闫军（1974－）

男，内蒙古呼和浩特人，毕业于华北电力大学机电一体化专业，硕士学位，讲师，现从事机械、自动控制方面的教学、研究工作。

摘要：本文介绍了S7-300控制器和变频器在电梯远程监控系统中的应用，S7-300控制器一用一备。通过上位机软件组态王对整个系统的运行进行实时监控。实际运行证明, 该系统性能可靠。

关键词：S7-300；变频器；电梯控制；组态王

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

    目前国内大部分电梯厂家选择采用可编程控制器 PLC 作为信号控制单元 , 完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定 , 实现电梯的自动调度和集选运行功能 。这是因为 PLC具有可靠性高、程序设计方便灵活、抗干扰能力强、运行稳定可靠等特点 , 所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器来实现。电梯远程监控系统可以远程在线随时掌握电梯的运行情况， 检测电梯故障，因而可大大提高电梯发生故障时的修复速度。因此将新型控制系统应用于电梯控制及远程监控，不仅是现代楼宇大型化和高层化的发展要求，而且是目前楼宇智能化发展的迫切需要。

1  系统组成

    系统采用 PC机和 S7 - 300 PLC 组成上下两级控制系统，通过西门子的 CP 343-1通讯模块实现上位机和 PLC之间的数据通信。PLC 的中央处理单元选用 CPU314，电源模块选用 PS307 10A，根据技术要求选用相应数量的数字量输入模块和数字量输出模块。PC机装有监控软件组态王，并且有一备用PC机，下位机S7-300 PLC也是一主一备，它们可以互相检测，一旦主PLC出现故障，备用的PLC马上投入使用，主PLC恢复故障，开始使用，备用PLC自动停止运行，处于备用状态。

                            图1   系统组成图

2  西门子S7-300控制器在电梯控制中的应用

    本控制系统是采用变频器和PLC组成的变频调速电梯控制系统，电气控制硬件框图如图2所示。系统由曳引电动机、门电动机、变频器、可编程序控制器S7-300 及其他电气元件构成。电梯的调速部分选用高性能的矢量控制电梯变频器，利用光电编码器测量曳引电动机的转速，构成闭环矢量控制系统。电路的逻辑部分由PLC 来实现，接受来自现场的呼叫、转速、楼层和位置等信号；发出信号包括给调速系统的速度信号、门电机的开关门信号，楼层显示及呼叫显示信号。该硬件电路具有设计简单、工作可靠等优点。

       

                         

    西门子S7-300控制器在系统中是控制的核心部件，也是控制程序的执行部件。控制程序包括信号控制部分和速度控制部分，而信号控制部分分为电梯正常运行状态程序和电梯强制工作状态程序，在电梯强制工作状态下，可以完成电梯的调试，检修及故障保护功能。在电梯正常运行状态，要判断是否变频器或电机故障，是否正常运行方式，是执行单层运行还是多层运行等。根据这些判断刷新相应的输出，具体而言它要实现的控制功能有开、关门控制轿呼；厅呼指令信号的处理、顺向截梯的处理换速；平层停车检修运行强制工作状态；单层运行还是多层运行的判断和调用等。较典型的 I/O 点数有：

    (1)轿内指令按钮：位于轿内的操纵箱上，每层各有一个;

    (2)门厅呼唤按钮：位于电梯的厅门口，除顶层只有下呼和底层只有上呼外，其余每层均有上、下呼按钮;

    (3)楼层感应器：位于井道每一层的相应位置上，当轿厢到达每一层的相应位置时，楼层感应器干簧管触点因隔磁板插入而断开，该触点信号用于选向、选层，轿内指令、门厅召唤的消号和指层电路;

    (4)平层感应器：位于轿厢的顶部，用于准确平层，由上平层感应器、门区感应器和下平层感应器组成。开、关门有厅门、轿门电器触点开关(用于保证电梯厅、轿门都关好，开关接通时电梯才能运行)、开、关门极限开关、手动开关门按钮。其它还有超载、上下极限等开关或触点。控制电梯运行的流程如图3所示。

    速度控制部分由S7-300控制器发送相应的信息到变频器，变频器输出相应的信息给控制电机，最终控制电梯的速度。

                            图3   控制流程图

3  变频器在调速系统中的应用

    调速系统采用德国制造西门子变频器，性能优越，采用矢量控制技术适合提升机工作环境，只需在控制单元给出对变频器的控制命令正转、反转、多段速等即可使提升机按照设定的速度曲线运行，满足提升阶段稳定运行的要求。变频调速装置本身具有过压、欠压、过流、过负荷、缺相、超温等保护，同时配合来自现场的各种信号传感器的监视及相应处理。可实现绞车过卷、过速、减速、限速等重要保护的双线制保护功能，满足安全规程要求。要求只有在变频的输出转矩达到一定值的时候才可以松闸，这样会避免竖井提升机启动时发生溜车现象。

                            图4   变频器工作系统图

4  电梯远程监控的功能

    该系统监控层采用“组态王”监控软件 ，该软件具有很好的易用性，它承担了流程显示、数据采集与管理、报警、实时趋势、历史趋势、数据记录、操作人员工号和所有操作者信息、报表等工作。在中央监控室设有大屏幕投影仪和操作站，操作员通过操作站可以详细了解电梯的运行过程和报警实时打印，运行情况，下达操作控制指令，使电梯安全正常的运行 。

    电梯远程监控所应具备的功能包括：故障监测、语音服务、监控服务、远程保养和诊断。各功能所包括的内容为：