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基于PLC六层电梯控制系统的设计

Six-layer Elevator Control System Based on

PLC

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1 绪论 (1)

1.1 电梯的发展 (1)

1.2 课题的主要内容 (1)

1.3 电梯的控制要求 (1)

2 电梯控制系统的硬件设计 (2)

2.1 电梯控制系统主电路和控制电路设计 (3)

2.2 I/O端口设计和PLC的选型 (4)

2.3 旋转编码器的选型 (8)

2.4 变频器的选型 (8)

3 电梯控制系统的软件设计 (9)

3.1 电梯的工作流程图 (9)

3.2 梯形图 (10)

4 电梯的模拟调试 (27)

结论 (32)

致谢.......................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献. (33)

1 绪论

1.1 电梯的发展

现代电梯的发展要从1889年美国奥梯斯公司以电动机作为动力而设计制造出了一个实实在在的升降电梯开始。其中第一台自动扶梯出现在1900年。而到了1949年，群控电梯开始出现并得到应用。到了1955年出现了开始出现了小型计算机(真空管)控制电梯。1967年可控硅应用于电梯，使电梯的性能得到很大的提高，使得电梯的拖动系统得到很大的简化。从1976年开始微处理机开始用于电梯的控制，使电梯的电气控制更加方便更加能满足人们不断变化的需求。电梯从此进入了一个新的发展时期。

由于早期的电梯在进行电气控制时存在故障率较高、可靠性差、接线复杂、以及程序不易更改等缺点，这就要求我们能够开发出一款安全、高效的控制系统。由于可编程控制器(PLC)不但操作简单且易懂，并且可靠性高、控制精度高、控制程序也易于改变，在维修和保养方面也比较方便。

1.2 课题的主要内容

PLC以其性能的优势在电梯业得到广泛运用。本课题的主要内容是研究基于PLC的电梯自动控制系统。课题的内容主要分为：(1)对电梯系统及可编程控制器(PLC)进行比较全面的介绍，进而对电梯控制系统的特点和电梯的分类进行简要的介绍。(2)确定了系统的总体结构，而电梯的信号控制由PLC 来实现。(3)对可编程控制器(PLC)和其他电气元件进行型号的选择。然后完成I/O 点数分配与PLC 的连接。(4)在分析了电梯系统的工作过程，设计出了流程图，并进行系统的软件开发。设计电梯控制系统的程序（梯形图），对程序进行模拟调试。1.3 电梯的控制要求

本控制系统中电梯每一层都有楼层显示灯，且每一个楼厅都有输入召唤按钮。电梯控制系统需要对外界的呼叫信号和当时电梯的运行状态进行综合分析，然后再确定电梯的下一个工作状态。在这里，基于PLC的电梯控制系统需要达到的控制要求有：

(1)电梯通电后，对电梯进行初始化，电梯下行直至到一层。

(2)当有外呼信号时，电梯响应该呼叫信号，等到达该楼层时，电梯停止并打开电梯门，之后延时2秒后再自动关门。

(3)当有内呼信号时，电梯响呼叫信号，等到达该楼层时，电梯停止并打开电梯门，同样要延时2秒后再自动关门。

(4)可以通过指示灯来显示电梯轿厢内的指令信号和电梯的到达信号以及电梯轿厢外的呼唤信号。

(5)电梯可以正确判断电梯的行使方向，并通过发出响应的指示信号来提示

乘客。

(6)电梯应具有最远反向外呼响应功能。例如当电梯在一楼，而在三层有向下外呼请求，且同时在四楼层和六层有向下外呼请求时，则电梯会先去六楼响应四层的向下外呼请求信号再返回到一楼。

(7)在电梯不在平层时，轿厢门和厅门不能打开，同样在电梯处于开门状态时是不能行走的。在电梯平层或电梯停止运行后，按开门按钮可使门打开，开门完全后延迟2秒关门。

(8)电梯在正常运行时对呼叫信号进具有记忆功能。

(9)在电梯的运行过程中完成电梯的加速和减速过程。

2 电梯控制系统的硬件设计

PLC是电梯构成的核心，其输入端包括旋转编码器带来的变速信号、外呼电梯输入信号、内呼电梯输入信号、开关门输入。而PLC的输出端包括内呼信号指示、外乎信号指示、运行方向指示、楼层指示、开关门控制以及通过控制变频器来控制电机运转。在系统的控制过程中通过对PLC输入内呼信号、外呼信号、开关门信号、加减速信号，PLC在处理过这些输入信号后会相应的发出内呼信号指示信号、外呼信号指示信号、运行方向指示信号、楼层指示信号、开关门控制信号以及控制变频器的加、减速信号和稳速信号。比如旋转编码器将减速点信号传递给PLC后，PLC会在减速点处控制变频器进行减速处理。具体的系统控制结构图如图2.1。

