武汉* * * *学院
毕 业 设 计
课题名称：专 业：班 级：设 计 者：指导教师：完成时间：
四层电梯的PLC控制 电气自动化技术 班 小 鱼 年3月19日
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2013小鱼的毕业设计
目录
摘要----------------------------------------------------------------1 第一章 前言---------------------------------------------------------2 1.1课题研究的背景及意义-------------------------------------------2 1.2电梯的起源-----------------------------------------------------3 1.3电梯的分类-----------------------------------------------------4 1.4电梯电气控制发展-----------------------------------------------7 1.5电梯国内外发展状况---------------------------------------------7 1.6课题研究的内容-------------------------------------------------9 第二章 PLC可编程序控制器------------------------------------------10 2.1 PLC的定义----------------------------------------------------10 2.2 PLC的基本结构------------------------------------------------10 2.3 PLC的工作原理------------------------------------------------12 2.4 PLC在电梯控制中的应用以及发展前景----------------------------14 第三章 总体方案设计------------------------------------------------17 3.1设计任务------------------------------------------------------17 3.2设计要求------------------------------------------------------17 3.3设计基本思路--------------------------------------------------18 3.4设计思想------------------------------------------------------18
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第四章 PLC I/O地址分配及硬件连线图--------------------------------19
4.1 I/O地址分配表------------------------------------------------19
4.2 选择PLC------------------------------------------------------20 4.3 主电路图------------------------------------------------------21 4.4 PLC接线图----------------------------------------------------22
第五章 系统软件设计------------------------------------------------23 第六章 调试过程----------------------------------------------------31 第七章 总结--------------------------------------------------------32 参考文献-----------------------------------------------------------33
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摘要
在经济不断发展，科学技术日新月异的今天，人们物质文化生活水平逐步提高。高层建筑业迅速发展，大批的高楼拔地而起，十几层至几十层酒店、写字楼、住宅楼如雨后春笋。作为建筑的中枢神经，电梯起着不可或缺的作用，是人们日常生活必不可少的代步工具。有了电梯以后，回家、上班，不需要再爬楼梯。有了电梯以后，可以说直接增加了和家人相处的时间，也提升了工作的效率。更重要的是减少了爬楼梯摔倒的机会。
我本次所做的设计是根据机电工程学院的四层货梯为原型所设计的。本次的设计是要设计一部供4层居民楼使用的电梯，电梯的控制系统使用PLC控制。电梯要实现乘客电梯的基本功能。
电梯性能的好坏直接影响着人们生活的质量，因此必须努力提高电梯系统的性能，保证电梯的运行既高效节能又安全可靠。传统的电梯控制系统采用的是继电器逻辑控制电路，这种控制易出故障，维护不便，运行寿命短，占地空间大，正逐步被淘汰。为了提高自动控制系统的可靠性和设备的工作效率，所以我的设计是以PLC为核心控制器的电梯自动控制系统，系统的核心部分（控制部分）使用了日本三菱公司生产的FX2N-64型PLC，因为在核心控制部分采用的是软件程序控制，从而在保证电梯正常运行这个要求的情况下，大大的提高了电梯故障检查与维修的方便性和容易性，同时还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。
