基于PLC的電梯控制系統(tǒng)仿真實(shí)訓(xùn)裝置研究

張 娜

（保定職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 保定 071000）

0 引言

隨著我國房地產(chǎn)事業(yè)的不斷發(fā)展，高層建筑在有限的城市空間內(nèi)部不斷出現(xiàn)。電梯作為高層建筑的必要內(nèi)容，其安全性受到越來越多的關(guān)注。因?yàn)閭鹘y(tǒng)電梯控制模式對(duì)目前電梯需求無法滿足的狀況的出現(xiàn)，電梯控制系統(tǒng)因而成為目前建筑電梯應(yīng)用安全性的重要保證措施之一。文章中的電梯控制系統(tǒng)仿真實(shí)訓(xùn)裝置是依靠西門子S7-1200PLC來進(jìn)行設(shè)計(jì)與測(cè)試的，其強(qiáng)大的功能性能夠充分滿足電梯安全運(yùn)行的需要。

1 PLC控制單元的基本內(nèi)容介紹

PLC是一種重要的邏輯控制單元，也是一種可以行使編輯程序功能的控制器工具。相關(guān)人員可以利用PLC進(jìn)行關(guān)于具體邏輯控制內(nèi)容的編程，以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定電子工具的有效控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)特定用品的良好控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)用具使用安全性的維護(hù)。PLC的邏輯控制單元可以實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)編程數(shù)據(jù)的自動(dòng)化反應(yīng)，利用數(shù)字化控制工具實(shí)現(xiàn)對(duì)控制指令的及時(shí)處理，將前一個(gè)控制程序的有關(guān)數(shù)據(jù)輸入控制單元的內(nèi)部存儲(chǔ)裝置之中，然后再對(duì)有效的指令進(jìn)行及時(shí)執(zhí)行，保證控制系統(tǒng)的長(zhǎng)久持續(xù)運(yùn)行。PLC控制單元使用人員首先將具體的控制指令輸入其內(nèi)部的輸入子單元之中，或者其內(nèi)部的輸入子單元預(yù)先被設(shè)定好具體的輸入信息，以方便開啟控制單元的下一步工作。其次，輸入子單元中的信息內(nèi)容會(huì)被輸入中央處理的子單元之中，相關(guān)的信息會(huì)在該子單元中被集中處理，得出進(jìn)行相關(guān)工具控制的有效操作信息。最后，經(jīng)過處理的控制信息會(huì)被輸送到輸出子單元之中，相關(guān)人員接可以了解到具體的控制效果。而操作子單元和編輯子單元與中央處理子單元的工作密切相關(guān)。傳統(tǒng)的工業(yè)企業(yè)為了提高其企業(yè)的經(jīng)營效率，仍舊需要提高其產(chǎn)業(yè)鏈條自動(dòng)化生產(chǎn)的水平，因此其通過對(duì)繼電器等裝置的大規(guī)模配置來實(shí)現(xiàn)對(duì)相對(duì)理想的自動(dòng)化生產(chǎn)效果的達(dá)成。但是該種方式會(huì)浪費(fèi)大量的工業(yè)生產(chǎn)空間，造成工業(yè)生產(chǎn)成本的升高，不利于企業(yè)的持續(xù)經(jīng)營。而PLC工具的出現(xiàn)與廣泛應(yīng)用改變了眾多行業(yè)的發(fā)展模式，其深入被應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了對(duì)大量企業(yè)的繼電器等設(shè)備的更換，減少了空間占用問題的出現(xiàn)，對(duì)企業(yè)的發(fā)展造成積極的影響。PLC控制單元和一般的自動(dòng)化處理器裝置還存在較大的差別。PLC控制單元在到達(dá)具體的用戶之前就已經(jīng)被置入具體的初始程序，用戶在對(duì)PLC控制單元進(jìn)行具體項(xiàng)目的操作時(shí)只需要輸入具體的編輯內(nèi)容就可以，降低了對(duì)PLC控制單元進(jìn)行合理操作的難度。

2 基于PLC的電梯控制系統(tǒng)仿真實(shí)訓(xùn)裝置原理

傳統(tǒng)的電梯在脫離電力系統(tǒng)的情況下也可以被稱之為升降梯，其工作的主要原理是對(duì)重力有關(guān)原理的應(yīng)用。傳統(tǒng)電梯在運(yùn)行時(shí)，其依靠曳引繩對(duì)電梯的配重情況進(jìn)行變更，導(dǎo)向裝置和曳引裝置的連接也通過曳引繩來進(jìn)行。但是此種傳統(tǒng)的電梯運(yùn)行模式導(dǎo)致其內(nèi)部物理阻力的增多，不利于對(duì)有關(guān)電梯設(shè)備的保養(yǎng)與維護(hù)，影響電梯的使用壽命。在實(shí)際的傳統(tǒng)電梯使用中，很多傳統(tǒng)電梯在長(zhǎng)期的被應(yīng)用過程中也確實(shí)比較容易產(chǎn)生應(yīng)用問題，容易因?yàn)槠鋬?nèi)部故障而引發(fā)電梯安全事故的發(fā)生。

