摘 要
随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在人们的生活中占有着越来越重要的地位。在高层建筑中，电梯更是不可缺少的垂直运输设备。随着高层建筑飞速发展的今天，电梯行业也随之进入了新的发展时期,电梯控制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，其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现的。
本文针对我国电梯行业的现状，将可编程序控制器PLC应用于五层电梯进行逻辑控制，通过合理的选择和设计，不但提高了电梯可靠性、可维护性和灵活性，同时大大延长了电梯的使用寿命，缩短了电梯的开发周期，从而改善了电梯的控制水平，提高了电梯运行的舒适感，使电梯达到了较为理想的控制效果。本文设计的电梯与传统的电梯相比，在运行过程中具有更为良好的舒适感，在生活中可以节约电能，取得了良好的经济效益和社会效益，达到了理想的目的。该电梯控制系统具有指层、厅召唤、选层选向、手动和自动等功能，具有集选控制的特点。
在介绍电梯基本结构的基础上，深入分析了电梯的工作原理，阐述了PLC的优点及特点，重点分析了电梯的硬件设计和软件设计，研究并提出了基于PLC电梯控制系统设计的实现方案，最后对本论文的研究内容进行了总结与展望。
关键词：电梯；PLC；控制
ABSTRACT
With the city construction's continuous development , the amount of high-rise buildings is increasing rapidly ，which makes the role that elevator played in people's daily life become more and more important. Especially in the high-rise building, the elevator is not a lack of vertical transportation equipment. With the rapid development of high-rise buildings of today, the lift industry also has entered a new period of development, elevator control technology has been developed to the FM speed regulator, the logic control by the PLC to replace the original relay control, many of its functions traditional relay control system can not be achieved.
The design for the status of China's elevator industry will be a programmable logic controller (PLC) used for four-storey elevator control logic, through the rational selection
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and design, not only to improve the reliability of the elevator, maintainability, and flexibility, while extending the of life and shorten the development cycle of the elevator and the elevator control to raise the level of the elevator operation to improve the comfort, so that the lift to reach a more satisfactory control effect. In this paper, the design of the elevator by the elevator when compared with the traditional, in the run with good comfort, in life can save energy, and achieved good economic and social benefits to achieve the desired purpose. The elevator control system has a mean layer, the Office of calls to the layer selected, manual and automatic functions with a set of features to control the election.
In introducing the basic structure of the lift on the basis of the depth analysis of the working principle of the elevator, on the merits and characteristics of PLC, the focus of an analysis of the lift hardware design and software design, research and PLC based control system designed to lift the achievement of the program. Finally, the study of this thesis are summarized and prospects.
Key words：elevator；PLC；control
目 录
摘 要 ................................................................................................................................................... 1 ABSTRACT............................................................................................................................................... 1 1 前言 ....................................................................................................................................................... 3
1.1 综述电梯的发展史 ..................................................................................................................... 4 1.2 电梯的硬件分析......................................................................................................................... 5
