【文章內(nèi)容簡介】 = True End If End Sub Private Sub MSComm1_OnComm() Select Case Case c Case d ? End Select End Sub = p 現(xiàn)代電梯的信息處理及計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第一章 電梯控制的基本概念 9 控件的 Rthreshold 屬性與 Sthreshold 屬 性，再進(jìn)行相應(yīng)操作即可。 可編程邏輯控制器概述 第一臺可編程控制器是 1969 年在美國面世的。經(jīng)過 30 多年的發(fā)展，可編程控制器（ PLC） 已成為 當(dāng)今最重要、最可靠、應(yīng)用場合最廣泛的工業(yè) 控制裝置 。在可編程控制器中，充分應(yīng)用了大規(guī)模集成電路技術(shù)、微電技術(shù)及通信技術(shù)，迅速的從早期的邏輯控制發(fā)展到位置控制、伺服控制、過程控制等領(lǐng)域。用可編程控制器已經(jīng)可以構(gòu)成包括邏輯控制、過程控制、數(shù)據(jù)采集與控制、圖形工作站等綜合控制系統(tǒng) 可編程控制器的定義及構(gòu)成 IEC 于 1987 年對可編程控制器下的定義是： 可編 程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部的存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制定時計(jì)數(shù)和算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字式或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌渫獠肯嚓P(guān)設(shè)備，都按易于與工業(yè)系統(tǒng)連成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì) [2]。 一體化的可編程控制器在硬件結(jié)構(gòu)上通?？煞譃槿糠郑?CPU 板、 I/O 板和電源。當(dāng)然還有系統(tǒng)軟件和外圍接口。硬件框圖如圖 [3] [10]。 圖 可編程控制器原理圖 可編程控制器的工作原理 可編程控制器 的工作過程大體上可分為讀人開關(guān)狀態(tài)、邏輯運(yùn)算、輸出運(yùn)算結(jié)果三步。 PLC 作為計(jì)算機(jī)，在每一瞬間只能作一件事情，因而工作順序是讀輸入第一步運(yùn)算、第二步運(yùn)算 ?? 最后一步運(yùn)算、寫輸出。這種工作方式就稱為掃現(xiàn)代電梯的信息處理及計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第一章 電梯控制的基本概念 10 描工作方式，從讀輸入到寫輸出的執(zhí)行時間稱為掃描周期。 [2] 小結(jié) 本章首先從電梯的電力拖動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及電梯的主要性能指標(biāo)入手來講解電梯本身的一些基本概念。然后，基于本次課程設(shè)計(jì)中所要用到的一些知識，例如計(jì)算機(jī)通訊知識、可編程控制 器等進(jìn)行講解。力圖使讀者在了解本課程設(shè)計(jì)之前先擁有必要的知識準(zhǔn)備。 現(xiàn)代電梯的信息處理及計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第二章 系統(tǒng)功能簡介及本次課程設(shè)計(jì)的創(chuàng)新 第二章 系統(tǒng)功能簡介及本次課程設(shè)計(jì)的創(chuàng)新 本次課程設(shè)計(jì)的創(chuàng)新 本課程設(shè)計(jì)題目是一道比較傳統(tǒng)的題目，本次設(shè)計(jì)在實(shí)現(xiàn)了原有功能的基礎(chǔ)之上，對該題目的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了一定的創(chuàng)新。主要表現(xiàn)在： 首先，有更完備的調(diào)度規(guī)則：本次設(shè)計(jì)首先對調(diào)度規(guī)則進(jìn)行完備，增加了一些比較復(fù)雜的情況，并且通過把調(diào)度模塊分別放在上、下位機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，做出了兩套系統(tǒng)。 其次，為了完善系統(tǒng)功能，并使其真正成為一個類似的商務(wù)軟件，我還在該系統(tǒng)中嵌套了如下五個 子系統(tǒng)。