近些年来 ，随着经济的 发展，电梯已 经成为 我们日常生活中 不可 或缺的 一种特种设备。截止 2017 年底，我国的 电梯保 有量在 500 多 万台以上，每年以 20% 的 速度增长根据，旧梯更换的 数量增长趋势加快，《电梯主要部件报废技术条件》也 正式 颁布实 施。随之而来的是电梯的 各种安全问题以及电梯技术人员的 缺乏，就需要越来 越多的人投身于电梯行 业，对 于电梯教学的 需求也 要提升。
市场上流行的电梯模型主要是专门针对 电梯的 控制逻辑、运行调试、安装调 试、电气故障排除这些中 某一两个方面，不能 够全部都实现。本 模型是既能 够真实 模拟电梯的结构及运行状态，又能方便使用 者上手，且能 根据使用 者能 力的 提升，让使用者自行 改变电梯模型的结构或者控制系统。
3 总体设计方案
基于 PLC 触摸屏控制电梯智能 模型设计是在国家标准的 基础上，通 过 实际测量，模仿真实 电梯的结构，按照电梯 GB7588 规范进行设计的 。该模型主要由机械结构、控制系统两部分 组成。
机械部分
电梯模型的 机械结构是实 际电梯进行缩小版，结构齐全，拥有实 际电梯的 基本 功 能。该教学模型，包括底部脚轮、井道、导轨、轿厢、层门、轿门、对重、安全钳、限速器、机房、触摸屏、亚 克力板以及控制柜。
具体结构位置以及结构连接如下:
底部脚轮用 螺栓固定在 铝型材底部;井道由铝合金型材连接而 成;导轨包括轿厢导轨和对 重导轨分 别竖向设置在 井道内 ;轿厢设置在 轿厢导轨上;层站分别设置在 井道的 前端;轿门、层门分 别位于轿厢前端和井道前端;对 重位于轿厢后侧，属于后置式 ;安全钳位于轿厢底部;限速器位于轿厢左侧;机房位于井道最上端;亚 克力板是围在 井道外围的。
在设计的时候，考虑到该模型控制部分 要能 够满足，也 考虑到电梯模型运行情况。在 电梯教学模型安全回路断开的 情况下，该模型无法运行，处于停止。只有在 门联锁继电器也 正常的 状态下，该模型才能进入到检修状态和正常运行状态。在 电梯教学模型检修状态下，在 轿顶、触摸屏或者控制柜的 检修开关转 换到检修位置时 ，该模型进 入检修状态。在 使用 者按下检修上行 或者检修下行的按钮，并且同时 按下检修公共端时 ，该模型的 轿厢才能实现 上行 和下行 。在 电梯教学模型正常运行状态下，当有外呼和内 选信号时 ，该模型会 登记下所需到达的 楼层，会 根据此时 轿厢运行的方向确定响应的楼层信号的顺序，完成轿厢运行方向的 最远层站登记的 信号后，轿厢改变运行方向。在 该模型响应楼层信号，到达指定楼层的 减速区，变频器便控制曳引机进 入低速运行状态进行平层，当每一层的 平层感应 器有信号输出则反映轿厢已 经平层。轿厢处于平层状态，曳引机也 停止后，轿门带动厅 门打开，经过 设定的等待时间后，门机带动轿门和厅 门一起关闭，倘若轿厢超载或者安全触板动作 ，则门机会使轿门和厅 门重新打开，直到安全触板不动作 且轿厢不超载，则轿门和厅 门在 门机的作用下关闭，接着响应下一次所需到站的 楼层信号。倘若模型经过 设定的 待机时 间后，没有呼梯信号后，轿厢自动判断自身位置是否处于基站，倘若不在 基站，则轿厢自动返回基站。倘若在 轿厢返回基站的过程中 有呼梯信号，则取消返回基站，响应呼梯信号。
2 控制流程设置
当轿厢到达召唤楼层且出于平层状态时 ，取消该楼层的内选登记信号;当电梯处于正常状态时 ，把需要轿厢到达的 楼层的 外呼和内 选信号集中 起来 ，与现在轿厢所处的 位置进行比较 ;当轿厢位置高于需要轿厢到达的 楼层时 ，则需要轿厢下行 ，知道响应完运行方向最远层站的 召唤后，才可 以反向运行响应召唤;当电梯处于正常状态时 ，在 判断没有召唤信号后，经过等待的 设定值 D20 后，比较现在 轿厢所在 楼层与 基站的 位置，从而 确定运 行 方向，到达设定的 基站;为了防止机房或轿顶的 操作人员出现 误碰按钮而 设有公共端，只有同时 按下检修运行按钮和公共端才可 以使轿厢检修上行 和下行 ;由于会 出现 轿顶和机房同时 检修的 情况，而 且井道检修人员所处的 环境更危险，便使两处的 检修，只有轿顶有效 ;为保证电梯能 安全地运行，在 该电梯模型上装有许多 安全部件。只有每个安全部件都在 正常的 情况下，模型才能运行，否则模型立即停止运行。
