线线路，修改接线的工作量很小。 3.控制系统安装、调试、维修、监控方便
组态王的PLC电梯控制用软件编程取代了硬件接线实现控制功能，使安装接线工作量大大减小，设计人员只要一台PLC就可以进行控制系统设计，PLC具备完善的自诊断，履历情报存储及监控功能，对于其内部工作状态，通信状态，异常状态和I/O点的状态都有显示。加上组态王对系统运行的监测和控制，工作人员通过组态王和PLC可以快速查出故障的原因，便于迅速处理，及时排除故障。使维修方便，从而可靠性提高。
综上所述，随着城市建设进程的加快，建筑物的规模越来越大，楼层越来越高，人们对电梯的可靠性、舒适性、美观性要求越来越高。传统的继电—接触器电梯控制系统越来越不能满足人们的需求的情况下，对组态王的PLC电梯控制系统进行研究，具有重要的社会意义和经济意义。
1.2 国内外发展状况
虽然PLC问世时间不长，但是随着微处理器的出现，大规模，超大规模集成电路技术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步，PLC也随之迅速发展。PLC发展有二个趋势。一是网络化技术的发展。二是PLC向高性能和小型化发展。
电梯作为高层建筑物的重要交通工具与人们的工作和生活日益紧密联系。随着城市建设进程的加快，我国已成为世界电梯的一大主要市场。兴旺的电梯市场吸引了全世界所有知名的电梯公司，先进技术和先进管理的引进使我国涌现出一大批优秀的电梯企业。我国的电梯行业已经具备了很强的生产能力，国产电梯的水平和产品质量正在稳步提高，自我国参加了国际标准化组织ISO/TC178以来，先后采用了一大批国际标准和先进国际的标准，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、无齿轮拽升机、远程控制技术等。国际上也是刚刚出现，我国就有许多企业可以生产。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。
1.3 课题研究内容安排
本文主要根据PLC的软继电器，可靠性高和组态王的实时监测和控制特性，设计了组态王的PLC电梯控制系统。本文主要安排如下：
第一章先介绍了电梯的应用范围，说明PLC和组态王电梯控制系统的研究背景和意义，以及国内外现状。
第二章对电梯进行概述，包括了对电梯的基本结构介绍和电梯控制技术介绍。并对不同控制技术进行了对比和分析。
第三章系统总体设计，包括系统总体思路设计，PLC和组态的选型、系统主电路设计和系统控制电路设计等。
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第四章软件设计，主要论述控制系统的软件实现，包括PLC单元系统设计和PLC编程，组态王单元设计以及组态王编程等。
第五章系统调试，对组态王的PLC电梯控制系统功能进行调试和结果分析。 第六章总结和展望；对本论文主要工作作出简要的总结和展望，并提出该系统还需要进一步研究和改善的地方，并给出一些改进方案。
2 电梯基本结构及其控制
电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物。也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行，俗称自动电梯。
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2.1电梯基本结构介绍[2]
电梯是机电一体化产品。其机械部分好比是人的躯体，电气部分相当于人的神经，控制部分相当于人的大脑。各部分通过控制部分调度，密切协同，使电梯可靠运行。其电梯的基本结构如图1所示。
1—控制柜(屏) 2一拽引机 3—拽引钢丝绳 4—限速器 5—限速器钢绳 6—限速器张紧装置 7—轿厢 8—安全钳
9—轿厢门安全触板 10—导轨 11—对重 12—厅门 13—缓冲器
图1 电梯的基本结构
尽管电梯的品种繁多，但目前使用的电梯绝大多数为电力拖动、钢丝绳拽引式结构，其组成部分由以下系统构成：
一、拽引系统:是输出动力和传递动力，驱动电梯运行。
二、导向系统:由导轨，导靴和导轨架组成。使电梯沿着导轨做升降运动。 三、门系统:有轿厢门，层门，开门，连动机构等组成。
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四、轿厢:轿厢是运送乘客或者货物的电梯组件。 五、重量平衡系统:由对重和重量补偿装置组成。
六、电力拖动系统:由拽引电机，供电系统，速度反馈装置，调速装置等组成，它的作用是对电梯进行速度控制。
七、电气控制系统:由控制装置，操纵装置，平层装置和位置显示装置等部分组成。 八、安全保护系统:包括机械的和电气的各种保护系统，可保护电梯安全的使用。
2.2电梯控制技术
2.2.1 电力拖动
电梯拖动系统是由拽引机为电梯的运行提供动力，由电动机、拽引轮、连轴器、减速箱和电磁制动器组成，简化成控制电动机的正反转。 2.2.2 电气控制