所以，加上嵌套的調(diào)度模塊，總共應(yīng)分為六個子系統(tǒng)。 調(diào)試系統(tǒng)：通過模塊封裝與調(diào)用實(shí)現(xiàn)了自己程序（調(diào)試系統(tǒng)）對自己程序（調(diào)度模塊）的調(diào)試； 模擬系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)了對整個電梯運(yùn)行狀況的仿真； 用戶管理系統(tǒng)； 登錄系統(tǒng)； 日志管理系統(tǒng)； 這后三個系統(tǒng)通過對兩個不同數(shù)據(jù)庫的讀、寫，使本軟件更加適用于真正的電梯系統(tǒng)的控制與管理。 對電梯的正常的調(diào)度與響應(yīng) 作為一個現(xiàn)代電梯的信息處理及計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，正確實(shí)現(xiàn)電梯的信號的登記、調(diào)度是最基本的功能。在第四章中，我將介紹就此畢業(yè)設(shè)計(jì)我們所編寫的兩套系統(tǒng)，其區(qū)別之處就 在于其中一套的調(diào)度模塊放在上位機(jī)，另一套的調(diào)度模塊放在下位機(jī)。這兩套系統(tǒng)具有相同的調(diào)度規(guī)則，實(shí)現(xiàn)后帶上變頻器及電梯等運(yùn)行狀況完全相同。但由于調(diào)度模塊的功能位置不同，它們卻是不同的實(shí)現(xiàn)方法。在 及 ，我將就其實(shí)現(xiàn)過程給予詳細(xì)介紹。 現(xiàn)代電梯的信息處理及計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第二章 系統(tǒng)功能簡介及本次課程設(shè)計(jì)的創(chuàng)新 12 總系統(tǒng)的調(diào)度模塊、以及即將講到的調(diào)試系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)的代碼都寫在主窗體之內(nèi)，功能也是在主窗體實(shí)現(xiàn)，下面我給出主窗體的界面，見圖 。 圖 主窗體界面 調(diào)試系統(tǒng) 當(dāng)調(diào)度模塊放在上位機(jī)寫時，其調(diào)度模塊程序正確性的調(diào)試就成了一個難題。因?yàn)檎{(diào)度模塊的程序必須從 下位機(jī)接收硬件檢測到的信號，還要通過下位機(jī)向硬件發(fā)送執(zhí)行指令，按通常的思維，調(diào)度調(diào)度模塊的程序是否正確也就是輸入信號通過調(diào)度后是否在恰當(dāng)?shù)臅r刻發(fā)出恰當(dāng)?shù)闹噶?，這必須通過電梯能否正常運(yùn)行來判斷。這樣以來，調(diào)試上位機(jī)的調(diào)度程序時就必須帶上下位機(jī)和具體硬件，可以設(shè)想，只要調(diào)度模塊、通信模塊、下位機(jī)程序、硬件中有一個運(yùn)行不正常，電梯便無法正常運(yùn)行。為了方便地調(diào)試第一套系統(tǒng)中上位機(jī)的調(diào)度程序，我編寫了一個調(diào)試系統(tǒng)，并將調(diào)度程序封裝為一個模塊。用調(diào)試系統(tǒng)模擬下位機(jī)給出信號，通過調(diào)度模塊來使其運(yùn)行，并通過調(diào)試系統(tǒng)反映出調(diào) 度模塊各個時刻的輸出現(xiàn)代電梯的信息處理及計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第二章 系統(tǒng)功能簡介及本次課程設(shè)計(jì)的創(chuàng)新 13 信號，這樣以來就可以單獨(dú)調(diào)試調(diào)度模塊功能的正確性，減小了調(diào)試上位機(jī)調(diào)度程序的難度。具體參見 節(jié)及 節(jié)。 模擬系統(tǒng) 簡單地來說，這個模擬系統(tǒng)就是對電梯運(yùn)行過程的一個仿真，一個互動的動畫模擬。它只有一個與用戶的接口，與硬件沒有任何關(guān)系。它不需要下位機(jī)上傳的平層干簧片及減速干簧片的檢測信號輸入，只要用戶進(jìn)行呼梯和選層即可，其它包括登記調(diào)度和驅(qū)動動畫等一切事情均由程序自己完成。它的調(diào)度程序與驅(qū)動程序都是自有的，與真正的調(diào)度程序和驅(qū)動硬件的程序不相干。具體參見 。 用 戶管理系統(tǒng) 為了使本軟件更類似于一個商務(wù)軟件，我在系統(tǒng)中嵌套了一個用戶管理系統(tǒng)，它主要是通過讀、寫隨機(jī)文件的形式建立了一個電梯操作人員的用戶管理數(shù)據(jù)庫，并且將電梯管理人員分成超級用戶和普通用戶兩個等級，只有超級用戶可以進(jìn)行用戶管理操作。