對(duì)西門子PLC的電梯控制系統(tǒng)的探究

摘要：隨著當(dāng)前城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，電梯作為重要的運(yùn)載工具也發(fā)揮了非常重要的作用。電梯作為一個(gè)復(fù)雜的人機(jī)交互系統(tǒng)，對(duì)運(yùn)行的速度、安全保護(hù)、舒適度以及平層的精度都就具有非常高的要求。本文先對(duì)西門子PLC的電梯控制系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的概述，再對(duì)電梯控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了一定的分析，最后再對(duì)AS-Interface總線在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)的分析，希望對(duì)西門子PLC的電梯控制系統(tǒng)的研究能有一定的指導(dǎo)與借鑒意義。

關(guān)鍵詞：西門子；電梯控制系統(tǒng)；PLC

引言

隨著當(dāng)前電梯自動(dòng)化技術(shù)、智能化技術(shù)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，電梯控制系統(tǒng)的現(xiàn)代技術(shù)含量也在不斷提高。采用隨機(jī)邏輯方式以及可編程控制器的控制模式具有運(yùn)行的穩(wěn)定性高、設(shè)計(jì)比較靈活以及抗干擾的能力比較強(qiáng)的特點(diǎn)，進(jìn)而順利代替原有的傳統(tǒng)的微機(jī)控制方式。因此，筆者認(rèn)為，在當(dāng)前背景下，對(duì)“西門子PLC的電梯控制系統(tǒng)的探究”這一課題進(jìn)行相關(guān)的探討具有非常重要的實(shí)際意義。

1.對(duì)西門子PLC的電梯控制系統(tǒng)的相關(guān)概述

1.1.工作原理

電梯主要是通過曳引線連接對(duì)重和轎廂，并將導(dǎo)向輪和曳引輪進(jìn)行纏繞，曳引電動(dòng)機(jī)在通過減速器的變速之后對(duì)曳引輪的轉(zhuǎn)動(dòng)起到帶動(dòng)的作用 然后再通過曳引輪和曳引繩之間摩擦所產(chǎn)生的牽引力來實(shí)現(xiàn)對(duì)重與轎廂的升降運(yùn)動(dòng)，最終達(dá)到運(yùn)輸?shù)闹饕繕?biāo)[1]。在電梯控制系統(tǒng)中，常閉快式的制動(dòng)器在電動(dòng)機(jī)工作期間可以進(jìn)行松閘，以保持電梯的運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)，在失電情況下的制動(dòng)可以避免轎廂的升降，并維持其在指定的層站上的靜止?fàn)顟B(tài)，以供貨物與人員的出入。而補(bǔ)償裝置主要是用來對(duì)曳引繩運(yùn)動(dòng)中的重量變化以及張力進(jìn)行補(bǔ)償，以保持曳引電動(dòng)機(jī)負(fù)載的穩(wěn)定，最終實(shí)現(xiàn)轎廂的準(zhǔn)確停靠[2]。另外，指示呼叫系統(tǒng)可以對(duì)轎廂所在的樓層位置以及運(yùn)動(dòng)的方向進(jìn)行即時(shí)性的指示。安全裝置系統(tǒng)主要是用來保證電梯的安全運(yùn)行，而電氣系統(tǒng)不但可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)動(dòng)的整體控制，同時(shí)，還可以完成平層、選層、照明以及測(cè)速等相關(guān)的工作。

1.2.軟件流程

根據(jù)電梯的電氣控制的要求，電梯一般是按照相關(guān)的程序來進(jìn)行重復(fù)的工作，而電梯運(yùn)行的整體的循環(huán)過程主要是：進(jìn)行選層、對(duì)電梯的運(yùn)行方向進(jìn)行判斷、進(jìn)行起動(dòng)的運(yùn)行。而在具體的運(yùn)行過程中，需要進(jìn)行的操作有：順向截梯、轎內(nèi)選擇記憶、呼梯等。而到達(dá)層站時(shí)，需要進(jìn)行平層、制動(dòng)、關(guān)門、慢速[3]。