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第一章 前言
1.1课题研究的背景及意义
电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。随着社会的发展，建筑物规模越来越大，楼层越来越多，对电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性提出了更高的要求。
电梯是集机电一体的复杂系统，不仅涉及机械传动、电气控制和土建等工程领域，还要考虑可靠性、舒适感和美学等问题。而对现代电梯而言，应具有高度的安全性。事实上，在电梯上已经采用了多项安全保护措施。在设计电梯的时候，对机械零部件和电器元件都采取了很大的安全系数和保险系数。然而只有电梯的制造，安装调试、售后服务和维修保养都达到高质量，才能全面保证电梯的最终高质量。目前，由可编程序控制器(PLC)和微机组成的电梯运行逻辑控制系统，正在迅速发展。采用PLC控制的电梯可靠性高、维护方便、开发周期短，这种电梯运行更加可靠，并具有很大的灵活性，可以完成更为复杂的控制任务，己成为电梯控制的发展方向。
可编程序控制器，是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机。自1969年针对工业自动控制的特点和需要而开发的第一台PLC问世以来，迄今己30多年，它的发展虽然包含了前期控制技术的继承和演变，但又不同于顺序控制器和通用的微机控制装置。它不仅充分利用微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求，同时也照顾到现场电气操作维护人员的技能和习惯，摒弃了微机常用的计算机编程语言的表达方式，独具风格地形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构，使用户程序的编制清晰直观、方便易学，调试和查错都很容易。用户买到所需PLC后，只需按说明书或提示，做少量的安装接线和用户程序的编制工作，就可灵活而方便地将PLC应用于生产实践。而且用户程序的编制、修改和调试不需要具有专门的计算机编程语言知识。可编程序控制器PLC在现代工业自动化控制中是最值得重视的先进控制技术。PLC现已成为现代工业控制三大支柱(PLC、CAD／CAM、ROBOT)之一，以其可靠性高、逻辑功能强、体积小、可在线
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修改控制程序、具有远程通信联网功能，易与计算机接口、能对模拟量进行控制、具备高速记数与位控等高性能模块等优异性能，从而取代由大量中间继电器、时间继电器、记数继电器等组成的传统的继电一接触控制系统，在机械、化工、石油、冶会、轻工、电子、纺织、食品、交通等行业德到广泛应用。PLC的应用深度和广度已经成为一个国家工业先进水平的重要标志之一。
电梯的控制是比较复杂的， PLC是专门为工业过程控制而设计的控制设备，随着PLC应用技术的不断发展，将使得它的体积大大减小，功能不断完善，过程的控制更平稳、可靠，抗干扰性能增强、机械与电气部件有机地结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机的功能综合在一起。因此，它已经成为电梯运行中的关键技术。 1.2电梯的起源
人类利用升降工具运输货物、人员的历史非常悠久。早在公元前2600年，埃及人在建造金字塔时就使用了最原始的升降系统，这套系统的基本原理至今仍无变化。即一个平衡物下降的同时，负载平台上升。早期的升降工具基本以人力为动力。1203年，在法国海岸边的一个修道院里安装了一台以驴子为动力的起重机，这才结束了用人力运送重物的历史。19世纪初，在欧美开始用蒸汽机作为升降工具的动力。1845年，第一台液压驱动升降机研制成功，液压驱动的介质是水。尽管升降工具被一代代富有革新精神的工程师们进行不断改进，然而被工业界普遍认可的升降机仍未出现，直到1852 年世界第一台安全升降机诞生。
1852年，美国纽约杨克斯的机械工程师奥的斯先生发明了世界上第1台安全升降机。1857年3年23日，奥的斯公司在纽约为一座专营法国瓷器和玻璃器皿的商店安装了世界上第一台客运升降机。1862年，奥的斯公司采用单独蒸汽机控制的升降机问世。1878年，奥的斯公司在纽约百老汇大街155号安装了第1台水压式乘客升降机。1889年12月，奥的斯公司在纽约的第玛瑞斯特大楼成功安装了1台直接连接式升降机。这是世界上以直流电动机为动力的第1
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台电力驱动升降机，从此诞生了名副其实的电梯。 1.3电梯的分类
根据建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而设置不同类型的电梯。
目前电梯的基本分类方法大致如下： （1）按用途分类
乘客电梯: 为运送乘客而设计的电梯，要求有完善的安全设施以及一定的轿内装饰。
载货电梯：主要为运送货物而设计，通常有人伴随的电梯。
医用电梯：为运送病床、担架、医用车而设计的电梯，轿厢具有长而窄的特点。
杂物电梯：供图书馆、办公楼、饭店运送图书、文件、食品等设计的电梯。
观光电梯：轿厢壁透明，供乘客观光用的电梯。 车辆电梯：用作装运车辆的电梯。 船舶电梯：船舶上使用的电梯。
建筑施工电梯：建筑施工与维修用的电梯。
特殊类型的电梯，除上述常用电梯外，还有些特殊用途的电梯，如冷库电梯、防爆电梯、矿井电梯、电站电梯、消防专用电梯等。 （2）按驱动方式分类
