本结构22.1 信号控制系统22.2 电力拖动系统22.3 电气控制系统23 控制系统硬件设计23.1 PLC控制系统硬件设计23.2 PLC的选择24 控制系统软件设计24.1 系统主要功能及程序流程24.2 系统的梯形图软件设计说明25 系统设计中的问题及解决方法25.1 硬件方面问题25.2 软件方面问题2参考文献2致谢2 摘 要电梯是高层建筑不可缺少的垂直方向的交通运输工具。由于传统的电梯运行逻辑控制系统采用的是继电器逻辑控制线路。采用这种控制线路，存在易出故障、维护不便、运行寿命较短、占用空间大等缺点。从技术发展来看，这种系统将逐渐被淘汰。本文介绍了基于可编程序控制器的电梯控制系统的基本结构，以及相应的硬件构成和详细的系统软件设计。将可编程序控制器应用于电梯进行逻辑控制，大大提高了电梯可靠性、可维护性以及灵活性，延长使用寿命，同时缩短了电梯的开发周期。这种电梯控制系统较原有电梯控制系统可以更容易的完成更为复杂的控制任务，其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现的。关键词：可编程序控制器 ；电梯 ；控制系统ABSTRACTThe elevator is a kind of tool that is indispensable in the highbuilding perpendicular transportation. The traditional elevator adopts a relaylogical to control its circulation which the elevator become accidentproneness, short lifespan, inconvenience in maintaining and this control circuit also takes up big space, etc. See from the eyes of technique development, this kind of system will be gradually eliminated.This article introduced based on the programmable controllers lift control systems basic structure, as well as corresponding hardware constitution and detailed system software design. Applies the programmable controller in the elevator carries on the logical control, enhanced the elevator reliability, the maintainability as well as the flexibility greatly, the extension service life, simultaneously reduced elevators development cycle. This kind of lift control system may easier complete the more complex control task than original lift control system, its many functions the traditional black-white control system are unable to realize.Key words: programmable controller ；elevator；control system181 可编程序控制器概述1.1 可编程序控制器的产生和发展可编程序控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。