2.電梯控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

首先，在進(jìn)行電梯的設(shè)計(jì)時(shí)需要滿足以下幾方面的功能：在每一層電梯的門廳內(nèi)安裝一個(gè)上、下行的呼叫的按鈕，在進(jìn)行上行、下行按鈕按動(dòng)時(shí)的信號(hào)可以被記憶，同時(shí)，對(duì)應(yīng)的信號(hào)燈會(huì)亮。在進(jìn)行上行的過程中，遇到有上行的信號(hào)，該層會(huì)停止，且門會(huì)自動(dòng)打開，同時(shí)，在這一過程中，下行的信號(hào)會(huì)不被記憶。而電梯在經(jīng)過沒有呼喚信號(hào)的樓層時(shí)，既不會(huì)開門也不會(huì)停止。如果在轎廂內(nèi)按下了關(guān)門的按鈕之后，門就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，且在門到位之后才會(huì)進(jìn)行升降。同時(shí)，電梯在進(jìn)行升降的過程中不能進(jìn)行開門，在開門的時(shí)候也不能進(jìn)行升降。而西門子PLC主要是用來完成電梯開門機(jī)以及曳引機(jī)的起動(dòng)，具有停止、減速、樓層的顯示、層站的召喚以及安全保護(hù)的指令、轎廂內(nèi)的操作等功能，并對(duì)相關(guān)的操作和功能進(jìn)行相應(yīng)的控制和管理。以五層電梯和西門子S7-200PLC機(jī)為例，其輸入的信號(hào)主要包括各層的門廳和13個(gè)轎廂內(nèi)外呼按鈕的輸入信號(hào)，2個(gè)電梯控制的輸入信號(hào)、7個(gè)位置的輸入信號(hào)[4]。而其輸出的信號(hào)主要包括：8個(gè)外呼指示的輸出信號(hào)、1個(gè)電梯轎廂上下行的輸出信號(hào)以及5個(gè)內(nèi)呼指示的輸出信號(hào)、4個(gè)門電機(jī)開關(guān)的指示輸出的信號(hào)。而使用S7-200PLC機(jī)外加一個(gè)擴(kuò)展的模塊可以完全實(shí)現(xiàn)各個(gè)輸入與輸出點(diǎn)的綜合計(jì)算，進(jìn)而滿足電梯控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)要求。同時(shí) ，S7-200PLC作為一種比較小型和可編程的控制器，適用于各種小型的自動(dòng)化控制的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)控制模式可以對(duì)電梯運(yùn)行的各種狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測(cè)、檢測(cè)以及自動(dòng)化的控制。同時(shí)，在進(jìn)行使用的過程中，該系統(tǒng)還具有指令集豐富、可靠性高、浮點(diǎn)運(yùn)算速度極快以及內(nèi)部集成功能豐富的特點(diǎn)，其具體的控制系統(tǒng)的框架圖如下（圖1）顯示：

3.AS-Interface總線在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

AS-Interface總線技術(shù)作為執(zhí)行器-傳感器的接口總線系統(tǒng)，主要是對(duì)分散的I/O信號(hào)進(jìn)行收集，同時(shí)，在站節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況下，還能進(jìn)行總線的自動(dòng)關(guān)閉，以切斷總線上的聯(lián)系，并對(duì)故障的問題進(jìn)行及時(shí)的反應(yīng)。而具有AS-Interface總線技術(shù)的西門子S7-200PLC具有支持三角函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)以及性能良好的特點(diǎn)，可以有效實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和在線的編輯，對(duì)變量的狀態(tài)表進(jìn)行編輯，并執(zhí)行單次掃描和強(qiáng)制輸出的功能，基于西門子PLC的電梯控制系統(tǒng)對(duì)傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)進(jìn)行了以下調(diào)整：將電梯的控制系統(tǒng)和拖動(dòng)的系統(tǒng)進(jìn)行物理性的分開，以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)弱電的分開，進(jìn)而大大地提高了系統(tǒng)的抗干擾性，進(jìn)而保證電梯系統(tǒng)運(yùn)行的整體安全性[5]。同時(shí)，這種將控制中心向轎廂頂轉(zhuǎn)移的調(diào)整方法還可以大大地降低電梯系統(tǒng)控制的成本。

4.結(jié)語

由以上可以看到，通過對(duì)S7-200PLC機(jī)的使用可以對(duì)電梯的控制程序進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電梯各層廳與轎內(nèi)站呼梯指令的相關(guān)記錄、電梯的指層控制、自動(dòng)開關(guān)門以及自動(dòng)運(yùn)行、電梯?？繉诱镜目刂婆c電梯運(yùn)行方向的控制等相關(guān)的功能。而AS-Interface總線技術(shù)也具有設(shè)計(jì)科學(xué)、性能良好以及使用經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)，值得當(dāng)前電梯控制系統(tǒng)的應(yīng)用與推廣

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣煜珂，趙研，鄭文波，車英.指針在西門子PLC程序設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009（01）.

[2]韓榮華.廣播電視發(fā)射臺(tái)集成監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電視技術(shù)，2010（06）.

[3]李月麗.計(jì)算機(jī)控制機(jī)械式變速器試驗(yàn)臺(tái)的開發(fā)[J].工程機(jī)械.2010（01）.

[4]譚汝豪，莫里，羅志偉.PLC在船舶應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組中的應(yīng)用[J].廣東造船，2010（01）.

作者簡(jiǎn)介：

李少峰 男 （1982.06-） 本科 自控工程師 研究方向：自動(dòng)化控制、天然氣輸送控制。