該數(shù)據(jù)庫可以進(jìn)行添加、刪除、查找、查看等一系列數(shù)據(jù)庫功能。具體參見 節(jié)。 其界面如下 : 圖 用戶管理系統(tǒng)界面 現(xiàn)代電梯的信息處理及計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第二章 系統(tǒng)功能簡介及本次課程設(shè)計(jì)的創(chuàng)新 14 登錄系統(tǒng) 該系統(tǒng)是以用戶管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的，每次登錄時該系統(tǒng)都會掃描用戶管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的所有用戶 ID，以確定預(yù)登錄用戶是否已被注冊和是何種 等級的用戶，根據(jù)該電梯管理員的等級，以確定在主系統(tǒng)中他的不同操作權(quán)限。具體參見 節(jié)。 其界面如下 : 圖 登錄系統(tǒng)界面 日志管理系統(tǒng) 電梯管理員登錄后，即開始電梯管理的操作，我要求他們必須填寫工作日志，也就是用到日志管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)擁有一類似于用戶管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。用戶登錄時，登錄系統(tǒng)會將該用戶的 ID發(fā)送給主系統(tǒng)，日志管理系統(tǒng)借助此 ID 再次讀用戶管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，并將該用戶鉚釘為‘當(dāng)前用戶’，如果該電梯管理員寫日志，那么他的日志隨同剛才讀出的他在用戶管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)情況一起寫入日志管 理系統(tǒng)。也就是說，登錄用戶所寫的日志提交后會被自動打上自己的標(biāo)簽寫入另一數(shù)據(jù)庫。具體參見 節(jié)。 其界面如下 : 現(xiàn)代電梯的信息處理及計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第二章 系統(tǒng)功能簡介及本次課程設(shè)計(jì)的創(chuàng)新 15 圖 日志運(yùn)行系統(tǒng)界面 幫助系統(tǒng) 該系統(tǒng)對整個系統(tǒng)中的一些設(shè)計(jì)上的概念予以解釋，主要是一些文書資料，包括電梯調(diào)度規(guī)則、三種操作模式、兩種用戶權(quán)限等等。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)比較簡單，主要用到了 VB中的一個 ComboBox 控件。 具體參見 節(jié) 圖 幫助系統(tǒng)界面 小結(jié) 本章首先從電梯的基本調(diào)度規(guī)則、該軟件的功能等方面總體論述了本次課程設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處，然后，將系統(tǒng)展開為八個子系 統(tǒng)分別進(jìn)行概述性的講解，力圖使讀者通過本章的閱讀能夠基本了解各子系統(tǒng)的功能、操作使用該軟件。 現(xiàn)代電梯的信息處理及計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 16 第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 硬件 電器設(shè)備 我們這次設(shè)計(jì)使用的是實(shí)驗(yàn)室已有的 實(shí)驗(yàn)設(shè)備， 即一個電梯模型，一套 PLC及一臺 PC 機(jī)。其中電梯模型還包括 曳引電動機(jī) 、 轎廂 等。 電梯模型的硬件參數(shù) 對于這臺 電梯模型 ， 其 曳引電動機(jī)的負(fù)載只有轎廂和對重， 經(jīng)測量及相應(yīng)計(jì)算，得出以下參數(shù) ： 曳引電動機(jī) 為 ND(H0)型電動機(jī)，其參數(shù)如下： 變頻器 的 硬件參數(shù) 在這里實(shí)驗(yàn)室選用的變頻器是使用西門 子公司的 MICROMASTERS 系列變頻器，專門控制三相交流電機(jī)。它的模擬輸入由 PLC供給，經(jīng)過變頻變壓輸出電壓到電機(jī)控制電梯的運(yùn)行。