而PLC控制單元的技術(shù)進(jìn)步和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了對(duì)電梯運(yùn)行可靠性的有效提升。很多電梯工作人員的工作強(qiáng)度和難度等因?yàn)镻LC技術(shù)的采用而得到了降低。電梯安全事故的發(fā)生概率也得到了有效的降低?；赑LC的電梯控制系統(tǒng)仿真實(shí)訓(xùn)裝置的應(yīng)用原理和PLC的電梯控制系統(tǒng)相同，都是對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用。PLC控制單元的最核心技術(shù)內(nèi)容就是對(duì)掃描技術(shù)的合理應(yīng)用?；赑LC的電梯控制系統(tǒng)仿真實(shí)訓(xùn)裝置的順利運(yùn)行同樣依靠掃描技術(shù)。在掃描技術(shù)參與下，該裝置的具體運(yùn)行過程可以被分解成三個(gè)部分：第一個(gè)部分是數(shù)據(jù)收集部分，第二個(gè)部分是控制程序內(nèi)容執(zhí)行部分，第三個(gè)部分是控制信息重新輸出部分。在第一個(gè)部分的內(nèi)容中，基于PLC的電梯控制系統(tǒng)仿真實(shí)訓(xùn)裝置會(huì)利用其掃描技術(shù)部分進(jìn)行對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)信息的掃描輸入，并將被輸入的信息傳輸?shù)絻?nèi)部存儲(chǔ)裝置中。這一過程完成后，該裝置的運(yùn)行開始進(jìn)入下一個(gè)步驟。在第二個(gè)部分，該實(shí)訓(xùn)裝置會(huì)利用掃描的技術(shù)手段對(duì)用戶的具體數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的分析，對(duì)數(shù)據(jù)的運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行核算，保證基于數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)果正確性的達(dá)成。在第三個(gè)部分，基于PLC的該實(shí)訓(xùn)裝置的掃描程序已經(jīng)全部完成，數(shù)據(jù)的具體結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生新的變化，基于PLC的具體運(yùn)行結(jié)果開始輸出。

根據(jù)西門子S7-1200PLC的電梯控制系統(tǒng)仿真實(shí)訓(xùn)裝置的運(yùn)行模式與傳統(tǒng)電梯的運(yùn)行模式相比，要更加高端。傳統(tǒng)的電梯控制模式采用的是硬接線控制的方法。采用硬接線的控制模式，電梯實(shí)訓(xùn)裝置的運(yùn)行速率會(huì)明顯降低，其控制的效果會(huì)因?yàn)榧夹g(shù)原因而產(chǎn)生一定程度上的不穩(wěn)定性。當(dāng)硬接線等受到運(yùn)行環(huán)境因素等的影響時(shí)，會(huì)產(chǎn)生實(shí)訓(xùn)裝置運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)，不利于實(shí)訓(xùn)裝置的繼續(xù)使用。而基于西門子S7-1200PLC的電梯控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)仿真實(shí)訓(xùn)裝置的安全性提升的同時(shí)，降低原本的硬接線裝置成本，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有關(guān)技術(shù)應(yīng)用單位的效率和經(jīng)營效果的提升?；赑LC的實(shí)訓(xùn)裝置系統(tǒng)主要采用軟接線的方式來進(jìn)行電梯控制，此種模式能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)訓(xùn)裝置對(duì)不同電梯應(yīng)用環(huán)境的良好適應(yīng)，提升該實(shí)訓(xùn)裝置的適應(yīng)能力。依靠此種模式，相關(guān)人員可以根據(jù)具體的電梯運(yùn)行需要對(duì)實(shí)訓(xùn)裝置的電梯數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行編輯修改，及時(shí)變更邏輯控制單元。

3 基于PLC的電梯控制系統(tǒng)仿真實(shí)訓(xùn)裝置設(shè)計(jì)

基于PLC的電梯控制系統(tǒng)仿真實(shí)訓(xùn)裝置主要利用西門子S7-1200PLC。利用該控制系統(tǒng)，實(shí)訓(xùn)裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)眾多接口的有效配置。整個(gè)電梯控制系統(tǒng)的仿真實(shí)訓(xùn)裝置的結(jié)構(gòu)由七個(gè)方面組成。第一個(gè)方面是實(shí)訓(xùn)裝置的裝置監(jiān)督控制系統(tǒng)，第二個(gè)方面是實(shí)訓(xùn)裝置的西門子S7-1200PLC控制系統(tǒng)部分，第三個(gè)方面是主要的電梯動(dòng)力控制部分，第四個(gè)方面是不同建筑樓層的信號(hào)控制部分，第五個(gè)方面就是電梯的使用主體，第六個(gè)方面是實(shí)訓(xùn)裝置的裝置安全控制部分，第七個(gè)方面是實(shí)訓(xùn)裝置的使用主要單元信號(hào)控制部分。這七個(gè)方面的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，共同組成基于PLC的電梯控制系統(tǒng)仿真實(shí)訓(xùn)裝置。圖1和圖2是基于西門子S7-1200PLC的電梯控制系統(tǒng)仿真實(shí)訓(xùn)裝置示意圖。