图2.1 系统控制结构图

2.1 电梯控制系统主电路和控制电路设计

为了完成电梯的控制要求，实现拽引电机的正反转和门电机的正反转，需要设计好电梯控制系统的主电路和控制电路。在电梯控制系统的主电路中当拽引电机正转时电梯下降，当拽引电机反转时电梯上升。而当门电机正转时电梯开门，当门电机反转时电梯关门。具体的电气控制系统主电路图如图2.2。

图2.2 电气控制系统主电路图

电梯的控制过程中，电梯的运行需要做到以下几点(1)电梯下降时必须做到电梯没有开门且电梯也没有达到下限位。且在一层到位时，电梯不再能继续下降。当电梯进行复位动作时，在关门到位的前提下电梯才能下降。(2)在电梯上升的过程中必须要做到电梯不能处于下降状态且不能到达上限位。在电梯的上升过程中电梯六层到位时电梯不能继续上升。除此之外在电梯进行复位动作和电梯处于开门状态时电梯不能进行下降动作。(3)在电梯内、外呼到层的情况下或者内呼开门时电梯进行开门动作，且在电梯进行复位动作或者出于关门状态时电梯停止开门动作。(4)电梯进行关门动作是在电梯开门后由定时器定时两秒自动关门。除此之外，手动复位或者有内呼关门指令情况下同样进行关门动作。当然在电梯关门到位或者电梯处于开门状态时电梯不能进行关门动作。系统的控制电路图如图2.3。

图2.3 电气控制系统控制电路图

2.2 I/O端口设计和PLC的选型

电梯控制程序的设计需要先确定电梯控制系统的I/O端口分配。经过计算得知本控制系统中输入端口有35个，输出端口有25个。其输入输出分配表见表2.1。

表2.1 输入输出端口分配表

输入输出

内呼1层I3.5 内呼1层指示Q0.0

内呼2层I3.6 内呼2层指示Q0.1

内呼3层I0.2 内呼3层指示Q0.2

内呼4层I0.3 内呼4层指示Q0.3

内呼5层I0.4 内呼5层指示Q0.4

内呼6层I0.5 内呼6层指示Q0.5

一层外呼上行I0.6 一层外呼上行指示Q0.6

二层外呼下行I0.7 二层外呼下行指示Q0.7

二层外呼上行I1.0 二层外呼上行指示Q1.0

三层外呼下行I1.1 三层外呼下行指示Q1.1

三层外呼上行I1.2 三层外呼上行指示Q1.2

四层外呼下行I1.3 四层外呼下行指示Q1.3

四层外呼上行I1.4 四层外呼上行指示Q1.4

五层外呼下行I1.5 五层外呼下行指示Q1.5

五层外呼上行I1.6 五层外呼上行指示Q1.6

六层外呼下行I1.7 六层外呼下行指示Q1.7

电梯到达1层I2.0 内呼开门指示Q2.0

电梯到达2层I2.1 内呼关门指示Q2.1

电梯到达3层I2.2 电梯上升Q2.2

电梯到达4层I2.3 电梯关门Q2.3

电梯到达5层I2.4 电梯下降Q2.4

电梯到达6层I2.5 电梯开门Q2.5

上限位I2.6 变频器快速运行Q2.6

下限位I2.7 变频器中速运行Q2.7

内呼开门I3.0 变频器慢速运行Q3.0

内呼关门I3.1

开门到位I3.2

关门到位I3.3

手动复位I3.4

编码器高速计数器输入A相I0.0

编码器高速计数器输入B相I0.1

电梯急停按钮I3.7

拽引电机热继电器I4.0

门电机热继电器I4.1

电梯门红外感应I4.2

由于西门子S7-200的PLC(CPU226CN AC/DC/RLY) 拥有24个输入点和16个输出点，且成本较低而通过对PLC输入输出点的计算和对电梯控制功能的分析可知，使用这种PLC外加一个扩展模块EM223可以满足要求。