在可编程序控制器问世以前，工业控制领域中是继电器控制占主导地位。这种由继电器构成的控制系统有着明显的缺点：体积大、故障率高、功耗大、不易维护、不易改造和升级等。对于传统的继电-接触器控制系统的一系列缺点，1968年，美国通用汽车公司（GM）提出了研制新型控制器的设想，总结出新型控制器应当具备的10项指标，并以此公布在社会上招标，这10项指标1是：(1) 编程方便，可在现场修改程序；(2) 维护方便，最好是插件式；(3) 可靠性高于继电-接触器控制柜；(4) 体积小于继电-接触器控制柜；(5) 可将数据直接送入管理计算机；(6) 在成本上可与继电-接触器控制柜竞争；(7) 输入为交流115V；(8) 输出为交流115V/2A以上，能直接驱动电磁阀、接触器等；(9) 在扩展时，原有系统改变最少；(10) 用户程序存储器至少可扩展到4KB。美国数字设备公司（DEC）根据这10项指标，于1969年研制出第一台控制器（PDP-14），它的开创性意义在于引进了程序控制功能，为计算机技术在工业控制领域的应用开辟了空间。至20世纪70年代，PLC技术已经进入成熟期。推动PLC技术发展的动力主要来自两个方面，其一是企业对高性能、高可靠性自动控制系统的客观需要，其次是大规模及超大规模集成电路技术的飞速发展，微处理器性能的不断提高，为PLC技术的发展奠定了基础并开拓了空间。目前，PLC控制器的程序存储容量多以MB为单位，随着超大规模集成电路技术的发展，微处理器的性能大幅度提高，指令执行速度达到微妙级，从而极大提高了PLC的数据处理能力，高档的PLC可以进行复杂的浮点数计算，并增加了许多特殊功能，如高速计数、脉宽调制变换、PID闭环控制、定位控制等，从而在以模拟量为主的过程控制领域也占有一席之地，在一定程度上具备了组建DCS系统的能力。此外，PLC的通信功能和远程I/O能力非常强大，可以组建成分布式通信网络系统2。在组成结构上，PLC具有一体化结构和模块式两种结构。一体化结构的PLC追求功能的完善，性能的提高，体积越来越小，有利于安装。而模块化结构的PLC则利用单一功能的各种模块拼装成一台完整的PLC，用户在设计自己的PLC控制系统时拥有极大的灵活性，并使设备的性价比达到最优。同时，模块式结构也有利于系统的维护、换代和升级，并使系统的扩展能力大大加强。在控制规模上，PLC向小型化和大型化两个方向发展。大型PLC是基于满足大规模、高性能控制系统的要求而设计的，在规模上，可带的I/O点数达到数千点乃至上万点。在对高性能的追求上，主要体现在增强网络通信功能、发展智能模块、高可靠性、编程软件标准化及编程软件和语言向高层次发展。小型化PLC的发展方向是体积减小、成本下降、功能齐全、性能提高、简单易用。其针对目标是取代广泛分布在企业和民用领域的小规模继电器系统，以及需要采用逻辑顺序控制的小规模场合。其特点是安装方便、可靠性高、开发和改造周期短。1.2 可编程序控制器的特点可编程序控制器的产生是基于工业控制的需要，是面向工业控制领域的专用设备，具有以下几个特点。(1) 可靠性高，抗干扰能力强。用程序来实现逻辑顺序和时序，最大限度地取代传统继电接触器系统的硬件线路，大量减少机械触点和连线的数量。在抗干扰性能方面，PLC在结构设计、内部电路设计、系统程序执行等方面都给予了充分的考虑。例如，对主要器件和部件用导磁良好的材料进行屏蔽、对供电系统和输入电路采用多种形式的滤波、I/O回路与微处理器电路之间用光电耦合器隔离、系统软件具有故障检测功能、信息保护和恢复、循环扫描时间的超时警戒等。(2) 灵活性强，控制系统具有良好的柔性。当生产工艺和流程进行局部的调整和改动时，通常只需要对PLC的程序进行改动，或者配合以外围电路的局部调整即可实现对控制系统的改造。(3) 编程简单，使用方便。梯形图语言是PLC最重要也是最普及的一种编程语言，其电路符号和表达方式与继电接触器电路原理图相似，读者可以很快掌握梯形图语言，并用来编制用户程序。