基于西门子PLC的电梯控制系统

    PLC的电梯控制系统是一个网络化、智能化、性价比极高的控制系统。

    在系统的硬件实现上，经过仔细调查和论证发现:电梯控制系统的传感器和执行器基本上集中在井道和轿厢，机房仅只有一个执行器即调速器，而无传感器。所以将机房作为控制中心不尽合理，为了使系统的硬件布置达到最优，项目对传统的电梯控制系统做了如下调整:电梯的控制系统和拖动系统从物理上分开，改变了传统电梯系统控制、拖动不分家的状态。这样做的好处是真正实现了强弱电分开，大大提高了系统的抗干扰性，进一步保证了电梯系统的安全和可靠;由于电梯的大部分信号在轿厢和井道，如果将控制中心置于机房，即使应用AS-Interface总线技术，那么它所需要的AS-I从站是十分可观的（以10层10站的电梯为例，轿厢和井道的信号大约有100个，一个AS-I从站的的I/O数最多为8，也就是说需13个从站才能满足要求），这种即使有了先进性而无经济性的系统难以被工程所接受。项目的做法就是将控制中心转移到轿厢顶，这种转移在不降低其先进性的同时大大降低了控制系统的成本（同样以10层10站的电梯为例，井道和机房的信号大约有48个，所需要的从站仅为6个）。

    图2为根据以上思想采用AS-I总线技术的电梯控制系统，控制中心位于轿顶，由CPU226CN（PLC）、EM223（PLC扩展）、AS-I主站三部分组成，轿厢上的信号均直接接到PLC的I/O上，井道和机房的信号通过AS-I从站传输到AS-I主站上，现场安装十分简单。

图2 AS-I电梯控制系统

    4.2 相关西门子控制元器件介绍

    下面对CPU226CN，AS-I主站CP243-2，扩展EM223及AS-I从站的性能及作用做一个简单的介绍。         

    （1） S7-200CN主控制器（CPU226cn）         

    ●构成

    本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，两路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器，1个RS-485通讯/编程口。是具有较强控制能力的控制器。如图3所示:

图3 CPU226CN

     ●作用

     装置于轿顶，负责控制轿厢位置，轿门的驱动，接受来自轿厢上的各种电信号，处理与AS-I主站之间和调制解调器通讯等各种信号。

    （2） AS-I主站

    ●性能

    AS-I周期时间不大于5ms，AS-I的连接电缆允许的最大电流为3A，可直接连到外部24V电源，其地址范围:一个8DI/8DO数字模块和一个8AI/8AO模拟模块。可见，AS-I主站的响应时间和带负载能力非同一般。如图4所示:

图4 CP243-2

    ●作用           

    装置于轿顶，负责与主控制器通讯并控制AS-I从站。

   （3） 扩展

    ●性能

    EM223扩展单元具有8I/8O共16路数字信号输入输出口，具有光电隔离，低功耗等功能。          

    ●作用

    将控制中心置于轿顶的一个重要原因是电梯的大部分信号都集中在轿厢上，可以通过将这些信号直接以并行的方式送到控制中心，这是一种十分经济且可行的办法。所以显然CPU224本机I/O点数量不能满足要求时，必须通过扩展（EM223）来弥补不足点数。

   （4） AS-I从站          

    将井道和机房的信号通过AS-I从站连入电梯控制系统，因此，AS-I从站被分散安装在井道中和机房内，负责处理召唤盒内信号和控制调速器。

    4.3 软件实现

    西门子S7-200CN系列PLC是将AS-I从站自动映射到8个模拟量输入字（AIW0～AIW7）和8个模拟量输出字（AQW0～AQW7）上。对于工程技术人员来说，对AS-I从站的编程和对普通的I/O编程没什么区别，只需增加一小段程序，就可实现从站I/O到PLC中的映射。

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