基于組態軟件的PLC電梯控制和仿真研究

石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院電1504-1班 李新月

引言

隨著我國改革開放程度的不斷加深，社會經濟的迅速發展，建筑為了方便人們的出行，經常會用到電梯，電梯已經成為人們必不可少的垂直運輸工具，當今社會，衡量建筑施工和使用舒適度質量的重要標準之一是電梯的技術水平，從19世紀美國的奧梯斯電梯公司首次使用垂直電梯技術以來，電梯已經發展了100多年，其技術水平也越來越完善，尤其是上世紀70年代，計算機自動化系統的引入更加推動了電梯行業的發展，電梯自動化控制技術越來越完善，未來電梯控制系統將向著高速、安全、舒適、以及智能化方向發展。PLC基于其自身的系統特點，在電梯控制系統中發揮著重要的作用和地位，上位機可以用VB、VC進行配置，組態軟件等編程軟件用于實現控制系統的人機界面設計。因此本位將主要研究基于組態系統的PLC電梯控制系統，以提高電梯運行的可靠性和穩定性，為人們的安全提供保障。

1.PLC電梯控制系統

1.1 系統組成

如圖1所示，我們可以看到電梯轎廂及其配重分為兩條鋼絲繩。鋼絲繩掛在牽引輪上，牽引輪通過減速機構由電機驅動，形成了電梯的上下運動。

圖1

圖1電梯曳引系統示意圖在上游和下游過程中，遵從的主要原則是“內部呼叫優先，上游加上”。首先，下行鏈路優先級、上行進程和下行進程被相對調用。

電梯內外信號、地平線檢測信號、限位信、開閉信號和其它開關連接到PLC開關輸入端。PLC提供的24V直流電源可以作為指示器的電源，使用PLC的輸出點。直接控制變頻器實現電機的正、反轉、停止和多速控制。系統的硬件結構如圖2所示。

圖2 系統硬件構成圖

1.2 PLC的IO分配

例如設計一個6層樓高的電梯控制系統，至少需要輸入38個點位，包括啟動、暫停、外呼信號、內湖信號、開關門信號燈，開關門到位信號、關門防夾檢測信號、監測電梯箱到位信號、電梯內報警信號等。根據電梯的運行過程和對于控制系統的要求，確定系統的輸入和輸出接口位置，在根據相應的要求分配IO地址，使的每一個信號都能對應上地址，便于PLC系統CPU的控制和處理。同時，每一個信號源也要對應上內部的輸出繼電器。

2.組態軟件設計

實現組態軟件電梯控制仿真操作的基本步驟如下：圖形界面設計，數據庫結構，動畫連接，操作并調試。因此，為了實現控制系統的組態仿真，有必要進行前3步組態軟件必須先完成。

2.1 圖形界面設計

組態軟件設計的特點之一是可實現圖形界面設計，通過圖形界面設計可以模擬出電梯的運行模型，包括電梯轎廂，按鈕和一些顯示元件，這種虛擬的電梯圖形界面可以模擬實現電梯運行的軌跡，實現對電梯的物理模擬控制，這樣大大方便了我們隊電梯運行前的調試控制，而且通過仿真模擬可以發現電梯運行中可能出現的問題，及時進行維修處理，大大提高電梯實際運行的安全性。

2.2 數據庫建設

數據庫是整個軟件的核心。數量反映受控對象的各種屬性，實現圖形和I/O驅動器和數據庫之間的連接到主機和復機的橋梁。在組態中，數據庫變量位于“數據字典”中。數據變量分為內存變量和I/O變量。內存變量不需要與其他應用程序交換數據，I/O變量是用其他應用程序來改變數據。用PLC進行信息轉換的數據變量，如下位機，收集到的數據發送到主機I/O變化。在程序運行過程中，當VO變量的值發生變化時，將自動寫入遠程PLC存儲器，當PLC發生更改時，組態中的I/O變量將自動更新。

2.3 動畫連接

建立數據庫中的變量與圖形數據庫中的圖形元素之間的關系。這是一個動畫連接，通過建立動畫連接，可以生成數據。當變量的值發生變化時，庫中的可變信息反映在圖形屏幕上。數據庫中的變量可以通過圖形屏幕的動作來控制，數據變量的值由軟件用戶通過圖形對象來改變。只有這樣，靜態圖像才能像實際的物理模型通過仿真，實現圖形界面與物理對象之間的PLC接口控制和模擬操作。雙擊圖形界面上的圖形元素，彈出動畫鏈接，對話框根據圖形元素的屬性定義核對圖像名稱和動畫表達。

3.結語

綜上所述，雖然電梯運行是通過PLC的實際物理控制來實現的，但通過基于組態軟件的PLC電梯控制仿真研究，我們發現可以在脫離PLC物理控制的情況下實現仿真控制，因此基于組態軟件的PLC電梯控制在控制程序中也得到了應用，在控制程序進行實際運行之前，需要進行調試，在調試過程中我們所建立的控制命令程序是可以實現仿真模擬操作的。總之，如何更好的對PLC 電梯控制系統進行設計以及如何將其運用到實際生活中去，是我們需要進一步加強研究的方向，需要引起我們的重視。

[1]郭瑋,田錄林,張永良,等.基于嵌入式PLC 軟核的通用保護平臺設計與實現[J].電力系統保護與控制,2014(16):122-126.