确定了PLC型号后，对控制系统进行接线。其具体的输入输出接线图见图2.4。

图2.4 输入输出连接图

为了满足电梯的控制要求，首先就需要我们能够确定好使用哪些电气元器件，进而完成元器件的选型，最后来完成电梯的组装和运行。电梯的电器元件表如表2.2，而经过选型后的设备元件表见表2.3。

表2.2电气元件表

元件符号原件名称及作用（对应

的I/O端口）

元件符号

原件名称及作用（对应的

I/O端口）

KM1 电梯下降接触器（Q2.4）SB10 二楼外呼上行按钮（I1.0）KM2 电梯上升接触器（Q2.2）SB11 三楼外呼下行按钮（I1.1）KM3 电梯开门接触器（Q2.5）SB12 三楼外呼上行按钮（I1.2）KM4 电梯关门接触器（Q2.3）SB13 四楼外呼下行按钮（I1.3）SQ1 开门到位开关（I3.2）SB14 四楼外呼上行按钮（I1.4）SQ2 关门到位开关（I3.3）SB15 五楼外呼下行按钮（I1.5）SQ3 下限位开关（I2.7）SB16 五楼外呼下行按钮（I1.6）SQ4 上限位开关（I2.6）SB17 六楼外呼上行按钮（I1.7）

SQ5 电梯到达一层限位开关

（I2.0）

SB18 内呼开门按钮（I3.0）

SQ6 电梯到达二层限位开关

（I2.1）

SB19 内呼关门按钮（I3.1）

SQ7 电梯到达三层限位开关

（I2.2）

SB20 电梯急停按钮（I3.7）

SQ8 电梯到达四层限位开关

（I2.3）

HL1-HL6 1-6楼内呼指示灯（Q0.0-Q0.5）

SQ9 电梯到达五层限位开关

（I2.4）

HL7 一层外呼上行指示灯(Q0.6)

SQ10 电梯到达六层限位开关

（I2.5）

HL8 二层外呼下行指示灯(Q0.7)

SQ11 电源开关HL9 二层外呼上行指示灯(Q1.0)

SQ12 编码器高速计数器输入A相

（I0.0）

HL10 三层外呼下行指示灯（Q1.1）

SQ13 编码器高速计数器输入B相

（I0.1）

HL11 三层外呼上行指示灯（Q1.2）

SQ14 拽引电机热继电器（I4.0）HL12 四层外呼下行指示灯（Q1.3）SQ15 门电机热继电器（I4.1）HL13 四层外呼上行指示灯（Q1.4）SQ16 电梯门红外感应（I4.2）HL14 五层外呼下行指示灯（Q1.5）

SB1 手动复位按钮（I3.4）HL15 五层外呼上行指示灯（Q1.6）

SB2-SB3 1-2层内呼按钮

（I3.5-I3.6）

HL16 六层外呼下行指示灯（Q1.7）

SB4-SB7 3-6层内呼按钮（I0.2-I0.5）HL17 内呼开门指示灯(Q2.0) SB8 一楼外呼上行按钮（I0.6）HL18 内呼关门指示灯(Q2.1) SB9 二楼外呼下行按钮（I0.7）QF 空气开关

表2.3 设备元件表

器件号名称型号规格数量

M1 拽引电机JXS20-200L,AC380V 1

M2 门电机TN-YTTD250,AC220V 1 KM1-KM4 交流接触器CJX1-9/22,AC220V 4

SB1-SB20 按钮LA38-11D/2094,DC24V 20

SQ1-SQ15 限位开关ZB2-BE101C,DC24V 15

SQ16 红外感应开关TAD-K220BR,AC110V 1 HL1-HL18 指示灯AD11-22/41-8GE,AC220V 18 QF 空气开关5SJ6,AC400V 1 FR1-FR2 热继电器JR15-10,AC380V 2

2.3 旋转编码器的选型

在电梯控制系统中需要将旋转编码器和电动机同轴相连以方便保持电梯运行的稳定性。随着电机的转动，旋转编码器可以产生脉冲信号输出，再经过高速计数器进行脉冲计数。在这里我们采用TRD-J-1024-RZ增量旋转编码器，编码器每转动一周就会产生1024个脉冲。旋转一圈的距离为一米。PLC是通过高速计数器输入的脉冲数来确定电梯减速点。高速计数器记下的脉冲数在减速点的范围内PLC控制变频器进行减速。其中每个楼层的高度为三米，在对减速点的设置中，1到5层各层的下行减速点设置为1到5层各层层底到其上方1米这段距离所对应的脉冲数范围。而2到6层各层的上行减速点设置为2到6层各层底到其下方1米这段距离所对应的脉冲数范围。

