1 　電梯簡介 電梯由機械和電氣兩部分組成。機械部分主要由轎廂、門機系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、曳引系統(tǒng)、對重系統(tǒng)和機械安全保護系統(tǒng)所組成；電氣部分主要是指電氣傳動系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)。 本文研究中的智能建筑實驗室電梯系統(tǒng),由于受5F 電梯模型的限制,其結(jié)構(gòu)僅由轎廂、門系統(tǒng)、曳引系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成。其中,門系統(tǒng)沒有廳門,門電機由直流12V 減速電機驅(qū)動,開、關(guān)門可緩速運行,并減小關(guān)門時的撞擊聲;曳引系統(tǒng)采用交流380V 的電機拖動,通過減速齒輪+ 變頻器,降低轎廂的運行速度；控制系統(tǒng)主要包括電梯樓層開關(guān),內(nèi)選外呼所需按鈕等。 2 　電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 2. 1 　電梯工作流程 盡管電梯種類很多,類型各異,用途不同,但其基本的控制原理及運行原理沒有本質(zhì)的區(qū)別。 系統(tǒng)以電梯模型模擬工程應(yīng)用電梯。電梯在支架內(nèi),作垂直方向的往返運行,行駛在始發(fā)站與終端站之間。它的定向啟動,穩(wěn)速運行,開、關(guān)門或換向都可在得到主令信號后自動執(zhí)行。 2. 2 　方案選擇 電梯操控方式多樣,因需而異。在智能建筑實驗室電梯系統(tǒng)建設(shè)過程中,經(jīng)多次分析、比較,確定方案為采用可編程計算機控制器（ PCC ,Programmable Computer Controller） ,無司機操縱有基站,全集選控制電梯。 B&R PCC - 2003 控制系統(tǒng)具有體積小,結(jié)構(gòu)緊湊,模塊式硬件結(jié)構(gòu),集成化端子排技術(shù),采用標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線技術(shù)組網(wǎng)。使得智能建筑實驗室設(shè)備自動化系統(tǒng)組網(wǎng)極為簡單,并為今后本實驗室的后續(xù)建設(shè)留有接口。 B&R PCC - 2003 提供了兩個通信接口。一個是RS232 接口,主要用于設(shè)備控制的編程；另一個是CAN 接口,主要用于系統(tǒng)組網(wǎng)。 B&R PCC - 2003 硬件的模塊式結(jié)構(gòu),不僅CPU 為獨立模塊,其輸入、輸出等也是獨立模塊。組成系統(tǒng)時,用戶可按自己需要的I/ O 點數(shù),選擇不同型號的模塊及功能部件,即可組成功能強大的控制系統(tǒng)。 B&R PCC - 2003 I/ O 模塊,有模擬量AI/ AO 模塊，并關(guān)量DI/ DO 模塊以及數(shù)字量混合模塊等多種類型。 根據(jù)B&R 產(chǎn)品特點,所有輸出需要通過繼電器的吸合/ 釋放來控制設(shè)備的通斷。 2. 3 　 I/ O點數(shù)估算 電梯系統(tǒng)I/ O 數(shù)量框圖如圖1 所示: 所需I/ O 點數(shù)估算如下。 輸入點：1F 上召,2F 上召，3F 上召，4F 上召，2F下召，3F 下召，4F 下召，5F 下召，1F 內(nèi)選，2F 內(nèi)選，3F內(nèi)選，4F 內(nèi)選，5F 內(nèi)選，1F 行程開關(guān)，2F 行程開關(guān)，3F行程開關(guān)，4F 行程開關(guān)，5F 行程開關(guān)，上限位開關(guān)，下限位開關(guān)約20 個。 輸出點： 1F 上召顯示, 2F 上召顯示, 3F 上召顯示,4F 上召顯示,2F 下召顯示,3F 下召顯示,4F 下召顯示,5F 下召顯示,1F 內(nèi)選顯示,2F 內(nèi)選顯示,3F 內(nèi)選顯示,4F 內(nèi)選顯示,5F 內(nèi)選顯示,1F 樓層顯示,2F樓層顯示,3F 樓層顯示,4F 樓層顯示,5F 樓層顯示,運行接觸器,開門,關(guān)門約21 個。 為了使電梯模型的控制功能盡可能與工程應(yīng)用電梯的控制功能保持一致,在設(shè)計中增加了手動開門,手動關(guān)門,慢上,慢下,檢修/ 自動按鈕,啟動按鈕,火警信號,上行顯示,下行顯示,轎箱上升,轎箱下降,照明,聲報警等I/ O 點數(shù)。 