一、引言

電梯在國民經濟和生活中有著廣泛的應用。為了適應電梯的迅速發展，我們開發了二套模擬電梯系統。由于可編程控制器（PLC）具有編程軟件采自易學易懂的梯形圖語言、控制靈活方便、抗干擾能力強、運行穩定可靠等特點，現在的電梯控制多采用可編程控制器來實現。實際上電梯是根據外部呼叫信號以及自身控制規律等運行的，而呼叫是隨機的，電梯實際上是一個人機交互式的控制系統，單純用順序撞制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此，系統采用隨機邏輯方式控制。

二、電梯控制系統介紹

1、系統的控制要求

該模擬電梯由模擬五層電梯裝置、變頻器及電梯控制系統等組成，其中模擬電梯高3m，每層高0.5m。由于電梯的運行是根據樓層和轎廂的呼叫信號、行程信號進行控制，而樓層和轎廂的呼叫是隨機的，因此，系統控制應采用隨機邏輯控制。即在以順序邏輯控制實現電梯的基本控制要求的基礎上，根據隨機的輸入信號，以及電梯的相應狀態適時的控制電梯的運行。另外，

（1）轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數確定，并送PLC的計數器來進行控制。同時，每層樓設置一個接近開關以利平層。

（2）為便于觀察，對電梯的運行方向以及電梯所在的樓層進行顯示，我們采用LED和發光管顯示，而對樓層和轎廂的呼叫信號以指示燈顯示(開關上帶有指示燈)。

（3）為了提高電梯的運行效率和平層的精度，系統要求PLC能對轎廂的加、減速以及制動進行有效的控制。根據轎廂的實際位置以及交流調速系統的控制算法來實現。④為了電梯的運行安全，系統應設置可靠的故障保護和相應的顯示。

2、PLC與系統的硬件配置

考慮到以下幾方面，我們選用了FLN PLC。


（l）FX2N配置靈活，除主機單元外，還可以擴展I/0模塊，A/D模塊，D/A模塊和其它特殊功能模塊。本系統設計需I/0 52點(輸入28點，輸出24點)。主機采用小型化基本單元FX2N -64MR。

（2）FX2N指令功能豐富，有各種指令性107條，且指令執行速度快。

（3）FX2N PLC可用內部輔助繼電器M，膚態繼電器S，定時器T，寄存器D，計數器C的功能和數量滿足了系統控制要求的需要，尤其是高速計數器(C235等)能接受脈沖編碼器的脈沖。

（4）FX2N PLC的體積比FX2 PLC小50%以上，但控制功能和性能相同。

（5）FX2N PLC的編程，可用編程器，也可以在PC機上使用三菱公司的專用編程軟件包MELSE MEDOC進行。編程語言可用梯形圖或指令表。尤其是可用PC機對系統實時進行監控。為調試和維護提供了極大的方便。該控制系統的硬件配置如圖l所示。

三、軟件的設計及特點

1、軟件設計方法

本系統的軟件設計，按照圖2所示的程序流程圖進行編程。

2、軟件設計特點

（1）采用優先級隊列。根據電梯所處的位置和運行方向，在編程中，采用了四個優先級隊列，即上行優先級隊列、上行次優先級隊列、下行優先級隊列、下行次優先級隊列。其中，上行優先級隊列為電梯向上運行時，在電梯所處位置以上樓層所發出的向上運行的呼叫信號，該呼叫信號所對應的樓層所具有的脈沖數存放的寄存器所構成的陳列：上行次優先級隊列為電梯向上運行時，在電梯所處位置以下樓層所發出的向上運行的呼叫信號，該呼叫信號所對應的樓層所具有的脈沖數存放的寄存器所構成的隊列。控制系統在電梯運行中實時排列的四個優先級陳列，為實現隨機邏輯控制提供了基礎。

（2）采用先進先出隊列。根據電梯的運行方向，將同向的優先級隊列中的非零單元(有呼叫時此單元為七零單元，無呼叫時則此單元為零)送入寄存器隊列(先進先出隊列FIFO)，我們利用先進先出讀出指令SFRDP指令，將FIFO第一個單元中的數據送入比較寄存器。

（3）采用隨機邏輯控制。當電梯以某一運行方向接近某樓層的減速位置時，判別該樓層是否有同向的呼叫信號(上行呼叫標志寄存器為，下行呼叫標志寄存器為，有呼叫請求時，相應寄存器為l，否則為0)，如有，將相應的寄存器的脈沖數與比較寄存器進行比較，如相同，則在該樓層減速停車：如果不相同，則將該寄存器數據送入比較寄存器，并將原比較寄存器數據保存，執行該樓層的減速停車。該動作完畢后，將被保存的數據重新送入比較寄存器，以實現隨機邏輯控制。

（4）采用軟件顯示。本系統利用行程判斷樓層，并轉化成BCD碼輸出，通過硬件接口電路以LED顯示。

（5）對變頻器的控制。PLC根據隨機邏輯控制的要求，可向發出變頻器正向運行、反向運行、減速以及制動信號，再由變頻器根據一定的控制規律和控制算法來控制電機。同時，當系統出現故障時，PLC向變頻器發出信號。

四、結束語

本系統運行情況良好，系統的各項控制要求均己達到。為完成"晨光計劃"提供了必要的保證。同時，這套系統將來可用于實驗教學，是"自動控制系統"實驗教學的一個重要補充，亦可作為科研的一個控制對象。因此，該系統具有一定的推廣意義。(end)