PLC电梯控制系统组态模拟设计

1　前言

　　电梯的电气系统由拖动系统和控制系统两部分组成。传统的电气控制系统采用的继电器逻辑控制由于触点多、故障率高、可靠性差、体积大等缺点，正逐渐被淘汰。目前电梯设计使用可编程控制器(PLC)，要求功能变化灵活，编程简单，故障少，噪音低。维修保养方便，节能省工，抗干扰能力强，控制箱占地面积少。当乘员进入电梯，按下楼层按钮，电梯门自动关闭后.控制系统进行下列运作：根据轿厢所处位置及乘员所处层数.判定轿厢运行方向，保证轿厢平层时减速。将轿厢停在选定的楼层上;同时，根据楼层的呼叫，顺路停车，自动开关门。另外在轿厢内外均要有信号灯显示电梯运行方向及楼层数。

　　MCGS(Monitor and Control Generated System，通用监控系统)是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，能够在Windows平台上运行。通过对现场数据的采集处理。以动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线、历史曲线和报表输出等多种方式。向用户提供解决实际工程问题的方案。充分利用windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点。比以往使用专用机开发的工业控制系统更具通用性.在自动化领域有着更广泛的应用。本文利用MCGS组态软件检验电梯PLC控制系统的运行情况。

　　2　电梯PLC控制系统

　　S7?200可编程控制器是德国西门子公司研制的一种新型可编程控制器。它工作可靠，功能强，存储容量大，编程方便，输出端可直接驱动2A的继电器或接触器的线圈，抗干扰能力强。因此，能够满足电梯对电气控制系统的要求。S7-200系列小型PLC(Micro PLC)可应用于各种自动化系统。紧凑的结构。低廉的成本12.b~功能强大的指令集使得S7?200 PLC成为各种小型控制任务理想的解决方案。利用西门子S7?200可编程序控制器编写一个四层电梯的控制系统。分别完成轿内指令、厅外召唤指令、楼层位置指示、平层换速控制、开门控制等控制任务。

　　STEP 7-Micro/WIN 32是S7-200系列的PLC的编程软件.可以对S7?200的所有功能进行编程。该软件在WindOW8平台上运行。基本操作与omce等标准WindOWS软件相类似，简单、易学。其基本功能是协助用户完成应用软件任务。例如创建用户程序、修改和编辑过程中编辑器具有简单语法检查功能。还可以直接用软件设置PLC的工作方式、参数和运行监控。

　　2.1 电气控制系统

　　图l为本系统的组成框图。

　　图中。输出为：l、电动机;2、上下行接触器;3、快慢速接触器;4、位置指示;5、门锁。输入为：6、轿内指令;7、厅外指令;8、门区感应;9、手动开关门;10、楼层感应。

　　2.2 PLC系统部分

　　完成所设定的控制任务所需要的PLC规模主要取决于控制系统对输入，{禽出点的需求量和控制过程的难易程度。

　　(1)I/O点的估算：

　　系统的输入点有：门厅召唤按钮6个输入点;轿内指令按钮4个点;楼层感应器4个点;门区感应l点;手动开门l点：共计输入点16点。而输出点有：快慢速接触器2点;上下行接触器2点;楼层指示灯4点;门锁1个点;共计输出点9点。总计I/O点数为16/9;