3 实现上网功能
3． 1 无线模块传输功能
利用物联网，可 以全面 感知整个电梯模型的运转 ，即实现即时 采集物体 动态信息。通过可靠的 传输，将 电梯模型运行的各种状态与 互联网紧密相连，这样可 以把感知到的 信息实时、准确、可 靠地传递给云端服务器中 。本 模型中 通 过无线模块，把 PLC 收集并处理后的 数据，上传云端服务器，客户可在电脑端登录自己的 ID 查看数据并进行分析判断现 场实 际状况，同时 手机上也 可收到状态信息，实现了智能 化。
3． 2 组态监控及控制
在 远程 电脑端，利用组态组成的 监控系统对 电梯模型进行实时监控，可通过组态的 仿真动画了 解电梯运行状态，并进行测试运行，如 发现 故障，可通过 组态修改 PLC 参数，初步尝试解决电梯故障。
4 创新点及应用
模型模仿真 电梯的结构，按照电梯规范进行 设计，利 于学生对 电梯的了解，而 且安装比实 际电梯的 安装危险性 小;通过无线模块，把 PLC 收集并处理后的 数据，上传云端服务器;实现组态监控及控制，在 远程 电脑端，可 通 过组态的 仿真动画了解电梯运行状态，并进行测试运行，如 发现 故障，可通过组态修改 PLC 参数，初步尝试解决电梯故障; 可 以通过位于电梯井道侧面的触控屏，进行参数调整，方 便清晰。该模型体 积小，而 且易于拆卸。应用主要体现在教学领域，可 以从三个方面进行 “教学”:作为一种小型教学模型，拥有电梯的 所有结构，可 供开设了 电梯专业以及自动化专业的院校教学用 或企业培训用 ，培养技术人员;作为一种小型教学模型，拥有电气故障设置系统，可 以模拟电梯故障状态，可 供电梯维保 单位用 ，方 便维保 人员熟练分析并解决电梯故障;该教学模型是小型可拆式的，可在进行电梯安全宣讲时用于现 场演 示。
5 结束语
本 次设计的 四层四站的 小型电梯模型能 够实现 电梯正常运转，同时 严格按照电梯法律法规来进行 设计，拥有电梯绝大 多数的 部件和功能。作为电梯模型，不论是用 于教学还是培训，该模型都能 发挥良好的作用，能 让使用 者真正的了解到电梯的结构 以及运作方式。
市场上流行的电梯模型主要是专门针对 电梯的 控制逻辑、运行调试、安装调 试、电气故障排除这些中 某一两个方面，不能 够全部都实现。本 模型是既能 够真实 模拟电梯的结构及运行状态，又能方便使用 者上手，且能 根据使用 者能 力的 提升，让使用者自行 改变电梯模型的结构或者控制系统。
3 总体设计方案
基于 PLC 触摸屏控制电梯智能 模型设计是在国家标准的 基础上，通 过 实际测量，模仿真实 电梯的结构，按照电梯 GB7588 规范进行设计的 。该模型主要由机械结构、控制系统两部分 组成。
机械部分
电梯模型的 机械结构是实 际电梯进行缩小版，结构齐全，拥有实 际电梯的 基本 功 能。该教学模型，包括底部脚轮、井道、导轨、轿厢、层门、轿门、对重、安全钳、限速器、机房、触摸屏、亚 克力板以及控制柜。
具体结构位置以及结构连接如下:
底部脚轮用 螺栓固定在 铝型材底部;井道由铝合金型材连接而 成;导轨包括轿厢导轨和对 重导轨分 别竖向设置在 井道内 ;轿厢设置在 轿厢导轨上;层站分别设置在 井道的 前端;轿门、层门分 别位于轿厢前端和井道前端;对 重位于轿厢后侧，属于后置式 ;安全钳位于轿厢底部;限速器位于轿厢左侧;机房位于井道最上端;亚 克力板是围在 井道外围的。
在设计的时候，考虑到该模型控制部分 要能 够满足，也 考虑到电梯模型运行情况。在 电梯教学模型安全回路断开的 情况下，该模型无法运行，处于停止。只有在 门联锁继电器也 正常的 状态下，该模型才能进入到检修状态和正常运行状态。在 电梯教学模型检修状态下，在 轿顶、触摸屏或者控制柜的 检修开关转 换到检修位置时 ，该模型进 入检修状态。在 使用 者按下检修上行 或者检修下行的按钮，并且同时 按下检修公共端时 ，该模型的 轿厢才能实现 上行 和下行 。