2.4 变频器的选型

变频器在这里用来进行交流电机的调速，其控制方式是通过控制电机定子的电流频率来控制电机转速。而整个PLC控制变频器进行调速的过程可以描述为当变频器接收到PLC发出的电梯运行的方向信号后，变频器进行加速运行，在运行一段时间后进行中速运行，当电梯运行到目标层的减速点时，PLC控制变频器进行减速运动，在电梯要到层时切断减速控制，电梯速度为零。通用变频器FR-S540E的主回路采用的是交—直—交的控制方式。这种变频器可以自行设置

速度曲线来实现电梯的精确控制，故在这里我们选择FR-S540E来实现电梯的控制要求。变频器的参数设置包括快速频率、中速频率和慢速频率的设置，除此之外还有加速时间和减速时间的设置。这里将慢速频率设置为5Hz，中速频率设置为20Hz且高速频率设置为30Hz。除此之外，由于调频范围在5Hz到30HZ，故可以将下限频率设置为0Hz，上限频率为40Hz。在加、减速时间的设置上，变频器的加速和减速时间都设置为2秒。在PLC输出方向信号时，变频器开始响应快速频率来控制电机加速运行。在到达目标层的减速点时，PLC输出减速点信号时，变频器响应慢速频率，进而控制电机减速。

其中PLC与变频器的接线示意图如图2.5。

图2.5PLC与变频器的接线示意图

3 电梯控制系统的软件设计

3.1 电梯的工作流程图

根据电梯的控制要求来设计工作流程图，电梯的工作流程图如图3.1。

图3.1 电梯的总体工作流程图

3.2 梯形图

电梯的梯形图是软件设计的核心部分，根据流程图设计的六层电梯梯形图如图3.2。

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电梯控制系统设计设计说明

第 1 页共 3 页编号：毕业设计说明书题目：电梯控制系统设计院（系）：电子工程与自动化学院专业：电子信息科学与技术专业学生姓名：学号：0900840218 指导教师：李莉职称：讲师题目类型：理论研究实验研究工程设计√软件开发 2013年5月20日

第 3 页共 39 页摘要本设计主要利用AT89S52单片机，实现电梯控制系统的设计。单片机与电机驱动电路的结合完成了电梯基本的升降、楼层停靠、方向选择、时间控制等基本功能，研究并实现了在上位机的模式下通过LABVIEW的远程监测的方法，完成了系统样机的设计与制作。本设计参照了通用电梯的设计标准，有良好的操作界面和通用的外部接口，具有人性化设计，实现较好的外设兼容性。同时在系统样机中完成的其它设计研究还包括，利用LED和蜂鸣器组成的简单电路实现电梯意外声光报警、利用数码管实现电梯楼层显示，利用4x4矩阵键盘实现电梯楼层按键选择，利用LED实现目的楼层的指示，利用MAX232串口电路实现串口通信，来监测电梯实时状态。样机使用的主要器件包括低功耗、高性能的AT89S52单片机，低功耗、低成本、低电压的MAX232，双全桥电机专用驱动芯片L298，共阴极八段数码管，4x4矩阵键盘等，通过比较合理的设计使样机系统基本达到了任务要求，并具有很高的性价比，硬件设计简单可靠。软件部分使用keil软件进行C语言程序编写，用proteus 7软件进行仿真调试。本设计中综合使用了数字电路、模拟电路、高频电路、单片机及编程、硬件逻辑描述、LABVIEW及其应用以及计算机辅助设计（CAD）等多方面的知识，软硬件结合，很好地完成了本科毕业设计任务要求并取得了良好的学习效果。关键词：AT89C52；单片机；电梯控制系统； C语言

六层电梯的PLC控制系统设计

摘要本文采用可编程控制器(PLC)代替传统的继电器接触控制，设计了六层电梯的控制系统。在功能需求分析的基础上，选用S7-200系列PLC（CPU226）作为控制器完成了系统的硬件系统的设计，利用编程软件Step7-Micro结合模块化的编程思想设计了电梯系统各环节的梯形图，并借助S7-200仿真软件对六层电梯控制系统进行了模拟仿真，给出了仿真结果图。仿真结果表明本设计实现了电梯运行的基本功能。本文设计的电梯控制系统提高了电梯的控制水平，克服了手动操作所带来的一些人为干扰因素，取得了良好的预期效果，也为高层电梯及电梯的群控技术提供了理论依据。关键字：电梯，PLC 控制系统，硬件系统，梯形图，仿真