交流电梯：用交流感应电动机作为驱动力的电梯。根据拖动方式又可分为交流单速、交流双速、交流调压调速、交流变压变频调速等。
直流电梯：用直流电动机作为驱动力的电梯。这类电梯的额定速度一般在2.00m/s以上。
液压电梯：一般利用电动泵驱动液体流动，由柱塞使轿厢升降的电梯。 齿轮齿条电梯：将导轨加工成齿条，轿厢装上与齿条啮合的齿轮，电动机
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带动齿轮旋转使轿厢升降的电梯。
螺杆式电梯： 将直顶式电梯的柱塞加工成矩形螺纹，再将带有推力轴承的大螺母安装于油缸顶，然后通过电机经减速机（或皮带）带动螺母旋转，从而使螺杆顶升轿厢上升或下降的电梯。
直线电机驱动的电梯：其动力源是直线电机。
电梯问世初期，曾用蒸汽机、内燃机作为动力直接驱动电梯，现已基本绝迹。
(3）按速度分类
电梯无严格的速度分类，我国习惯上按下述方法分类。 低速梯: 常指速度低于1.00m/s的电梯。 中速梯: 常指速度在1.00～2.00m/s的电梯。 高速梯: 常指速度大于2.00m/s的电梯。 超高速梯: 速度超过5.00m/s的电梯。
随着电梯技术的不断发展，电梯速度越来越高，区别高、中、低速电梯的速度限值也在相应地提高。 (4)按电梯有无司机分类
有司机电梯: 电梯的运行方式由专职司机操纵来完成。
无司机电梯: 乘客进入电梯轿厢，按下操纵盘上所需要去的层楼按钮，电梯自动运行到达目的层楼，这类电梯一般具有集选功能。
有/无司机电梯: 这类电梯可变换控制电路，平时由乘客操纵，如遇客流量大或必要时改由司机操纵。 (5)按操纵控制方式分类
手柄开关操纵电梯: 司机在轿厢内控制操纵盘手柄开关，实现电梯的起动、上升、下降、平层、停止的运行状态。
按钮控制电梯：是一种简单的自动控制电梯，具有自动平层功能，常见有轿外按钮控制、轿内按钮控制两种控制方式。
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信号控制电梯: 这是一种自动控制程度较高的有司机电梯。除具有自动平层，自动开门功能外，尚具有轿厢命令登记，层站召唤登记，自动停层，顺向截停和自动换向等功能。
集选控制电梯: 是一种在信号控制基础上发展起来的全自动控制的电梯，与信号控制的主要区别在于能实现无司机操纵。
并联控制电梯: 2～3台电梯的控制线路并联起来进行逻辑控制，共用层站外召唤按钮，电梯本身都具有集选功能。
群控电梯: 是用微机控制和统一调度多台集中并列的电梯。群控有梯群的程序控制、梯群智能控制等形式。 (6)按机房位置分类
上机房电梯：机房在井道顶部的电梯。 下机房电梯：机房在井道底部旁侧的电梯。 无机房电梯：机房在井道内部的电梯。 (7)按轿厢尺寸分类
经常使用“小型”、“大型”、“超大型”等抽象词汇表示。 此外，还有双层轿厢电梯等。 （8）特殊电梯
斜行电梯：轿厢在倾斜的井道中沿着倾斜的导轨运行，是集观光和运输于一体的输送设备。特别是由于土地紧张而将住宅移至山区后，斜行电梯发展迅速。
立体停车场用电梯：根据不同的停车场可选配不同类型的电梯。 建筑施工电梯：是一种采用齿轮齿条啮合方式（包括销齿传动与链传动，或采用钢丝绳提升），使吊笼作垂直或倾斜运动的机械，用以输送人员或物料，主要应用于建筑施工与维修。它还可以作为仓库、码头、船坞、高塔、高烟囱的长期使用的垂直运输机械。
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1.4电梯电气控制发展
从电梯发明出以后，电梯电气控制技术越来越收到人们的重视。电梯电气控制技术主要体现在电梯电气控制系统的设计上。电梯的电气控制主要是对各种指令信号、位置信号、速度信号和安全信号进行管理，使电梯正常运行或处于保护状态，发出各种显示信号。电梯的电气控制，过去采用继电器逻辑线路，一般称继电器控制。这种硬布线的逻辑控制方式具有原理简单、直观等特点。但通用性差，逻辑系统由许多触点组成，接线复杂、故障率高、设备庞大，国家已规定淘汰。目前我国电梯主要由先进的、可靠性高的微型计算机或可编程控制器控制。
PLC是可编程控制器的简称，它是一种用于自动控制的专用微机，实质上属于微机控制方式，但可编程控制器具有其自身的特点： PLC在设计和制造上采取了许多抗干扰措施，能在较恶劣的各种环境里工作，可靠性高。PLC将CPU、存储器、1/0接口等做成一体，使用方便，扩展容易。目前在国产电梯及中低档的客梯广泛采用了PLC控制系统，特别适合在用电梯的技术改造和控制器开发。 1.5电梯国内外发展状况
一个国家的电梯需求总量，主要受其经济增长速度、城市化水平、人口密度及数量、国家产业结构等综合因素的影响。在全球经济持续低迷的情况下，我国国民经济仍然以较高的速度持续增长，城市化水平不断提高。这从客观上导致了我国电梯行业的空前繁荣景象，我国已经成为全球最大的电梯市场。上世纪80年代以来，随着经济建设的持续高速发展，我国电梯需求量越来越大。总趋势是上升的， 2004年总产量超过了8万台，而且目前还没有减速的迹象。从1949年建国以来全国共生产安装了6l万多台电梯。尽管如此，我国的电梯远未达到饱和的程度。全世界平均1000人有l台电梯，我国如果要达到这个水准，还需要增加70万台。到那时候，全国在用电梯将达到130万台，每年仅报废更新就需要6万台。到2005年，中国电梯的年产量达到13．5万台，与1980年的2249台相比，25年增长了59倍，产量每年平均增长17．8%。2005
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年安装验收电梯124465台，据国家质量监督检验检疫总局统计，截止到2007 年底，我国在用电梯数量为917,313 台，约为全球电梯总量的1/10。如此庞大的市场需求为我国电梯行业的发展创造了广阔的舞台!
