基于组态软件的PLC电梯控制和仿真研究

随着我国改革开放程度的不断加深，社会经济的迅速发展，建筑为了方便人们的出行，经常会用到电梯，电梯已经成为人们必不可少的垂直运输工具，当今社会，衡量建筑施工和使用舒适度质量的重要标准之一是电梯的技术水平，从19世纪美国的奥梯斯电梯公司首次使用垂直电梯技术以来，电梯已经发展了100多年，其技术水平也越来越完善，尤其是上世纪70年代，计算机自动化系统的引入更加推动了电梯行业的发展，电梯自动化控制技术越来越完善，未来电梯控制系统将向着高速、安全、舒适、以及智能化方向发展。PLC基于其自身的系统特点，在电梯控制系统中发挥着重要的作用和地位，上位机可以用VB、VC进行配置，组态软件等编程软件用于实现控制系统的人机界面设计。因此本位将主要研究基于组态系统的PLC电梯控制系统，以提高电梯运行的可靠性和稳定性，为人们的安全提供保障。
1.PLC电梯控制系统
1.1 系统组成
如图1所示，我们可以看到电梯轿厢及其配重分为两条钢丝绳。钢丝绳挂在牵引轮上，牵引轮通过减速机构由电机驱动，形成了电梯的上下运动。

图1
说明：1一电机；2减速机构；3牵引轮；4钢丝绳；5车箱；6配重。
图1电梯曳引系统示意图在上游和下游过程中，遵从的主要原则是“内部呼叫优先，上游加上”。首先，下行链路优先级、上行进程和下行进程被相对调用。
电梯内外信号、地平线检测信号、限位信、开闭信号和其它开关连接到PLC开关输入端。PLC提供的24V直流电源可以作为指示器的电源，使用PLC的输出点。直接控制变频器实现电机的正、反转、停止和多速控制。系统的硬件结构如图2所示。

图2 系统硬件构成图
1.2 PLC的I\O分配
例如设计一个6层楼高的电梯控制系统，至少需要输入38个点位，包括启动、暂停、外呼信号、内湖信号、开关门信号灯，开关门到位信号、关门防夹检测信号、监测电梯箱到位信号、电梯内报警信号等。根据电梯的运行过程和对于控制系统的要求，确定系统的输入和输出接口位置，在根据相应的要求分配I\O地址，使的每一个信号都能对应上地址，便于PLC系统CPU的控制和处理。同时，每一个信号源也要对应上内部的输出继电器。
2.组态软件设计
实现组态软件电梯控制仿真操作的基本步骤如下：图形界面设计，数据库结构，动画连接，操作并调试。因此，为了实现控制系统的组态仿真，有必要进行前3步组态软件必须先完成。
2.1 图形界面设计
组态软件设计的特点之一是可实现图形界面设计，通过图形界面设计可以模拟出电梯的运行模型，包括电梯轿厢，按钮和一些显示元件，这种虚拟的电梯图形界面可以模拟实现电梯运行的轨迹，实现对电梯的物理模拟控制，这样大大方便了我们队电梯运行前的调试控制，而且通过仿真模拟可以发现电梯运行中可能出现的问题，及时进行维修处理，大大提高电梯实际运行的安全性。
2.2 数据库建设
数据库是整个软件的核心。数量反映受控对象的各种属性，实现图形和I/O驱动器和数据库之间的连接到主机和复机的桥梁。在组态中，数据库变量位于“数据字典”中。数据变量分为内存变量和I/O变量。内存变量不需要与其他应用程序交换数据，I/O变量是用其他应用程序来改变数据。用PLC进行信息转换的数据变量，如下位机，收集到的数据发送到主机I/O变化。在程序运行过程中，当VO变量的值发生变化时，将自动写入远程PLC存储器，当PLC发生更改时，组态中的I/O变量将自动更新。
2.3 动画连接
建立数据库中的变量与图形数据库中的图形元素之间的关系。这是一个动画连接，通过建立动画连接，可以生成数据。当变量的值发生变化时，库中的可变信息反映在图形屏幕上。数据库中的变量可以通过图形屏幕的动作来控制，数据变量的值由软件用户通过图形对象来改变。只有这样，静态图像才能像实际的物理模型通过仿真，实现图形界面与物理对象之间的PLC接口控制和模拟操作。双击图形界面上的图形元素，弹出动画链接，对话框根据图形元素的属性定义核对图像名称和动画表达。
3.结语
综上所述，虽然电梯运行是通过PLC的实际物理控制来实现的，但通过基于组态软件的PLC电梯控制仿真研究，我们发现可以在脱离PLC物理控制的情况下实现仿真控制，因此基于组态软件的PLC电梯控制在控制程序中也得到了应用，在控制程序进行实际运行之前，需要进行调试，在调试过程中我们所建立的控制命令程序是可以实现仿真模拟操作的。总之，如何更好的对PLC 电梯控制系统进行设计以及如何将其运用到实际生活中去，是我们需要进一步加强研究的方向，需要引起我们的重视。