1.2.1 电梯的组成 ...................................................................................................................... 5 1.2.2 电梯的主要电气设备 ...................................................................................................... 7 1.2.3 电梯的主要安全保护装置 .............................................................................................. 8 1.2.4 电梯的工作原理 .............................................................................................................. 9
2 可编程控制器（PLC） ...................................................................................................................... 10
2.1 PLC的简介 ................................................................................................................................ 10
2.1.1 PLC的定义 ..................................................................................................................... 10 2.1.2 PLC的主要功能和应用 ................................................................................................. 10 2.1.3 SIMATIC S7-300系列PLC系统基本构成 ..................................................................... 11 2.2 S7-300系列PLC模块性能简介 ................................................................................................. 12
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2.3 PLC的工作原理 ........................................................................................................................ 13 2.4 PLC控制系统总体设计思路 .................................................................................................... 14 3 系统硬件设计 ..................................................................................................................................... 15
3.1 PLC控制系统硬件设计 ............................................................................................................ 15
3.1.1 PLC控制系统的基本设计原则 ..................................................................................... 15 3.1.2 主要设计思路 ................................................................................................................ 15 3.2 电梯自动门系统设计 ............................................................................................................... 18 3.3 曳引电动机设计....................................................................................................................... 19 3.4 换速和平层感应器装置 ........................................................................................................... 21 3.5 电梯安全保护环节 ................................................................................................................... 21 3.6 运行方向灯、轿内指令及厅外召唤信号灯 ........................................................................... 23 3.7 系统控制要求分析 ................................................................................................................... 24 3.8 PLC控制系统的I/O点数计算与分配 ....................................................................................... 24 4 系统软件设计 ..................................................................................................................................... 28
4.1 控制系统的软件设计方法 ....................................................................................................... 28