我国电梯行业已经具备了很强的生产能力。兴旺的电梯市场吸引了全世界所有的知名电梯公司，美国奥的斯、瑞士迅达、芬兰通力、德国蒂森、日本三菱、日立、东芝、富士达等13家大型外商投资公司在国内的市场份额达到了74%。先进技术和先进管理的引进对国内电梯企业产生了强大的推动作用。苏州江南、山东百斯特、浙江巨人、上海华立、昌华、东莞飞鹏、宁波宏大、苏州申龙和东南液压电梯等一批优秀的电梯品牌看清了自己的定位与出路。目前国内市场需要的电梯产品，我国电梯行业几乎全部可以生产，不但大量替代了进口，而且还有一定的出口。国产电梯的技术水平和产品质量正在稳步提高。自1985年我国参加了国际标准化组织ISO／TCl78以来，先后等同或等效采用了一批国际标准和先进国家的标准。标准的高起点使我国电梯行业在技术上居于有利地位。许多新技术和新产品，如无机房电梯、无齿轮曳引机、永磁同步拖动技术、远程监控技术等，国际上也是刚刚出现，我国就有许多企业可以生产了。国产电梯以其高质量，低成本的优势赢得了越来越多的国内外客户，为逐步进入国际市场创造了有利条件。
中国电梯在亚洲市场占有越来越重要的位置，每年销售量己达l万台左右，约占亚洲市场的1/50，一些合资企业在出口创汇方面也做出了贡献。当今世界，电梯的生产情况与使用数量已经成为衡量一个国家工业现代化程度的标志之一。在一些发达的工业国家，电梯的使用相当普遍。
世界上有名的几家电梯公司，诸如：美国奥的斯公司、瑞士讯达公司、日本三菱和日立公司、芬兰科恩等，其电梯的产量已占世界市场的51％。其中，奥的斯公司和三菱公司是世界上最大的电梯生产企业。目前，国外除了以交流电梯取代直流电梯以外，在低层楼房越来越多的使用液压电梯。此外，家用小型电梯也将成为电梯家族中新的组成部分。
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1.6课题研究的内容
课题所研究的内容主要是用可编程控制器（PLC）自动控制四层电梯系统。针对四层电梯的控制特点及要求。采用功能强、故障率低、可靠性高的可编程控制器（PLC）来控制电梯。 论文的主要内容如下：
首先对电梯系统及可编程控制器（PLC）作了比较全面的总结和介绍。接着根据电梯的控制要求，设计模拟控制模板，确定PLC所需的输入/输出口的数量，确定PLC的型号。然后设计主电路图、PLC的外部接线图等，编写控制程序，最后对编写的电梯控制程序进行仿真和调试。
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第二章 PLC可编程序控制器
2.1 PLC的定义
PLC的定义有许多种，国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的或者模拟的输入与输出，控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。
2.2 PLC的基本结构
各种PLC的组成结构基本相同。它主要由CPU、电源、存储器和输入/输出接口电路等组成。PLC的基本结构如图2-1所示。
图2-1 PLC的基本结构图
（1） 中央处理单元(CPU)
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中央处理单元(CPU) 一般是 由控制器、运算器和寄存器组成。CPU通过地址总线、数据总线、控制总线与存储单元、输入/输出接口、通信接口、扩展接口相连。CPU是PLC的核心，它不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出。
（2） 存储器
PLC的存储器包括系统存储器和用户存储器两种。系统存储器用于存放PLC的系统程序，用户存储器用于存放PLC的用户程序。现在的PLC一般均采用可擦除的EPROM存储器来作为系统存储器和用户存储器。
（3） 输入/输出接口单元
PLC的输入接口电路的作用是将按钮、行程开关或传感器等产生的信号送入CPU；PLC的输出接口电路的作用是将CPU向外输出的信号转换成可以驱动外部执行元件的信号，以便控制接触器线圈等电器的通、断电。PLC的输入/输出接口电路一般采用光电耦合隔离技术，可以有效地保护内部电路。
PLC的输入接口电路可分为直流输入电路和交流输入电路。直流输入电路的延迟时间比较短，可以直接与接近开关、光电开关等电子输入装置连接；交流输入电路适用于在有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。
输出接口电路通常有3种类型：继电器输出型、晶体管输出型和晶闸管输出型。
