内蒙古自治区特种设备检验院 呼和浩特 010000
摘要：随着我国经济的飞速发展，人民生活水平日益提高，居住条件也随之改善，越来越多的高层建筑不断上升。随着楼层越来越高，电梯也需要配备智能化系统。当然电梯需要在保证安全的前提下满足最基本的客货功能外，还需要使电梯具有高效节能、运行稳定、反应时间短等特点。
关键词：PLC；电梯控制；系统设计
引言
随着越来越多高层建筑的拔地而起，人们越来越离不开电梯这一建筑内的垂直交通工具，它已然成为了人们生活中重要的一部分。传统电梯大多采用接触器控制的控制方式，其电气元件多、扩展能力弱、电气故障频繁、可靠性差、工作寿命短等缺点在使用过程中逐渐显现出来。
1系统的硬件系统部分
于控制程序需要传输的信息量太大，用DP通讯的传输量有限还可能有丢失数据的情况，所以三者通过以太网通讯的方式进行信息交换。电梯运行方式是按照轿厢内部呼梯按钮信号和轿厢外外部呼按钮信号进行识别，然后通过控制程序，使电梯达到目标楼层。电梯轿厢的向上向下动作是通过电机的正反转来实现，而电梯轿厢的运行速度是通过高低速接触器来控制，电梯的开关门操作是通过继电器来完成，还设有三级减速对电梯刹车进行控制。电梯内部和各楼层分别设有用来显示电梯运行方向和电梯所在楼层的显示器和七段数码管。
2系统的集群控系统部分
两部电梯的集群控制应遵循待机电梯优先响应呼叫，当无待机电梯时，合适的同向电梯优先响应该呼叫。当电梯完成初始化操作后，电梯都在底层处于停止状态，这时按照电梯当前所在楼层与目标呼梯信号所在楼层的距离来判断，将得到的目标呼梯信号分配给与其同向且距离最短的电梯，当距离相同时优先选择桥厢内选楼层有效指令少的电梯。当电梯处于上行过程中：距离X=目标呼梯层－电梯当前层（目标层＞当前层）；距离X=10－电梯当前层+目标呼梯层（目标层＜当前层）。当电梯处于下行过程中：距离X=电梯当前层－目标呼梯层（目标层＜当前层）；距离X=电梯当前层+目标呼梯层（目标层＜当前层）。当一部电梯的指令信号超过五个时，群控系统将不会给这部电梯派发指令信号，直到该电梯将指令信号完成后，系统才会继续给其派发指令信号。当电梯出现超重和异常时会发出故障信号，整个电梯将停止运行直到故障信号解除，这时系统不会给该电梯派发指令信号。
3电梯的结构设计以及控制系统
首先是电梯结构设计。电梯的主要功能是在垂直方向上进行运输作业，是一直特殊的运输设备。它主要由轿厢、配重、拖动电动机、减速传动机构、井道及井道设备组成。轿厢的主要功能是载人或载物，配重的主要功能是用来改变电梯电动机负载的特性，以此提升电梯的安全性能。为电梯拖动系统示意图。电梯轿厢及配重分别安装在钢丝绳的两端，电动机及减速机构通过拖拽钢丝绳对轿厢的运动进行控制，控制轿厢上下运动时的加速、减速、停止等.其次是电梯控制。现代高层电梯的升降运行主要依靠电机牵引，其控制系统主要负责对电梯的运行状态进行监测和控制，重点是控制电梯的运行速度和稳定性，使电梯可以在指定楼层实现准确停靠。
电梯的控制系统结构主要包括以下及部分：第一，曳引系统，主要负责对轿厢升降运行的牵引，为电梯运输提供主要动力；第二，导向系统，主要负责对电梯的升降运行提供导向作用，保证电梯沿着导轨移动，避免发生摇摆和倾斜；第三，电梯拖动系统，主要负责为电梯的升降运行提供动力和支撑力，尤其是对电梯在井道内的运行速度进行控制，其最主要的设备就是限速器；第四，重量平衡系统，通过对重来平衡电梯轿厢的重量，同时保证电梯的牵引力和轿厢的总重量能够实现相互匹配，增强电梯运输的平稳性；第五，电气系统，对电梯的运行状态进行精准控制，比如根据电梯的实际运行情况及承受的载荷，对电能供给进行精确调控；第六，安全保护系统，主要负责对电梯的运行安全性提供可靠保障，降低事故的发生几率和危害程度，保护系统主要由安全钳、制动器以及限速器等组成；第七，电梯门系统，实现电梯内、外部的有效隔绝，并根据电气系统实现对门启闭的控制。