Abstract In this paper, the programmable controller (PLC) is used to replace the traditional relay contact control and the design of the control system for an elevator of six levels is introduced.On the basis of analysis of the functional requirements, S7-200 series PLC (CPU226) is selected as the controller to complete the system hardware design, the use of the programming software Step7-Micro designed the elevator system at all stages of the ladder with modular programming ideas, and the use of S7-200 simulation software for a six-story elevator control system simulation debugging, simulation results are given and the Fig simulation results show that the design of the basic functions of elevator running can be realized.In this paper, the design of elevator control system improves the control level of the elevator, and overcomes some human interference factors in manual operation, and has achieved good result. meanwhile it provides the theory basis for high-level elevator and the control technology of elevator group. Key words: elevator, PLC control system, hardware system,ladder diagram, simulation

基于PLC的电梯控制系统设计中英文翻译部分 - 副本

本科毕业设计（论文）中英文对照翻译院（系部）电气工程与自动化专业名称电气工程及其自动化年级班级学生姓名指导老师 2013年6月1日

Elevator System Based on PLC Composed by the order of relay control system is a realization of the first elevator control method. However, to enter the nineties, with the development of science and technology and the widespread application of computer technology, the safety of elevators, reliability of the increasingly high demand on the relay control weaknesses are becoming evident. Elevator control system relays the failure rate high, greatly reduces the reliability and safety of elevators, and escalators stopped often to take with the staff about the inconvenience and fear. And the event rather than taking the lift or squat at the end of the lift will not only cause damage to mechanical components, but also personal accident may occur. Programmable Logic Controller (PLC) is the first order logic control in accordance with the needs of developed specifically for industrial environment applications to operate the electronic digital computing device. The PLC biggest characteristics lie in: The electrical engineering teacher already no longer electric hardware up too many calculations of cost, as long as order the importation that the button switch or the importation of the sensors order to link the PLC up can solve problem, pass to output to order the conjunction contact machine or control the start equipments of the big power after the electric appliances, but the exportation equipments direct conjunction of the small power can. PLC internal containment have the CPU of the CPU, and take to have an I/ O for expand of exterior to connect a people's address and saving machine three big pieces to constitute, CPU core is from an or many is tired to add the machine to constitute, mathematics that they have the logic operation ability, and can read the procedure save the contents of the machine to drive the homologous saving machine and I/ Os to connect after pass the calculation; The I/ O add inner part is tired the input and output system of the machine and exterior link, and deposit the related data into the procedure saving machine or data saving machine; The saving machine can deposit the data that the I/ O input in the saving machine, and in work adjusting to become tired to add the machine and I/ O to connect, saving machine separately saving machine RAM of the procedure saving machine ROM and dates, the ROM can do deposit of the data permanence in the saving machine, but RAM only for the CPU computes the temporary calculation usage of hour of buffer space.

基于单片机的智能电梯控制系统设计

摘要本文介绍了一种采用单片机STC89C52芯片进行电梯控制系统的设计方法，主要阐述如何使用单片机进行编程来实现四层电梯的智能控制，利用单片机编程简洁而又多变的设计方法，缩短了研发周期，同时使电梯控制系统体积更小功能更强大。本设计实现了电梯控制系统所需的一些基本功能，能通过电梯内按键或者电梯外上升、下降按键选择楼层，数码管显示实时楼层数，LED显示实时电梯运行状态。原理图和PCB部分采用protel99se专业软件来设计，实现将设计产品化。本次设计更注重了把一些新的思路加入到设计中。主要包括采用了STC89C52芯片，使用C语言进行编程，使其具有了更强的移植性，更加利于产品升级。关键词：STC89C52；电梯控制系统；protel99se；C语言

Abstract This paper introduces a design method of using STC89C52 chip for elevator control system, mainly describes how to use microcontroller programming to achieve the intelligent four storey elevator control, the design method of microcontroller programming simple and variable, shortens the development cycle, at the same time that the elevator control system smaller and more powerful. Some of the basic functions of the design and implementation of elevator control system required by the elevator, elevator buttons or rise, decline the key to select the floor, digital tube display real-time number of floors, LED display real-time operating state of elevator. Schematic and PCB design using Protel99SE software, the design of products. This design pays more attention to some new ideas into the design. Including the use of the STC89C52 chip, the use of C language programming, which has portability stronger, more conducive to the upgrading of products. Keywords: STC89C52; elevator control system; Protel99SE; C language

