【正文】 為此，我國(guó)消防部門規(guī)定，一幢高層建筑大樓無(wú)論電梯臺(tái)數(shù)多少，必須要有一臺(tái)電梯能供消防人員滅火專用，而其他電梯也應(yīng)該有利于火災(zāi)時(shí)人員疏散。 所以電梯控制系統(tǒng)中必須要考慮在火災(zāi)時(shí)供消防人員專用電梯控制的情況，即所有各類電梯不論其自動(dòng)化程度如何、速度多快，但適應(yīng)消防專用電梯控制的要求是相同的。 1. 電梯控制系統(tǒng)中適應(yīng)消防控制的基本要求 (1) 當(dāng)大樓發(fā)生火警時(shí)，應(yīng)使用供消防員專用的電梯（通常稱為消防電梯），不管電梯當(dāng)時(shí)處于什么狀態(tài)，均應(yīng)立即返回底層。 (2) 待電梯返回底層或基站后，應(yīng)可使消防人員通過(guò)鑰匙開關(guān)使電梯開始處于消防員專用的緊急運(yùn)行狀態(tài)。 (3) 當(dāng)火警解除后，消防員專用的電梯及大樓內(nèi)的其他個(gè)臺(tái)電梯均能很快轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行。 2. 消防控制系統(tǒng)的類型及工作原理 消防控制系統(tǒng)的類型是按照消防緊急運(yùn)行的投入方法的其電梯的臺(tái)數(shù)進(jìn)行分類的。過(guò)去國(guó)內(nèi)的消防電梯的緊急運(yùn)行大多數(shù)是在底層或基站進(jìn)行操作的，當(dāng)今世界上各先進(jìn)的工業(yè)國(guó)家，例如歐美等國(guó)家的電梯廠家一般是由消防系統(tǒng)送出信號(hào)給電梯系統(tǒng)，或是操作裝于底層或基站的帶有玻璃窗的消防專用開關(guān)控制電梯處于消防返回運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)返回底層或基站后，在通過(guò)裝于層外或轎廂內(nèi)操縱箱的鑰匙開關(guān)使電梯處于消防員專用控制的消防緊急運(yùn)行狀態(tài)。而按處于消防員專用電梯臺(tái)數(shù)的多少，又可分為單臺(tái)或多臺(tái)電梯，其類別有BRBRBR3和BR4等。 （1） BR1消防控制類型的工作原理 這種控制類型是在電梯的底層或基站設(shè)置有供消防火警時(shí)用的帶有玻璃窗的專用消防開關(guān)箱。在火警時(shí)，敲碎玻璃窗，搬動(dòng)箱內(nèi)開關(guān)，即可使處于下列運(yùn)行狀態(tài)的電梯立即返回底層或基站。 1) 正在向上運(yùn)行的電梯立即停車，或立即制動(dòng)減速就近停車，同時(shí)切除轎箱內(nèi)原先登記的轎內(nèi)指令信號(hào)和廳外召喚信號(hào)。在電梯停車后，電梯絕不能開門，以免引起樓層廳外乘客的涌入和轎箱內(nèi)乘客的慌忙逃離。這樣電梯就向下方向運(yùn)行，且直接駛向底層或基站。到達(dá)底層停車后，電梯開門放客，以后電梯即開門停在底層或基站，不再投入使用。 2） 正在向下運(yùn)行的電梯，接受消防控制命令后不再停車，也不開門，直接駛向底層或基站，因?yàn)樵谑闺娞葸M(jìn)入消防控制時(shí)與1）中所述一樣，也同時(shí)切除了所有驕內(nèi)指令信號(hào)和廳外召喚信號(hào)。當(dāng)電梯到達(dá)底層后開門放客，隨后開門停在底層，不再投入使用。 3） 若電梯正停于某層或關(guān)著門等待或開著門正在進(jìn)客，則不論電梯是準(zhǔn)備上運(yùn)行或是向下運(yùn)行，此時(shí)接到消防控制命令后立即向下直接駛向底層或基站后開門放客。 4） 若電梯剛離開底層或基站而尚未離開地層基站區(qū)段時(shí)，則電梯停車，不開門，并以慢速向下運(yùn)行至底層平面處，開門放客，電梯不再投入使用。 （2） BR2消防控制類型的工作原理 這種控制類型是在電梯的底層或基站除了設(shè)置有供消防火警時(shí)用的帶有玻璃窗的專用消防開關(guān)箱外，尚有在電梯返回底層后供消防員操作的專用鑰匙開關(guān)，只要接通該鑰匙開關(guān)就可使已返回底層的電梯供消防員使用。