4基于PLC输入、输出信号的设计
4.1电梯的控制流程设计
（1）轿厢内关门信号按下时，电梯门锁定功能解除，轿厢门自动关闭，电梯门关闭到位后，电梯允许接收上、下行信号。（2）电梯上下行到指定楼层后，轿厢自动停止，并通过楼层传感器对楼层进行对层检测，对层无误后轿厢门自动打开，轿厢门打开后无操作的情况下等待20秒后自动关门，并等待电梯系统的呼叫信号。（3）为了解决呼叫冲突的问题，电梯运行时，只响应与轿厢运行方向相同的呼叫信号。（4）电梯运行时自动比较当前轿厢内所选择的楼层信号，当到达所选择的最高楼层时，电梯自动停止，并切换运行方向，轿厢下行返回底层。（5）电梯系统接收到的电梯外部呼叫信号需进行记忆，只有在完成呼叫任务后才清除该信号存储。（6）电梯轿厢内以及电梯门厅处都应设计有电梯运行当前楼层数的数值显示。（7）当多个楼层同时呼叫电梯时，电梯系统根据信号呼叫时序的先后，安排电梯运行的顺序，最先呼叫信号的执行级别最高，优先执行该呼叫所要求的上行或下行任务。在确定了当前上下行任务后，再确定执行与该任务同向的呼叫任务。（8）当执行完一个方向的任务要进行换向时，根据最远站换向原则来进行运行方向的转换。（9）当电梯进行维修时，要将所有楼层的电梯门关闭，以防止行人误入。
4.2电梯控制系统PLC的选型
7层电梯控制系统需要设计由交流双速电动机控制的七层工作站，针对这一要求，本设计选用S7-1200系列PLC中的CPU1214CAC/DC/Rly，该PLC提供了14个输入点和10个输出点，其输入点的存储器地址为I0.0-I1.3（共14个点），输出点的存储器地址为Q0.0-Q1.1（共10个点），由于本设计需要用到40个输入点和38个输出点，为满足设计要求，需要对其进行扩展，设计选用数字I/O扩展模块SM1223。SM1223输入输、出模块的数字量输入/输出为16点输入/16点继电器输出。
4.3应用互联网，改造电梯管理系统
随着移动通讯技术的，移动数字网络覆盖面积不断扩大，部分物业对电梯的日常监管改造为无线远程监控系统。部分小区积极引入了无线远程监控系统，不但可以实现电梯故障就近派员救援，有效缩短人员调度时间和提高救援的效率；同时，也可以实现异常与故障自动发报实时上传异常和故障代码到数据库，从而可以进行故障的分析。降低了对维护人数的需求，但需要有一定技术水平的人员定期管理。同样，基于新技术的应用来实现改造，结合我单位实际需求，提出了本文正是采用微电脑时控开关，实现了电梯分时段自动运行控制、优化设备运行状况、节约能源的目的。
结语
总之，在整个系统中应用PLC应用模块化程序设计的方法设计出相应的逻辑控制程序以实现对电梯的升降、加减速、平层、起动、制动等进行控制。应用基于PLC设计的电梯控制系统使得整个电梯的结构更加的简单、运行效率更高、运行稳定性更好。
参考文献：
［1］周靖航．基于S7-1200的电梯群控系统设计．湖北：理学院机械工程学院，2019．
［2］刘明泽．S7－1200PLC的电梯群控系统的设计与仿真．湖北：湖北文理学院，2019．
［3］赵赛．于S7-1200电梯控制系统设计与实现．辽宁：沈阳工学院信息与控制学院，2019．
［4］胡艳丽．基于S7-1200的三部电梯群控系统设计．数字与应用，2018．