电梯的电气控制系统由控制装置、操纵装置、平层装置和位置显示装置等部分组成。 控制装置主要由可编程控制器(PLC)通过软件编程把要执行的逻辑顺序反应到可编程控制器（PLC）的输出IO端口，从而控制电机的正反转以及电机的启动和停止。
操纵装置由厢内的按钮和厢外按钮装置组成。按钮都采用的是点动按钮，通过点动开关产生的脉冲传送到可编程控制器（PLC）的输入IO端口，促使电梯按照预定的程序有效运行。
平层装置由一系列的接近开关构成。通过厢体是否到达平层地点来产生高低电平脉冲传送到可编程器（PLC）的输入IO端口。促使按照预定的程序有效运行。
位置显示由厢体内外的显示屏构成。通过上升和下行来显示电梯不同的方向和此时到达的楼层，以便乘客了解当前电梯的运行方向，并据此来选乘电梯。
3系统的总体设计
本课题设计组态王的PLC电梯控制系统由上、下位机二部分组成，上位机为PLC编程软件系统和组态王编程系统，主要负责程序的编程、编译、监控；下位机为PLC硬件运行系统，主要负责接收编译完的程序，并在硬件电路中运行。
3.1设计方案比较选择：
电梯自动控制系统所要达到的目标，也就是要求电梯自动控制系统根据厢内指令信号和各层门厅呼叫信号而自动进行逻辑判断，判断出呼叫的目标层信号，并按照内外信号要求通过电梯自动控制系统而完成预定的控制目标。要实现这类控制目的的方法有如下几种：
1.继电器电梯控制系统
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传统的电梯都是采用继电器控制的方式，也常被称为经典控制方式。由继电器控制的电梯控制系统具有的优缺点见表1：
表1 继电器电梯控制系统优缺点
继电器电梯控制系统优点 信号处理均有硬件实现，线路直观 常用控制电器价格较便宜 技术成熟、资料图纸齐全 一般技术人员和技术工人所掌握
2.组态王的PLC电梯控制系统
继电器电梯控制系统缺点 系统触点繁多、接线线路复杂 维修保养工作量大、费用高 系统结构庞大，能耗较高 系统的控制功能不易增加 保养、维修及故障检查无需较高的技术 触点多、故障率高、可靠性差 组态王的PLC电梯控制系统是使控制算法不再由“硬件”逻辑所决定，而是通过一种所谓“程序存储器”中的程序指令——“软件”即可。而无须变更或减少硬件系统的布线。因而十分便于使用、管理和改变功能要求。具有的优缺点见表2：
表2 基于组态王的PLC电梯系统优缺点 PLC和组态电梯控制系统优点 信号处理均有PLC实现，接线简单 触点少、故障少、可靠性高 降低能耗和降低维修保养费用 功能变化灵活，编程简单 开发周期短，实时监测和控制
PLC和组态电梯控制系统缺点 工作人员看不到直观的触点 PLC组态系统维修要专业技术人员 系统投资成本比继电器控制系统大 软件种类多样，学习量大 随着智能化楼宇大厦的出现，人们对电梯的控制要求越来越高，使得电梯的控制由初期的继电器控制向微机控制方向发展。因此本文采用基于组态王的PLC电梯控制系统，不但提高了电梯的可靠性，可维护性，同时延长了使用寿命，缩短了开发周期，并能对电梯进行实时监测和控制。
3.2 PLC控制系统设计的基本原则
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控制系统的前提。
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。
3.力求简单、经济、使用及维修方便：在满足控制要求的前提下，一方面要注意不
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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。
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，设计时要考虑到今后控制系统发展和完善的需要，以满足今后生产的发展和工艺的改进。
3.3系统总体设计基本结构图
组态王的PLC电梯控制系统和其他类型的电梯控制系统一样由信号控制系统和拖动控制系统两部分组成。PLC和组态电梯控制系统主要硬件包括PLC主机和扩展、拽引机拖动系统、平层限位开关、厢内选层盘、门厅呼叫盘、门机等。其组态王的PLC电梯控制系统基本结构图见图2。
门限开 关 信 号 上行和下行换向 门 厅 呼 叫信号 内 部 呼 叫 信 号平层信号 上位机 电机 图2 PLC和组态电梯控制系统基本结构图
P L C 控制器 组态王 画面 显示 拽引机 轿厢 升 降 轿厢开关 门 系统控制核心为PLC主机和扩展、门厅呼叫盘、厢内选层盘及平层信号通过PLC输入接口送入PLC，存入存储器并按植入的程序运行，通过PLC的输出接口向拽升机控制系统和门机控制系统发出控制信号。其电梯的运行状态和过程在组态王上可以进行仿真运行、实时监测和控制。
3.4 PLC硬件选择和组态选择
3.4.1 PLC硬件选择 1．输入/输出点的估算:
本设计采用PLC和组态构成五层简易电梯电气控制系统。电梯的上、下行由一台电
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