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1、基于PLC的电梯监控系统的设计 摘 要 采用西门子PLC实现电梯运行的自动控制，并基于WinCC软件实现电梯监控系统的设计，通过组态监控系统与PLC控制系统进行实时数据交换，在组态监控画面上能实时反应电梯的运行状态，从而实现对电梯运行状态的监控。 【关键词】电梯 可编程逻辑控制器 WinCC 电梯作为一种垂直运输设备向人们提供人员及物品的运输服务，已于人们的日常生活密不可分。本设计通过西门子公司的S7-300PLC控制电梯运行。上位机则采用WinCC软件实现对电梯运行的监控，通过下位机PLC获取电梯运行数据和状态，通过组态相关动画效果，可以为控制室内的操作人员提供较为直观的电梯运行现场状态，从
2、而使操作人员的能及时了解电梯的运行状况，保证电梯安全可靠运行。 1 PLC控制系统的设计 本文设计的基于PLC的五层电梯的主要由信输入和输出两部分组成。输入部分主要是包括电梯的内呼指令信号、外呼指令信号、开/关门信号、限位信号等。输出部分主要包括楼层显示、呼叫楼层信号指示、电梯运行方向指示、开/关门电机控制以及轿厢上升和下降电机控制等。外部控制信号通过开关、按钮和位置检测元件将信号送入输入映像寄存器中，然后通过CPU中的控制程序需要读取所需要的输入信号进行逻辑运算处理，再将控制结果存入输出映像寄存器从而驱动外部执行电机和指示灯等设备，从而实现电梯运行控制以及相关状态的显示。 实际中，电梯的服务
3、的对象是乘客，乘客呼叫电梯的时间有先后以及所要到达的目的地是不完全一样的，因此在编程程序过程中必须针对电梯在实际中的各种情况加以分析，以便编程程序。 电梯的运行是由安装在电梯内部和外部的呼叫按钮控制，按照顺向优先原则运行。内呼和外呼按钮信号均具有记忆功能，到达指定目标后，才解除记忆。当到达指定目标后，电梯停止运行，电梯门可以自动打开，经过一定的延时后，又可自动关门，同时，电梯内部也具有控制电梯开门和关门的按钮，使乘客在电梯停下时随时控制电梯门的开关。电梯在运行过程中不能开门。同时，电梯应有超载检测功能，当发生超载时，可以发出超载警报，电梯不关门，直到报警消除后才允许电梯运行。程序流程如图1所示
4、。 根据上述系统控制功能要求，确定电梯控制的数字量输入点23个，数字量输出点24个。 在编写电梯的PLC控制程序时主要考虑如下六个部分的控制功能的实现。 1.1 轿厢内呼叫功能 轿厢内部楼层按钮，用来指定的是电梯的运行目的地，同时在乘客按下按钮后，在电梯未到达指定目标时，该呼叫指示应一直显示，当到达指定楼层时，呼叫指示停止显示。 1.2 轿厢内的楼层显示功能 楼层显示用以提示电梯所在位置，由行程检测开关来决定，该信号具有保持特性。 1.3 轿厢内的电梯升降功能 升降显示用以显示电梯的上行和下行的状态，共3种情况：显示上升、显示下降或都不显示。 1.4 轿厢到达指定楼层后的停止功能 由于在电梯外
5、部有上升和下降呼叫按钮，所以当呼叫方向与电梯运行方向相同时，电梯才能停止。 1.5 轿厢的开关门功能 轿厢只有到达目的地并停止运行后，通过轿厢的内部开门按钮和关门按钮实现电梯门的打开和关闭，但在电梯运行期间轿厢门不能被打开的。 1.6 电梯外部操作与显示功能 1.6.1 外部呼叫 电梯外部呼叫的是由每层的外部呼叫按钮来完成的，由相应升降指示灯显示其状态，呼叫关闭的条件为相应的行程开关闭合。 1.6.2 楼层的电梯位置指示 外部楼层的电梯位置指示与电梯内部的指示功能相同。 由于篇幅的显示，有关五层电梯的PLC控制程序就不详细叙述了。 2 上位机组态 在监控室的上位机监控电梯的运行状态是电梯控制的
6、发展方向，本文系统采用了西门子公司的WinCC监控组态软件，利用它来组态电梯监控系统。 主要步骤有： 工程项目创建、驱动连接的创建、创建变量、组态图形界面、组态动态连接、运行和调试等。 在本设计中， 针对电梯系统的控制功能实现了监控画面、报警记录、报表等功能， 使整个系统操作人性化，更方便电梯操作人员对电梯的日常管理和维护。 电梯监控主画面左半部分时电梯的内视图，其中包括楼层指示灯、开关门按钮、楼层呼叫按钮以及电梯上行和下行状态指示灯，同时电梯门打开时，可以看到楼道内的景象。右半部分是电梯的外视图包括外部呼叫按钮和轿厢。 （1）外呼叫按钮和呼叫指示：当按动呼叫按钮后，相应呼叫指示灯在到达请求目
7、标之前一直保持为亮，当轿厢运行到指定目的地后指示灯灭； （2）楼层显示：在电梯运行过程中显示电梯所在位置，使乘客清楚地知道电梯所处位置，离自己所在楼层还有多远； （3）上/ 下运行显示：用箭头动态显示方式来显示当前电梯的运行方向，使乘客了解电梯的运行方向； 3 仿真测试 完成上述各步骤之后，即可启动WinCC和PLCSIM对电梯监控系统进行调试，主要是检查系统下位机程序的运行效果以及实现电梯监控图形界面与PLC之间的数据通信是否正确。在监控界面的外部和内部面板中按下呼叫楼层按钮，在相关限位元件的信号作用下，检查电梯运行的效果，如电梯轿厢的移动、各限位元件和楼层指示灯的变化以及到达指定楼层的开关
8、门动作等。经过多次仿真测试，实验结果表明：系统运行正常，动画效果良好。 4 结论 本系统是基于PLC的五层电梯监控系统，以Step 7和WinCC为基础，通过MPI通讯协议连接上位机和下位机，调试时通过仿真调试和硬件调试，实现了电梯的内呼、外呼、反向外呼、顺向外呼、超重报警、指示灯显示、楼层显示、运行位置显示、报警显示等功能。实现了画面监控功能。通过PLC对电梯进行智能控制，使运行更加方便快捷，减少了故障率，便与维修，方便控制。 参考文献 1何松建.基于西门子PLC的电梯控制系统设计J.信息技术，2012，12（3）：59. 2周泳聪.浅谈PLC在小型智能电梯控制系统中的应用J.新一代，2011，11（3）：12. 作者单位 吉林化工学院信息与控制工程学院自动化系 吉林省吉林市