(4) 控制系统易于实现，开发工作量少，周期短。由于PLC的系列化、模块化、标准化及良好的扩张性和联网性能。它不仅能够完成多数情况下的控制要求，还能够大量节省系统设计、安装、调试的时间和工作量。(5) 维修方便。PLC有完善的故障诊断功能，可以根据装置上的发光二极管和软件提供的故障信息，方便地查明障源。而由于PLC的体积小，并且有些采用模块化结构，因而可以通过更换整机或模块迅速排除故障。(6) 体积小，能耗低。由软件实现的逻辑控制，可以大量节省继电器、定时器的数量。一台小型的PLC，只相当于几个继电器的体积，控制系统所消耗的能量也大大降低。(7) 功能强，性价比高。用户程序所要实现的逻辑控制，需要的继电器、中间继电器、定时器、计数器等功能元件都由存储单元来替代，因而数量非常大。一台小型的PLC所具备的元件数量就可达到成千上百个，相当于过去一个大规模甚至超大规模的继电接触器控制系统。另外，PLC所提供的软元件的触点可以无限次使用，方便地实现复杂的控制功能。同时，PLC的联网通信功能有利于实现分散控制、集中管理等功能。1.3 可编程序控制器的基本结构PLC的型号、规格繁多。它主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入、输出等部分组成。1. 中央处理单元CPUCPU是PLC的核心，其主要作用是：（1） 接收从编程器输入的用户程序，并存入程序存储器中；（2） 用扫描方式采集现场输入状态和数据，并存入相应的数据寄存器；（3） 执行用户程序，从程序存储器中逐条取出用户程序，经过解释程序解释后逐条执行，完成程序规定的逻辑和算术运算，产生相应的控制信号去控制输出电路，实现程序规定的各种操作；（4） 通过故障自诊断程序，诊断PLC的各种运行错误。因此，CPU的性能对PLC的整机性能有着决定性的影响。2. 存储器PLC的存储器用来存放程序和数据。程序分系统程序和用户程序。（1） 系统程序存储器存储器用于存放PLC生产厂家编写的系统程序，系统程序在出厂时已经被固化在PROM或EPROM中。这部分存储区不对用户开放，用户程序不能访问和修改。PLC的所有功能都是在系统程序的管理下实现的。（2） 用户程序存储器用户程序存储器可分为程序存储区和数据存储区。程序存储区用于存放用户编写的控制程序，数据存储区存放的是程序执行过程中所需要的或者所产生的中间数据，包括输入/输出过程映像、定时器、计数器的预置值和当前值等。3. 输入/输出单元（简称I/O）接口是CPU与工业现场装置之间的连接部分，是PLC的重要的组成部分。工业现场的输入和输出信号包括数字量和模拟量两类，因此，I/O单元也有数字I/O和模拟I/O两种。将来自现场的电信号转换为中央处理器能够接收的电平信号。如果是模拟信号，就需要进行A/D转换，变成数字量，最后送给中央处理器进行处理；输出单元则将用户程序的执行结果转换为现场控制电平，或者模拟量，输出至被控对象，如电磁阀、接触器、执行机构等3。1.4 可编程序控制器的工作原理与普通微机类似，PLC也是由硬件和软件两大部分组成。在软件的控制下，PLC才能正常的工作。软件分为系统软件和应用软件两部分。可编程序控制器的工作过程如下：（1）输入采样阶段：在系统软件的控制下，顺次扫描各输入点的状态。（2）程序执行阶段：顺次扫描用户程序中的各条指令，根据输入状态和指令内容进行逻辑运算。（3）输出刷新阶段：根据逻辑运算的结果，输出状态寄存器向各输出点并行发出相应的控制信号，实现所要求的逻辑控制功能。执行完后，又重新开始，反复的执行。每执行一遍所需的时间称为扫描周期。PLC的扫描周期通常为几十毫秒。为了提高工作的可靠性，及时接收外来的控制命令，PLC在每次扫描期间，除完成上述三步操作外，通常还要进行故障自诊断，完成与编程器等的通信。每次扫描开始，先执行一次自诊断程序，对各输入输出点、存储器和CPU等进行诊断，诊断的方法通常是测试出各部分的当前状态，并与正常的标准状态进行比较，若两者一致，说明各个部分工作正常，若不一致则认为有故障。