电梯并联运行控制系统(附件)
在高层和办公住宅中垂直电梯使用频率较高，常常需要2-3台电梯并联起来使用。本文围绕双六层并联电梯的工作原理以及对比一些常用的并联调度算法，确定本课题的算法为最快响应算法。本次设计分为软硬件设计。硬件部分包括电梯门电机和牵引电机的电路设计、S7-300的的配置、根据电梯实际的输入输出接口进行I/O口的分配和接线、PLC接线图。软件部分主要是在Step-7编程软件内编写电梯的平层检测程序、乘客内外呼程序、开关门程序、上下行程序、电机正反转程序、楼层显示程序以及并联算法程序。最后结合仿真软件对程序进行调试使电梯能够按照设定要求达到稳定、高效的运行。关键词 电梯运行，PLC控制，并联调度
目 录
1 绪论 1
1.1 电梯简介 1
1.2 电梯的发展与现状 2
1.3 电梯的结构 2
1.4 电梯的运行原理 4
1.5 电梯的并联控制 4
1.6 设计内容与步骤 5
2 电梯控制要求与并联调度原则 6
2.1 控制要求 6
2.2 并联调度原则 6
3 硬件设计 8
3.1 主电路设计 8
3.2 I/O的分配和接线 9
3.3 PLC控制的优点 12
3.4 S7300简介 13
4 软件设计 14
4.1 电梯控制流程 14
4.2 总体程序设计 15
4.3 平层检测程序 16
4.4 电梯轿厢内呼程序 17
4.5 乘客外呼程序 18
4.6 电梯上下行程序 19
4.7 楼层显示程序 20
4.8 电梯的开关门程序 22
4.9 牵引机正反转控制程序 23
4.10 并联调度算法程序 24
4.11 仿真调试 26
结 论 28
致 谢 29
参 考 文 献 30
附 录 31
1 绪论
现代生活随着人口增多，必然导致建筑物的楼层数增多。电梯相比楼梯速度快，使得人们上下行更加的方便快捷的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
到达目的地，是现代人们生活中不可缺少的工具。于是，对电梯的有效控制成为了当下研究的重点。电梯需要追求高效性，安全性和舒适性。对控制系统的要求一般体现在何时轿厢需要上下行，何时需要开关门，故障时应有及时的报警和安全措施去应对。但是由于电梯的电路复杂，故障率高，维护难，质量重等缺点大大降低了电梯的运行质量。电梯结合PLC来控制，大大增加了电梯运行的可靠程度，提升了电梯的安全性和智能程度，而且方便维护。
1.1 电梯简介
电梯已有百年的发展历史，随着人们的需求日益扩大，电梯也衍生出各种各样的种类。目前按照用途来说的话，电梯分为这几种：1）乘客电梯，安全舒适美观；2）载货电梯，用来运送货物；3）医用电梯，运送医疗器械和医疗用品。4）杂物电梯，运送书本，餐具等杂物。5）观光电梯，由透明材料制成，供游客观赏风景的电梯。车辆电梯，运载车辆的大型电梯。船舶电梯，船舶上使用的电梯。6）施工电梯，建筑施工与维修用的电梯。7）其它类型的电梯，例如防爆电梯，消防电梯等等。本课题主要介绍的乘客电梯[2]。
随着楼层增高和人们追求便捷生活的需要，单个电梯虽然能完成人们上下行的需要，可是效率很低，难以避免的会造成电力能源的浪费。为了追求效率，开发者提出追求电梯的运行速度来弥补单个电梯运行效率低下的缺点，可是发现人们乘坐电梯的时间并没有因为电梯运行速度的提升而得到本质上的改变，而且楼层数目偏多的大楼，电梯需要不断去满足乘客停靠楼层的需求以及反复的开关门。电梯出于安全考虑，肯定不能运行过快，只能保持中低速去运行，这样效率并没有得到实质性的改观、同时单个电梯也会应为承重的运行负担导致电梯寿命大大缩减，维护次数也大大增高，会不可避免的浪费人力和电力。一般单个电梯只能容纳11人，不能满足高峰期人们的上下行需求，因此一般大型的建筑楼层中需要装配23台电梯结合起来使用。群控电梯的技术逐渐衍生出来，结合相应的调度算法，能有效的解决乘客上下行的需求。
1.2 电梯的发展与现状