　　(2)可编程控制器S7?200的CPU226输入，输出点数为24/16。足以满足要求。

　　3　电梯PLC控制系统设计

　　因篇幅有限。仅将电梯指示及上下行程序列出说明。

　　3.1楼层状态指示设计

　　当电梯运行至某层有指令发出时.指示位置及指令。以二层为例：

　　LD twoselet二层内选掸

　　S twoseletq，1二层内选择指示

　　LD twoup二层上呼

　　S twoupq，1二层上呼指示

　　LJ)twodown二层下呼

　　S twodownq，1二层下呼指示

　　LD twoseat二层位置

　　= twoeeatq二层位置指示

　　3.2电梯下行程序设计

　　以电梯在三层下行情况为例。当电梯的一或二层有指令时，将三层下行位置1，同时无上行，驱动电梯下行。程序说明如下：

　　电棒在三晨时下行情况

　　LDoneseletq一层内选择

　　0 twmeletq或二层内选择

　　Ooneupq或一层上呼

　　0 twodownq或二层下呼

　　O tWoup_q或二层上呼

　　A畦I州eseatq在三层位置时

　　SV0.1.1置三层下行位

　　电椿下行

　　LDV0.0有四层下行位

　　OV0.1或有三层下行位

　　OV0.2或有二层下行位

　　AN up同时无上行

　　=down电梯下行

　　3.3电梯上行程序设计

　以电梯在二层上行情况为例。程序说明如下：

　　3.4电梯到达时程序设计

　　电梯到达某层时。将已完成的指令信号复位。以电梯到达三层为例。程序ig明如下：

　　4　组态软件模拟电梯PLC控制系统显示设计

　　MCGsm态软件具有全中文、面向窗口的可视化操作界面。实时性强，有良好的并行处理性能和丰富生动的多媒体画面。MCGSm态软件的开放式结构拥有广泛的数据获取和强大的数据处理功能。同时。提供良好的安全机制，为多个不同级别用户设定不同的操作权限。MCGS组态软件支持多种硬件设备，实现“设备无关”，用户不必因外部设备的局部改动，而影响整个系统。MCGS组态软件由“MCGS组态环境”和“MCGS运行环境”两个系统组成。两部分互相独立。又紧密相关。

　　本文利用MCGS组态软件设计。在设备组态窗口中选择适当的串口通讯设备.添加西门子S7?200PLC。正确设置其属性。正确设置组态软件中数据变量设备通道的连接，即可实现PLC与组态软件的通讯。将PLC中的串口驱动程序与组态软件的需求响应相结合，使电脑对PLC发出的信号有响应。在MCGS组态软件的用户窗口中，制作一个动画界面。在界面上设置各个控件的属性，使设置的控件按照真实的情况动作，检验和测试电梯PLC控制系统对电梯的运行状态的控制效果。MCGS用主控窗口、设备窗口和用户窗口来构成一个应用系统的人机交互图形界面.组态配置各种不同类型和功能的对象或构构。可以对实时数据进行可视化处理。组态过程如图2所示：

　　5　结语

　　针对这个四层电梯的控制系统.本文采用西门子S7?200可编程控制器设-H-电梯的控制系统完成电梯的轿内指令、厅外召唤指令、楼层位置指示、平层换速控制、开门控制等控制任务。利用MCGS组态软减设计模拟电梯PLC控制系统的运行。将PLC中的串口驱动程序与组态软件的需求响应相结合，加载驱动。使设置的控件能够按照真实的情况动作。检验和测试电梯PLC控制系统对电梯的运行状态的控制效果。实践证明。将PLC可编程控制器和MCGS组态软件结合可以非常好地模拟电梯控制系统的测试运行.有利于PLC控制系统的设-H-、检测，具有良好的应用价值。

　　参考文献：

　　【l】陈立定、吴玉香、苏开才编.电气控制与可编程控制器，广州：华南理工大学出版社.200l

　　【2】刘载文、李毫升、钟亚林编。电梯控制技术.北京：电子工业出版社.1996

　　【31 SIMATIC s7?200可编程序控制器系统手册，西门子公司

　　【4】STEP 7-Miert/WIN 32 V3.1 sPl编程帮助手册，西门子自动化设备公司

　　【5】MCGs参考手册、MCGs用户指南、MCGS嵌人版说明书，北京昆仑通态自动化软件科技有限公司

　　【6】王平崔纳新，PLC在电梯控制中的应用.微计算机信息.1999.(2)