此时，PLC立即启动关闭程序，保留现行工作状态，并关断所有输出点，然后停机。诊断结束后，如没发现故障，PLC将继续往下扫描，检查是否有编程器等的通信请求。如果有则进行相应的处理，比如，接收编程器发来的命令，把要显示的状态数据、出错信息送给编程器显示等。处理完通信后，PLC继续往下扫描，输入现场信息，顺序执行用户程序，输出控制信号，完成一个扫描周期。然后又从自诊断开始，进行第二轮扫描4。2 电梯PLC控制系统的基本结构电梯的主要任务是通过响应外界的输入，经过PLC的运算后，决定电梯的运行方式。其工作过程如图1所示5。指令输入启动上行/下行 到达指定楼层停止图1 电梯工作过程示意图电梯的主要任务是根据厢内外的控制指令，将电梯运行到指定楼层，同时，根据每个楼层的控制命令开门、关门，以实现各个楼层的要求。主要工作步骤有：接收厢内/外指令，判断电梯是上行还是下行，到达目的楼层前在其他楼层是否有开门指令，到达目的楼层后是否又有新的指令，根据这一新的指令再次判断是上行还是下行。如此循环，如果没有的话就停止在上一个指令的目的楼层。2.1 信号控制系统电梯信号控制基本由PLC软件实现，机械选层器和绝大部分继电器已被PLC取代。电梯信号控制系统的所有功能如召唤信号登记、轿厢位置判断、选层定向、顺向截梯、反向截梯、消号与反向保号、换速、平层、开门关门、电梯自动运行等过程均为程序控制。对于交流、直流不同类型的电梯，除部分特殊控制功能和输入输出信号外，PLC电梯信号控制的主要功能基本相同，因而信号控制的程序模块具有较强的通用性，具体如图2所示6。厅外呼梯轿厢操纵盘指层器井道装置安全装置输入接口 PC 主机拖动控制调整器输出接口 CPU 存储器门机控制图2信号控制系统2.2 电力拖动系统电力拖动系统包括拖动电动机、供电系统、调速装置等。电力拖动系统的作用是对电梯作调速控制。拖动电机是电梯系统的动力源，直接控制电梯的上升和下降。电梯主要有直流和交流两种拖动方式。PLC控制的拖动系统主电路及调速装置与继电器控制系统相比无须做很多改动。拖动系统的工作状态及部分反馈信号可以直接送入PLC，由PLC向拖动系统发出速度切换、启动、运行、平层等控制信号。供电系统是为电动机提供电源的装置，为电动机的运行提供电力。调速装置是对电动机进行调速控制。由于变频器的出现，目前交流调速电梯应用较多，它可以是半闭环控制，也可以是全闭环控制4。由PLC发出的换速信号直接送给变频器，由变频器控制主拖动电路的加速切换或减速制动，按照满足快速性和舒适性原则的速度曲线（由变频器指令设定）运行，达到调速的目的。使整个调速系统既简单实用，又安全可靠。2.3 电气控制系统电气控制系统包括操作系统、显示单元、控制电气柜、平层器和选层器等。操作系统包括厢内的楼层数字按钮、开门关门按钮和每个楼层中的上行和下行按钮，还有电梯运行方式的选择按钮。控制电气柜被安装在电梯控制的机房中，其中有些电气控制元件是电梯运行控制的核心设备。选层器用于指示和反馈电梯厢的位置，决定电梯的运行方向和发出加减速信号。3 控制系统硬件设计控制系统硬件设计由调速系统设计和PLC控制系统设计两部分组成。电梯由轿厢、开关门机构、曳引机构、控制系统等构成。调速系统接收到PLC给出的速度信号后，控制曳引机电机以给定的速度和转向运转。PLC根据现场信号的状态决定发给调速系统的速度信号，决定开门、关门、松闸等，并给出相应的显示。3.1 PLC控制系统硬件设计用PLC组成的控制系统，省掉了接口电路的控制，系统结构简单、紧凑、可靠性高。直接将电梯的内外呼梯信号、层位检测信号、限位信号、开门关门信号等开关量接到PLC开关量的输入端，PLC提供的24V直流电源可作为指示灯的电源，用PLC的输出点直接控制变频器，实现电机的正转、反转、停车和多段速控制等，控制系统硬件框图如图3所示7。