4.1.1 软件设计的特点 ............................................................................................................ 28 4.1.2 软件设计流程图 ............................................................................................................ 28 4.2 轿厢门开关程序....................................................................................................................... 30 结 论 ................................................................................................................................................. 31 参 考 文 献 ........................................................................................................................................... 32 致 谢 ................................................................................................................................................. 33 附 录 ................................................................................................................................................. 34
1 前言
随着不断发展的城市建设和不断增多的高层建筑，电梯在国民经济和生活中有着越来越广泛的应用。电梯作为高层建筑中垂直运行的运输设备，已经与人们的日常生活密不可分。实际上电梯是根据外部和内部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式控制系统，单纯运用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，电梯控制系统采用的是随机逻辑方式控制。
目前电梯的控制普遍采用两种方式：第一种控制方式是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，从而实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制由变频器来完成；第二种控制方式是采用可编程控制器(PLC)取代微机来实现信号集选控制。从性能和控制方式上来说，这两种控制方式并没有太大的区别。国内厂家大都选择第二种方式，其原因是国内厂家的生产规模较小、自己设计和制造微机控制装置成本较高；而可编程控制器(PLC)具有可靠性高、程序设计方
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便灵活、抗干扰能力强、运行稳定等特点，所以在现在的电梯控制系统中广泛采用可编程控制器(PLC)来实现。
1.1 综述电梯的发展史
在现代社会和经济活动中，电梯已经是城市物质文明的一种标志。在高层建筑中，电梯是不可缺少的垂直运输设备。每幢大型高楼都可以说是一座垂直的城市。电梯不仅是代步的工具，也是人类物质文明的标志。 电梯问世不过100多年，但其发展神速。作为升降设备，据说它起源于公元前236年古希腊阿基米德设计的一种人力驱动的卷筒卷扬机。事实上，早在公元前1115年至1079年之间我国劳动人民就已经开始使用“桔棒”、“辘护”等人力升降机。 18世纪末瓦特发明了蒸汽机后，人们尝试用蒸汽机来驱动。1852年，美国人伊莱沙·格雷夫斯·奥的斯（Elisha Gravies Otis）发明了世界上第一部以蒸汽机为动力、配有安全装置的载人升降机。这是世界上第一台具有安全装置的电梯，在电梯历史上具有划时代的意义。1889年，奥的斯公司推出了第一台电力驱动齿轮直接传动电梯。1903年，奥的斯公司设计出了槽轮式驱动电梯。槽轮式驱动也称为曳引式驱动，是在曳引绳的一端提升重物，另一端为平衡重，依靠曳引绳与开有绳槽的曳引轮之间的磨擦来驱动重物作垂直运动。其设计思想为长行程并具有高度安全性的现代电梯奠定了基础。 电梯曳引传动控制技术也经历了由简单到复杂的发展阶段。 从19世纪末电梯问世开始，对于调速性能要求较高的电梯，都是采用直流电机控制。直流电机控制系统具有调速范围宽、可连续平衡地调速以及控制方便、灵活、快捷、准确等优点。然而，早期的直流电机控制系统往往是直流发电机一电动机组调速系统，其体积、重量、能耗和噪声都很大。 由于交流单速控制和交流双速控制电梯的结构简单、价格较低、使用维护方便，所以从电梯问世至今，交流单速控制和交流双速控制一直广泛地应用于调速性能要求不高的场合。交流双速电梯是靠改变定子绕组接线以变换电动机极对数P的方法进行调速。变极调速转速是成倍地变化，因此调速的平滑性差，但它在每个转速等级运转时，都具有较硬的机械特性，稳定性好，但乘坐舒适感差，普遍应用于货梯。 1967年，由于电子技术及半导体器件的发展，出现了交流调压调速(ACVV)控制。交流调压调速是通过控制电动机定子绕组电压来改变转差率s的方法实现调速。交流调压调速系统采用调节器调节晶闸管交流调压电路中晶闸管的触发脉冲相位，即调节电动机的端电压，达到改变转速的目的。交流调压调速控制电梯在起动、稳速及制动的全过程中实现了闭环控制，将速度给定曲线以模拟量或数字量的形式送入电梯传动系统，在反馈控制的作用下，使电机转速跟踪给曲线变化。其制动减速可采用能耗制动、反接制动等方式，乘坐舒适感、平层精度均优于变极调速双速电梯，其缺点是电动机转子的发热较大、能量消耗较大。 - 4 -
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1976年，微处理器应用于电梯控制。在1980年，出现了将微机用于速度控制和运行管理控制的全电子化交流反馈控制的电梯，其精确的控制使电梯的舒适感和群控性能得到进一步提高。应用微机取代继电器控制逻辑实现闭环控制，进一步提高电梯的性能和可靠性，并减少现场调试要求，是电梯控制技术的方向。
1984年，由于固态功率器件的不断发展及微机技术的应用，出现了交流变频调速(VVVF)电梯控制系统。交流变频调速是通过调节电机定子绕组供电电压的幅值及频率来调速的。它通过电压、电流和速度的信号反馈，由计算机对交流电动机进行精确调节控制，使电梯运行效率大大提高，运行性能更加完善。VVVF电梯以其独特的先进技术和性能，实现了节能、快速、舒适、平层、准确、低噪音、安全等目标。由于其具有优越的调速性能、显著的节能效果，已取代交流调压调速电梯成为电梯控制方式的主流。
在电梯控制系统方面，目前国外发达国家的电梯正在推广32位微机控制系统。并已经开始淘汰16位以下微机控制系统。利用微机对电梯的控制不仅能使系统的动态品质的提高，也将大大提高电梯运行效率。它们都采用闭环反馈单微处理机控制系统或多微处理机协调控制系统。在电梯传动系统方面，采用交流变压变频(VVVF)调速技术，使电梯从超低速到高速无级调速高精度运行，具有节能、对电网污染小、乘坐舒适感佳等优点。在交流电机变频调速控制系统中通常采用矢量控制技术，这种控制方式能使得电机在各种速度运行时具有良好的机械特性，特别是在低速控制性能尤为突出。在电梯反馈系统方面，采用绝对值位置编码器从电梯轿厢上反馈轿厢绝对位置信号，对曳引电机进行以距离为原则的控制，以实现直接平层技术，来达到优越的电梯运行效果。
1.2 电梯的硬件分析
1.2.1 电梯的组成
电梯是机与电合一的大型复杂产品，机械部分相当于人的躯体，电器部分相当于人的神经。机与电的高度合一，使电梯成了现代科学技术的综合产品.对于电梯的结构而言，传统的方法是分为机械部分和电器部分，但以功能系统来描述，则更能反映电梯的特点。下面简单介绍一下电梯机械部分的结构，而我们主要目的是怎样去控制它。
(1)曳引系统
曳引系统的主要功能是输出与传递动力，使电梯运行。主要由曳引钢丝绳，导向轮，反绳轮等组成。
(2)导向系统
导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。主要由导轨，导靴和导轨架等组成。
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(3)轿厢