在使用過(guò)程中，需連續(xù)按關(guān)門按鈕，直至把電梯門關(guān)好。同時(shí)在運(yùn)行過(guò)程中，只能逐層運(yùn)行，也即如連續(xù)登記幾個(gè)指令信號(hào)，電梯在運(yùn)行最近的一個(gè)樓層后即把全部已登記好的信號(hào)消除，下一次再運(yùn)行，必須重新再登記指令信號(hào)，其運(yùn)行過(guò)程及情況與前述的BR1類型相同。BR1和BR2兩種形式一般常用于單臺(tái)電梯中。 (3) BR3消防控制類型的工作原理 這種控制類型與BH2的控制類型相同，所不同的是在電梯返回底層或基站后，供消防員控制操作的專用鑰匙開關(guān)設(shè)置位置不同：BR2的專用鑰匙開關(guān)是設(shè)置在底層或基站廳外召喚按鈕箱中，而BR3的專用鑰匙開關(guān)是設(shè)置在電梯轎廂內(nèi)的操縱箱上。在電梯按消防命令返回底層開門放客后，消防人員進(jìn)入轎廂內(nèi)用專用鑰匙操作操縱箱下部刻有消防字樣的鑰匙開關(guān)，即可使電梯進(jìn)入消防緊急運(yùn)行狀態(tài)。消防人員可以令電梯至某個(gè)層救人和救火，電梯的運(yùn)行全過(guò)程與BRBR2完全一樣。 （4）消防控制類型的工作原理 這種控制類型與BR3的控制類型相同，所不同的是電梯返回底層或基站后可供消防員操作的專用鑰匙開關(guān)不是設(shè)在轎內(nèi)操縱箱上，而是設(shè)置在底層或基廳外多個(gè)召喚按鈕箱的某個(gè)按鈕上。BR4和BR3兩種消防控制類型一般均應(yīng)用于多臺(tái)電梯群管理控制或是并聯(lián)控制的情況下。BR3 型的是令一組電梯中的若干臺(tái)電梯投入消防緊急運(yùn)行狀態(tài)，而BR4型的是使一組電梯中的所有電梯均投入消防緊急運(yùn)行狀態(tài)。BR4型的消防返回及其緊急運(yùn)行狀態(tài)與BRBR2型完全一樣。BR1~BR4各種類型的消防開關(guān)和消防緊急運(yùn)行的鑰匙開關(guān)設(shè)置如圖所示。 第五章 PLC控制系統(tǒng)第一節(jié) PLC控制系統(tǒng)一. 前言　　電梯的電氣系統(tǒng)由拖動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分組成。傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)采用的繼電器邏輯控制由于觸點(diǎn)多、故障率高、可靠性差、體積大等缺點(diǎn)，正逐漸被淘汰。目前電梯設(shè)計(jì)使用可編程控制器(PLC)，要求功能變化靈活，編程簡(jiǎn)單，故障少，噪音低。維修保養(yǎng)方便，節(jié)能省工，抗干擾能力強(qiáng)，控制箱占地面積少。當(dāng)乘員進(jìn)入電梯，按下樓層按鈕，電梯門自動(dòng)關(guān)閉后．控制系統(tǒng)進(jìn)行下列運(yùn)作：根據(jù)轎廂所處位置及乘員所處層數(shù)．判定轎廂運(yùn)行方向，保證轎廂平層時(shí)減速。將轎廂停在選定的樓層上；同時(shí)，根據(jù)樓層的呼叫，順路停車，自動(dòng)開關(guān)門。另外在轎廂內(nèi)外均要有信號(hào)燈顯示電梯運(yùn)行方向及樓層數(shù)?！　CGS(Monitor and Control Generated System，通用監(jiān)控系統(tǒng))是一套用于快速構(gòu)造和生成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，能夠在Windows平臺(tái)上運(yùn)行。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集處理。以動(dòng)畫顯示、報(bào)警處理、流程控制、實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線和報(bào)表輸出等多種方式。