现场信号显示门机曳引机 变频器PGPLC电源图2 控制系统硬件结构框图3.2 PLC的选择进行PLC控制系统硬件设计的首要任务是确定现场输入、输出信号的类型、作用和数量，然后根据要实现的功能确定PLC的型号，构成成本低、性能高的PLC控制系统。（1）I/O点的估算（五层五站为例）系统的输入点有：运行/维修旋钮一个输入点；门厅召唤按钮8个输入点；轿内指令按钮5个输入点；楼层限位器8个输入点；手动开门关门2个输入点；开关门到位限位器2个输入点；上下平层限位器2个输入点；门区限位器1个输入点；压力传感器一个输入点；共计输入点30个。输出点有：上下行显示2个输出点；上下行继电器2个输出点；楼层指示灯5个输出点；快慢速运行继电器2个输出点；开门关门断电器2个输出点；抱闸停车1个输出点；超重报警1个输出点；共计输出点15个。总计I/O点数为30/15.（2） S7200系列可编程控制器是德国西门子的一种小型可编程序控制器。它抗干扰能力强，可靠性高，控制系统结构简单，通用性强，编程方便，易于使用，输出端可直接驱动2A继电器或接触器的线圈。因此，能够满足对电气控制系统的要求。S7200系列小型PLC可应用于各种自动化控制的需要。由于它具有紧凑的结构，低廉的价格和功能强大的指令集使得S7200 PLC成为各种小型控制任务理想的解决方案。可编程序控制器S7200的CPU 226的输入，输出点数为24/16，加个扩展单元EM223,输入输出点数为16/16，足以满足要求8。（3）本论文中用到的输入输出地址分配及元件设置如下表1。表1 输入输出地址分配及元件设置输入地址输入设备输出地址输出设备I0.0运行/维修旋钮Q0.0继电器I0.1楼层1上行按钮元件符号元件用途I0.2楼层2上行按钮M0.0维修状态标志I0.3楼层3上行按钮M0.1正常运行标志I0.4楼层4上行按钮M0.2下行运行标志I0.5楼层2下行按钮M0.3楼层到达标志I0.6楼层3下行按钮M1.1抱闸停车标志I0.7楼层4下行按钮M1.2开门启动标志I0.8楼层5下行按钮M1.3关门启动标志I1.0门连锁开关M2.1楼层1内部辅助继电器I1.4开门到位限位器M2.2楼层2内部辅助继电器I1.5关门到位限位器M2.3楼层3内部辅助继电器I2.1开门按钮M2.4楼层4内部辅助继电器I2.2关门按钮M2.5楼层5内部辅助继电器I3.1轿内楼层1选择按钮M3.1上行选向控制继电器I3.2轿内楼层2选择按钮M3.2下行选向控制继电器I3.3轿内楼层3选择按钮T37开门延时定时器I3.4轿内楼层4选择按钮T38关门延时定时器I3.5轿内楼层5选择按钮VB0电梯现在所在楼层寄存器4 控制系统软件设计4.1 系统主要功能及程序流程PLC在整个控制系统中作为主控装置实现电梯的主要控制功能是通过软件编程实现的。程序设计时按控制功能分块进行设计，这样可以使程序结构清晰，便于调试。主要的程序有：轿内厅门呼唤控制程序、电梯的定向及选层控制程序、平层控制程序、指层控制程序、开门关门控制程序、电梯拖动控制程序。图4给出了用PLC实现的控制系统的主程序流程。程序主流程很简洁，其作用主要是控制程序的执行，进入各功能子程序或SFC流程6。STARTTT电梯初始化调用故障处理子程序电梯是否故障 Y用户呼叫信号输入 NEND电梯运行处理、拖动控制处理平层、减速开关门、显示等操作判断当前状态，确定目标楼层图4电梯控制主程序流程4.2 系统的梯形图软件设计说明为满足多位置、多控制的要求，电梯在接收用户信号的同时，还要不断的处理各种离散信号，即使这样，电梯的运行还是有规律可循的。电梯总是按着一定的程序性、重复的进行动作，电梯运行的这种规律性为编程提供了条件。电梯动作的循环过程为：选层自动定向起动加速运行快慢速切换平层停车开门关门。控制系统设计分为变频器编程和PLC控制软件设计。变频器编程包括控制输入输出端子编程、运行参数编程和控制参数编程，运行参数和控制参数经计算后获得。PLC控制软件采用模块化设计，本论文主要选取选层模块、运行模块、开门关门模块、检修模块和故障自诊断与处理模块进行说明。4.2.1 选层模块用于检测并保持各层站及轿厢内的呼叫信号，决定运行的终点。