基于PLC系统电梯控制系统毕业设计论文

本科学生毕业设计（论文）毕业论文课题名称：基于PLC的四层电梯控制班级：07自动化2 学号：08 姓名：指导教师：信息工程系

论文摘要本文介绍一种电梯PLC控制系统。电梯是垂直方向的运输设备，是高层建筑中不可缺少的交通运输设备。它靠电力，拖动一个可以载人或物的轿厢，在建筑的井道内导轨上做垂直升降运动，在人们生活中起着举足轻重的作用。而控制电梯运行的PLC系统也要求越来越高，要求达到电梯运行的“稳、准、快”的运行目的。该系统主要由PLC、逻辑控制电路组成。其中包括交流异步电动机、继电器、接触器、行程开关、按钮、发光指示器和变频器组成为一体的控制系统。本机控制单元采用以三菱公司的可编程控制器PLC对机器进行全过程控制。整个系统通过PLC、逻辑控制电路对电梯的升降；加、减速；平层；起动、制动控制。其结构简单、运行效率高、平层精度高、易于理解与掌握。

目录论文摘要 (1) 第四章电梯的电气控制系统 (5) 4.1概述 (5) 4.2电梯电气控制系统中的主要电器部件 (5) 4.3电梯自动控制系统中的各主要控制环节及结构原理 (6) 4.3.1 各类电梯安全可靠运行的充分与必要条件 (6) 4.3.2 电梯自动开关门的控制环节 (6) 4.3.3 电梯的方向控制环节 (7) 4.3.4 发生制动减速信号的控制环节 (9) 4.3.5 主驱动控制环节 (10) 4.3.6 电梯的安全保护环节 (10) 4.4电梯的内外召唤指令的登记与消除 (12) 4.4.1 召唤指令信号登记记忆线路的原理说明 (13) 4.4.2 轿内信号的登记、记忆与消除 (14) 4.4.3 层外召唤信号的登记记忆与消除 (15) 4.5电梯的信号指示系统 (16) 4.5.1 数码显示的层楼指示灯 (16) 4.5.2 运行方向灯、轿内指令及厅外召唤信号灯 (16) 4.5.3 超载信号指示灯及音响 (17) 4.6电梯的消防控制系统 (18) 4.6.1 电梯控制系统中适应消防控制的几个基本要求 (18) 4.6.2 消防控制系统的类型及工作原理 (19) 4.7交流信号控制电梯线路原理说明 (20) 4.7.1 概况 (20) 4.7.2 电梯投入使用和撤出使用 (20) 4.7.3 自动开关门 (20) 4.7.4 电梯的启动，加速和满速运行，制动减速，停车和开门 (21) 4.7.5 指令信号登记，记忆和消除 (22) 4.7.6 电梯的安全保护 (22) 第五章结论 (23) 参考文献 (55) 附录一I/O分配表 (56) 附录二交流双速电梯线路图元件代号说明 (57)

基于FPGA的六层电梯控制系统课程设计打印终稿

基于FPGA 的六层电梯控制系统郑州轻工业学院电子技术课程设计题目基于FPGA的学生姓名专业班级学号院指导教师完成时间

郑州轻工业学院课程设计任务书题目基于FPGA 的六层电梯控制系统专业、班级电子信息工程10-01 学号 541001030136 姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容：要求学生使用硬件描述语言设计六层电梯控制系统的FPGA源程序，实现如下功能：(1)每层电梯入口处设有上下请求开关，电梯内设有顾客到达层次的停站请求开关。(2)设有电梯入口处位置指示装置及电梯运行模式(上升或下降)指示装置。（3)电梯到达有停站请求的楼层，开门指示灯亮，开门后,经一段时延后，电梯门关闭电梯继续进行，直至执行完最后一个请求信号后停留在当前层。 (4)电梯运行规则：当处于上升模式时，只响应比所在位置高的请求信号，由下而上逐个执行，直到最后一个上楼请求执行完毕；高层有下楼请求，则直接升到请求层，进入下降模式。当电梯处于下降模式时则与上升模式相反。基本要求： 1、掌握FPGA 的程序设计方法。 2、掌握硬件描述语言语法。 3、掌握有限状态机的原理与实现方法。 4、程序设计完成后要求在软件中实现功能仿真。主要参考资料： 1、王锁萍.电子设计自动化（EDA）教程[M].成都：成都电子科技大学出版社,2006. 2、何立民．EDA应用技术选编[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2008．完成期限：2013.6.21—2013.6.25 指导教师签名：课程负责人签名：

