毕业设计题目基于PLC的电梯调度问题系别专业班级姓名学号指导教师日期摘要随着我国经济的高速发展，自动控制技术也得到了迅猛发展，而电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具，在工业、商业和民用方面应用已十分广泛，与人们的生活紧密相关。
本文利用西门子S7-200可编程控制器编写的一个四层电梯的控制系统，主要分析并叙述了电梯的控制、运行情况。
目前电梯控制系统主要有三种控制方式：继电器控制系统(早期安装的电梯多继电器控制系统)、PLC控制系统、微机控制系统。
由于PLC具有性能稳定、抗干扰能力强、设计配置灵活等特点。
自80年代后期PLC引入我国电梯行业以来，由PLC组成的电梯控制系统被许多电梯制造厂家普遍采用。
在传统继电器系统的改造工程中，PLC系统一直是主流控制系统。
为了改善电梯的舒适感和运行的可靠性，现在都改为用PLC来控制电梯的运行，这样大大提高了电梯的性能。
本文就是详细介绍PLC的特点及整个设计过程。
关键词：控制系统，电梯，西门子目录摘要.................................................. 错误!未定义书签。
1 概述............................................... 错误!未定义书签。
1.1可编程控制器(PLC)的产生及定义...................... 错误!未定义书签。
1.2 PLC的分类及特点................................... 错误!未定义书签。
1.3 PLC的工作原理..................................... 错误!未定义书签。
1.4 PLC的编程语言 (VI)1.5 PLC在电梯中的应用 (I)1.6 电梯的发展历程 (1)2 电梯的具体介绍 (2)2.1 电梯的定义及组成 (2)2.2 电梯的原理 (3)2.3 电梯的PLC控制系统的功能分析 (5)2.4 电梯PLC控制系统的解决思路 (5)3 电梯硬件设计 (7)3.1 电梯的控制要求 (7)3.2 PLC输入输出点数的确定 (8)3.3 PLC机型的选择 (9)3.4 PLC外部硬件电路的设计 (10)4 附件 (11)4.1 程序流程图 (12)4.2 程序梯形图 (14)致谢 (19)参考文献 (20)1 概述1.1 可编程控制器(PLC)的产生及定义1.1.1 可编程控制器(PLC)的产生20世纪是人类科学技术迅猛发展的一个世纪，电器控制技术也由继电器控制过渡到计算机控制系统。
各种工业用计算机控制产品的出现，对提高机械设备自动控制性能起到关键的作用。
进入21世纪，各种自动控制产品在向着控制可靠，操作简单，通用性强，价格低廉的方向发展，使自动控制的实现越来越容易。
自动控制装置的研究，是为了最大限度的满足人们及机械设备的要求。
曾一度在控制领域占主导地位的继电器控制系统，存在着控制能力弱，可靠性低的缺点，并且设备的固定接线控制装置不利于产品的更新换代。
20世纪60年代末期，在技术浪潮的冲击下，为使汽车结构及外型不断改进，品种不断增加，需要经常变更生产工艺。
这就希望在控制成本的前提下，尽可能缩短产品的更新换代周期，以满足生产的需求，使企业在激烈的市场竞争中取胜。
美国通用汽车公司(GM)1986年提出了汽车装配生产线改造项目控制器的十项指标，即新一代控制器应具备的10项指标：（1）编程简单，可在现场修改和调试程序；（2）维护方便，采用插入式模块结构；（3）可靠性高于继电器控制系统；（4）体积小于继电器控制柜；（5）能与管理中心计算机系统进行通信；（6）成本可与继电器控制系统相竞争；（7）输入量是115V交流电压（美国电网电压110）；（8）输出量是115V，输出电流在2A，能直接驱动电磁阀；（9）系统扩展时，原系统只需作很小改动；（10）用户程序存储器容量至少4KB。
1969年，美国数字设备公司(DEC)首先研制出第一台符合要求的控制器，及可编程逻辑控制器，并在美国GE公司的汽车自动装置上试用成功。
此后，这项研究技术迅速发展，从美国、日本、欧洲普及到全世界。
我国从1976年开始研制，1977年应用于工业控制。
目前世界上已有数百家厂商生产可编程控制器，型号多达数百种。
1.1.2 可编程控制器(PLC)的定义IEC在1987年对可编程控制器(PLC)下的定义是：可编程控制器(PLC)是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计；它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑计算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令；并通过数字式或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统连成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。
由上述定义可见，PLC是工业专用计算机，这种计算机采用面向用户的指令，因而编程方便。
它能完成“逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作”，还具有“数字量,模拟量输入/输出控制”的能力。
并且容易与“工业控制系统连为一体”，易于扩充。