向用戶提供解決實(shí)際工程問(wèn)題的方案。充分利用windows圖形功能完備、界面一致性好、易學(xué)易用的特點(diǎn)。比以往使用專用機(jī)開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具通用性．在自動(dòng)化領(lǐng)域有著更廣泛的應(yīng)用。本文利用MCGS組態(tài)軟件檢驗(yàn)電梯PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況。二. 電梯PLC控制系統(tǒng)S7—200可編程控制器是德國(guó)西門子公司研制的一種新型可編程控制器。它工作可靠，功能強(qiáng)，存儲(chǔ)容量大，編程方便，輸出端可直接驅(qū)動(dòng)2A的繼電器或接觸器的線圈，抗干擾能力強(qiáng)。因此，能夠滿足電梯對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求。S7200系列小型PLC(Micro PLC)可應(yīng)用于各種自動(dòng)化系統(tǒng)。緊湊的結(jié)構(gòu)。低廉的成本12．b~功能強(qiáng)大的指令集使得S7—200 PLC成為各種小型控制任務(wù)理想的解決方案。利用西門子S7—200可編程序控制器編寫一個(gè)四層電梯的控制系統(tǒng)。分別完成轎內(nèi)指令、廳外召喚指令、樓層位置指示、平層換速控制、開門控制等控制任務(wù)。PLC 單元為電梯控制系統(tǒng)的核心部分，由 PLC 提供變頻器的運(yùn)行方向和速度指令，使變頻器根據(jù)電梯需要的速度曲線調(diào)節(jié)運(yùn)行方向和速度。通過(guò) PLC 的合理編程，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)平層、自動(dòng)開關(guān)門、自動(dòng)掌握停站時(shí)間、內(nèi)外呼信號(hào)的登記與消除、順向截梯及自動(dòng)換向等集選控制功能。輸出單元為：樓層及方向指示單元，包括電梯上下行方向指示燈、層樓指示燈以及報(bào)站鐘等，目前的方向及層樓指示燈主要有七段碼顯示方式和點(diǎn)陣顯示方式?！　TEP 7Micro／WIN 32是S7200系列的PLC的編程軟件．可以對(duì)S7—200的所有功能進(jìn)行編程。該軟件在WindOW8平臺(tái)上運(yùn)行?；静僮髋comce等標(biāo)準(zhǔn)WindOWS軟件相類似，簡(jiǎn)單、易學(xué)。其基本功能是協(xié)助用戶完成應(yīng)用軟件任務(wù)。例如創(chuàng)建用戶程序、修改和編輯過(guò)程中編輯器具有簡(jiǎn)單語(yǔ)法檢查功能。還可以直接用軟件設(shè)置PLC的工作方式、參數(shù)和運(yùn)行監(jiān)控。 2．1 電氣控制系統(tǒng)圖中輸出為：l、電動(dòng)機(jī)；上下行接觸器；快慢速接觸器；位置指示；門鎖。輸入為：轎內(nèi)指令；廳外指令；門區(qū)感應(yīng)；手動(dòng)開關(guān)門；樓層感應(yīng)。 2．2 PLC系統(tǒng)部分完成所設(shè)定的控制任務(wù)所需要的PLC規(guī)模主要取決于控制系統(tǒng)對(duì)輸入，{禽出點(diǎn)的需求量和控制過(guò)程的難易程度。 (1)I／O點(diǎn)的估算：系統(tǒng)的輸入點(diǎn)有：門廳召喚按鈕12個(gè)輸入點(diǎn)；轎內(nèi)指令按鈕7個(gè)點(diǎn)；樓層感應(yīng)器7個(gè)點(diǎn)；門區(qū)感應(yīng)l點(diǎn)；手動(dòng)開門l點(diǎn)：共計(jì)輸入點(diǎn)28點(diǎn)。而輸出點(diǎn)有：快慢速接觸器2點(diǎn)；上下行接觸器2點(diǎn)；樓層指示燈7點(diǎn)；門鎖1個(gè)點(diǎn)；共計(jì)輸出點(diǎn)12點(diǎn)?？