轿厢是运送乘客和货物的电梯组件，是电梯的工作重要部分之一。轿厢由轿厢架和轿厢体组成。
(4)门系统
门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口。由轿厢门、层门、开门机、门锁等装置组成。
(5)重量平衡系统
重量平衡系统的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯工作中能使轿厢与对重间的重量差保持在限额之内，保证电梯的曳引传动正常。系统主要由对重和重量补偿装置组成。
(6)电力拖动系统
电力拖动系统的功能是提供动力，实行电梯速度的控制。电力拖动系统由曳引电动机、供电系统、速度反馈装置、电动机调速装置等组成。
(7)电气控制系统
电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制。电气控制系统主要由操纵装置、位置显示装置、控制屏(柜)、平层装置、选层器等装置组成。
(8)安全保护系统
保证电梯安全使用,防止一切危及人身安全的事故发生。由电梯限速器、安全钳、缓冲器、安全触板、层门门锁、电梯安全窗、电梯超载限制装置、限位开关等装置组成。
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图1.1 电梯机械部分结构示意图
1.2.2 电梯的主要电气设备
(1)曳引电动机：
齿轮曳引系统作为电梯的提升机构，主要由驱动电动机、电磁制动器（也称电磁抱闸）、减速器及曳引轮等组成。
(2)自动门机
用来完成电梯的开门与关门：电梯的门由厅门（每层站一个）和轿门（只有一个）。
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只有当电梯停靠在某层站时，此层厅门才允许开启（由门机拖动轿门，轿门带动厅门完成）；也只有当厅门、轿门全部关闭后才允许启动运行（检修状态时，可以在不关门的状态下运行）。
(3)层楼指示
层楼指示也叫层显，过去常由低压灯泡构成，安装在每层站厅门的上方和轿厢内轿门的上方；现多由七段数码管组成，与呼梯盒、运行方向指示做成一体结构。
(4)呼梯盒
呼梯盒也叫召唤按钮或外呼盒，用以在每层站召唤电梯。常安装在厅门外，离地1m左右的墙壁上。基站与顶站只有一个按钮，中间层站由上呼和下呼两个按钮组成。按钮带有呼梯记忆灯，灯亮时表示呼梯信号已经被接收并记忆；当电梯满足呼梯要求并停层开门时，呼梯记忆灯熄灭。基站的呼梯盒上，常带有钥匙开关，供电梯管理员开关电梯。
(5)操纵箱
操纵箱安装在轿厢内，供司机及乘客对电梯发布动作指令。操纵箱上设有与电梯层数相同的内层选按钮（带指示记），上、下行启动按钮(带上、下行指示记忆灯，检修时用)，开、关门按钮，急停按钮，电梯运行状态选择钥匙开关（选择电梯是自动运行还是检修状态）以及风扇、照明等的控制开关。
(6)平层及开门装置
该装置由磁铁板和上、下平层感应器1KR、2KR组成。上行时，1KR首先插入隔铁磁板，发出减速信号，电梯开始减速，至2KR插入隔磁铁板时，发出停车及开门信号，电机停转，机械抱闸；下行时，2KR首先插入隔磁铁板，发出减速信号至1KR插入隔磁铁板时，发出停车及开门信号。
(7)停层装置
在电梯的井道内每层站装有一只磁铁板，当轿厢运动到相应层站时，磁铁板插入平层感应器内，以此检测电磁所处位置和产生平层信号。
(8)安全窗及其开关，安全钳及其开关，限速器及其开关，上、下行限位开关，上、下行强迫停止开关，极限开关。 1.2.3 电梯的主要安全保护装置
(1) 电磁制动器:装于曳引机轴上，一般采用直流电磁制动器，启动时通电松闸，停层后断电制动。
(2) 强迫减速开关:起分别装于井道的顶部和底部，当轿厢驶过端站换速未减速时，轿厢上撞块就触动此开关，通过电器传动控制装置，使电动机强迫减速。
(3) 限位开关:当轿厢经过端站平层位置后仍未停车，此限位开关立即动作，切断电源并制动，强迫停车。
(4) 行程极限保护开关:当限位开关不起作用，轿厢经过端站时，此开关动作。
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(5) 急停按钮:装于轿厢司机操纵盘上，发生异常情况时，按此按钮切断电源，电磁制动器制动，电梯紧急停车。
(6) 厅门开关:每个厅门都装有门锁开关。仅当厅门关上才允许电梯启动;在运行中如出现厅门开关断开，电梯立即停车。
(7) 关门安全开关:常见的是装于轿厢门边的安全触板，在关门过程中如安全触板碰到乘客时，发出信号，门电机停止关门，反向开门，延时重新开门，此外还有红外线开关等。
(8) 超载开关:当超载时轿底下降开关动作，电梯不能关门和运行。 (9) 其它的开关:安全窗开关，钢带轮的断带开关等。 1.2.4 电梯的工作原理
曳引绳两端分别连着轿厢与配重（又称对重），缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮的摩擦产生牵引力，实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中产生偏斜或摆动。常闭式制动器在电动机工作时间松闸，使电梯运转，在失电情况下制动，使轿厢停止升降，并在指定层站上维持其静止状态，供人员和货物出入。轿厢是运载乘客或其他载荷的箱体部件，对重用来平衡轿厢载荷、减少发动机功率。补偿装置用来补偿曳引绳运动中的张力和重量变化，使曳引电动机负载稳定，轿厢得以准确停靠。电气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测速、照明工作。指示呼叫系统随时显示轿厢的于东方向和所在楼层位置。安全装置保证电梯运行安全。
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可编程逻辑控制器（PLC）简介
2.1 PLC的简介
2.1.1 PLC的定义
1982年，国际电工委员会(International Electrical Committee IEC)颁布了PLC标准草案，1985年提交了第2版，1987年的第3版对PLC作了如下的定义：PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输人和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则而设计。
上述的定义表明，PLC是一种能直接应用于工业环境的数字电子装置，它有与其他顺序控制装置不同的特点。 2.1.2 PLC的主要功能和应用
PLC的主要功能和应用如下：
(1) 开关逻辑和顺序控制这是PLC应用最广泛、最基本的场合。它的主要功能是完成开关逻辑运算和进行顺序逻辑控制，从而可以实现各种简单或十分复杂的控制要求。
(2) 模拟控制在工业生产过程中，由许多连续变化的物理量需要进行控制，如温度、压力、流量、液位等，这些都属于模拟量。为了实现工业领域对模拟量
控制的广泛要求，目前大部分PLC产品都具备处理这类模拟量的功能。特别是在系统中模拟量控制点数不多，同时混有较多的开关量时，PLC具有其他控制装置所无法比拟的优势。另外某些PLC产品还提供了典型控制策略模块，如PID模块，从而可实现对系统的PID等反馈或其他模拟量的控制运算。
(3) 定时控制PLC具有很强的定时、计数功能，它可以为用户提供数十甚至上百个定时与计数器。其定时时间间隔可以由用户加以设定。对于计数器，如果需要对于频率较高的信号进行计数，可以选择高速计数器。
(4) 数据处理新型PLC都具有数据处理的能力，它不仅能进行算术运算，数据传送，而还能进行数据比较、数据转换、数据显示打印等功能，有些PLC还可以进行浮点运算、函数运算。
(5) 信号连锁系统信号连锁是安全生产所需的。在信号连锁系统中，采用高可靠性的PLC是安全生产的要求。对安全要求高的系统还可采用多重的检出元件和连锁系统，而对其中的逻辑运算等，可采用冗余的PLC实现。
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2.1.3 SIMATIC S7-300系列PLC系统基本构成