電梯控制信號絕大多數(shù)為開關(guān)量信號,因此,電梯控制I/ O 模塊均為數(shù)字量輸入、輸出模塊。根據(jù)設(shè)計要求,電梯系統(tǒng)通過CAN 接口與其它設(shè)備系統(tǒng)連接,由中央控制臺對其進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和實時監(jiān)控。 在設(shè)計中,為與真實電梯的控制要求保持一致,電梯運行必須遵守如下要求:電梯必須在達(dá)到平層狀態(tài),且轎廂完全停止時才能開門；若電梯門未閉合,則轎廂不得運行；電梯在檢修狀態(tài)時,只能使用手動慢上慢下運行；遇到火警時,轎廂無論上行還是下行,所有的外召和內(nèi)選信號全部解除,電梯直降一層,作消防電梯使用。 2. 4 　電路設(shè)計 根據(jù)I/ O 的數(shù)量,同時考慮到以后的擴展,系統(tǒng)硬件由B&R PCC - 2003,一個CP470 ,一個DI435 和兩個DM465 組成。其中DM465 為16 點數(shù)字量輸入、輸出混合模塊,DI435 為8 點輸入模塊,總點數(shù)為72 點,滿足了電梯系統(tǒng)I/ O 點數(shù)需求。為了能直觀的體現(xiàn)上、下外召及轎內(nèi)選控制,將按鈕安裝在實驗臺面板上，并有相應(yīng)的信號燈來顯示它們的動作狀態(tài)；電梯模型中的7 個行程開關(guān)信號接入PCC 輸入端，也有相應(yīng)的信號燈來顯示;消防系統(tǒng)提供的火警信號，也接入輸入模塊,為能夠控制電梯上、下運行的速度，防止出現(xiàn)故障,通過變頻器改變曳引電機的速度，這樣它的運行穩(wěn)定性也得到了加強。 設(shè)計中,控制信號燈、蜂鳴器、門電機的可逆運行等輸出選用小型繼電器作執(zhí)行電器;變頻器輸入為交流220V ,通過變頻器控制電梯曳引電機的上下運行；必要的短路保護,過載保護及電氣互鎖。 2. 5 　編　程 PCC程序設(shè)計是指根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和工藝要求,在軟件系統(tǒng)規(guī)格說明書的基礎(chǔ)上,使用相應(yīng)編程語言指令,對實際應(yīng)用程序的編制和相應(yīng)文件的形成過程。 PCC程序設(shè)計的基本內(nèi)容一般包括:參數(shù)地址分配及定義；程序框圖繪制；程序編制；程序調(diào)試；編制軟件說明書等。 本設(shè)計采用PL2000 編程語言,這是一種以文本為基礎(chǔ)的高級語言。結(jié)構(gòu)簡單,編程快速、有效。PL2000 的指令系統(tǒng)不僅使控制任務(wù)簡單化,也便于程序閱讀,編程工作需要在PG2000 環(huán)境中運行。程序編制完成后,應(yīng)及時根據(jù)輸入/ 輸出器件的端子接線圖進(jìn)行I/ O 點的變量賦值,全部工作完成后,可隨時進(jìn)入程序調(diào)試。 2. 6 　程序調(diào)試 程序調(diào)試分為軟件檢測和程序試運行兩部分。 確認(rèn)硬件無誤的情況下,開機上電,下載程序,由PCC 自檢,主要檢測程序有無語法問題。一旦發(fā)現(xiàn)程序有誤, PCC將會隨時發(fā)出警告,待通過PCC自檢之后,可進(jìn)行程序試運行。 程序試運行可按功能塊分步進(jìn)行,如:內(nèi)選,外召,上行,下行,開關(guān)門等幾步。對程序檢測的同時也對硬件設(shè)備進(jìn)行檢測,如果缺少某個信號,或是某個動作未執(zhí)行,則應(yīng)首先檢查電路連接線或電器件,其次再檢查程序的邏輯關(guān)系。 程序試運行完成之后,可進(jìn)行系統(tǒng)程序總測試,主要檢查聯(lián)動聯(lián)鎖是否滿足控制要求,這個階段的問題大多出在程序上,需要反復(fù)調(diào)試。電梯在運行時,觀察面板上控制燈顯示的運行狀態(tài)是否與其狀態(tài)同步,發(fā)現(xiàn)問題后應(yīng)及時檢查、修改程序,通過不斷調(diào)試,電梯控制程序滿足設(shè)計要求。 3 　與中央控制機通信 電梯與中央控制機之間的通信的目的,是保證對電梯設(shè)備運行實施監(jiān)視,需做如下工作:將上傳的電梯運行參數(shù)設(shè)為只讀,并注明相應(yīng)ID 標(biāo)志;在中央控制機及現(xiàn)場控制器PG 2000 系統(tǒng)中分別建立通信模塊,編寫通信程序。 以上工作完成后即可實現(xiàn)與中央控制機的通信,并對電梯設(shè)備運行實施監(jiān)視。