在没有任何呼叫信号的情况下，只要有一个呼叫信号按钮按下，无论是上行还是下行呼叫，该按钮所在的层站即为运行终点。由电梯所处的当前位置与终点比较，即可确定出运行方向。在已有呼叫信号的情况下，若再有呼叫按钮按下，则根据已确定的运行方向和已有的全部呼叫确定终点。以五层五站为例说明选层模块PLC控制程序。一层至五层的选层控制信号由梯形图（图5）上的内部辅助继电器M2.1M2.5来产生。在其驱动回路中的接点I3.1I3.5为对应的各层的轿内选层指令登记信号，接点I0.1I0.4以及I0.5I0.8为对应各层上行下行厅召唤指令登记信号。由于电梯处于“有司机”运行状态，电梯的选层选向关闭和启动运行均应由司机采操纵，而厅召唤指令则不参与选层和选向。为此，在选层控制继电器M2.1M2.5的驱动回路中，均串接了常开触点Q0.0。继电器Q0.0由门连锁信号接点I1.0和上行、下行选向控制信号接点M3.1、M3.2的并联支路来驱动。因此，若电梯在某层站停靠开门待命时接点I1.0、M1.1、M1.2均为开断状态，使在继电器M2.1M2.5驱动回路中的厅召唤指令信号不起作用，即此时厅召唤指令不参与选层选向控制。选层模块梯形图如图5所示。 I1.0 M3.1 Q0.0 （ ） M3.2 I0.1 Q0.0 M2.1 （ ） I3.1 I3.2 I0.5 Q0.0 M2.2 （ ） I0.2 I3.3 I0.6 Q0.0 M2.3 （ ） I0.3 I3.4 I0.7 Q0.0 M2.4 （ ） I0.4 I0.8 Q0.0 M2.5 （ ） I3.5 图5选层模块梯形图程序与图5所示的梯形图程序所对应的语句表程序如下。LD I1.0 ；I1.0为门连锁开关O M3.1 ；M3.1为上行选向控制继电器O M3.2 ；M3.2为下行选向控制继电器= Q0.0 ；相与的值赋给Q0.0LD I0.1A Q0.0 ；楼层1上行O I3.1 ；轿内楼层1= M2.1 ；楼层1内部辅助器LD I3.2 ；轿内楼层2O I0.5 A Q0.0 ；楼层2下行O I0.2 ；楼层2上行= M2.2 ；楼层2内部辅助器LD I3.3 ；轿内楼层3O I0.6A Q0.0 ；楼层3下行O I0.3 ；楼层3上行= M2.3 ；楼层3内部辅助器LD I3.4 ；轿内楼层4O I0.7A Q0.0 ；楼层4下行O I0.4 ；楼层4上行= M2.4 ；楼层4内部辅助器LD I0.8A Q0.0 ；楼层5下行O I3.5 ；轿内楼层5= M2.5 ；楼层5内部辅助器4.2.2 运行模块用于控制电梯行走、平层，由速度控制子模块、确定停车位置子模块、平层动作子模块构成。停车位置子模块根据运行方向、按钮呼叫状态、终点与当前位置判定运行的前方层站是否需要停车。若在换速点之前，运行方向的下一个层站有与运行方向同向的呼叫信号，或者下个位置为终点，则停车位置子模块发出下一个位置停车信号。换速点利用时间确定，因电梯起动开始行走后，存在加速阶段，故每次运行的第一个楼层高速运行的时间略长，后续连续运行楼层高速运行时间略短，这一高速运行时间由换速时间定时器设定。运行过程中，速度控制子模块检查换速定时器是否到达设定的时间延时，延时到说明到达换速点。如果电梯在行走过程中，检测到停车位置模块发出的下一个位置停车信号，则到达换速点即换用低速进入平层阶段。平层认址子模块在电梯运行过程中，随时检测电梯的当前位置。进入平层阶段后，平层认址子模块检测从换速点到停车位置检测片所需时间t1和从进入检测片到认址传感器进入认址片所需时间t2，t1、t2经模糊量化后，根据相应的模糊控制规则确定出对曳引机和电动机进行直流注入刹车的时刻，发出直流注入刹车信号，同时发出平层结束信号9。运行模块在轿门关门且未执行开/关门模块时，检测到运行方向的上升沿开始执行；在已有运行方向，刚执行完开/关门模块时开始执行。执行运行模块时先松闸，平层结束停稳后抱闸。4.2.3 检修模块用于检修时行走和开门关门控制。