變頻器的參數(shù)設(shè)置上， P081 輸入電機(jī)額定頻率 50Hz；P082 輸入電機(jī)額定轉(zhuǎn)速 1400RPM； P083 輸入電機(jī)額定電流 ； P084 輸入電機(jī)額定電壓 220V； P085 輸入電機(jī)額定功率 。 特別要提出的是要 P006設(shè)置成 1 模擬輸入模式， P002和 P003 加速時間和減速時間要設(shè)置長一點(diǎn)，太短會造成變頻器跳閘或停機(jī)。電機(jī)是普通的三相交流電機(jī)（ V＝ 220V， F＝ 50HZ， I＝ ， N＝ 1400 轉(zhuǎn)）。變頻器參數(shù)設(shè)置中也要把電機(jī)的額定數(shù)據(jù)寫進(jìn)去。端口的接線上， 用變阻器通過變頻器端口 2的內(nèi)部電源給端口 4提供一個模擬電壓，控 制 變頻器的頻率；用 24V 電源分別給端口 7提供一個低電壓，轎廂重 kg1m? ； 對重重 39。 ? ； 轉(zhuǎn)速 minr15n? ； 滑輪半徑 ? ； 空載力矩 0 ? 則制動力矩 np974KZmgr)39。mm(M0 ????(KZ :制動安全系數(shù) ) 額定電壓 v220UN ? ； 額定轉(zhuǎn)速 min1400r ； 額定頻率 HZ50fN ? ； 輸出功率 wpN 60? ； 現(xiàn)代電梯的信息處理及計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 17 控制電梯的正 /反轉(zhuǎn)和停止，如 下 圖所示 ： 圖 MICROMASTERS 系列變頻器原理圖 [3] [1] 經(jīng)變頻器后所得到的電機(jī)速度曲線應(yīng)如下圖所示： 圖 系統(tǒng)理想速度曲線圖 PLC 的 硬件參數(shù) 在我們的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用西門子 S7－ 200 系列的編程器。這一系列產(chǎn)品可以滿足多種多樣的自動化控制需要。由于具有緊湊的設(shè)計(jì)，良好的擴(kuò)展性。低廉的價格以及強(qiáng)大的指令，使得 S7－ 200 可以近乎完美地滿足小規(guī)模的控制要求。S7－ 200CPU 的基本操作非常簡單： CPU 讀輸入狀態(tài)； CPU 中存儲的程序利用這些輸入執(zhí)行控制邏輯，當(dāng)程序運(yùn)行時， CPU 刷新有關(guān)數(shù)據(jù)； CPU 把數(shù)據(jù)寫到輸出。 我們這次設(shè)計(jì)的主要工作就是 PLC 編程和上位機(jī)的監(jiān)控程序編程。 PLC 控制系統(tǒng)的具體組成是主模塊 CPU224，它擴(kuò)展 了 16 輸入 /16 輸出數(shù)字量模塊 EM22模擬量輸入輸出輸出模塊 EM235 以及一個 PROFIBUS— DP 擴(kuò)展從站模塊 EM277 來滿足電梯的運(yùn)行，控制以及和上位機(jī)通訊的需要。同時備有一臺上位機(jī)用于 PLC現(xiàn)代電梯的信息處理及計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 18 的編程和上位機(jī)監(jiān)控程序的編程。其中 PLC 已經(jīng)和上位機(jī)之間已經(jīng)用 PROFIBUS總線相連接，也就是說經(jīng)過設(shè)置及正確編程之后，上位機(jī)和 PLC之間可以隨時進(jìn)行參數(shù)及控制信號的上傳和下載，同時可以用上位機(jī)編程軟件 STEP 7— Micro/Win32 的實(shí)時監(jiān)控功能監(jiān)控 PLC 程序的某個輸入輸出量的工作狀況，這樣有利于編程時 候的調(diào)試和改正。要進(jìn)行 PLC 編程就要了解電梯運(yùn)行的原理，查清楚各個元器件的輸入輸出接點(diǎn)數(shù)目和各個信號之間的邏輯關(guān)系。輸入 點(diǎn) 、輸出 點(diǎn) 、 內(nèi)部標(biāo)志位 、 定時器、計(jì)數(shù)器安排 見附錄二。 主電路 及其電源電路設(shè)計(jì) 主電路 設(shè)計(jì) 在電梯實(shí)驗(yàn)裝置中，設(shè)置了一個啟動按鈕 SB2和一個停止按鈕 SB1，按下 SB2按鈕，接觸器線圈得電，其常開觸點(diǎn) KM 閉合，接通主電路，并實(shí)現(xiàn)自保。 SB1是 常閉 停止開關(guān)，按下 SB1 按鈕，接觸器線圈斷電，退出自保， 接觸器失電， 其常開觸點(diǎn) KM斷開，導(dǎo)致 主電路斷開。 該設(shè)計(jì) 的主電路如圖 所示。 圖中， AC220V 通過空氣開關(guān)、接觸器給變頻器供電，驅(qū)動變頻器工作，變頻器在 PLC 輸出的方向使能信號和