Abstract：In the SIEMENS platform as the control core, the scheduling of the elevator the elevator control

system, when the external input signal occurs when the elevator can respond instantly, reach the purpose of

running through the elevator simulation software or WinCC on the elevator monitor. The results show that

the design based on the SIEMENS platform lift control system is reasonable, able to perform procedures

and simulation. But also can real-time monitor the state of the elevator.

Keywords：S7-1200   Elevator   Control system   STEP7 Professional V13

【中图分类号】TJ810.3+76 【文献标识码】B 文章编号1606-5123（2017）11-0000-00

1 引言

随着城市经济发展，很多人都涌进城市发展，城市人口和住房面积之间就出现了矛盾，使得城市高层住宅增多，这样电梯就成了大家出行必备的垂直交通工具，在上上下下之间给大家提供了便利^[1]。然而传统的控制系统采用继电器控制，由于其触点多、故障率高、可靠性差、体积大，正在被淘汰；而目前我们采用的PLC，具有功能变化灵活，编程简单，故障少，噪音低，维修保养方便，节能省工，抗干扰能力强，占地面积少等优点^[2]。本系统以德国西门子TIA portal平台为核心，结合Elevator Simulation软件，实现对电梯有效的调度和监控^[3]。

2 西门子博途平台

西门子全集成自动化博途(TIA portal)是西门子重新定义自动化的概念以及标准的自动化工具平台。博途portal其分为2部分：Step7与WinCC。STEP 7编程软件用于西门子系列工控产品包括SIMATIC S7、M7、C7和基于PC的WinAC的编程、监控和参数设置，是SIMATIC工业软件的重要组成部分^[4]。SIMATIC WinCC(Windows Control Center)--视窗控制中心，它是第一个使用最新的32位技术的过程监视系统，具有良好的开放性和灵活性^[5]。

基于博途平台的电梯自动化系统集成架构参见图1所示。

系统以TIA portal平台为控制核心，利用以太网将TIA portal平台与S7-1200 PLC连接，完成对控制器的控制；通过PROFIBUS-DP通信协议实现PLC与Elevator Simulation软件之间的数据通信^[6]。

3 电梯并联调度控制

3.1 集选控制控制

两部电梯进行并联控制时，共享厅外呼叫信号，轿厢内信号独立响应，但是运行过程中与单部电梯相同^[7]。电梯集选控制的基本原则是“单向截梯，反向不停，最远端除外”^[8]。其中，最主要的部分是电梯的选层定向、起动与到站停车功能。选层定向就是在有轿内指令或厅外有向上、向下的召唤信号的情况下，电梯应该响应哪个信号并起动。停车功能即电梯到达轿内指令和厅外指令所指定的楼层，电梯自动减速、停车、开门的功能。当两部电梯并联控制时，要根据轿内指令或厅外召唤信号及电梯的当前位置，选择由1号电梯或2号电梯去响应^[9]。电梯工作流程如图2所示。

3.2 电梯并联调度逻辑枚举设计

并联控制就是两台电梯共享厅外召唤信号，并能够按照预先设定的调配原则自动地调配某台电梯去应答厅外召唤信号。两台电梯的并联其最终目的是把对应于某一层楼召唤信号的电梯应该运行的方向信号合理地分配给梯组中最有利的一台电梯^[10]。

(1)基站与自由站原则：正常情况下，一台电梯在基站待命，作为基梯。另一台停留在最后停靠的楼层。此梯称为自由梯或忙梯。某层有招唤信号，则自由梯立即定向运行去接乘客。

(2)先到先行原则：两台电梯因轿内指令而先后到达基站后关门待命时，应执行“先到先行”的原则。即如果上方出现召唤信号，则基梯响应运行。

(3)当1号梯正在上行时，如果其上方出现任何方向的召唤信号，则由1号梯的一周行程中去完成，而在基站的2号梯留在基站不予应答。如果在1号梯的下方出现任何方向的召唤信号，则基梯2号应答该信号而发车。