傆?jì)I／O點(diǎn)數(shù)為28／12。 (2)可編程控制器S7—200的CPU226輸入，輸出點(diǎn)數(shù)為28／16。足以滿足要求。三. 電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3．1 樓層狀態(tài)指示設(shè)計(jì)　　當(dāng)電梯運(yùn)行至某層有指令發(fā)出時(shí)．指示位置及指令。以二層為例：LD A2J二層內(nèi)選擇S A2J二層內(nèi)選擇指示LD A2S二層上呼S 2DAS二層上呼指示LJ A2X二層下呼S 2DAX二層下呼指示LD 2JZ1二層位置= 2DJA二層位置指示 3．2 電梯下行程序設(shè)計(jì)　　以電梯在三層下行情況為例。當(dāng)電梯的一或二層有指令時(shí)，將三層下行位置1，同時(shí)無(wú)上行，驅(qū)動(dòng)電梯下行。程序說(shuō)明如下： 電梯在三層時(shí)下行情況LD A1J一層內(nèi)選擇O A2J或二層內(nèi)選擇O A1S或一層上呼O A2X或二層下呼O A2S或二層上呼A 3JZ1在三層位置時(shí)SV X 3DJA置三層下行位 電梯下行LD V X 4DJA有四層下行位OV 3DJA或有三層下行位OV 2DJA或有二層下行位ANI S同時(shí)無(wú)上行=X電梯下行 3．3電梯上行程序設(shè)計(jì)　　以電梯在二層上行情況為例。程序說(shuō)明如下： 電梯在二層時(shí)上行情況LD A4J四層選擇O A3J或三層選擇O A4X或四層下呼O A3X或三層下呼O A3S或三層上呼A 2JZ1在二層位置時(shí)S V A2S置二層上行位 電梯上行LD V S有一層上行位O V A2S或有二層上行位O V A3S或有三層上行位ANI X同時(shí)無(wú)下行= S電梯上行 3．4 電梯到達(dá)時(shí)程序設(shè)計(jì)　　電梯到達(dá)某層時(shí)。將已完成的指令信號(hào)復(fù)位。以電梯到達(dá)三層為例。程序說(shuō)明如下： 電梯到達(dá)三層LD A3J電梯到達(dá)三層R A3J復(fù)位三層內(nèi)選擇R V A4X復(fù)位四層下行R V A1S復(fù)位一層上行R VA2S復(fù)位二層上行LD A3J電梯到達(dá)三層ANI S同時(shí)無(wú)下行R A3S復(fù)位三層上行LD A3J電梯到達(dá)三層ANI S同時(shí)無(wú)上行R A3X復(fù)位三層下行 四. 組態(tài)軟件模擬電梯PLC控制系統(tǒng)顯示設(shè)計(jì)　　MCGsm態(tài)軟件具有全中文、面向窗口的可視化操作界面。實(shí)時(shí)性強(qiáng)，有良好的并行處理性能和豐富生動(dòng)的多媒體畫面。MCGSm態(tài)軟件的開放式結(jié)構(gòu)擁有廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能。同時(shí)。提供良好的安全機(jī)制，為多個(gè)不同級(jí)別用戶設(shè)定不同的操作權(quán)限。MCGS組態(tài)軟件支持多種硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)“設(shè)備無(wú)關(guān)”，用戶不必因外部設(shè)備的局部改動(dòng)，而影響整個(gè)系統(tǒng)。MCGS組態(tài)軟件由“MCGS組態(tài)環(huán)境”和“MCGS運(yùn)行環(huán)境”兩個(gè)系統(tǒng)組成。兩部分互相獨(dú)立。又緊密相關(guān)。 工作過(guò)程 電梯完成一個(gè)呼叫響應(yīng)的步驟如下：　 電梯在檢測(cè)到門廳或轎箱的召喚信號(hào)后將此樓層信號(hào)與轎箱所在樓層信號(hào)比較，通過(guò)選向模塊進(jìn)行運(yùn)行選向。　　