公元前1100年前后的中国古代就出现用来提水的卷扬机轱辘。而后公元前236年的古希腊著名科学家家阿基米德就制成了第一台以人力发动的卷筒式卷扬机，这也是电梯的起源。随着工业革命在英国的开展，1835年英国的一家工厂就以瓦特发明的蒸汽机基础上创造了以蒸汽拖动的升降机。1845年由于液压技术的成熟，英国人阿姆斯特朗研发了第一台液压式升降机。但是由于这类升降机的牵引依赖麻绳，时间长了，麻绳经常会因老化而断掉，造成了难以避免的风险。出于安全性的考虑，1852年一种名为安全钳的工具由美国人奥斯发明，它能在导轨上锁住轿厢，从此电梯的安全性得到了大大的保障。1880年德国制成了第一台由电力拖动的电梯。从20世纪年代末到21世纪年代初出现的交流调速电梯由于速度稳定，低功耗，完全替代了直流调速拖动，是现在着力开发的重点。现代微电子技术的进步使得电梯可以依赖电脑进行控制，电梯智能化和自动化程度大大提高，由于操作简单，乘客可以在轿厢内控制电梯上下行。
国外电梯竞争激烈，促使电梯的品质也逐步攀升，美国的奥的斯公司和瑞士的迅达公司历史悠久，是电梯界的佼佼者。其他电梯生产国家例如芬兰科恩，日本的日立和三菱公司也是著名的电梯公司。这些公司生产的电梯共和占世界总量的61%。其中日本的三菱公司发明变频变压调速技术，拉动了世界电梯的发展进度。在科技日益发展的今天，很多高效先进的电子元器件由于自动化程度的提高而变得廉价，而且电脑控制电梯技术的日益提升，电梯故障率降低，能耗也大大减少。
新中国刚成立时，电梯并没有很长的发展历程，很多公司也只能对进口的电梯进行修理和维护，并不能生产电梯。改革开放后，电梯行业有了点起步，北京、上海、沈阳已经开始生产电梯。而后西安、广州等地也逐步开始成立电梯厂去生产电梯，但产出只有2000台。由于电梯过度依赖进口，需求也日益变多，良好的市场前景促使一些中小型企业去制造电梯，电梯年产量高达3万台。在发展电梯控制技术方面，1979年我国一些电梯厂已经开始合作研究和试验半导体无触点的电梯控制系统和多项电梯制造和控制新技术。但是由于电梯组件研发的不成熟，电梯质量低下。1980年中国北京、上海电梯厂和瑞士迅达公司合作成立了中国第一家中外合资电梯企业—中国迅达电梯有限公司。随后越来越多的中外合资的电梯公司也雨后春笋。目前中国已经可以自主生产微电脑控制的普通电梯。2016年全国的运行的电梯数量已达100多万台。
1.3 电梯的结构
电梯由安全保护系统、机械部分、电气系统三大部分组成，结构如图1.1所示。
目 录
1 绪论 1
1.1 电梯简介 1
1.2 电梯的发展与现状 2
1.3 电梯的结构 2
1.4 电梯的运行原理 4
1.5 电梯的并联控制 4
1.6 设计内容与步骤 5
2 电梯控制要求与并联调度原则 6
2.1 控制要求 6
2.2 并联调度原则 6
3 硬件设计 8
3.1 主电路设计 8
3.2 I/O的分配和接线 9
3.3 PLC控制的优点 12
3.4 S7300简介 13
4 软件设计 14
4.1 电梯控制流程 14
4.2 总体程序设计 15
4.3 平层检测程序 16
4.4 电梯轿厢内呼程序 17
4.5 乘客外呼程序 18
4.6 电梯上下行程序 19
4.7 楼层显示程序 20
4.8 电梯的开关门程序 22
4.9 牵引机正反转控制程序 23
4.10 并联调度算法程序 24
4.11 仿真调试 26
结 论 28
致 谢 29
参 考 文 献 30
附 录 31
1 绪论
现代生活随着人口增多，必然导致建筑物的楼层数增多。电梯相比楼梯速度快，使得人们上下行更加的方便快捷的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
到达目的地，是现代人们生活中不可缺少的工具。于是，对电梯的有效控制成为了当下研究的重点。电梯需要追求高效性，安全性和舒适性。对控制系统的要求一般体现在何时轿厢需要上下行，何时需要开关门，故障时应有及时的报警和安全措施去应对。但是由于电梯的电路复杂，故障率高，维护难，质量重等缺点大大降低了电梯的运行质量。电梯结合PLC来控制，大大增加了电梯运行的可靠程度，提升了电梯的安全性和智能程度，而且方便维护。
1.1 电梯简介