SIMATIC S7-300系列PLC是模块化中小型PLC系统，它能满足中等性能要求的应用，模块化，无排风扇结构，易于实现分布，易于用户掌握等特点使得S7-300成为各种从小规模到中等性能要求控制任务的方便又经济的解决方案。SIMATIC S7-300有着广泛的应用领域，主要包括：纺织机械、各种机床、通用机械工程应用、电器制造工业及相关产业。多种性能递增的CPU和丰富的且带有许多方便功能的I/O扩展模块，使用户可以完全根据实际应用选择合适的模块。当任务规模扩大并且愈加复杂时，可随时使用接口模块对PLC进行扩展。S7-300是模块化的组合结构，根据应用对象的不同，可选用不同型号和不同数量的模块，并可以将这些模块安装在同一机架(导轨)或多个机架上。除了电源模块、CPU模块和接口模块外，一个机架上最多只能再安装8个信号模块或功能模块。CPU314/315/315-2DP最多可扩展4个机架，IM360/IM361接口模块将S7-300背板总线从一个机架连接到下一个机架，SIMATIC S7-300系列PLC是模块化结构设计，各种单独模块之间可进行广泛组合和扩展。其系统构成如图2.1所示。它的主要组成部分有导轨(RACK)、电源模块(PS)、中央处理单元模块(CPU)、接口模块(IM)、信号模块(SM)、功能模块(FM)等。它通过MPI网的接口直接与编程器PG、操作员面板OP和其它S7PLC相连。
IM 365 SM 321 ··· SM 322
PS307电源模块 CPU模块 处理器部件 通信部件 MPI 背板总线 OP PG 其他PLC IM 365 FM 351 SM 331 SM 332
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某大学泉城学院毕业设计 图2.1 S7-300系列PLC系统构成框图
2.2 S7-300系列PLC模块性能简介
(1) CPU模块
S7-300有CPU312 IFM、CPU313、CPU314、CPU314 IFM、CPU315/315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP等8种不同的中央处理单元可供选择。CPU315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP都具有现场总线扩展功能。CPU以梯形图LAD、功能块FBD或语句表STL进行编程。
(2) 信号模块 ① 数字量输入模块
数字量输入模块将现场过程送来的数字信号电平转换成S7-300内部信号电平。数字量输入模块有直流输入方式和交流输入方式。对现场输入元件，仅要求提供开关触点即可。输入信号进入模块后，一般都经过光电隔离和滤波，然后才送至输入缓冲器等待CPU采样。采样时，信号经过背板总线进入到输入映像区。
数字量输入模块SM321有四种型号模块可供选择，即直流16点输入、直流32点输入、交流16点输入、交流8点输入模块。
② 数字量输出模块
数字量输出模块SM322将S7-300内部信号电平转换成过程所要求的外部信号电平，可直接用于驱动电磁阀、接触器、小型电动机、灯和电动机启动器等。
晶体管输出模块只能带直流负载，属于直流输出模块； 可控硅输出方式属于交流输出模块；
继电器触点输出方式的模块属于交直流两用输出模块。
从响应速度上看，晶体管响应最快，继电器响应最慢；从安全隔离效果及应用灵活性角度来看，以继电器触点输出型最佳。
③ 模拟量输入模块
SM331主要由A/D转换部件、模拟切换开关、补偿电路、恒流源、光电隔离部件、逻辑电路等组成。A/D转换部件是模块的核心，其转换原理采用积分方法，被测模拟量的精度是所设定的积分时间的正函数，也即积分时间越长，被测值的精度越高。SM331可选四档积分时间：2.5ms、16.7ms、20ms和l00ms，相对应的以位表示的精度为8、12和14。
④ 模拟量输出模块
模拟量输出模块SM332目前有三种规格型号，即4AO×l2位模块、2AO×12位模块和4AO×l6位模块，分别为4通道的12位模拟量输出模块、2通道的12位模拟量输出模块、4通道的16位模拟量输出模块。
SM332可以输出电压，也可以输出电流。在输出电压时，可以采用2线回路和4
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线回路两种方式与负载相连。采用4线回路能获得比较高的输出精度。
(3) PS307电源模块
PS307是西门子公司为S7-300专配的24VDC电源。PS307系列模块除输出额定电流不同外(有2A、5A、10A三种)，其工作原理和各种参数都相同。
PS307可安装在S7-300的专用导轨上，除了给S7-300 CPU供电外，也可给I/O模块提供负载电源。
(4) 接口模块(IM)
接口模板(IM360/361)用来在机架之间传递总线。IMS接口代表发送，IMR接口代表接收。接口模板必须安装到特定的插槽。如果需要，在扩展机架可以安装辅助电源。对于双层组态，硬连线的IM365接口模板较为经济(不需要辅助电源，在扩展机架上不能使用CP模板)。
2.3 PLC的工作原理
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。 如下图2.2所示。
图2.2 PLC的运行阶段
(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)。
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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。
(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。
2.4 PLC控制系统总体设计思路
本设计以PLC作为工具对五层电梯的各种操作进行控制。PLC控制系统设计一般分为以下几个步骤：
①熟悉被控对象（本次设计的对象为五层电梯），制定控制方案。 ②确定I/O点数。
③选择PLC机型（本次设计采用西门子S7-300PLC）。 ④选择输入、输出设备，分配PLC的I/O地址。 ⑤程序设计（包括梯形图的绘制）。 ⑥系统调试。
⑦编制相关技术文件。
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3 系统硬件设计
3.1 PLC控制系统硬件设计
3.1.1 PLC控制系统的基本设计原则
任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：
(1)最大限度地满足被控对象的控制要求
充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料。
(2) 保证PLC控制系统安全可靠
保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如:应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行，而在非正常情况下(如突然掉电再上电、按钮按错等)，也能正常工作。
(3)力求简单、经济、使用及维修方便
一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。
(4)适应发展的需要
由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/0点数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。 3.1.2 主要设计思路
(1) 信号控制系统
电梯信号控制基本由PLC软件实现。电梯信号控制系统如图3.1所示，输入到PLC的控制信号有：运行方式选择、运行控制、轿内指令、层站召唤、安全保护信息、旋转编码器光电脉冲、开关门及限位信号、门区和平层信号等。
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运行方式选择运行控制信号安全保护信号呼梯信号显示内指令信号输入接口输出接口楼层显示外指令信号PLC运行方式指示光电脉冲呼梯铃开关门控制开关门信号门区或平层信号拖动控制系统 图3.1 电梯PLC信号控制系统框图