在检修状态下，按下轿内或轿顶、或者控制柜上的上行下行按钮，电梯可在1层至5层内低速（0.2m/s）行走，按下轿内开门关门按钮可手动开关门。在旋钮置于维修状态时，不论电梯处于何种位置，都将直接运行到楼层底部，忽略用户的其他指令。其工作流程图如图6示。启动维修 N Y运行至底层正常运行图6维修状态流程图旋钮的默认状态为I0.0断开，在断开时中间继电器M0.0闭合，不论电梯处于什么位置，电梯都直接下行到底层，如果电梯就在底层，则厢门上的限位器传送信号到PLC中，表示电梯已到达目标位置，延迟一段时间后，厢门开启进行维修维护工作，其维修状态时的梯形图程序如图7所示。 I0.0 M0.1 （ ） I0.0 M0.0 （ ） M0.0 M0.2 （ ） VB0 M0.3 M0.2 =B （ R ）1 1 M1.1 （ ）IN TONPT 100ms T37 M0.1 T37 M1.2 10 （ ） 图7 维修状态时的梯形图程序与图7所示的梯形图程序所对应的语句表程序如下：LD I0.0= M0.1 ；正常运行程序LDN I0.0= M0.0 ；维修状态运行LD M0.0= M0.2 ；电梯下行LDB= VB0,1 ；判断当前楼层是否为1层A M0.3 ；电梯到达指定楼层R M0.2,1 ；下行状态被复位= M1.1 ；抱闸停车TON T37,10 ；电梯到位，延迟1SLD M0.1A T37= M1.2 ；延时时间到，开门启动4.2.4 开门关门模块用于开门关门控制。在运行状态下电梯运行到位发出平层结束信号后，开门关门模块发出开门信号，开门至开门限位时停止，经延时后自动关门。电梯停在平层位置时，若有本层上行或者下行按钮呼叫，或安全靴开关闭合，或开门按钮按下，则自动开门至限位；若按下关门按钮，则自动关门至关门限位。若电梯超载，则不关门并报警，超载消除后自动关门。电梯在行走过程中，轿内开门关门按钮无效。在检修状态下，电梯不自动开门关门，利用开门关门按钮手动开门关门。在电梯运行过程中，即使按下开门的按钮，电梯门也不会打开；同样如果电梯门没有完全关闭，电梯不进行上下运行，以此保证乘客的安全，其程序如图8示。 M0.1 M0.3 T37IN TONPT 100ms 10 M0.1 M0.3 T37 I1.4 M1.2 ( ) M1.2 M0.1 T37 I2.1 I1.4 M1.2 ( ) M1.2 图8 开门子程序模块梯形图程序与图8所示的梯形图程序所对应的语句表程序如下：LD M0.1A M0.3TON T37,10 ；电梯定位完成后，开始计时，时长1SLD M0.1A M0.3A T37O M1.2 ；计时结束，门自动打开AN I1.4 ；开门到位后，自锁断开= M1.2 ；开门自锁继电器LD M0.1A T37A I2.1 ；手动开门也必须在延时结束后才能操作O M1.2AN I1.4= M1.2 ；开门自锁继电器IN TONPT 100ms M0.1 I1.4 M0.3 I2.1 T38 20 M0.1 M0.3 T38 I2.1 I1.5 M1.3 （ ） M0.3 I2.2 I1.4 M1.3图9关门子程序模块梯形图程序与图9示的梯形图程序所对应的语句表程序如下：LD M0.1A I1.4A M0.3AN I2.1TON T38,20 ；电梯门打开后，可根据实际情况确定关门的延迟时间；在此程序中，设置为2SLD M0.1A M0.3A T38 ；定时时间到，关门继电器启动LD M0.3A I2.2A I1.4 ；也可随时手动启动关门继电器OLDO M1.3AN I2.1AN I1.5 ；关门结束后，断开关门继电器= M1.3 ；关门自锁继电器 在开门关门程序中，当电梯门处于正在开门的状态时，必须等厢门完全打开后，才能执行关门程序，如图9所示，只有在I1.4闭合后，手动关门才能开始操作；而反过来，当电梯门正处于关门状态时，可通过手动开门按钮I2.1断开自锁继电器M1.3，如图9所示，然后接通开门自锁继电器M1.2，将关门状态转化为开门状态。