① 用西門子s7-200實現4層電梯控制系統
1 引言
隨著城市建設的不斷發展，高層建築的不斷增多，電梯作為高層建築中垂直運輸的交通工具已與人們的日常生活密不可分。目前，電梯的控制普遍採用了兩種方式：一種採用微機作為信號控制單元，另一種用可編程式控制制器（PLC）取代微機實現信號控制。PLC具有高可靠性、程序設計方便靈活的特點。本設計在用PLC控制變頻調速實現電流、速度雙閉環的基礎上，實現電梯的集選控制，不增加硬體設備。
2 硬體電路
2.1 硬體結構
系統硬體結構如圖1所示。西門子公司S7-200系列的CPU221作為PLC，接受來自操縱盤和每層呼梯盒的召喚信號、轎廂和門系統的功能信號以及井道和變頻器的狀態信號。PLC經程序判斷與運算實現電梯的集選控制，同時輸出顯示和監控信號，向變頻器發出運行方向、啟動、加/減速運行和制動等信號。
2.2 電流、速度雙閉環電路
採用YASAKWA公司的VS-616G5 CIM-RG5A 4022變頻器。變頻器內置電流檢測裝置，構成電流閉環；通過與電機同軸聯結的旋轉編碼器，產生a、b兩相脈沖進入變頻器，確認方向的同時，利用脈沖計數構成速度閉環。
3 位移和運行曲線控制
電梯作為一種載人工具，在位勢負載狀態下，除要求安全可靠外，還要求運行平穩、乘坐舒適、停靠准確。理想的運行曲線對電梯的運行至關重要。本設計利用現有旋轉編碼器構成速度環的同時，通過變頻器的PG卡輸出與電機速度及電梯位移成比例的脈沖數，引入PLC的高速計數輸入埠0000，通過累計脈沖數，計算出脈沖當量，確定電梯位置。
3.1 位移控制
電梯位移h由式(1)計算得出：
h = SI
其中I為累計脈沖數，S為脈沖當量。根據系統參數，計算得到S=1.6mm/脈沖。
3.2 速度控制
本方法利用PLC擴展功能模塊D/A模塊余拍實現。事先將數字化的理想速度曲線存入PLC寄存器，程序運行時，通過查表方式寫入D/A，輸出理想曲線。為滿足系統的實時性要求，採用中斷方法，克服PLC掃描機制的限制。
4 程序設計
利用變頻器PG卡輸出端將脈沖信號引入PLC的高速計數輸入端，構成位置反饋。高速計數器累加的脈沖數反映電梯的位置。高速計數器的值不斷地與各信號點對應的脈沖數進行比較，判斷電梯的運行距離、換速點、平層點和制動停車點等信號。電梯在運行過程中，通過位置信號檢測，軟體實時計算電梯所在樓層位置、快速換速點、中速換速點、門區信號和平層位置信號等。
4.1 樓層計數
本設計採用相對計數方式。運行前通過自學習方式，測出相應樓層高度脈沖數，對應17層電梯分別存入16個內存單元D01-D16。樓層計數器CNT10為一雙向計數器，當到達各層的樓層計數點時，根據運行方向進行加1或減計數。
4.2 快速換速
當高速計數器值與快速換速點對應的脈沖數相等時，若電梯處於快速運行且本層有選層信號，發快速換速信號。中速換速與快速換速判斷方法類似。
4.3 門區信號
當高速計數器CNT47數值在門區所對應脈沖數范圍內時，發門區信號。平層信號與門區信號判斷方法類似。
4.4 脈沖信號故障檢測
為檢測旋轉編碼器和脈沖傳輸電路故障，設計了有無脈沖信號和錯漏脈沖檢測電路，確保系統正常運行。為消除脈沖計數累計誤差，在基站設置復位開關，接入PLC高速計數器CNT47的復位端0001。
5 結論
本文所述系統基於電氣集選控制原則，採用脈沖計數方法，用脈沖編碼器取代井道中原有的位置檢測裝置，實現位移控制，用軟體代替部分硬體功能，降低系統成本，提高可靠性和安全性，實現電梯的全數字化控制。實地對兩台17層電梯進行改造，運行可靠，乘坐舒適，故障率大為降低，平層精度在5mm以內，取得良好運行效果。