(2) 电梯操作方式
① 单轿厢下集选控制登记所有轿厢和厅门下行召唤；轿厢上行是只答应轿厢召唤，直至最高层；自动改变运行方向为下行，应答厅门下行召唤。 ② 单轿厢全集选登记所有厅门和轿厢召唤；上行时顺应答轿厢和厅门上召唤。直至最高层自动反向应答下行召唤和轿厢召唤。 (3) 速度给定曲线
为了满足舒适感提高运输效率及正确平层要求，电梯的速度给定曲线是一个关键环节。人们对于速度变化的敏感度主要是加速度的变化率，舒适感就意味着要平滑的加速和减速。
为了获得良好的舒适感，将电梯的起制动速度曲线设计成由两段抛物线 (S曲线)及一段直线构成，而这一曲线形状的构成及改变，则是由加速度斜率及S曲线变化率决定的。加速斜率是以速度给定从0加速到1000转/分所需要的时间来定义的。其意义为加速度由0加速到1000转/秒2所需要的时间。因此通过改变起动加速时间可获得不同的起动曲线斜率。增大加速时间值起动曲线变缓，反之，起动曲线变急。同理，增加S曲线变化率起动曲线弯曲部分变缓，反之，起动曲线弯曲部分变急。而S曲线变化率的变化，也可通过改变S曲线起始、终加速时间来实现，本设计采用的VS-616G5变频器就具有S曲线加速时间设定功能，故将加速时间和S曲线加速时间配合调整，即可获得理想的起动曲线。同理，制动曲线也可按此方法调整。理想的电梯速度给定曲线如图所示，图中a为加速度，v为速度。如图3.2所示。
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a/vvat50t1t2t3t4t6t
图3.2 速度运行曲线
(4)减速及平层控制
电梯的工作特点是频繁起制动，为了提高工作效率、改善舒适感，要求电梯能平滑减速至速度为零时，准确平层，即“无速停车抱闸”不要出现爬行现象或低速抱闸，即直接停止，要做到这一点关键是准确发出减速信号，在接近层楼面时按距离精确的自动矫正速度给定曲线。
图3.3 PLC控制的五层电梯及网络控制示意图
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3.2 电梯自动门系统设计
表3.1 门电机主要技术参数
额定功率 80W
额定电流 0.65A
额定电压 220VAC
额定转速 930r/min
额定频率 50HZ
绝缘等级 B级
任何种类的电梯绝大多数均要有开关门的机构，该机构可以是人工手动的，也可以是电气机械自动的。但现今已很少见到手动开关门的电梯了，仅仅对小型杂物电梯和简易居民住宅电梯才使用手动开关门。对自动开关门机构(或称之为“自动门系统’)的要求及其速度调节方法要求如下：
① 自动门机构必须随电梯轿厢移动，即要求把自动门机构安装于轿厢顶上，除了能带动轿厢门启闭外，还应能通过机械方法使电梯轿厢在各个层楼门区安全范围内能方便地使各层的外层门也能随着轿厢门的启闭而同步启闭。
② 当轿厢门和某层楼的层门闭合后，应由电气机械设备的机械钩子和电气接点予以表现和考核。
③ 开关门动作平稳，不得有剧烈的抖动和异常响声，按国家标准规定，开关门系统在开关门过程中其运行噪声不得大于65dB(A级)。
④ 关门时间一般为3-5s，而开门时间一般为2.5-4s。 ⑤ 自动门系统调整简单方便，便于维修。
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图3.4 开关门电机主电路
3.3 曳引电动机设计
电梯曳引电动机是电梯的动力设备，又称电梯主机。功能是输送与传递动力使电梯运行。它由电动机、制动器、联轴器、减速箱、曳引轮、机架和导向轮及附属盘车手轮等组成。电梯的曳引电动机有交流电动机和直流电动机，曳引电动机是驱动电梯上下运行的动力源。电梯是典型的位能性负载。根据电梯的工作性质，电梯曳引电动机应具有以下特点：
(1)能频繁地起动和制动：电梯在运行中每小时起制动次数常超过100次，最高可达到每小时180～240次，因此，电梯专用电动机应能够频繁起、制动，其工作方式为断续周期性工作制。
(2)起动电流较小：在电梯用交流电动机的鼠笼式转子的设计与制造上，虽然仍
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采用低电阻系数材料制作导条，但是转子的短路环却用高电阻系数材料制作，使转子绕组电阻有所提高。这样，一方面降低了起动电流，使起动电流降为额定电流的2．5～3.5倍左右，从而增加了每小时允许的起动次数；另一方面，由于只是转子短路端环电阻较大，利于热量直接散发，综合效果使电动机的温升有所下降。而且保证了足够的起动转矩，一般为额定转矩的2.5倍左右。不过，与普通交流电动机相比，其机械特性硬度和效率有所下降，转差率也提高到0.1～0.2。机械特性变软，使调速范围增大，而且在堵转力矩下工作时，也不致烧毁电机。
(3)电动机运行噪声低：为了降低电动机运行噪声，采用滑动轴承。此外，适当加大定子铁芯的有效外径，并在定子铁芯冲片形状等方面均作合理处理。
图3.5 电梯曳引电机主电路图
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3.4 换速和平层感应器装置
从电力拖动自动控制的角度来看，电梯是垂直运行按行程位置进行控制的电气设备，而向控制电路发出换速、楼层和平层的位置信号的装置是永磁感应器。
平层感应器一般用永磁感应器，它和换速感应器结构相同，均由弹簧管和永磁铁组成，弹簧管是一个装有触点的真空管，其动触点2是用导磁的簧片制成，触点1—2之间相当于一组动断触点，2—3之间相当于一组动合触点。由于弹簧管装在永久磁铁旁边，在磁场的作用下簧片动作，其动断触点1—2断开，而动合触点2—3断开。其接线原理图如图3.6所示。用永磁感应器作位置控制的主令电器，不但具有动作迅速可靠的优点，而且没有行程开关容易产生机械磨损的缺点。
3 红 2 2 1 常闭
常开
图3.6 永磁感应器输出接线图
发出换速、楼层和平层信号的感应器都装在轿厢上，感应器随轿厢上下运动，而隔磁板则固定在井道中，每层各一个，隔磁板也要安装在准确位置：设楼层的高度为4m，则各楼层平层点的隔磁板的安装位置为：1楼为0m；2楼为4m；3楼为8m，4楼为12m；5楼为16m。设楼层显示点隔磁板距楼层为1.6m，则各楼层显示点的隔磁板的安装位置为：上升时：1～2楼为2.4m，2～3楼为6.4m,3～4楼为10.4m，4～5楼为14.4m；下降时：5～4楼为13.6m，4～3楼为9.6m，3～2楼为5.6m，2～1楼为1.6m。设换速点隔磁板距楼层的距离与楼层显示点隔磁板距楼层的距离相等。当轿厢到达换速位置时，换速隔磁板插入换速感应器中间，使电机减速，当轿厢到达停层位置时，平层隔磁板插入平层感应器中间，则轿厢的底板正好与楼面地板平齐。楼层信号感应器的原理与此相同。
3.5 电梯安全保护环节
在前述中已述及，电梯运行的充分与必要条件中的第三点就是电梯的各种安全保护必须可靠有效。这是为了保证电梯最安全，最可靠的运行。我们国家近几年来电梯的安全标准已向国际上的电梯安全标准靠近，且基本上相等效。并在1987年颁布了GB7588-87的《电梯制造与安装安全规范》。这一新标准与国际上正在执行的EN81-1(或英国的BS5655)《电梯制造与安装安全规范》相等效。并于1995年进行了修订。
根据电梯安全标准的要求，不论何种电梯均要符合标准中的安全保护要求。现就
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一般电梯常用的且必不可少的安全保护环节简介如下。
(1) 超速断绳保护
有关这部分已在前面的第一章的第二节和第五节中有较详细的叙述，因此有关这一保护的机械作用原理不再赘述，而只就电气部分作简要说明如下。
按GB7588-95标准的规定，当电梯下降速度达到额定速度的115％时，限速器上的第一个开关动作，使电梯自动减速；而当达到140％时，限速器上的第二个开关动作，切断控制回路使电梯停止运行；而此同时，限速器通过机械结构使限速器钢丝绳卡死不动，而电梯轿厢仍在向下，这样被卡住的限速器钢丝绳产生一个向上提拉力，从而把它与之相关的轿厢安全钳向上提起，使仍在下行的轿厢被安全钳楔块紧紧的卡在电梯导轨上，这样使下行的电梯轿厢被掣停于某一位置而不再下降；同时把与之相对应的安全钳开关断开，进一步使电气控制电路切断，强令电梯停止。