4.2.5 故障自诊断与处理模块用于在工作过程中自动诊断故障，并根据故障的严重程度进行相应的故障处理。诊断出的故障分为一般性故障和严重故障，停车后一般性故障可手动运行，严重故障则不能手动运行。通过故障自诊可检查出超速、越位、认址传感器故障、开门关门超时、调速系统故障等，保证了电梯的安全运行。该模块还对电梯运行过程中断电后的恢复进行了处理。5 系统设计中的问题及解决方法在设计中，主要面临的问题存在于两个方面：一是机械结构；二是软件设计。由于乘客的安全必须要得到绝对保证，因此在调试中，各种安全装置、保护装置等都必须进行认真地调整和校验，彻底消除各种安全隐患，保证电梯正常、安全、可靠的运行。5.1 硬件方面问题在电梯控制系统中，主要的硬件问题在机械结构上和PLC的外围电路设计和接线处。在电梯控制系统中，设计电梯运行通道和厢体的时候，由于需要采用数量众多的限位器，因此要考虑这些限位器的摆放位置，不仅要考虑在厢体外该如何安置，同样需要考虑是否在通道内有适合的位置安装。对于PLC等电气控制设备的放置，既要便于维修，也要便于与电梯厢连接。由于电梯需要较高的安全防护性，因此在电梯的设计中，不仅要有软件的保护措施，也必须有硬件保护措施，例如，为了防止过冲，要在底层和顶层加装机械式的限位器和抱闸设备，防止电气控制失灵造成严重后果10。对于电梯门的定位限位器需要经过多次调试，才能确定其最合适的位置。在PLC的外围硬件连线方面，主要是要注意电气设备元件的正负极连接，对于一些易耗的设备，加装必要的保护装置，延长其工作时间，并定期检查。5.2 软件方面问题软件方面的主要问题就是，首先要对编写的程序进行软件仿真，即在计算机上利用西门子公司的仿真软件进行检查，主要观察是否有时序逻辑上的重大错误。然后通过模拟硬件的方式检查程序。对程序进行调试和修改的方法依然采用，先各个功能模块各自调试，然后合成控制系统软件进行调试和修改。在控制系统中，由于按钮不知何时被按下，因此需要在每个PLC的扫描周期对所有按钮的情况进行监控。电梯在运行时，按钮被按下后，有时需要改变电梯停靠的楼层，通过增加两个中间寄存器电梯现在所在楼层寄存器和目标楼层寄存器，将最近的楼层和最高（低）的目标楼层都存放在PLC中，通过对输入信号的采集和内部寄存器存放的数值进行比较计算后，输出正确的指令，控制电梯停靠在乘客指定的楼层。参考文献1 邓则名.电器与可编程序控制器应用技术M.北京：机械工业出版社，1997.2 陈建明.电气控制与PLC应用M. 北京：电子工业出版社, 2006.3 连志勇.电梯模型PLC控制系统设计D.西安建筑科技大学硕士学位论文.2005.4 马馨宏.基于PLC的交流货梯控制D.吉利大学硕士学位论文.2007.5 程玉华.西门子S7-200工程应用实例分析M.北京：电子工业出版社，2008.6 王旭标.浅谈PLC在电梯控制系统中的应用J.福建质量信息，2007（1）：112-114.7 高丽丽.PLC控制交流变频调速电梯系统的研究D.山东科技大学同等学力申请硕士学位论文.2003.8 张汉杰.现代电梯控制技术M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1996.9 王平，崔纳新.PLC在电梯控制中的应用J.1999,15(2):44-45.10 GB 75582003,电梯制造与安装安全规范S.致谢本论文是在肖剑老师的悉心指导和热情关怀下完成的。肖老师渊博的学识、严峻的治学态度、诲人不倦的敬业精神及随和的为人之道给我留下了难以磨灭的印象，这将使我终身受益。为此，我要对他致以崇高的敬意和衷心的感谢。在课题选题和研究写作过程中，我查阅了大量书籍资料，也得到了同学的帮助。在此，对这些提供资料的作者表示我真诚的谢意，对给予我帮助的同学表示衷心的感谢。在本科学习的四年中，我与同学建立了深厚的友谊，他们在我遇到困难时无私地伸出援助之手，对他们的帮助我特别感谢。最后，对关心、支持我的亲人和老师致以最衷心的感谢。