电梯已有百年的发展历史，随着人们的需求日益扩大，电梯也衍生出各种各样的种类。目前按照用途来说的话，电梯分为这几种：1）乘客电梯，安全舒适美观；2）载货电梯，用来运送货物；3）医用电梯，运送医疗器械和医疗用品。4）杂物电梯，运送书本，餐具等杂物。5）观光电梯，由透明材料制成，供游客观赏风景的电梯。车辆电梯，运载车辆的大型电梯。船舶电梯，船舶上使用的电梯。6）施工电梯，建筑施工与维修用的电梯。7）其它类型的电梯，例如防爆电梯，消防电梯等等。本课题主要介绍的乘客电梯[2]。
随着楼层增高和人们追求便捷生活的需要，单个电梯虽然能完成人们上下行的需要，可是效率很低，难以避免的会造成电力能源的浪费。为了追求效率，开发者提出追求电梯的运行速度来弥补单个电梯运行效率低下的缺点，可是发现人们乘坐电梯的时间并没有因为电梯运行速度的提升而得到本质上的改变，而且楼层数目偏多的大楼，电梯需要不断去满足乘客停靠楼层的需求以及反复的开关门。电梯出于安全考虑，肯定不能运行过快，只能保持中低速去运行，这样效率并没有得到实质性的改观、同时单个电梯也会应为承重的运行负担导致电梯寿命大大缩减，维护次数也大大增高，会不可避免的浪费人力和电力。一般单个电梯只能容纳11人，不能满足高峰期人们的上下行需求，因此一般大型的建筑楼层中需要装配23台电梯结合起来使用。群控电梯的技术逐渐衍生出来，结合相应的调度算法，能有效的解决乘客上下行的需求。
1.2 电梯的发展与现状
公元前1100年前后的中国古代就出现用来提水的卷扬机轱辘。而后公元前236年的古希腊著名科学家家阿基米德就制成了第一台以人力发动的卷筒式卷扬机，这也是电梯的起源。随着工业革命在英国的开展，1835年英国的一家工厂就以瓦特发明的蒸汽机基础上创造了以蒸汽拖动的升降机。1845年由于液压技术的成熟，英国人阿姆斯特朗研发了第一台液压式升降机。但是由于这类升降机的牵引依赖麻绳，时间长了，麻绳经常会因老化而断掉，造成了难以避免的风险。出于安全性的考虑，1852年一种名为安全钳的工具由美国人奥斯发明，它能在导轨上锁住轿厢，从此电梯的安全性得到了大大的保障。1880年德国制成了第一台由电力拖动的电梯。从20世纪年代末到21世纪年代初出现的交流调速电梯由于速度稳定，低功耗，完全替代了直流调速拖动，是现在着力开发的重点。现代微电子技术的进步使得电梯可以依赖电脑进行控制，电梯智能化和自动化程度大大提高，由于操作简单，乘客可以在轿厢内控制电梯上下行。
国外电梯竞争激烈，促使电梯的品质也逐步攀升，美国的奥的斯公司和瑞士的迅达公司历史悠久，是电梯界的佼佼者。其他电梯生产国家例如芬兰科恩，日本的日立和三菱公司也是著名的电梯公司。这些公司生产的电梯共和占世界总量的61%。其中日本的三菱公司发明变频变压调速技术，拉动了世界电梯的发展进度。在科技日益发展的今天，很多高效先进的电子元器件由于自动化程度的提高而变得廉价，而且电脑控制电梯技术的日益提升，电梯故障率降低，能耗也大大减少。
新中国刚成立时，电梯并没有很长的发展历程，很多公司也只能对进口的电梯进行修理和维护，并不能生产电梯。改革开放后，电梯行业有了点起步，北京、上海、沈阳已经开始生产电梯。而后西安、广州等地也逐步开始成立电梯厂去生产电梯，但产出只有2000台。由于电梯过度依赖进口，需求也日益变多，良好的市场前景促使一些中小型企业去制造电梯，电梯年产量高达3万台。在发展电梯控制技术方面，1979年我国一些电梯厂已经开始合作研究和试验半导体无触点的电梯控制系统和多项电梯制造和控制新技术。但是由于电梯组件研发的不成熟，电梯质量低下。1980年中国北京、上海电梯厂和瑞士迅达公司合作成立了中国第一家中外合资电梯企业—中国迅达电梯有限公司。随后越来越多的中外合资的电梯公司也雨后春笋。目前中国已经可以自主生产微电脑控制的普通电梯。2016年全国的运行的电梯数量已达100多万台。
1.3 电梯的结构
电梯由安全保护系统、机械部分、电气系统三大部分组成，结构如图1.1所示。
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