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基于S7-1200PLC和专家函数的群控电梯系统设计

作者：位星剑 袁毓聪 汪龙 来源：《科技资讯》2019年第16期

摘 ;要：当今世界，电梯已然成为楼宇建筑必备的交通工具，随着电梯控制技术的发展和人们对乘梯质量要求的提高，如何能够全面提高电梯的服务质量一直是群控电梯领域的研究热点。该文以西门子S7-1200PLC为主控制器，设计了一款基于专家函数的S7-1200群控电梯控制系统，针对群控电梯的3个评价指标——乘客候梯时间、乘客乘梯时间、能源消耗量对系统进行评价，结果验证了该系统设计具有一定的实际应用价值。 关键词：群控电梯 ;S7-1200 ;专家函数

中图分类号：TU976 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文献标识码：A ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文章编号：1672-3791（2019）06（a）-0034-02

随着我国改革开放事业的日趋进步、社会经济的高速发展，高效节能成为工业及其应用市场所共同追求的目标。电梯作为建筑的必备产品，在这个过程中也逐渐朝着机电一体化和智能自动化方向发展。SIMATIC S7-1200是西门子公司推出的一款紧凑型、模块化的PLC。该文以6部10层群控电梯对象作为出发点，应用TIA PORTAL、S7-1214 PLC和EET电梯嵌入式仿真系统进行半实物群控电梯控制系统的研究与设计。 1 ;群控电梯控制系统

群控电梯的控制系统原理如图1，系统主要由PLC控制器、输入模块、输出模块、电源模块等组成。

该文所述的电梯群控以专家函数算法为基础，乘梯时间、候梯时间、能量损耗为关键参数，最优控制为依据，完成电梯运行过程启动、停止和变速的工作，以实现电梯安全、高效、稳定的工作运行。 2 ;PROFI-NET通信

博途是西门子全集成自动化系列用于工程、编程和调试自动化设备以及驱动系统的基础。S71200可支持PROFI-NET、PROFI-BUS等多种通信方式。

在该课题中选用的控制器是S7-1214 DCDCDC，采用PROFI-NET通信，通过使用博图软件来组态群控电梯控制系统各个组成模块[1]，通过使用PROFI-NET连接PC站。

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3 ;基于专家函数进行电梯群控算法设计

令候梯时间为Th、乘梯时间为Tc、当前楼层为Fd、呼梯产生楼层为Fh、停靠次数为Sn、最高呼梯楼层为Fmax、最低呼梯楼层为Fmin、开关门次数为Sk。根据程序设计及电梯模型实际速度测量的平均值，令高速通过一层的时间为2s、完成一次停靠及其开关门动作时间为5s。

乘梯时间及候梯时间在不同实际情况下的算法如图2上呼按钮分配，下呼按钮与上呼按钮分配相同。

其中在运作时能耗主要消耗在启停的过程中，而完成一次启停所消耗的能量相等，于是我们可以用单部电梯在执行一次任务时停靠次数来等比例模拟为能量损耗的多少。优化策略算法作为评价函数F（j），用候梯时间Th评价轿厢外乘客满意度，用乘梯时间Tc评价轿厢内乘客满意度，用电梯的起停次數Sk评价能量损耗[3]。 4 ;群控电梯控制系统程序设计

对于某一楼层外呼信号进行群控算法分析处理，根据得到的最优解将信号分配给最优解电梯来执行。其中对于同方向的所有呼梯信号须给予响应，反方向不予响应，交由另一部可执行电梯或者执行完本次同方向任务的电梯进行响应[4]。对于优先级更高的电梯保护信号：光幕信号、故障信号、超重信号等，为了电梯运行的安全应给予更高优先级的执行，程序流程为：呼梯按钮输出-群控算法分配-是否出现保护信号-最优电梯执行-结束待机。 5 ;结语

综上所述，采用西门子S7-1200PLC作为控制器，在TIA博途平台下进行硬件组态，软件编程，经过实践测试，该电梯控制系统可以根据不同楼层客户需求及时响应，设计的电梯可靠性高，在顾客的安全使用和人生安全方面有很大的优越性。具有一定的工程应用价值。 参考文献

[1] 路明，吉顺平，王长博，等.基于 S7-1200 的电梯群控系统设计[J].科技创新与应用.2016，6（23）：23-24.

[2] 张健，王笑竹.改进GA优化BP神经网络的电梯群控策略[J].陕西理工学院学报.2015，35（4）：36-39.

[3] 余涛，王伟，孙艺峻，等.西门子S7-1200PLC在电梯运行控制系统中的应用设计[J].自动化技术与应用2016.35（11）：58-61.

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