閆軍（1974－）

男，內(nèi)蒙古呼和浩特人，畢業(yè)于華北電力大學(xué)機(jī)電一體化專業(yè)，碩士學(xué)位，講師，現(xiàn)從事機(jī)械、自動(dòng)控制方面的教學(xué)、研究工作。

摘要：本文介紹了S7-300控制器和變頻器在電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，S7-300控制器一用一備。通過上位機(jī)軟件組態(tài)王對整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。實(shí)際運(yùn)行證明, 該系統(tǒng)性能可靠。

關(guān)鍵詞：S7-300；變頻器；電梯控制；組態(tài)王

Abstract: The paper introduces the application of S7-300 controller and transducer in elevator remote supervision .In this system, one S7-300 controller is in use and the other in standby. We supervise and control the whole system in real time by the soft Kingview. The practice run proves reliability of this system.

 
Key words: S7-300；transducer；elevator control；Kingview

    目前國內(nèi)大部分電梯廠家選擇采用可編程控制器 PLC 作為信號控制單元 , 完成電梯信號的采集、運(yùn)行狀態(tài)和功能的設(shè)定 , 實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)調(diào)度和集選運(yùn)行功能 。這是因?yàn)?SPAN lang=EN-US> PLC具有可靠性高、程序設(shè)計(jì)方便靈活、抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等特點(diǎn) , 所以現(xiàn)在的電梯控制系統(tǒng)廣泛采用可編程控制器來實(shí)現(xiàn)。電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程在線隨時(shí)掌握電梯的運(yùn)行情況， 檢測電梯故障，因而可大大提高電梯發(fā)生故障時(shí)的修復(fù)速度。因此將新型控制系統(tǒng)應(yīng)用于電梯控制及遠(yuǎn)程監(jiān)控，不僅是現(xiàn)代樓宇大型化和高層化的發(fā)展要求，而且是目前樓宇智能化發(fā)展的迫切需要。

1  系統(tǒng)組成

    系統(tǒng)采用 PC機(jī)和 S7 - 300 PLC 組成上下兩級控制系統(tǒng)，通過西門子的 CP 343-1通訊模塊實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和 PLC之間的數(shù)據(jù)通信。PLC 的中央處理單元選用 CPU314，電源模塊選用 PS307 10A，根據(jù)技術(shù)要求選用相應(yīng)數(shù)量的數(shù)字量輸入模塊和數(shù)字量輸出模塊。PC機(jī)裝有監(jiān)控軟件組態(tài)王，并且有一備用PC機(jī)，下位機(jī)S7-300 PLC也是一主一備，它們可以互相檢測，一旦主PLC出現(xiàn)故障，備用的PLC馬上投入使用，主PLC恢復(fù)故障，開始使用，備用PLC自動(dòng)停止運(yùn)行，處于備用狀態(tài)。

                            圖1   系統(tǒng)組成圖

2  西門子S7-300控制器在電梯控制中的應(yīng)用

    本控制系統(tǒng)是采用變頻器和PLC組成的變頻調(diào)速電梯控制系統(tǒng)，電氣控制硬件框圖如圖2所示。系統(tǒng)由曳引電動(dòng)機(jī)、門電動(dòng)機(jī)、變頻器、可編程序控制器S7-300 及其他電氣元件構(gòu)成。電梯的調(diào)速部分選用高性能的矢量控制電梯變頻器，利用光電編碼器測量曳引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，構(gòu)成閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)。電路的邏輯部分由PLC 來實(shí)現(xiàn)，接受來自現(xiàn)場的呼叫、轉(zhuǎn)速、樓層和位置等信號；發(fā)出信號包括給調(diào)速系統(tǒng)的速度信號、門電機(jī)的開關(guān)門信號，樓層顯示及呼叫顯示信號。該硬件電路具有設(shè)計(jì)簡單、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。

       

                         

