① 用西门子s7-200实现4层电梯控制系统
1 引言
随着城市建设的不断发展，高层建筑的不断增多，电梯作为高层建筑中垂直运输的交通工具已与人们的日常生活密不可分。目前，电梯的控制普遍采用了两种方式：一种采用微机作为信号控制单元，另一种用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号控制。PLC具有高可靠性、程序设计方便灵活的特点。本设计在用PLC控制变频调速实现电流、速度双闭环的基础上，实现电梯的集选控制，不增加硬件设备。
2 硬件电路
2.1 硬件结构
系统硬件结构如图1所示。西门子公司S7-200系列的CPU221作为PLC，接受来自操纵盘和每层呼梯盒的召唤信号、轿厢和门系统的功能信号以及井道和变频器的状态信号。PLC经程序判断与运算实现电梯的集选控制，同时输出显示和监控信号，向变频器发出运行方向、启动、加/减速运行和制动等信号。
2.2 电流、速度双闭环电路
采用YASAKWA公司的VS-616G5 CIM-RG5A 4022变频器。变频器内置电流检测装置，构成电流闭环；通过与电机同轴联结的旋转编码器，产生a、b两相脉冲进入变频器，确认方向的同时，利用脉冲计数构成速度闭环。
3 位移和运行曲线控制
电梯作为一种载人工具，在位势负载状态下，除要求安全可靠外，还要求运行平稳、乘坐舒适、停靠准确。理想的运行曲线对电梯的运行至关重要。本设计利用现有旋转编码器构成速度环的同时，通过变频器的PG卡输出与电机速度及电梯位移成比例的脉冲数，引入PLC的高速计数输入端口0000，通过累计脉冲数，计算出脉冲当量，确定电梯位置。
3.1 位移控制
电梯位移h由式(1)计算得出：
h = SI
其中I为累计脉冲数，S为脉冲当量。根据系统参数，计算得到S=1.6mm/脉冲。
3.2 速度控制
本方法利用PLC扩展功能模块D/A模块余拍实现。事先将数字化的理想速度曲线存入PLC寄存器，程序运行时，通过查表方式写入D/A，输出理想曲线。为满足系统的实时性要求，采用中断方法，克服PLC扫描机制的限制。
4 程序设计
利用变频器PG卡输出端将脉冲信号引入PLC的高速计数输入端，构成位置反馈。高速计数器累加的脉冲数反映电梯的位置。高速计数器的值不断地与各信号点对应的脉冲数进行比较，判断电梯的运行距离、换速点、平层点和制动停车点等信号。电梯在运行过程中，通过位置信号检测，软件实时计算电梯所在楼层位置、快速换速点、中速换速点、门区信号和平层位置信号等。
4.1 楼层计数
本设计采用相对计数方式。运行前通过自学习方式，测出相应楼层高度脉冲数，对应17层电梯分别存入16个内存单元D01-D16。楼层计数器CNT10为一双向计数器，当到达各层的楼层计数点时，根据运行方向进行加1或减计数。
4.2 快速换速
当高速计数器值与快速换速点对应的脉冲数相等时，若电梯处于快速运行且本层有选层信号，发快速换速信号。中速换速与快速换速判断方法类似。
4.3 门区信号
当高速计数器CNT47数值在门区所对应脉冲数范围内时，发门区信号。平层信号与门区信号判断方法类似。
4.4 脉冲信号故障检测
为检测旋转编码器和脉冲传输电路故障，设计了有无脉冲信号和错漏脉冲检测电路，确保系统正常运行。为消除脉冲计数累计误差，在基站设置复位开关，接入PLC高速计数器CNT47的复位端0001。
5 结论
本文所述系统基于电气集选控制原则，采用脉冲计数方法，用脉冲编码器取代井道中原有的位置检测装置，实现位移控制，用软件代替部分硬件功能，降低系统成本，提高可靠性和安全性，实现电梯的全数字化控制。实地对两台17层电梯进行改造，运行可靠，乘坐舒适，故障率大为降低，平层精度在5mm以内，取得良好运行效果。