圖1 電梯仿真模擬系統(tǒng)圖

圖2 電梯仿真模型結(jié)構(gòu)圖

該實(shí)訓(xùn)裝置的具體內(nèi)容組成具有多元性。這些多元性的組成部分共同構(gòu)成了功能性強(qiáng)大的電梯控制系統(tǒng)仿真實(shí)訓(xùn)裝置。多元性的組成單元的具體功能內(nèi)容各有不同，其密切的配合可以使得實(shí)訓(xùn)裝置的性能得到提升?；赟7-1200PLC的實(shí)訓(xùn)裝置對(duì)不同單元的功能指標(biāo)要求比較高，其要求電梯實(shí)訓(xùn)裝置的相應(yīng)感應(yīng)設(shè)備的具體感應(yīng)能力要超過一般的市場(chǎng)設(shè)備的感應(yīng)能力，要能夠根據(jù)裝置的信息輸出內(nèi)容對(duì)電梯。實(shí)訓(xùn)裝置的運(yùn)送速率應(yīng)該得到相關(guān)數(shù)據(jù)的支持，保證其速度和人體的感受不相沖突。實(shí)訓(xùn)裝置中應(yīng)該包含有報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)實(shí)訓(xùn)裝置的運(yùn)行受到安全威脅時(shí)，應(yīng)該保證其運(yùn)行受到裝置的自動(dòng)限制，以減少安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率，成功保證基于PLC的電梯控制系統(tǒng)仿真實(shí)訓(xùn)裝置的使用安全性。

4 基于PLC的電梯控制系統(tǒng)仿真實(shí)訓(xùn)裝置測(cè)試

因?yàn)槲恼轮薪榻B的是基于PLC的電梯控制系統(tǒng)仿真實(shí)訓(xùn)裝置，其效果的檢驗(yàn)是證明裝置應(yīng)用可能性的前提條件。相關(guān)人員應(yīng)該從具體裝置可使用性的角度來進(jìn)行對(duì)實(shí)訓(xùn)裝置的檢測(cè)工作。具體而言，相關(guān)人員可以選擇某建筑物的兩層建筑空間來作為測(cè)試的具體空間標(biāo)的。在實(shí)訓(xùn)的電梯裝置從下一層上升到上一層的過程中，相關(guān)人員可以借助數(shù)據(jù)測(cè)算工具形成數(shù)據(jù)模擬內(nèi)容，借以評(píng)估實(shí)訓(xùn)裝置的具體使用效果。相關(guān)測(cè)試人員可以采用不同的標(biāo)準(zhǔn)和地點(diǎn)等對(duì)實(shí)訓(xùn)裝置的具體效果進(jìn)行反復(fù)的測(cè)算，充分保證測(cè)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過數(shù)次的全方位測(cè)試工作，相關(guān)人員可以明確得出結(jié)論，對(duì)基于PLC的電梯控制系統(tǒng)仿真實(shí)訓(xùn)裝置的運(yùn)行效果來說，對(duì)其影響性最大的因素就是所采用的具體控制方式，西門子S7-1200PLC可以實(shí)現(xiàn)電梯控制實(shí)訓(xùn)裝置的良好應(yīng)用效果?；赑LC的控制單元，既可以實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)裝置的良好應(yīng)用狀態(tài)的長(zhǎng)期維持，同時(shí)又能夠保證實(shí)訓(xùn)裝置的應(yīng)用穩(wěn)定性和可靠性，降低實(shí)訓(xùn)裝置運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)事件的發(fā)生概率。由于應(yīng)用環(huán)境參數(shù)的變化而需要對(duì)實(shí)訓(xùn)裝置進(jìn)行設(shè)置改變時(shí)，相關(guān)使用人員只需要對(duì)其部分內(nèi)容進(jìn)行重新編輯就可以保證其數(shù)據(jù)參數(shù)的變更，從而更好地支持實(shí)訓(xùn)裝置的良好運(yùn)行。利用西門子S7-1200PLC，可以顯著降低相關(guān)工作人員的工作強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行，提高實(shí)訓(xùn)裝置的應(yīng)用效果。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著我國建筑事業(yè)的不斷發(fā)展，在城市空間擴(kuò)張已經(jīng)達(dá)到一定程度的情況下，集約型建筑物的建設(shè)是時(shí)代所需。相關(guān)的電梯設(shè)備對(duì)于維護(hù)建筑物的使用安全和使用質(zhì)量有重要的作用。為了保證電梯設(shè)備使用良好，維護(hù)居民的生命財(cái)產(chǎn)安全，相關(guān)人員應(yīng)該高度重視對(duì)電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與維護(hù)工作，利用對(duì)基于PLC的電梯控制系統(tǒng)仿真實(shí)訓(xùn)裝置的研究等，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯安全性影響因素的充分了解。