基于PLC的電梯監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

馮強(qiáng)穆馨

（天津市第一輕工業(yè)學(xué)校 機(jī)電教研室，中國(guó) 天津 300232）

隨著社會(huì)的進(jìn)步，電梯作為一種高效、迅捷、安全、可靠的垂直運(yùn)輸設(shè)備，成為了人們不可缺少的運(yùn)輸工具。早期的電梯自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中，信號(hào)的邏輯監(jiān)控一般是由繼電器、接觸器電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于繼電器、接觸器都是有觸點(diǎn)的電氣元件，體積大，弧光放電較嚴(yán)重，使用壽命有限；在電梯這種較復(fù)雜監(jiān)控系統(tǒng)中可靠性不高，施工過(guò)程中接線復(fù)雜，當(dāng)監(jiān)控要求改變時(shí)必須改變硬件接線，使得通用性、靈活性不夠，生產(chǎn)周期長(zhǎng)；另外，繼電器、接觸器觸點(diǎn)數(shù)目有限，可擴(kuò)展性較差；繼電器、接觸器監(jiān)控系統(tǒng)依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，工作頻率低且機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問(wèn)題；繼電器監(jiān)控邏輯一般不具備計(jì)數(shù)功能?；谝陨隙喾N原因，導(dǎo)致電梯監(jiān)控系統(tǒng)的工藝性、運(yùn)行的可靠性與安全性降低，目前己被逐步淘汰。PLC具有邏輯運(yùn)算，計(jì)數(shù)、定時(shí)以及數(shù)據(jù)輸入輸出等功能，因此利用PLC的可實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的自動(dòng)控制。

1 電梯PLC控制系統(tǒng)

1.1 I/O點(diǎn)數(shù)設(shè)計(jì)及PLC選型

電梯的上、下行由一臺(tái)曳引機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)為電梯上升，反轉(zhuǎn)為下降。一層有上升呼叫按鈕和指示燈，二層至十九層有上升呼叫按鈕和指示燈以及下降呼叫按鈕和指示燈，頂層有下降呼叫按鈕和指示燈。每層有到位行程開(kāi)關(guān)SQ1～SQ20。電梯開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)分別通過(guò)到位行程開(kāi)關(guān)檢測(cè)。

綜上所述，輸入點(diǎn)共有100個(gè)，輸出點(diǎn)共有82個(gè)。選擇SIMATIC S7-200系列PLC及其編程軟件STEP 7-Micro/WIN 32。

1.2 程序流程圖

PLC提供了功能較為完整的編程語(yǔ)言，以適應(yīng)PLC在工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用。利用PLC的編程語(yǔ)言，按照不同的控制要求編制不同的控制程序。其程序流程圖如圖1所示。

圖1 程序流程圖

1.3 電梯的安全保護(hù)環(huán)節(jié)

根據(jù)電梯安全標(biāo)準(zhǔn)的要求，不論何種電梯均要符合標(biāo)準(zhǔn)中的安全保護(hù)要求。電梯常用的且必不可少的安全保護(hù)包括超速斷繩保護(hù)；層門(mén)鎖保護(hù)；電梯門(mén)的安全保護(hù)環(huán)節(jié)；上、下端的強(qiáng)制減速保護(hù)；上、下方向限位保護(hù)及終端保護(hù)；電梯電氣控制系統(tǒng)中的短路保護(hù)。電梯的安全回路如圖2所示。

圖2 電梯的安全回路

2 電梯監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 軟件組成

軟件所建立的工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略五部分構(gòu)成，每一部分分別進(jìn)行組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同的特性。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)畫(huà)面的設(shè)計(jì)

監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)畫(huà)面的設(shè)計(jì)步驟如下：

（1）在新建窗口中建立一個(gè)窗口命名為電梯監(jiān)控畫(huà)面。

（2）點(diǎn)擊實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，再按新增對(duì)象按鈕并對(duì)各屬性進(jìn)行設(shè)置。

（3）打開(kāi)電梯監(jiān)控畫(huà)面窗口，建立電梯層內(nèi)呼按鈕并定義其屬性。

（4）由此可得整個(gè)的電梯監(jiān)控畫(huà)面如圖3所示。

圖3 電梯監(jiān)控畫(huà)面

2.3 系統(tǒng)監(jiān)控流程

系統(tǒng)工作時(shí)具有友好的人機(jī)界面，能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)載的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控，并顯示系統(tǒng)中開(kāi)關(guān)、工作過(guò)程等。通過(guò)上位機(jī)采集系統(tǒng)的工作狀態(tài)，利用上位機(jī)發(fā)出啟動(dòng)和停止信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的監(jiān)控，點(diǎn)擊用戶窗口-電梯監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)入圖3所示的電梯監(jiān)控界面，進(jìn)入電梯監(jiān)控系統(tǒng)界面，通過(guò)界面啟動(dòng)按鈕，可監(jiān)控電梯的運(yùn)行，并實(shí)時(shí)反饋電梯的運(yùn)行情況。

3 結(jié)論

利用PLC設(shè)計(jì)出電梯控制系統(tǒng)，結(jié)合MCGS組態(tài)軟件，對(duì)電梯進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控。具有以下特點(diǎn)：

（1）系統(tǒng)將硬件電路組裝在開(kāi)關(guān)柜中，實(shí)現(xiàn)集中管理，同時(shí)也便于對(duì)系統(tǒng)硬件進(jìn)行維護(hù)及更換，使得產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化。

（2）整套監(jiān)控系統(tǒng)功能完善，可視性強(qiáng)，界面友好，使用簡(jiǎn)便。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與處理、報(bào)警處理、動(dòng)畫(huà)顯示、報(bào)表輸出、曲線顯示，同時(shí)還具有完善的安全機(jī)制。

［1］王堅(jiān)，段振剛，劉雪連.基于MCGS組態(tài)軟件的電梯監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電氣應(yīng)用,2011(04):81-83.

［2］雷鈞.基于組態(tài)軟件的電梯監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[J].可編程控制器與工廠自動(dòng)化,2009(03):81-83.