继电器输出的优点是电压范围宽、导通压降小、价格便宜，既可以控制直流负载，也可以控制交流负载；缺点是触点寿命短，转换频率低。
晶体管输出的优点是寿命长、无噪声、可靠性高、转换频率快，可驱动直流负载；缺点是价格高，过载能力较差。
晶闸管输出的优点是寿命长、无噪声、可靠性高，可以驱动交流负载；缺点是价格高，过载能力较差、
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（4） 扩展接口和通信接口
PLC扩展接口的作用是将扩展单元和功能模块与基本单元相连，使PLC的配置更加灵活，以满足不同控制系统的需要；
通信接口的功能是通过这些通信接口可以和监视器、打印机、其他的PLC或是计算机相连，从而实现“人-机”或“机-机”之间的对话。
（5） 电源
PLC一般使用220V交流电源或24V直流电源，内部的开关电源为PLC的中央处理器、存储器等电路提供5V、12V、24V直流电源，使PLC能正常的工作。
2.3 PLC的工作原理
PLC有两种工作方式，即RUN（运行）方式和STOP（停止）方式。在RUN方式中，CPU执行用户程序，并输出运算结果；在STOP方式中，CPU不执行用户程序，但可以将用户程序和硬件设置信息下载到PLC中。
PLC控制系统与继电器控制系统在运行方式上存在着本质的区别。继电器控制系统的逻辑采用的是并行运行的方式，即如果一个继电器的线圈通电或者断电，该继电器的所有触点都会立即动作；而PLC得逻辑是CPU逐行扫描执行用户程序来实现的，即如果一个逻辑线圈接通或者断开，该线圈的所有触点并不会立即动作，必须等到扫描执行到该触点时才会动作。
一般来说，当PLC运行后，其工作过程可分为输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。完成上述3个阶段即称为一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述3个阶段。
PLC的扫描工作过程如图2-2所示。在图2-2中，输入映像寄存器是指在PLC的存储器中设置一块用来存放输入信号的存储区域，而输出映像寄存器是
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用来存放输出信号的存储区域；元件映像存储器是包括输入和输出映像寄存器在内的所有PLC梯形图中的编程元件的映像存储区域的统称。
图2-2 PLC的扫描工作过程
输入采样阶段：PLC将各输入状态存入对应的输入映像寄存器中，此时，输入映像寄存器被刷新，接着进入程序执行阶段。在程序执行阶段或输出刷新阶段，输入元件映像寄存器与外界隔绝，无论输入端子信号如何变化，其内容保持不变，直到下一个扫描周期的输入采样阶段才将输入端子的新内容重新写入。
程序执行阶段：PLC根据最新读入的输入信号，以先左后右、先上后下的顺序逐行扫描，执行一次程序。结果存入元件映像寄存器中。对于元件映像寄存器，每个元件（除输入映像寄存器之外）的状态会随着程序的执行而变化。
输出刷新阶段：在所有指令执行完毕后，输出映像寄存器中所有输出继电器的状态（“1”或“0”）在输出刷新阶段转存到输出锁存器中，通过一定的方式输出并驱动外部负载。
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2.4 PLC在电梯控制中的应用以及发展前景
目前，在电梯的控制方式上，主要有继电器控制、PLC控制和微型计算机控制三种。而PLC实际上是一种专用计算机，它采用巡回扫描的方式分时处理各项任务，而且依靠程序运行，这就保证只有正确的程序才能运行，否则电梯不会工作；又由于PLC中的内部辅助继电器及保持继电器等实际上是PLC系统内存工作单元，即无线圈又无触点，使用次数不受限制，属无触点运行，因此，它比继电器控制有着明显的优越性，运行寿命更长，工作更加可靠安全，自动化水平更高。PLC控制是三种控制方式中最具有可靠性、实用性和灵活性的控制方式，它更适合于用在电梯的技术改造和控制系统的更新换代，是电梯控制系统中理想的控制新技术。
随着科技的进步，电梯也更加安全、舒适。然而，人们的追求并没有就此停止下来，仍在不断地进行研究改进。目前意义上的“绿色”，一般是强调“天然”的一面，强调与环境的协调与和谐。绿色是和平，绿色是天然，绿色是和谐。电梯是载人的机电设备，要实现“绿色”，也就是强调电梯更舒适、更安全地为人类的生产和生活服务，强调电梯与环境的协调与和谐。
电梯属于纯粹的工业产品，其天然性应表现为对环境影响的尽可能小，与环境的协调与平衡，以及电梯本身的人性化。这也应是绿色电梯的发展方向。 （1）智能化