電梯開始起動(dòng)，通過(guò)變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)拖動(dòng)轎箱運(yùn)動(dòng)。轎箱運(yùn)動(dòng)速度由低速轉(zhuǎn)變?yōu)橹兴僭俎D(zhuǎn)變?yōu)楦咚伲⒁愿咚龠\(yùn)行至目標(biāo)層。當(dāng)電梯檢測(cè)到目標(biāo)層減速點(diǎn)后，電梯進(jìn)入減速狀態(tài)，由高速變?yōu)榈退?，并以低速運(yùn)行至平層點(diǎn)停止。 　　平層后，經(jīng)過(guò)一定延時(shí)開門，直至碰到開門到位行程開關(guān)；再經(jīng)過(guò)一定延時(shí)后關(guān)門，直到安全觸板開關(guān)動(dòng)作。 本文利用MCGS組態(tài)軟件設(shè)計(jì)。在設(shè)備組態(tài)窗口中選擇適當(dāng)?shù)拇谕ㄓ嵲O(shè)備．添加西門子S7—200PLC。正確設(shè)置其屬性。正確設(shè)置組態(tài)軟件中數(shù)據(jù)變量設(shè)備通道的連接，即可實(shí)現(xiàn)PLC與組態(tài)軟件的通訊。將PLC中的串口驅(qū)動(dòng)程序與組態(tài)軟件的需求響應(yīng)相結(jié)合，使電腦對(duì)PLC發(fā)出的信號(hào)有響應(yīng)。在MCGS組態(tài)軟件的用戶窗口中，制作一個(gè)動(dòng)畫界面。在界面上設(shè)置各個(gè)控件的屬性，使設(shè)置的控件按照真實(shí)的情況動(dòng)作，檢驗(yàn)和測(cè)試電梯PLC控制系統(tǒng)對(duì)電梯的運(yùn)行狀態(tài)的控制效果。MCGS用主控窗口、設(shè)備窗口和用戶窗口來(lái)構(gòu)成一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的人機(jī)交互圖形界面．組態(tài)配置各種不同類型和功能的對(duì)象或構(gòu)構(gòu)?？梢詫?duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理。組態(tài)過(guò)程如圖2所示：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 設(shè)備窗口 從外部設(shè)備PLC上讀取輸入輸出數(shù)據(jù)用戶窗口運(yùn)行窗口主控窗口圖2 利用組態(tài)軟件設(shè)計(jì)過(guò)程五. 結(jié)語(yǔ)　　針對(duì)這個(gè)四層電梯的控制系統(tǒng)。采用西門子S7—200可編程控制器設(shè)H電梯的控制系統(tǒng)完成電梯的轎內(nèi)指令、廳外召喚指令、樓層位置指示、平層換速控制、開門控制等控制任務(wù)。利用MCGS組態(tài)軟減設(shè)計(jì)模擬電梯PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)行。將PLC中的串口驅(qū)動(dòng)程序與組態(tài)軟件的需求響應(yīng)相結(jié)合，加載驅(qū)動(dòng)。使設(shè)置的控件能夠按照真實(shí)的情況動(dòng)作。檢驗(yàn)和測(cè)試電梯PLC控制系統(tǒng)對(duì)電梯的運(yùn)行狀態(tài)的控制效果。實(shí)踐證明。將PLC可編程控制器和MCGS組態(tài)軟件結(jié)合可以非常好地模擬電梯控制系統(tǒng)的測(cè)試運(yùn)行．有利于PLC控制系統(tǒng)的設(shè)H、檢測(cè)，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。第二節(jié) PLC電梯控制的編程程序 充分利用PLC控制器提供的指令，根據(jù)模塊化設(shè)計(jì)思想，依次對(duì)各個(gè)控制功能設(shè)計(jì)梯形圖，并按照設(shè)計(jì)的梯形圖來(lái)編寫控制程序，編寫的程序如下：