對西門子PLC的電梯控制系統的探究

摘要：隨著當前城市建設的不斷發展，高層建筑也得到了長足的發展，電梯作為重要的運載工具也發揮了非常重要的作用。電梯作為一個復雜的人機交互系統，對運行的速度、安全保護、舒適度以及平層的精度都就具有非常高的要求。本文先對西門子PLC的電梯控制系統進行相關的概述，再對電梯控制系統的硬件設計進行了一定的分析，最后再對AS-Interface總線在電梯控制系統中的應用進行了相關的分析，希望對西門子PLC的電梯控制系統的研究能有一定的指導與借鑒意義。

關鍵詞：西門子；電梯控制系統；PLC

引言

隨著當前電梯自動化技術、智能化技術以及計算機網絡技術的不斷發展，電梯控制系統的現代技術含量也在不斷提高。采用隨機邏輯方式以及可編程控制器的控制模式具有運行的穩定性高、設計比較靈活以及抗干擾的能力比較強的特點，進而順利代替原有的傳統的微機控制方式。因此，筆者認為，在當前背景下，對“西門子PLC的電梯控制系統的探究”這一課題進行相關的探討具有非常重要的實際意義。

1.對西門子PLC的電梯控制系統的相關概述

1.1.工作原理

電梯主要是通過曳引線連接對重和轎廂，并將導向輪和曳引輪進行纏繞，曳引電動機在通過減速器的變速之后對曳引輪的轉動起到帶動的作用 然后再通過曳引輪和曳引繩之間摩擦所產生的牽引力來實現對重與轎廂的升降運動，最終達到運輸的主要目標[1]。在電梯控制系統中，常閉快式的制動器在電動機工作期間可以進行松閘，以保持電梯的運轉，同時，在失電情況下的制動可以避免轎廂的升降，并維持其在指定的層站上的靜止狀態，以供貨物與人員的出入。而補償裝置主要是用來對曳引繩運動中的重量變化以及張力進行補償，以保持曳引電動機負載的穩定，最終實現轎廂的準確停靠[2]。另外，指示呼叫系統可以對轎廂所在的樓層位置以及運動的方向進行即時性的指示。安全裝置系統主要是用來保證電梯的安全運行，而電氣系統不但可以實現對電梯運動的整體控制，同時，還可以完成平層、選層、照明以及測速等相關的工作。

1.2.軟件流程

根據電梯的電氣控制的要求，電梯一般是按照相關的程序來進行重復的工作，而電梯運行的整體的循環過程主要是：進行選層、對電梯的運行方向進行判斷、進行起動的運行。而在具體的運行過程中，需要進行的操作有：順向截梯、轎內選擇記憶、呼梯等。而到達層站時，需要進行平層、制動、關門、慢速[3]。

2.電梯控制系統的硬件設計

首先，在進行電梯的設計時需要滿足以下幾方面的功能：在每一層電梯的門廳內安裝一個上、下行的呼叫的按鈕，在進行上行、下行按鈕按動時的信號可以被記憶，同時，對應的信號燈會亮。在進行上行的過程中，遇到有上行的信號，該層會停止，且門會自動打開，同時，在這一過程中，下行的信號會不被記憶。而電梯在經過沒有呼喚信號的樓層時，既不會開門也不會停止。如果在轎廂內按下了關門的按鈕之后，門就會自動關閉，且在門到位之后才會進行升降。同時，電梯在進行升降的過程中不能進行開門，在開門的時候也不能進行升降。而西門子PLC主要是用來完成電梯開門機以及曳引機的起動，具有停止、減速、樓層的顯示、層站的召喚以及安全保護的指令、轎廂內的操作等功能，并對相關的操作和功能進行相應的控制和管理。以五層電梯和西門子S7-200PLC機為例，其輸入的信號主要包括各層的門廳和13個轎廂內外呼按鈕的輸入信號，2個電梯控制的輸入信號、7個位置的輸入信號[4]。而其輸出的信號主要包括：8個外呼指示的輸出信號、1個電梯轎廂上下行的輸出信號以及5個內呼指示的輸出信號、4個門電機開關的指示輸出的信號。而使用S7-200PLC機外加一個擴展的模塊可以完全實現各個輸入與輸出點的綜合計算，進而滿足電梯控制系統的整體設計要求。同時 ，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化控制的系統。這種系統控制模式可以對電梯運行的各種狀態進行相應的監測、檢測以及自動化的控制。同時，在進行使用的過程中，該系統還具有指令集豐富、可靠性高、浮點運算速度極快以及內部集成功能豐富的特點，其具體的控制系統的框架圖如下（圖1）顯示：

3.AS-Interface總線在電梯控制系統中的應用

AS-Interface總線技術作為執行器-傳感器的接口總線系統，主要是對分散的I/O信號進行收集，同時，在站節點出現錯誤的情況下，還能進行總線的自動關閉，以切斷總線上的聯系，并對故障的問題進行及時的反應。而具有AS-Interface總線技術的西門子S7-200PLC具有支持三角函數、對數函數以及性能良好的特點，可以有效實現監視和在線的編輯，對變量的狀態表進行編輯，并執行單次掃描和強制輸出的功能，基于西門子PLC的電梯控制系統對傳統的電梯控制系統進行了以下調整：將電梯的控制系統和拖動的系統進行物理性的分開，以實現強弱電的分開，進而大大地提高了系統的抗干擾性，進而保證電梯系統運行的整體安全性[5]。同時，這種將控制中心向轎廂頂轉移的調整方法還可以大大地降低電梯系統控制的成本。

4.結語

由以上可以看到，通過對S7-200PLC機的使用可以對電梯的控制程序進行科學的設計，進而實現電梯各層廳與轎內站呼梯指令的相關記錄、電梯的指層控制、自動開關門以及自動運行、電梯停靠層站的控制與電梯運行方向的控制等相關的功能。而AS-Interface總線技術也具有設計科學、性能良好以及使用經濟的優勢，值得當前電梯控制系統的應用與推廣

參考文獻：

[1]蔣煜珂，趙研，鄭文波，車英.指針在西門子PLC程序設計中的應用[J].長春理工大學學報（自然科學版），2009（01）.

[2]韓榮華.廣播電視發射臺集成監控管理系統設計[J].電視技術，2010（06）.

[3]李月麗.計算機控制機械式變速器試驗臺的開發[J].工程機械.2010（01）.

[4]譚汝豪，莫里，羅志偉.PLC在船舶應急柴油發電機組中的應用[J].廣東造船，2010（01）.

作者簡介：

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