因而可以说PLC是近乎理想的工业控制计算机。
1.2 PLC的分类及特点1.2.1 PLC的分类目前，可编程控制器(PLC)产品种类很多，型号和规格也不统一。
通常只能按照其用途、功能、结构、点数等进行大致分类。
（1）按点数和功能分类可编程控制器用于对外部设备的控制，外部信号的输入及PLC运算结果的输出都要通过PLC输入，输出端子来进行接线，输入输出端子的数目之和被称作PLC的输入，输出点数，简称I/O点数。
为满足不同控制系统处理信息量的需求，PLC具有不同的I/O点数、用户程序存储量和控制功能。
由I/O点数的多少可将PLC分成小型，中型和大型。
小型PLC的I/O点数小于256点，以开关量控制为主，具有体积小，价格低的优点。
适合小型设备的控制。
中型PLC的I/O点数在256—1024之间，功能比较丰富，兼有开关量和模拟量的控制能力，适用于较复杂的逻辑控制和闭环过程控制。
大型PLC的I/O点数在1024点以上，用于大规模过程控制，集散式控制和工厂自动化网络。
各厂家可编程控制器产品的自我定义的大、中、小各有不同。
如有的厂家建议小型PLC为512点一下，中型PLC为512—2048点，大型PLC在2048点以上。
在大型安装中，长距离输入/输出站点安放在最优地点。
长距离站通过同轴电缆双扭线连向CPU，这种配置大大减少了物料和劳力，长距离子系统方法也意味着系统不同部分可在到达安装场地前由PLC制造商预先连好线，这一方法大大减少了电气技术人员的现场安装时间。
从一开始，PLC便以易维护作为设计目标。
由于几乎所有器件都是固态的，维护时只需更换模块级插入式部件，故障检测电路将诊断指示器嵌在每一部件中，就能指示是否正常工作，借助于编程设备可见输入/输出是ON还是OFF，还可写编程指令来报告故障。
PLC的这些及其它特性使之成为任何一个控制系统的有益部分。
一旦安装后，其作用立即显现，其收益也马上实现，向其他智能设备一样,PLC的潜在优点还取决于应用时的创造性。
1.3 PLC的工作原理PLC具有微机的许多特点，但它的工作方式却与微机有很大不同。
微机一般采用等待命令的工作方式。
PLC则采用循环扫描工作方式。
在PLC中，用户程序按先后顺序存放，CPU从第一条指令开始执行程序，直至遇到结束符后又返回第一条。
如此周而复始不断循环。
每一个循环称为一个扫描周期。
所谓I/O刷新即对PLC的输入进行一次读取，将输入端各变量的状态重新读入PLC 中存入内部寄存器，同时将新的运算结果送到输出端。
这实际是将输入、输出状态的寄存器内容进行了一次更新，故称为“I（输入）/O(输出) 刷新” 。
由此可见，若输入变量在I/O刷新期间状态发生变化，则本次扫描期间输出端也会相应的发生变化，或者说输出输入产生了响应。
反之，若在本次I/O刷新之后，输入变量才发生变化，则本次扫描输出不变，即不响应，而要到下一次扫描期间输出才会产生响应。
由于PLC采用循环扫描的工作方式，所以它的输出对输入的响应速度要受扫描周期的影响。
扫描周期的长短主要取决于这几个因数：一是CPU执行指令的速度，二是每条指令占用的时间，三是指令条数的多少，即程序的长短。
对于慢速控制系统，响应速度常常不是主要的，故这种方式不但没有坏处反而可以增强系统抗干扰能力。
因为干扰常是脉冲式的、短时的，而由于系统响应较慢，常常要几个扫描周期才响应一次，而多次扫描后，瞬间干扰所引起的误动作将会大大减少，故故增加了抗干扰能力。
但对控制时间要求较严格、响应速度要求较快的系统，这一问题就需慎重考虑。
应对响应时做出精确的计算，精心编排程序，合理安排指令的顺序，以尽可能减少周期造成的响应延时等的不良影响。
1.4 PLC的编程语言PLC为用户提供了完整的编程语言，以适应编制用户程序的需要。
PLC提供的编程语言通常有以下几种：梯形图、指令表、功能图和功能块图。
（1）梯形图(LAD)梯形图(LAD)编程语言是从继电器控制系统原理图的基础上演变而来的。
PLC梯形图与继电器控制系统的基本思想是一致的，只是在使用符号和表达方式上有一定区别。
梯形图的一个关键概念是“能流”(Power Flow)。
如果有“能流”从左至右流向线圈，则线圈被激励。
如没有，则线圈未被激励。
“能流”以通过被激励(ON)的常开接点和未被激励(OFF)的常闭接点自左向右流。
“能流”在任何时候都不会通过接点自右向左流。
在梯形图中，触点代表逻辑“输入”条件，如开关、按钮、内部条件等；线圈通常代表逻辑“输出”结果，如灯、电机接触器、中间继电器等。
对S7—200 的PLC来说，还有一种输出“盒”，它代表附加的指令，如定时器、计数器和功能指令等。
梯形图语言简单明了，易于理解，是所有编程语言的首选。
（2）指令表(STL)指令表(STL)编程语言类似于计算机中的助记符语言，它是可编程控制器最基础的编程语言。
所谓指令表编程，是用一个或几个容易记忆的字符来代表可编程控制器的某种操作功能。
（3）顺序功能流程图(SFC)顺序功能流程图(SFC)编程是一种图形化的编程方法，亦称功能图。
使用它可以对具有选择等复杂结构的系统进行编程，许多PLC都提供了用于SFC编程的指令。
（4）功能块图(FBD)S7—200的PLC专门提供了FBD编程语言，利用FBD可以查看到像普通逻辑门图形的逻辑盒指令。
它没有梯形图编程器中的触点和线圈，但有与之等价的指令，这些指令是作为盒指令出现的，程序逻辑由这些盒指令之间的连接决定。
也就是说，一个指令(例如AND盒)的输出可以允许另一条指令(例如定时器)，这样可以建立所需要的控制逻辑。