(4)当1号梯正在下行时，其上方出现任何方向的召唤信号，则在基站的2号梯应答信号而发车上行。但如果1号梯的下方出现向上的召唤信号，则2号梯应答。

(5)如果1号梯正在运行，其他各楼层的厅外召唤信号又很多，但在基站的2号梯又不具备发车条件，而经过30~60秒后，召唤信号仍存在，尚未消除，则通过延误时间继电器而令2号梯出车。如由于电梯门锁等故障而不能运行时，则经过30~60秒的时间延误后，而令2号梯发车运行。 

(6)其中一台电梯故障或者两台控制器之间通信故障时，进入单梯独立运行状态。

要实现上述的并联调度原则，需总结出一套可行的方案，再用PLC编程实现^[11]。

4 运行仿真解析

在遵循上述原则之后，可以根据相应要求进行程序的编写。然后执行程序再进行仿真。

4.1 电梯仿真软件的初始界面

图3所示为电梯仿真软件的初始界面，同时也是电梯上电(初始化)之前的状态，它是由Elevator Simulation软件自己设定好的，用户自己不能进行更改。根据图片的显示，在初始化之前，电梯所处楼层状态是不固定的、随机的(图左)，与其对应的指示灯也都是熄灭的(图右)。

4.2 电梯初始化完成后所显示的状态

图4所示为电梯初始化完成后所显示的状态，其中楼层所处的状态是根据调试后得来的，此时电梯的所处的状态可以通过修改程序来更改的。如图4所示，因为I/O地址只分配给了1号梯和2号梯，所以会有1号梯停在1楼，2号梯停在6楼，与其相对应的楼层指示灯也亮了，分别正确显示1和6这两个数字，而3号梯仍然处于原来的位置，相应的指示灯也没有变亮。

4.3 首次呼叫信号

图5所示为初始化之后首次呼叫信号出现：厅外信号出现在1楼，在1楼停层的1号梯的门开了。与此同时，1号梯轿内照明灯和轿厢风扇也都亮了；2号梯没有任何动作，并不会因为共享外呼信号的存在而做出反应。根据上面的要求以及与实际情况作对比，电梯的运行是正常的。

4.4 电梯反向直达

如图6所示为1号梯都没有变化，而2号梯是变化的。因为同时存在1楼、2楼厅外呼叫信号，2号梯需要下行，但2号电梯是从第3层楼直接下行到第1层楼，途中并没有因为2楼存在呼叫信号而受影响。在这里电梯的运行遵循了“反向不停，最远端除外”的原则^[12]。

4.5 电梯故障显示

图7所示为电梯出现故障的情况。1号梯和2号梯因为终端越程，分别触发了上端站1号梯第1限位和1号梯上端站第2限位，2号梯触发了2号梯下端站第1限位和2号梯下端站第2限位，结果导致故障指示灯发亮，而其他信号也相应地失去控制，厅外呼叫信号指示灯全部发亮，楼层数码显示也出现问题。同时这些错误也暴露出程序存在逻辑问题。

4.6  WINCC监控画面

图8所示为WINCC监控画面，从图中能清楚地知道WINCC同样电梯仿真软件一样，能够起到很好地监控效果。

上述实验仿真结果图来看，电梯仿真软件能很好将程序逻辑表现出来。当电梯正常运行时，电梯相应的指示灯会亮，例如楼层数码管显示的数字与电梯所在的实际位置相一致，以及电梯运行方向正常显示等，但是当电梯出现故障时，程序逻辑问题就会明显地暴露出来，例如电梯终端越程时，电梯正常运行后触发电梯限位开关，导致数码显示的数字与电梯的实际位置不一致，而且电梯一直卡在某一位置而不运行。这一系列的结果说明了电梯仿真软件起到智能监控电梯的运行作用，达到了预期的效果。同样的是WINCC也能很好地起到监控作用，与电梯仿真软件的监控效果一样^[13]。

5 结束语

        本系统以西门子TIA portal平台为核心，可以很好应用到高层建筑中，能够实现对电梯的有效监控。该系统通过和仿真软件结合，动态模拟现实生活中的电梯，即节省了成本，也减小设备调试所带来的风险，同时也为研究电梯运行的学者提供了好的平台，为以后更加深入地学习奠定了知识基础^[14]。该系统具有很好的应用前景，可以通过实际需要，对其进行相应的研究与开发，使其能服务于更广阔的场所。

参考文献

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作者简介

董舜涛 （1994-） 男 本科在读 研究方向：机电与控制工程