我们这里所说的智能化电梯是传统的人工智能是无法胜任的。传统的智能控制是一种技术的事先安排，说到底是一种程序控制，是一种周期性的系统自动控制，实际上还算不上智能。而真正的智能电梯应更具人性化特点，不仅具有传统的人工智能的所有优点，而且还有传统的人工智能无法比拟的东西，具有随机处理各种问题的能力，诸如能根据轿厢内的情况和各层的候梯信息，自动地制定每次最优的运动速度和停车政策；自动选择运动方向；双向进行语音交流；到达目的层的语音提示等，让乘客有更多的主动性，使大楼交通运输实现真正的人机对话。智能化要求电梯有自动安全检测功能，让电梯自己能够检测到电梯的故障所在，并及时报警予以排除。
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（2）安全
运行安全是电梯的根本和关键。可以说，电梯的全部其他工作都是以此为中心展开的，使电梯安全运行更有保障。运行安全不仅要消除电梯启动时较强的电磁辐射，使用安全材料和运行稳定，而且要有一种良好的视觉效果，让每一位乘客在宽敞、明亮轿厢内有安全、舒适的好心情。同时，电梯运行安全也要求电梯在运行中发生故障时，不但要使乘客容易与外界沟通联系，而且电梯本身应当能自动播放让乘客感到放松的音乐，消除乘客产生紧张不安的情绪。
(3)与环境的协调和平衡
视觉协调。 有人曾经做过环境色彩是否对人有影响的研究。该研究发现：视觉不协调的环境色彩对人的情绪、精神影响非常大。色彩宜人，格调高雅，制作精良的电梯，乘客自然会有一种安全的感觉，有一种视觉上的舒适。用料低廉，款式陈旧，色彩沉闷，甚至破破烂烂的电梯，乘客视觉协调无从谈起，乘坐电梯的第一感觉就是不安全。国内的许多电梯公司对此的重视是远远不够的，甚至不少通过引进国外技术国产化的电梯也显露出一副土生土长的容貌。
消除电磁辐射。 像之前讲的，由于电梯是大楼里频繁起制动的大容量电器是电磁干扰的元凶，所以绿色电梯必须是一个达到自身对大楼电磁干扰最小，而又不被其他电磁干扰影响的建筑机电设备。这样不仅可以保证乘客的身心健康，而且也可以保证大楼、大厦中的大楼的办公自动化(0A)、楼宇自动化(BA)、通讯自动化(CA)的正常运转。
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舒适感。 通过采用高载频波矢量静音变频器，可降低噪声变换频率及电压。以CPU控制电压及频率的连续变换方式，按人体生理适应要求，利用计算机优化设计而成的理想运行曲线，实现更稳定、更舒适的运行。
对现代化电梯性能的衡量，主要着重于可靠性、安全性和乘坐的舒适性。此外，对经济性、能耗、噪声等级和电磁干扰程度等方面也有相应要求。随着时代的发展，对人在与外界隔离封闭的电梯轿厢内，心理上的压抑感和恐惧感也有所考虑。因此，提倡对电梯进行合理性装修，比如：轿厢内用镜面不锈钢装潢、在观光电梯井道设置宇宙空间或深海景象：进而主张电梯、扶梯应与大自然相协调，在扶梯的周围种植花草；在轿厢壁和顶棚装饰某些图案甚至是有变化的图案，并且在色彩调配上要令人赏心悦目；在轿厢内播放优美的音乐，用以减少烦躁；在轿厢内播放电视节目，乘客可收看天气预报、新闻等。
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第三章 总体方案设计
3.1 设计任务
本次设计的任务是要设计一部供4层居民楼使用的电梯，电梯的控制系统使用PLC控制。电梯要实现乘客电梯的基本功能。
电梯的每一层均有升降及轿厢所在楼层的指示灯显示；1—4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，顺向截梯和反向保号，外呼记忆，自动开、关门，停梯信号，自动达层等功能。
3.2设计要求
（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，电梯门自动打开，延时3秒后自动关门。
（3）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，电梯门自动打开，延时3秒后自动关门。
（4）在电梯运行过程中，轿厢上升（或下降）途中，任何反向下降（或上升）的呼梯信号均不响应；如果某反向呼梯信号前方再无其他呼梯信号，则电梯响应该呼梯信号。
（5）电梯应具有最远反向呼梯功能。
（6）电梯未平层或运行时，开门按钮和关门按钮军不起作用。平层且电梯停止运行后，按开门按钮可使电梯门打开，按关门按钮可使电梯门关闭。
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3.3设计基本思路