在 电梯教学模型正常运行状态下，当有外呼和内 选信号时 ，该模型会 登记下所需到达的 楼层，会 根据此时 轿厢运行的方向确定响应的楼层信号的顺序，完成轿厢运行方向的 最远层站登记的 信号后，轿厢改变运行方向。在 该模型响应楼层信号，到达指定楼层的 减速区，变频器便控制曳引机进 入低速运行状态进行平层，当每一层的 平层感应 器有信号输出则反映轿厢已 经平层。轿厢处于平层状态，曳引机也 停止后，轿门带动厅 门打开，经过 设定的等待时间后，门机带动轿门和厅 门一起关闭，倘若轿厢超载或者安全触板动作 ，则门机会使轿门和厅 门重新打开，直到安全触板不动作 且轿厢不超载，则轿门和厅 门在 门机的作用下关闭，接着响应下一次所需到站的 楼层信号。倘若模型经过 设定的 待机时 间后，没有呼梯信号后，轿厢自动判断自身位置是否处于基站，倘若不在 基站，则轿厢自动返回基站。倘若在 轿厢返回基站的过程中 有呼梯信号，则取消返回基站，响应呼梯信号。
2 控制流程设置
当轿厢到达召唤楼层且出于平层状态时 ，取消该楼层的内选登记信号;当电梯处于正常状态时 ，把需要轿厢到达的 楼层的 外呼和内 选信号集中 起来 ，与现在轿厢所处的 位置进行比较 ;当轿厢位置高于需要轿厢到达的 楼层时 ，则需要轿厢下行 ，知道响应完运行方向最远层站的 召唤后，才可 以反向运行响应召唤;当电梯处于正常状态时 ，在 判断没有召唤信号后，经过等待的 设定值 D20 后，比较现在 轿厢所在 楼层与 基站的 位置，从而 确定运 行 方向，到达设定的 基站;为了防止机房或轿顶的 操作人员出现 误碰按钮而 设有公共端，只有同时 按下检修运行按钮和公共端才可 以使轿厢检修上行 和下行 ;由于会 出现 轿顶和机房同时 检修的 情况，而 且井道检修人员所处的 环境更危险，便使两处的 检修，只有轿顶有效 ;为保证电梯能 安全地运行，在 该电梯模型上装有许多 安全部件。只有每个安全部件都在 正常的 情况下，模型才能运行，否则模型立即停止运行。
3 实现上网功能
3． 1 无线模块传输功能
利用物联网，可 以全面 感知整个电梯模型的运转 ，即实现即时 采集物体 动态信息。通过可靠的 传输，将 电梯模型运行的各种状态与 互联网紧密相连，这样可 以把感知到的 信息实时、准确、可 靠地传递给云端服务器中 。本 模型中 通 过无线模块，把 PLC 收集并处理后的 数据，上传云端服务器，客户可在电脑端登录自己的 ID 查看数据并进行分析判断现 场实 际状况，同时 手机上也 可收到状态信息，实现了智能 化。
3． 2 组态监控及控制
在 远程 电脑端，利用组态组成的 监控系统对 电梯模型进行实时监控，可通过组态的 仿真动画了 解电梯运行状态，并进行测试运行，如 发现 故障，可通过 组态修改 PLC 参数，初步尝试解决电梯故障。
4 创新点及应用
模型模仿真 电梯的结构，按照电梯规范进行 设计，利 于学生对 电梯的了解，而 且安装比实 际电梯的 安装危险性 小;通过无线模块，把 PLC 收集并处理后的 数据，上传云端服务器;实现组态监控及控制，在 远程 电脑端，可 通 过组态的 仿真动画了解电梯运行状态，并进行测试运行，如 发现 故障，可通过组态修改 PLC 参数，初步尝试解决电梯故障; 可 以通过位于电梯井道侧面的触控屏，进行参数调整，方 便清晰。该模型体 积小，而 且易于拆卸。应用主要体现在教学领域，可 以从三个方面进行 “教学”:作为一种小型教学模型，拥有电梯的 所有结构，可 供开设了 电梯专业以及自动化专业的院校教学用 或企业培训用 ，培养技术人员;作为一种小型教学模型，拥有电气故障设置系统，可 以模拟电梯故障状态，可 供电梯维保 单位用 ，方 便维保 人员熟练分析并解决电梯故障;该教学模型是小型可拆式的，可在进行电梯安全宣讲时用于现 场演 示。
5 结束语
本 次设计的 四层四站的 小型电梯模型能 够实现 电梯正常运转，同时 严格按照电梯法律法规来进行 设计，拥有电梯绝大 多数的 部件和功能。作为电梯模型，不论是用 于教学还是培训，该模型都能 发挥良好的作用，能 让使用 者真正的了解到电梯的结构 以及运作方式。
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