    西門子S7-300控制器在系統(tǒng)中是控制的核心部件，也是控制程序的執(zhí)行部件。控制程序包括信號控制部分和速度控制部分，而信號控制部分分為電梯正常運(yùn)行狀態(tài)程序和電梯強(qiáng)制工作狀態(tài)程序，在電梯強(qiáng)制工作狀態(tài)下，可以完成電梯的調(diào)試，檢修及故障保護(hù)功能。在電梯正常運(yùn)行狀態(tài)，要判斷是否變頻器或電機(jī)故障，是否正常運(yùn)行方式，是執(zhí)行單層運(yùn)行還是多層運(yùn)行等。根據(jù)這些判斷刷新相應(yīng)的輸出，具體而言它要實(shí)現(xiàn)的控制功能有開、關(guān)門控制轎呼；廳呼指令信號的處理、順向截梯的處理換速；平層停車檢修運(yùn)行強(qiáng)制工作狀態(tài)；單層運(yùn)行還是多層運(yùn)行的判斷和調(diào)用等。較典型的 I/O 點(diǎn)數(shù)有：

    (1)轎內(nèi)指令按鈕：位于轎內(nèi)的操縱箱上，每層各有一個(gè);

    (2)門廳呼喚按鈕：位于電梯的廳門口，除頂層只有下呼和底層只有上呼外，其余每層均有上、下呼按鈕;

    (3)樓層感應(yīng)器：位于井道每一層的相應(yīng)位置上，當(dāng)轎廂到達(dá)每一層的相應(yīng)位置時(shí)，樓層感應(yīng)器干簧管觸點(diǎn)因隔磁板插入而斷開，該觸點(diǎn)信號用于選向、選層，轎內(nèi)指令、門廳召喚的消號和指層電路;

    (4)平層感應(yīng)器：位于轎廂的頂部，用于準(zhǔn)確平層，由上平層感應(yīng)器、門區(qū)感應(yīng)器和下平層感應(yīng)器組成。開、關(guān)門有廳門、轎門電器觸點(diǎn)開關(guān)(用于保證電梯廳、轎門都關(guān)好，開關(guān)接通時(shí)電梯才能運(yùn)行)、開、關(guān)門極限開關(guān)、手動(dòng)開關(guān)門按鈕。其它還有超載、上下極限等開關(guān)或觸點(diǎn)。控制電梯運(yùn)行的流程如圖3所示。

    速度控制部分由S7-300控制器發(fā)送相應(yīng)的信息到變頻器，變頻器輸出相應(yīng)的信息給控制電機(jī)，最終控制電梯的速度。

                            圖3   控制流程圖

3  變頻器在調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用

    調(diào)速系統(tǒng)采用德國制造西門子變頻器，性能優(yōu)越，采用矢量控制技術(shù)適合提升機(jī)工作環(huán)境，只需在控制單元給出對變頻器的控制命令正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、多段速等即可使提升機(jī)按照設(shè)定的速度曲線運(yùn)行，滿足提升階段穩(wěn)定運(yùn)行的要求。變頻調(diào)速裝置本身具有過壓、欠壓、過流、過負(fù)荷、缺相、超溫等保護(hù)，同時(shí)配合來自現(xiàn)場的各種信號傳感器的監(jiān)視及相應(yīng)處理。可實(shí)現(xiàn)絞車過卷、過速、減速、限速等重要保護(hù)的雙線制保護(hù)功能，滿足安全規(guī)程要求。要求只有在變頻的輸出轉(zhuǎn)矩達(dá)到一定值的時(shí)候才可以松閘，這樣會(huì)避免豎井提升機(jī)啟動(dòng)時(shí)發(fā)生溜車現(xiàn)象。

                            圖4   變頻器工作系統(tǒng)圖

4  電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能

    該系統(tǒng)監(jiān)控層采用“組態(tài)王”監(jiān)控軟件 ，該軟件具有很好的易用性，它承擔(dān)了流程顯示、數(shù)據(jù)采集與管理、報(bào)警、實(shí)時(shí)趨勢、歷史趨勢、數(shù)據(jù)記錄、操作人員工號和所有操作者信息、報(bào)表等工作。在中央監(jiān)控室設(shè)有大屏幕投影儀和操作站，操作員通過操作站可以詳細(xì)了解電梯的運(yùn)行過程和報(bào)警實(shí)時(shí)打印，運(yùn)行情況，下達(dá)操作控制指令，使電梯安全正常的運(yùn)行 。

    電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控所應(yīng)具備的功能包括：故障監(jiān)測、語音服務(wù)、監(jiān)控服務(wù)、遠(yuǎn)程保養(yǎng)和診斷。各功能所包括的內(nèi)容為：