四层升降电梯监控系统设计

张 芬,王 欢

（西安航空职业技术学院自动化工程学院,陕西西安,710089）

0 引言

随着科学技术的发展、城市现代化进程的突飞猛进，电梯已成为人们日常生活中不可缺少的交通工具，其运行的可靠性也成为人们关注的焦点。目前电梯广泛应用的控制系统是由PLC控制的，其优点在于逻辑控制能力强、程序设计简单、运行可靠性能高，但也存在人机交互能力有限、故障检测不易处理等缺点。

本文从工程实际出发,利用组态控制技术和PLC控制技术，提出了基于PLC和MCGS的电梯监控系统设计方案。系统PLC控制部分可以实现电梯的轿厢内召唤、各楼层的外部召唤、电梯开关门控制、轿厢到达各楼层的平层控制、轿厢在楼层间的运行时间等功能；上位机组态监控部分，采用MCGS嵌入版组态软件设计整个系统的监控功能，实现了各楼层呼叫显示、轿厢上行、轿厢下行、厅门开关控制等功能。此电梯监控系统接入设备使用简便，具有人性化的人机界面，同时MCGS的实时数据将为电梯的故障检测提供有效、快捷的帮助，缩短维修时间。

1 系统控制要求

在一楼、二楼、三楼、四楼分别安装指示灯HL1、HL2、HL3、HL4，外呼按钮SB1、SB2、SB3、SB4，限位开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4；在轿厢内部安装有内呼按钮SB5、SB6、SB7、SB8。

当轿箱停于1层或2层，或者3层时，按四层呼叫按钮，则轿箱上升至SQ4停；当轿箱停于4层或3层，或者2层时，按一层呼叫按钮，则轿箱下降至SQ1停；当轿箱停于1层，若按二层呼叫按钮，则轿箱上升至SQ2停，若按三层呼叫按钮按钮，则轿箱上升至SQ3停；当轿箱停于4层，若按三层呼叫按钮，则轿箱下降至SQ3停，若按二层呼叫按钮，则轿箱下降至SQ2停；当轿箱停于1层，而二层、三层、四层按钮均有人呼梯时，轿箱上升至SQ2暂停后继续上升至SQ3，暂停后，继续上升至SQ4停止；当轿箱停于4层，而SB1、SB2、SB3按钮均有人呼梯时，轿箱下降至SQ3暂停后，继续下降至SQ2，暂停后，继续下降至SQ1停止；轿箱在楼梯间运行时间超过12s，电梯停止运行；当轿箱上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的按钮呼梯均无效。

2 系统PLC控制单元设计

2.1 系统I/O分配

根据系统设计要求进行需求分析，确定组态软件与PLC的输入输出点。本系统选用西门子S7-200系列PLC，系统I/O分配见下表1所示，I/O接线图如图1所示。

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2.2 系统PLC程序设计

该系统结合实际电梯的运行状况，综合考虑所有楼层的外呼信息、内呼信息、平层信息及楼层显示信息，设计电梯的上行与下行程序，部分程序如(图2）。

3 系统组态监控单元设计

3.1 系统工程的建立

打开MCGS嵌入版6.8组态环境，点击文件，选择新建工程，选择TPC型号为“TPC7062K”，点击确定按钮，工程另存名称为“四层升降电梯监控系统”。

3.2 组态画面的制作

工程画面的制作是整个工程制作的主要步骤之一，其主要目的是以实际的控制对象为模板通过绘制和动画功能的设置能够实时模拟系统的运行。在本次方案设计中，将电梯内选信号、外选信号制作成外部按钮的形式，楼层指示用四个指示灯模拟显示，电机正反转的状态由两个指示灯来模拟，每层绘制一个限位开关模拟电梯到位情况。

四层升降电梯工程组态好后，主画面最终运行效果如图2所示。图2中，内选信号和外呼按钮均可以呼叫电梯。呼叫电梯后，相应楼层指示灯会点亮；黄色方块代表轿厢，模拟轿厢上升和下降动作；绿色部分是每层层门，电梯到达相应楼层后，相应限位开关会动作，同时层门会自动打开，3S后自动关闭。

图1 系统I/O接线图

图2

图3 系统组态运行画面

4 MCGS与PLC联机调试

MCGS组态软件采用在串口通讯父设备下挂接多个通讯子设备的一种通讯设备处理机制，各个子设备继承一些父设备的公有属性。串口通讯父设备构件完成对串口的基本操作和参数设置，通讯子设备构件则为串行口实际挂接设备的驱动程序。串口父设备设置通信参数和通信端口，通信参数必须设置成与PLC的设置一样。

双击“通用串口父设备”，按实际情况进行设置，设置如下参数：波特率9600，8位数据位，1位停止位，偶校验；双击“西门子S7-200PPI”，在“西门子S7－200PLC通道属性设置”对话框，添加相应通道，点击确认按钮。

5 结束语

本系统PLC控制程序合理可行，上位机组态画面设计功能完整， PLC与MCGS组态软件通信正常。通过调试,系统能够实现在人机界面上对电梯运行的监视与控制，能够真实地再现电梯运行过程，对于真实电梯监控系统的设计具有一定参考价值。

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