这一保护是很重要的，凡是在有可能使各类人员进入电梯轿厢内的电梯，必须设置这一保护，是极为重要的保护环节，绝不能等闲视之，但只有在不允许，也不能进入各类人员的小型杂物电梯上才可不设置这一保护环节。
(2) 层门锁保护
前面我们曾述及：电梯运行的三个充分与必要条件中之一是，电梯必须关闭好门后方可运行。因此电梯门(包括轿厢门和各层楼的所有层门)必须闭锁；若没有闭锁好，是不允许电梯运行的!并且还要求不可能随意强制拨开各个层楼的层门。所以各楼层的层门必须要有机械和电气的联锁保护，即只有当各个层门确实关闭好后，机械的钩子锁锁紧后电气触点才能接通，这样电梯就可安全地运行。
由上述可知，层门闭锁保护是机械和电气不可分割的环节。因此在电梯安装竣工验收时必须提供某一类型的层门闭锁保护装置的型式试验报告和性能检测报告。
(3) 电梯门的安全保护环节
这一保护环节主要是指在关门过程中防止夹伤乘客等人员的保护装置。一般有：安全触板，光电保护或电子光幕保护装置和关门力限制保护等。这些保护装置可任选一种或两种以上均可。
这些保护装置是在电梯关门过程中才起作用的。当有乘客或其他人员在电梯关门过程中碰撞(或接近)电梯门扇时使电梯门停止关闭，并立即开启，从而使乘客不致被门扇夹痛(伤)。
(4) 上、下端站的强迫减速保护
为了防止电梯在两端站的永磁感应器或选层器触点等失效而产生不了减速信号所导致的快速冲顶或蹲底，根据电梯安全标准规定，必须在电梯井道内的两端设置强迫减速装置。
(5) 上、下方向限位保护及终端保护
对于速度≤l m/s的交流双速电梯，应另设置终端极限开关。当方向限位保护不起作用时，则最后通过碰铁使极限开关动作，切断电梯的动力电源，迫使电梯强行停止。
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(6) 电梯电气控制系统中的短路保护
一般的电气设备均应有短路保护，在电梯的电气控制系统中也与其他电气设备一样，均用不同容量的熔断器进行短路保护。
(7) 曳引电动机(或直流电梯中的交流原动机或主变压器)的过载保护
一般最常用的过载保护是热继电器保护，当电梯长期过载(即电动机中的电流大于额定电流)，热继电器中的双金属片经过一定时间(该时间将随电动机中电流大小而变化)后变形而断开串接在安全保护回路中的热继电器触点，从而切断全部控制电路，强令电梯停止运行，从而保护电动机(或主变压器)不因长期过载而烧损。
3.6 运行方向灯、轿内指令及厅外召唤信号灯
(1) 运行方向指示屏
在电梯确定了运行方向后，其方向指示屏即被点亮，方向指示屏一般与层楼位置指示屏放在一起，其外形如图3.7所示。这一方向指示屏是表明电梯向上(或向下)运行和；楼层显示。只有在消失运行方向后，此灯才熄灭。
图3.7 运行方向指示屏
(2) 预报运行方向指示灯
随着电梯的无司机状态使用状况越来越多，预报电梯下一次准备运行的方向灯也将得到日益推广使用，而这种预报运行方向灯常与电梯到站钟常用层楼指示器正面图 一起使用。
当电梯按轿厢内指令或楼层的召唤信号而制动减速停车前，可使预报方向灯点亮，并同时发出到站钟声，以告知乘客：电梯即将到达，告知下一次电梯即将运行的方向。因此电梯在某一层不准备停车时，该层的预报方向灯也不点亮，到站钟也不响。只有电梯在该层准备停车，发出减速信号，即将到达该层时，才会点亮该层的准备下一次运行方向灯，同时发出到站钟声以引起乘客注意。
(3) 轿内指令记忆灯及层楼厅外召唤信号记忆灯
这种信号灯通常装于指令按钮内和厅外召唤按钮内，它们是由揿按按钮后使继电器吸合的该继电器中的一对触点接通而点亮的。当该继电器被消号释放后，该记忆灯
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也熄灭。
3.7 系统控制要求分析
所涉及的电梯模型共有五层，电梯的每一层面均有升降及轿厢所在楼层的指示灯显示；1—5所对应的指示灯表示楼层号，每层的楼厅均有输入（分上行和下行）按钮召唤电梯。工作中的电梯主要对各种呼梯信号和当时的运行状态进行综合分析，再确定下一个工作状态，为此它要求具有自动选向、顺向截梯、反向保号，外呼记忆，自动开/关门状态，停梯消号，自动达层等功能。
通过分析以上控制要求，电梯控制要实现的功能如下： (1)开始时，电梯处于任意一层。
(2)当有外呼梯信号到来时电梯响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，延时三秒后自动关门。
(3)当有内呼梯信号到来时，电梯应该响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，延时三秒后自动关门。
(4)在电梯运行过程中电梯上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的呼梯信号均不响应，但如果反向呼梯信号前方无其它内、外呼梯信号时，则电梯相应该外呼信号，但不响应三层向下外呼梯信号。同时，如果电梯达到四层，五层没有任何呼梯信号，测电梯可以响应四层向下外呼梯信号。
(5)电梯应具有最远反向外呼梯响应功能。例如电梯在一楼，而同时有二层向下外呼梯，三层向下外呼梯，四层向下外呼梯，则电梯先去四楼响应四层向下外呼梯信号。
(6)电梯具有同向截车功能。
(7)电梯未平层或运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。平层且电梯停止运行后，按开门按钮可使门打开，按关门按钮可使门关闭。
3.8 PLC控制系统的I/O点数计算与分配
根据电梯控制的特点，输入信号应该包括以下几个部分： (1)轿厢内及各层门厅外呼按钮 轿厢内的楼层选择按钮共有数字键1~5，各层门厅的外呼按钮除第一层只有上升按钮，第五层只有下降按钮外，其余二、三四层、均设有上升、下降两个按钮，故一共需13个输入。 (2)位置信号 位置信号由安装于各楼层的电梯停靠位置的5个传感器产生。平时为常开，当电梯运行到平层时关闭，另外还有一组开门限位开关和关门限位开关（2个），故位置信号一共需要7个输入。 (3)电梯门控制信号 - 24 -
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大部分电梯都具有开门按钮以及关门按钮，以方便手动开门，故电梯门控制信号一共需要2个输入。
(4)另外还需要速度继电器感应触点，用来检测电梯轿厢的速度；光点感应触点，由安
装在电梯轿门两侧的红外发射器和接收器、安装在轿顶的电源盒及专用柔性电缆四大部分组成。在发射器内有32个（16个）红外发射管，在MCU的控制下，发射接收管依此打开，自上而下连续扫描轿门区域，形成一个密集的红外线保护光幕。当其中任何一束光线被阻挡时，控制系统立即输出开门信号，轿门即停止关闭并反转开启，直至乘客或阻挡物离开警戒区域后电梯门方可正常关闭，从而达到安全保护目的，这样可避免电梯夹人事故的发生。（如下图3.8所示）
图3.8 光点感应实物图
综上所述，共需要输入点24个。
根据电梯控制的特点，输出信号应该包括以下几个部分： (1)内呼指示信号
内呼指示信号有5个，分别表示1~5层的内呼被接受，并在内呼指令完成后，信号消失。
(2)外呼指示信号
外乎信号共有8个，分别表示1~5层的外呼被接受，并外呼指令完成后，信号消失。
(3)电梯轿厢上下行，曳引电机正反转指示信号，共4个 (4)门电机开关指示，共需要输出点2个。 (5)楼层显示器共需要输出点3个 综上所述，共需输出点22个。
PLC五层电梯控制系统的输入、输出点分配表如下表3.2所示：
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某大学泉城学院毕业设计 表3.2 PLC输入、输出点分配表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 输入点名称 轿内一层呼叫按钮 轿内二层呼叫按钮 轿内三层呼叫按钮 轿内四层呼叫按钮 轿内五层呼叫按钮 厅外一层上行召唤按钮 厅外二层上行召唤按钮 厅外二层下行召唤按钮 厅外三层上行召唤按钮 厅外三层下行召唤按钮 厅外四层上行召唤按钮 厅外四层下行召唤按钮 厅外五层下行召唤按钮
