四層升降電梯監(jiān)控系統(tǒng)設計

張 芬,王 歡

（西安航空職業(yè)技術學院自動化工程學院,陜西西安,710089）

0 引言

隨著科學技術的發(fā)展、城市現(xiàn)代化進程的突飛猛進，電梯已成為人們日常生活中不可缺少的交通工具，其運行的可靠性也成為人們關注的焦點。目前電梯廣泛應用的控制系統(tǒng)是由PLC控制的，其優(yōu)點在于邏輯控制能力強、程序設計簡單、運行可靠性能高，但也存在人機交互能力有限、故障檢測不易處理等缺點。

本文從工程實際出發(fā),利用組態(tài)控制技術和PLC控制技術，提出了基于PLC和MCGS的電梯監(jiān)控系統(tǒng)設計方案。系統(tǒng)PLC控制部分可以實現(xiàn)電梯的轎廂內召喚、各樓層的外部召喚、電梯開關門控制、轎廂到達各樓層的平層控制、轎廂在樓層間的運行時間等功能；上位機組態(tài)監(jiān)控部分，采用MCGS嵌入版組態(tài)軟件設計整個系統(tǒng)的監(jiān)控功能，實現(xiàn)了各樓層呼叫顯示、轎廂上行、轎廂下行、廳門開關控制等功能。此電梯監(jiān)控系統(tǒng)接入設備使用簡便，具有人性化的人機界面，同時MCGS的實時數(shù)據(jù)將為電梯的故障檢測提供有效、快捷的幫助，縮短維修時間。

1 系統(tǒng)控制要求

在一樓、二樓、三樓、四樓分別安裝指示燈HL1、HL2、HL3、HL4，外呼按鈕SB1、SB2、SB3、SB4，限位開關SQ1、SQ2、SQ3、SQ4；在轎廂內部安裝有內呼按鈕SB5、SB6、SB7、SB8。

當轎箱停于1層或2層，或者3層時，按四層呼叫按鈕，則轎箱上升至SQ4停；當轎箱停于4層或3層，或者2層時，按一層呼叫按鈕，則轎箱下降至SQ1停；當轎箱停于1層，若按二層呼叫按鈕，則轎箱上升至SQ2停，若按三層呼叫按鈕按鈕，則轎箱上升至SQ3停；當轎箱停于4層，若按三層呼叫按鈕，則轎箱下降至SQ3停，若按二層呼叫按鈕，則轎箱下降至SQ2停；當轎箱停于1層，而二層、三層、四層按鈕均有人呼梯時，轎箱上升至SQ2暫停后繼續(xù)上升至SQ3，暫停后，繼續(xù)上升至SQ4停止；當轎箱停于4層，而SB1、SB2、SB3按鈕均有人呼梯時，轎箱下降至SQ3暫停后，繼續(xù)下降至SQ2，暫停后，繼續(xù)下降至SQ1停止；轎箱在樓梯間運行時間超過12s，電梯停止運行；當轎箱上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的按鈕呼梯均無效。

2 系統(tǒng)PLC控制單元設計

2.1 系統(tǒng)I/O分配

根據(jù)系統(tǒng)設計要求進行需求分析，確定組態(tài)軟件與PLC的輸入輸出點。本系統(tǒng)選用西門子S7-200系列PLC，系統(tǒng)I/O分配見下表1所示，I/O接線圖如圖1所示。

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2.2 系統(tǒng)PLC程序設計

該系統(tǒng)結合實際電梯的運行狀況，綜合考慮所有樓層的外呼信息、內呼信息、平層信息及樓層顯示信息，設計電梯的上行與下行程序，部分程序如(圖2）。

3 系統(tǒng)組態(tài)監(jiān)控單元設計

3.1 系統(tǒng)工程的建立

打開MCGS嵌入版6.8組態(tài)環(huán)境，點擊文件，選擇新建工程，選擇TPC型號為“TPC7062K”，點擊確定按鈕，工程另存名稱為“四層升降電梯監(jiān)控系統(tǒng)”。

3.2 組態(tài)畫面的制作

工程畫面的制作是整個工程制作的主要步驟之一，其主要目的是以實際的控制對象為模板通過繪制和動畫功能的設置能夠實時模擬系統(tǒng)的運行。在本次方案設計中，將電梯內選信號、外選信號制作成外部按鈕的形式，樓層指示用四個指示燈模擬顯示，電機正反轉的狀態(tài)由兩個指示燈來模擬，每層繪制一個限位開關模擬電梯到位情況。

四層升降電梯工程組態(tài)好后，主畫面最終運行效果如圖2所示。圖2中，內選信號和外呼按鈕均可以呼叫電梯。呼叫電梯后，相應樓層指示燈會點亮；黃色方塊代表轎廂，模擬轎廂上升和下降動作；綠色部分是每層層門，電梯到達相應樓層后，相應限位開關會動作，同時層門會自動打開，3S后自動關閉。

圖1 系統(tǒng)I/O接線圖

圖2

圖3 系統(tǒng)組態(tài)運行畫面

4 MCGS與PLC聯(lián)機調試

MCGS組態(tài)軟件采用在串口通訊父設備下掛接多個通訊子設備的一種通訊設備處理機制，各個子設備繼承一些父設備的公有屬性。串口通訊父設備構件完成對串口的基本操作和參數(shù)設置，通訊子設備構件則為串行口實際掛接設備的驅動程序。串口父設備設置通信參數(shù)和通信端口，通信參數(shù)必須設置成與PLC的設置一樣。

雙擊“通用串口父設備”，按實際情況進行設置，設置如下參數(shù)：波特率9600，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，偶校驗；雙擊“西門子S7-200PPI”，在“西門子S7－200PLC通道屬性設置”對話框，添加相應通道，點擊確認按鈕。

5 結束語

本系統(tǒng)PLC控制程序合理可行，上位機組態(tài)畫面設計功能完整， PLC與MCGS組態(tài)軟件通信正常。通過調試,系統(tǒng)能夠實現(xiàn)在人機界面上對電梯運行的監(jiān)視與控制，能夠真實地再現(xiàn)電梯運行過程，對于真實電梯監(jiān)控系統(tǒng)的設計具有一定參考價值。

[1] 陳美謙.基于PLC/MCGS的電梯系統(tǒng)研究[D].廈門大學碩士學位論文，2007.11：1.

[2] 單東霞 MCGS在電梯監(jiān)控系統(tǒng)中的應用研究[J].計算機技術與自動化，2010.03：52-55.

[3] 林福.電梯 PLC 控制系統(tǒng)的組態(tài)模擬設計[J].閩西職業(yè)技術學院學報，2006.12：64-69.

[4] 張芬.基于MCGS組態(tài)技術的PLC實踐教學改革[J].電子設計工程，2012.05：60-63.

[5] 梁軍.淺談MCGS在電梯監(jiān)控系統(tǒng)中的應用[J].科技向導，2010：259-261.