对西门子PLC的电梯控制系统的探究

摘要：随着当前城市建设的不断发展，高层建筑也得到了长足的发展，电梯作为重要的运载工具也发挥了非常重要的作用。电梯作为一个复杂的人机交互系统，对运行的速度、安全保护、舒适度以及平层的精度都就具有非常高的要求。本文先对西门子PLC的电梯控制系统进行相关的概述，再对电梯控制系统的硬件设计进行了一定的分析，最后再对AS-Interface总线在电梯控制系统中的应用进行了相关的分析，希望对西门子PLC的电梯控制系统的研究能有一定的指导与借鉴意义。

关键词：西门子；电梯控制系统；PLC

引言

随着当前电梯自动化技术、智能化技术以及计算机网络技术的不断发展，电梯控制系统的现代技术含量也在不断提高。采用随机逻辑方式以及可编程控制器的控制模式具有运行的稳定性高、设计比较灵活以及抗干扰的能力比较强的特点，进而顺利代替原有的传统的微机控制方式。因此，笔者认为，在当前背景下，对“西门子PLC的电梯控制系统的探究”这一课题进行相关的探讨具有非常重要的实际意义。

1.对西门子PLC的电梯控制系统的相关概述

1.1.工作原理

电梯主要是通过曳引线连接对重和轿厢，并将导向轮和曳引轮进行缠绕，曳引电动机在通过减速器的变速之后对曳引轮的转动起到带动的作用 然后再通过曳引轮和曳引绳之间摩擦所产生的牵引力来实现对重与轿厢的升降运动，最终达到运输的主要目标[1]。在电梯控制系统中，常闭快式的制动器在电动机工作期间可以进行松闸，以保持电梯的运转，同时，在失电情况下的制动可以避免轿厢的升降，并维持其在指定的层站上的静止状态，以供货物与人员的出入。而补偿装置主要是用来对曳引绳运动中的重量变化以及张力进行补偿，以保持曳引电动机负载的稳定，最终实现轿厢的准确停靠[2]。另外，指示呼叫系统可以对轿厢所在的楼层位置以及运动的方向进行即时性的指示。安全装置系统主要是用来保证电梯的安全运行，而电气系统不但可以实现对电梯运动的整体控制，同时，还可以完成平层、选层、照明以及测速等相关的工作。

1.2.软件流程

根据电梯的电气控制的要求，电梯一般是按照相关的程序来进行重复的工作，而电梯运行的整体的循环过程主要是：进行选层、对电梯的运行方向进行判断、进行起动的运行。而在具体的运行过程中，需要进行的操作有：顺向截梯、轿内选择记忆、呼梯等。而到达层站时，需要进行平层、制动、关门、慢速[3]。

2.电梯控制系统的硬件设计

首先，在进行电梯的设计时需要满足以下几方面的功能：在每一层电梯的门厅内安装一个上、下行的呼叫的按钮，在进行上行、下行按钮按动时的信号可以被记忆，同时，对应的信号灯会亮。在进行上行的过程中，遇到有上行的信号，该层会停止，且门会自动打开，同时，在这一过程中，下行的信号会不被记忆。而电梯在经过没有呼唤信号的楼层时，既不会开门也不会停止。如果在轿厢内按下了关门的按钮之后，门就会自动关闭，且在门到位之后才会进行升降。同时，电梯在进行升降的过程中不能进行开门，在开门的时候也不能进行升降。而西门子PLC主要是用来完成电梯开门机以及曳引机的起动，具有停止、减速、楼层的显示、层站的召唤以及安全保护的指令、轿厢内的操作等功能，并对相关的操作和功能进行相应的控制和管理。以五层电梯和西门子S7-200PLC机为例，其输入的信号主要包括各层的门厅和13个轿厢内外呼按钮的输入信号，2个电梯控制的输入信号、7个位置的输入信号[4]。而其输出的信号主要包括：8个外呼指示的输出信号、1个电梯轿厢上下行的输出信号以及5个内呼指示的输出信号、4个门电机开关的指示输出的信号。而使用S7-200PLC机外加一个扩展的模块可以完全实现各个输入与输出点的综合计算，进而满足电梯控制系统的整体设计要求。同时 ，S7-200PLC作为一种比较小型和可编程的控制器，适用于各种小型的自动化控制的系统。这种系统控制模式可以对电梯运行的各种状态进行相应的监测、检测以及自动化的控制。同时，在进行使用的过程中，该系统还具有指令集丰富、可靠性高、浮点运算速度极快以及内部集成功能丰富的特点，其具体的控制系统的框架图如下（图1）显示：

3.AS-Interface总线在电梯控制系统中的应用

AS-Interface总线技术作为执行器-传感器的接口总线系统，主要是对分散的I/O信号进行收集，同时，在站节点出现错误的情况下，还能进行总线的自动关闭，以切断总线上的联系，并对故障的问题进行及时的反应。而具有AS-Interface总线技术的西门子S7-200PLC具有支持三角函数、对数函数以及性能良好的特点，可以有效实现监视和在线的编辑，对变量的状态表进行编辑，并执行单次扫描和强制输出的功能，基于西门子PLC的电梯控制系统对传统的电梯控制系统进行了以下调整：将电梯的控制系统和拖动的系统进行物理性的分开，以实现强弱电的分开，进而大大地提高了系统的抗干扰性，进而保证电梯系统运行的整体安全性[5]。同时，这种将控制中心向轿厢顶转移的调整方法还可以大大地降低电梯系统控制的成本。

4.结语

由以上可以看到，通过对S7-200PLC机的使用可以对电梯的控制程序进行科学的设计，进而实现电梯各层厅与轿内站呼梯指令的相关记录、电梯的指层控制、自动开关门以及自动运行、电梯停靠层站的控制与电梯运行方向的控制等相关的功能。而AS-Interface总线技术也具有设计科学、性能良好以及使用经济的优势，值得当前电梯控制系统的应用与推广

参考文献：

[1]蒋煜珂，赵研，郑文波，车英.指针在西门子PLC程序设计中的应用[J].长春理工大学学报（自然科学版），2009（01）.

[2]韩荣华.广播电视发射台集成监控管理系统设计[J].电视技术，2010（06）.

[3]李月丽.计算机控制机械式变速器试验台的开发[J].工程机械.2010（01）.

[4]谭汝豪，莫里，罗志伟.PLC在船舶应急柴油发电机组中的应用[J].广东造船，2010（01）.

作者简介：

李少峰 男 （1982.06-） 本科 自控工程师 研究方向：自动化控制、天然气输送控制。