轿内开门按钮 轿内关门按钮 速度继电器感应触点
一层平层 二层平层 三层平层 四层平层 五层平层 开门限位开关 关门限位开关 光点感应触点 输入点 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 I1.6 I1.7 I2.0 I2.1 I2.2 I2.3 I2.4 I2.5 2.6 I2.7 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 输出点名称 轿内一层呼叫指示 轿内二层呼叫指示 轿内三层呼叫指示 轿内四层呼叫指示 轿内五层呼叫指示 厅外一层上行指示 厅外二层上行指示 厅外二层下行指示 厅外三层上行指示 厅外三层下行指示 厅外四层上行指示 厅外四层下行指示 厅外五层上行指示 门电机正转开门 门电机反转关门 电梯轿厢上行 电梯轿厢下行 曳引机正转 曳引机反转 楼层显示器 楼层显示器 楼层显示器
输出点 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 Q1.2 Q1.3 Q1.4 Q1.5 Q1.6 Q2.0 Q2.1 Q2.2 Q2.3 Q3.0 Q3.1 Q3.2 本系统的硬件接线图如下图3.9所示。 - 26 -
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图3.9 系统硬件接线图
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4 系统软件设计
4.1 控制系统的软件设计方法
4.1.1 软件设计的特点
由于电梯的运行是根据楼层和轿厢的呼叫信号、行程信号进行控制，而楼层和轿厢的呼叫是随机的，因此，系统控制采用随机逻辑控制。即在以顺序逻辑控制实现电梯的基本控制要求的基础上，根据随机的输入信号，以及电梯的相应状态适时的控制电梯的运行。另外，轿厢的位置是由脉冲编码器的脉冲数确定，并送PLC的计数器来进行控制。同时，每层楼设置一个接近开关用于检测系统的楼层信号。
系统的软件设计有如下几个特点:
(1) 采用优先级队列。根据电梯所处的位置和运行方向，在编程中，采用了四个优先级队列，即上行优先级队列、上行次优先级队列、下行优先级队列、下行次优先级队列。其中，上行优先级队列为电梯向上运行时，在电梯所处位置以上楼层所发出的向上运行的呼叫信号，该呼叫信号所对应的楼层所具有的脉冲数存放的寄存器所构成的队列。控制系统在电梯运行中实时排列的四个优先级队列。为实现随机逻辑控制提供了基础。
(2) 采用先进先出队列。根据电梯的运行方向，将同向的优先级队列中的非零单元(有呼叫时此单元为非零单元;无呼叫时则此单元为零)送入寄存器队列，我们利用先进先出读出指令，将第一个单元中数据送入比较寄存器。
(3) 采用随机逻辑控制。当电梯以某一运行方向接近某楼层的减速位置时，判别该楼层是否有同向的呼叫信号，如有，将相应的寄存器的脉冲数与比较寄存器进行比较，如相同，则在该楼层减速停车;如果不相同，则将该寄存器数据送入比较寄存器，并将原比较寄存器数据保存，执行该楼层的减速停车。该动作完毕后，将被保存的数据重新送入比较寄存器，以实现随机逻辑控制。
(4) 采用软件显示。系统利用行程判断楼层，并转化成BCD码输出，通过硬件接口电路以LED显示。
(5) 对变频器的控制，PLC根据随机逻辑控制的要求，可向变频器发出正向运行、反向运行、减速以及制动信号，再由变频器根据一定的控制规律和控制算法来控制电机。同时，当系统出现故障时，PLC向变频器发出信号。 4.1.2 软件设计流程图
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图4.1 电梯控制软件设计流程图
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4.2 轿厢门开关程序
轿厢门开可分为以下几种情况：
(1)电梯在一层平层，有一层外呼上指示或一层内呼指示。
(2)电梯在二层平层，有二层外呼下指示(电梯选项向下)，二层外呼上指示(电梯选项向上)或二层内呼指示。
(3)电梯在三层平层，有三层外呼下指示(电梯选项向下)，三层外呼上指示(电梯选项向上)或三层内呼指示。
(4)电梯在四层平层，有四层外呼下指示(电梯选项向下)，四层外呼上指示(电梯选项向上)或四层内呼指示。
(5)电梯在五层平层，有五层外呼下指示或五层内呼指示。 (6)电梯在平层时按下开门按钮。 所绘制的梯形图如下：
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结 论
×××……××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
×××……××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××（宋体小四，1.25倍行距）
（如果结论给出几点，要用标号：（1）（2）（3）或①②③等，不要用1.2.3.做标号。本部分不能写成感想，心得，要写从技术角度通过实验或测试以及程序运行等得出的结论。也可在结论的讨论中提出建议、设想和尚待解决的问题等。阅后删除）
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参 考 文 献
参考文献的著录，按正文中引用的顺序排列。编排格式取左对齐，宋体（Times New Roman）小四，行距最小值17磅。
参考文献数量不少于15篇，其中包含不少于2篇的外文期刊。
注：[M]表示参考的是书籍；[J]表示参考的是学术期刊的论文；如果参考会议论文集中的论文用[C]。 示例如下：
[1] 谢宋和, 甘勇. 单片机模糊控制系统设计与应用实例[M]. 北京: 电子工业出版社, 1999.5：20-25
（参考书或专著格式为: 著者. 书名[M]. 版本(第1版不注). 出版地：出版者, 出版时间：引文所在页码）
[2] 潘新民, 王燕芳. 微型计算机控制技术[M], 第2版. 北京: 电子工业出版社, 2003.4：305-350 [3] Newman W M, Sbroull R F. Principles of Interactive Computer Graphics[M]. New York: McGraw Hill, 1979.10：10-25
[4]卜小明, 龙全求. 一种薄板弯曲问题的四边形位移单元[J]. 力学学报, 1991,23(1):53-60 （参考期刊杂志格式为: 作者. 论文题目[J]. 期刊名, 出版年, 卷号(期号): 页码）
[5] Mastri A R. Neuropathy of diabetic neurogenic bladder[J]. Ann Intern Med, 1980, 92(2):316-318 [6] 范立南, 韩晓微, 王忠石等. 基于多结构元的噪声污染灰度图像边缘检测研究[J]. 武汉大学学报(工学版), 2003,49(3):45-49 阅后删除。
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致 谢
×××……××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
×××……××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××（宋体小四，1.25倍行距）
[毕业论文中不得书写与工作无关的人和事，对导师的致谢要实事求是。对其他在本研究工作中提出建议和给予帮助的老师和同学，应在论文中做明确的说明并表示谢意。这部分内容不可省略。阅后删除。]
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附 录
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