电梯在运行的时候，外部呼叫或者内部选择时，自动记忆该请求信号；如果某一层有请求信号，电梯顺向到达时，自动平层停车，响应该信号，同时消除对该信号的记忆；只有在“开始”按钮按下后，电梯才能开始一切工作，否则所有的呼叫信号都不会输入和存储；响应某一层的呼叫请求信号时，在该层自动停止延时，以供乘客的进出。 3.4设计思想
电梯的控制以PLC为核心，首先要确定输入/输出点的数量，以选择PLC的型号，然后就是要设计主电路和控制电路的电路连接设计。最关键的是要编写好程序，反复检查程序是否正确、合理。最后就是进行模拟仿真，检验此设计的实际运行情况。
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第四章 PLC I/O地址分配及硬件连线图
4.1 I/O地址分配表: 电路元件 作 用 输入继电器 SQ1 SB1 SB2 SQ2 SQ3 SA1-1 5KR 1SB1 2SB1 2SB2 3SB1 3SB2 4SB2 SA1-2 1KR 2KR 基站开关 开门按钮 关门按钮 开门到位开关 关门到位开关 检修按钮 关门感应器 1楼上行按钮 2楼上行按钮 2楼下行按钮 3楼上行按钮 3楼下行按钮 4楼下行按钮 自动运行按钮 1楼感应器 2楼感应器 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17
电路元件 作 用 输出继电器 1HL 2HL 3HL 4HL 5HL 6HL 7HL 8HL 9HL 10HL 11HL 12HL 13HL 14HL 15HL&HL15 16HL&HL16 1层层楼指示灯 2层层楼指示灯 3层层楼指示灯 4层层楼指示灯 1楼内选记忆灯 2楼内选记忆灯 3楼内选记忆灯 4楼内选记忆灯 1楼上呼记忆灯 2楼上呼记忆灯 2楼下呼记忆灯 3楼上呼记忆灯 3楼下呼记忆灯 4楼下呼记忆灯 上行指示灯 下行指示灯 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y10 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 Y17 19
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3KR 4KR SB3 SB4 SB5 SB6 KA1 6KR 7KR SQ4 SQ5 SB7 SB8 4.2 选择PLC
3楼感应器 4楼感应器 1楼内选按钮 2楼内选按钮 3楼内选按钮 4楼内选按钮 门锁开关 上平层感应器 下平层感应器 上行限位开关 下行限位开关 上行启动按钮 下行启动按钮 X20 X21 X22 X23 X24 X25 X26 X27 X30 X31 X32 X33 X34 KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 KM6 KM7 KM8 上行 下行 高速 低速 启动加速 制动减速 开门 关门 Y20 Y21 Y22 Y23 Y24 Y25 Y26 Y27 本次设计的电梯共有四层，且开关量居多，模拟量较少;对于开关量控制为主的系统而言，一般PLC的响应速度足以满足控制的要求，在小型PLC中整体式比模块式的价格便宜，体积也小，考虑后，选择了日本三菱公司生产的FX2n系列PLC。本次设计共需输入点28个，输出点23个。综合输入、输出点的计算以及要实现的电梯控制功能，最终确定使用三菱FX2n-64M型PLC。
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4.3 主电路图：
图4-1 主电路图
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4.4 PLC接线图
图4-2 PLC接线图
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第五章 系统软件设计
中间继电器说明：
辅助继电器 M0 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16
作用 辅助继电器 M17 M18 M19 M20 M21 M22 M23 M24 M25 M26 M27 M28 M29 M30 M31 M32 作用 开门辅助继电器 关门辅助继电器 自动运行时禁止 平层开门辅助继电器 1楼楼层信号辅助继电器 2楼楼层信号辅助继电器 3楼楼层信号辅助继电器 4楼楼层信号辅助继电器 1楼内选辅助继电器 2楼内选辅助继电器 3楼内选辅助继电器 4楼内选辅助继电器 1楼上行辅助继电器 2楼上行辅助继电器 2楼下行辅助继电器 3楼上行辅助继电器 3楼下行辅助继电器 4楼下行辅助继电器 定上行辅助继电器 定下行辅助继电器 上行辅助继电器 上行辅助继电器 下行辅助继电器 下行辅助继电器 1楼停车辅助继电器 2楼停车辅助继电器 3楼停车辅助继电器 4楼停车辅助继电器 停车辅助继电器 上平层辅助继电器 下平层辅助继电器 制动过程辅助继电器 停层过程辅助继电器