2013年6月18 摘要 ................................................................................................................ I 1概述 (1) 1.1课题背景及意义 (1) 1.2 EDA技术及实现方法概述 (1) 1.2.1 EDA技术简介 (2) 1.2.2 FPGA简介 (3) 1.2.3 VHDL语言介绍 (4) 1.3 状态机简介 (5) 2 系统方案设计 (6) 2.1设计要求 (6) 2.2 总体设计方案 (6) 2.2.1 控制器模块化概述 (6) 2.2.2 电梯上下层运行流程图 (7) 2.2.3电梯运行控制流程图 (8) 2.2.4 电梯控制器设计思路 (9) 2.3 设计的VHDL实现 (10) 2.3.1 控制器实体设计 (10) 2.3.2 控制器结构体设计 (11) 3 器件选型 (11)

PLC电梯控制系统的设计

河南工业职业技术学院毕业设计题目 PLC电梯控制系统的设计系院电气工程系专业电气自动化班级 05311 学生姓名林鹏翔学号 26 指导教师史增芳

前言随着电子技术的发展，当前数字电器系统的设计正朝着速度快、容量大、体积小、重量轻的方向发展。推动该潮流发展的引擎就是日趋进步和完善的PLC设计技术。目前数字系统的设计可以直接面向用户需求，根据系统的行为和功能的要求，自上而下的完成相应的描述、综合、优化、仿真与验证，直接生成器件。上述设计过程除了系统行为和功能描述以外，其余所有的设计几乎都可以用计算机来自动完成，也就说做到了电器设计自动化这样做可以大大的缩短系统的设计周期，以适应当今品种多、批量小的电子市场的需求。电器设计自动化的关键技术之一是要求用形式化的方法来描述数字系统的硬件电路，即要用所谓的硬件语言来描述硬件电路。所谓硬件描述语言及相关的仿真、综合等技术的研究是当今电器设计自动化领域的一个重要课题。 PLC的设计和开发，已经有多种类型和款式。传统的PLC各有特点，它们适合在现场做手工测量，要完成远程测量并要对测量数据做进一步分析处理，传统PLC是无法完成的。然而基于PC 通信的PLC，既可以完成测量数据的传递，又可借助PC，做测量数据的处理。所以这种类型的PLC无论在功能和实际应用上，都具有传统PLC无法比拟的特点，这使得它的开发和应用具有良好的前景。

目录 1.前言 2.电梯控制基本概念 3.电梯控制的组成 4.电梯控制的移动 5.电梯PLC系统的模拟组态 6.货运电梯重量超载的控制 7.总结 8.参考文献

2. PLC电梯控制的基本概念电梯控制系统可分为电力拖动系统和电气控制系统两个主要部分。电力拖动系统主要包括电梯垂直方向主拖动电路和轿箱开关电路。二者均采用易于控制的直流电动机作为拖动动力源。主拖动电路采用PWM调试方式，达到了无级调速的目的。而开关门电路上电机仅需一种速度进行运动。电气控制系统则由众多呼叫按钮、传感器、控制用继电器、指示灯、LED七段数码管和控制部分的核心器件（PLD）等组成。PLC集信号采集、信号输出及逻辑控制于一体，与电梯电力拖动系统一起实现了电梯控制的所有功能。电梯控制系统原理框图如图1所示，主要由轿箱内指令电路、门厅呼叫电路、主拖动电机电路、开关门电路、档层显示电路、按钮记忆灯电路、楼层检测与平层检测传感器及PLC电路等组成的。电梯控制系统的硬件结构如图2所示。包括按钮编码输入电路、楼层传感器检测电路、发光二极管记忆灯电路、PWM控制直流电机无线调速电路、轿箱开关电路、楼层显示电路及一些其他辅助电路等。为减少PLC输入输出点数，采用编码的方式将31个呼叫及指层按钮编码五位二进制码输入PLC PLC系统的其它设备 1 编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，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。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。 2 人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。 3 输入输出设备：用于永久性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。