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梯形程序图：
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第六章 调试过程
因为条件有限，调试程序时用按钮来表示输入，用指示灯来模拟程序运行后的输出。这里列出了一个简单的和一个复杂的呼叫响应过程。
（1）轿厢在一层时有二层内呼
首先按住一层平层按钮，然后按下二层内呼按钮，此时二层内呼指示灯亮起。松开一层平层按钮，电梯上行指示灯亮起，按下二层平层按钮，则电梯开门指示灯亮起，二层内呼指示灯熄灭。再按下开门限位按钮，电梯开门指示灯熄灭，3秒之后电梯关门指示灯自动亮起。再按下关门限位按钮，整个运动过程结束。
（2）电梯在一层时（此时电梯门关着），一层外呼上（四层内呼），未到二层时，同时收到四层外呼下指令（一层内呼），二层外呼下指令，三层外呼上指令（四层内呼）。
这是一个非常复杂的运动过程，包含了设计中要求的自动定向，顺向截梯，反向记忆，自动开门等所有功能。
首先按住一层平层按钮，然后按下一层外呼按钮，一层上指示灯亮起，此时电梯开门指示灯亮起，一层外呼指示灯熄灭，接着按下开门限位按钮，电梯开门指示灯熄灭，过3秒后，电梯关门指示灯自动亮起，按下关门限位按钮，电梯关门指示灯熄灭。电梯上行指示灯亮起来。按下四层内呼按钮，四层内呼指示灯来亮起。然后连接按下四层外呼下，二层外呼下，三层外呼上按钮，相应指示灯亮起。接着按下二层平层按钮，电梯不做反应，按下三层平层按钮，电梯做开关门运动，并继续上行。按下四层平层按钮，电梯再次做开关门运动，四层内呼指示灯熄灭，上行指示灯熄灭。之后电梯自动下行，下行指示灯亮起，按下一层内呼按钮，一层内呼指示灯亮起，按下三层平层，电梯没有反应，按下二层平层，电梯做开关门，然后继续下行，到一层平层按钮按下，电梯最后做开关门运动，所有指示灯熄灭。整个运动过程结束。
由以上调试结果证明这个电梯PLC控制系统的设计是成功的，可以实现电梯运行的基本功能，完成本次的设计任务。
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第七章 总结
通过这段时间的学习设计，让我更加深入了解了PLC的强大功能，以及在工业领域中的应用。本设计主要以PLC为核心，利用PLC的控制功能，实现了利用可编程控制器控制电梯的功能。梯形图程序在模拟调试时可以非常直观的展现出4层电梯的运行过程。在调试过程中，本设计充分发挥了PLC接线简单、编程直观优点。当建筑物的楼层增加时，硬件接线上只需要增加行程开关输入信号。原来的接线不需改变，软件上只需要增加相应程序以及输出的功能，要改动的地方也比较少。调试结果表明，在适应性、精确性和可靠性方面，达到了设计的要求，表明该设计方案的可行性。
通过这次的设计，我学到很多东西。并且，对可编程控制器有了进一步的了解。电梯控制技术是一项专业技术，它涉及到我所学专业的许多课程。通过此次设计我对自己所学基础理论、专业知识和基本技能进行了综合的检验。提高了分析与解决实际问题的能力，同时这次毕业设计不仅使我了解了很多新的知识，更重要的是我获取知识的能力的到了很大的提高，这跟老师们给我的指导也是分不开的。最后，还要感谢所有教过我的老师在这大学三年对我的培养和教育，不仅使我学到了很多新知识，更重要的是，使我有了正确的分析和思考问题的方式，才能使我解决毕业设计中遇到的一系列问题，同时这在我以后的生活、学习和工作中也将起到很大的作用。最后还要感谢在本次设计中帮助我的老师和同学。
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参考文献
《PLC应用技术 项目教程》 电子工业出版社 姜新桥 石建华 《电机与电气控制技术 》（第二版）高等教育出版社 赵承荻 杨利军 《自动控制原理与系统》 机械工业出版社 孔凡才
《电梯控制技术》 电子工业出版社 刘建文 李毫升 钟亚林 《PLC原理与编程实例分析》 国防工业出版社 程子华 刘小明 《可编程控制器原理及应用》 清华大学出版社 路林吉 王坚
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