【導(dǎo)讀】的觀點(diǎn)和材料，均作了注釋，若有不實(shí)，后果由本人承擔(dān)。人們的日常生活密不可分，是機(jī)械電氣相結(jié)合的機(jī)電一體化產(chǎn)品。電梯的應(yīng)用日益廣泛和普及，保證電梯的。運(yùn)行既高效節(jié)能又安全可靠，已越來越多的引起電梯業(yè)界人士的關(guān)注。其次穩(wěn)定與安全運(yùn)行是評(píng)價(jià)電梯性能的重要依據(jù)，針對(duì)提高電梯的安全運(yùn)行，設(shè)計(jì)一種基于MCGS. 該方案通過RS485/RS232通信接口采集到模擬電梯的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，采。用MCGS組態(tài)軟件涉及電梯的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，通過整體的設(shè)計(jì)和動(dòng)畫效果的演示，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)視，MCGS組態(tài)軟件的引入對(duì)電梯控制以及工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的進(jìn)一步研究有著積極的意義。

　　

【正文】 表 51 輸入裝置的元件分配 序號(hào) 名稱 輸入點(diǎn) 序號(hào) 名稱 輸入點(diǎn) 1 一樓內(nèi)呼 S1 X014 12 六樓限位器 SQ6 X043 2 二樓內(nèi)呼 S2 X015 13 一樓上行外呼 U1 X026 3 三樓內(nèi)呼 S3 X016 14 二樓上行外呼 U2 X027 4 四樓內(nèi)呼 S4 X017 15 三樓上行外呼 U3 X031 5 五樓內(nèi)呼 S5 X020 16 四樓上行外呼 U4 X033 6 六樓內(nèi)呼 S6 X044 17 五樓上行外呼 U5 X041 7 一樓限 位器 SQ1 X021 18 二樓下行外呼 D2 X030 8 二樓限位器 SQ2 X022 19 三樓下行外呼 D3 X032 9 三樓限位器 SQ3 X023 20 四樓下行外呼 D4 X034 10 四樓限位器 SQ4 X024 21 五樓下行外呼 D5 X035 11 五樓限位器 SQ5 X025 22 六樓下行外呼 D6 X042 表 52 輸出裝置的元件分配 序號(hào) 名 稱 輸 出 點(diǎn) 序號(hào) 名 稱 輸出點(diǎn) 1 一樓顯示 L1 Y014 14 二樓上呼記憶燈 UP2 Y031 2 二樓顯示 L2 Y015 15 三樓上呼記憶燈 UP3 Y033 3 三樓顯示 L3 Y016 16 四樓上呼記憶燈 UP4 Y035 4 四樓顯示 L4 Y017 17 五樓上呼記憶燈 UP5 Y042 5 五樓顯示 L5 Y020 18 二樓下呼記憶燈 DN2 Y032 6 六樓顯示 L6 Y040 19 三樓下呼記憶燈 DN3 Y034 7 一樓內(nèi)選指示 J1 Y023 20 四樓下呼記憶燈 DN4 Y036 8 二樓內(nèi)選指示 J2 Y024 21 五樓下呼記憶燈 DN5 Y037 9 三樓內(nèi)選指示 J3 Y025 22 六樓下呼記憶 燈 DN6 Y043 10 四樓內(nèi)選指示 J4 Y026 23 上行指示 UP Y021 11 五樓內(nèi)選指示 J5 Y027 24 下行指示 DOWN Y022 12 六樓內(nèi)選指示 J6 Y041 13 一樓上呼記憶燈 UP1 Y030 電梯 PLC梯形圖的設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)可以分環(huán)節(jié)進(jìn)行，逐個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后將這些單個(gè)的環(huán)節(jié)有機(jī)的結(jié)合在一起即可構(gòu)成完整的梯形圖。 乘客在電梯外部呼叫時(shí)，其呼叫信息應(yīng)該被登記。當(dāng)電梯運(yùn)行到呼叫樓層時(shí)，并且運(yùn)行方向和呼叫方向 一致時(shí)，電梯應(yīng)該停層，并且這時(shí)候呼叫信息應(yīng)該清除。在程序中的體現(xiàn)是，當(dāng)乘客按下外呼按鈕，程序中對(duì)應(yīng)樓層的外呼輔助繼電器動(dòng)作，這是外呼信號(hào)被登記，相應(yīng)的指示燈亮，這表示乘客的呼叫信息被系統(tǒng)登記并記憶。而該層信號(hào)的消除是通過該層行程開關(guān)動(dòng)作以及定向輔助繼電器動(dòng)作兩者相結(jié)合進(jìn)行消除。 當(dāng)乘客的呼叫信息和電梯的運(yùn)行方向不同時(shí)，例如電梯電梯在三樓向上運(yùn)行，目的地是基于組態(tài)技術(shù)和 PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 五樓，而在四樓有下呼的信號(hào)，那么電梯的運(yùn)行情況是經(jīng)過四樓不停直接到五樓，而且四樓的呼叫信息也不能消除，待到達(dá)五樓后下到四樓響應(yīng)四樓的下呼，并且呼叫信息消除。 外呼信號(hào)登記與消除梯形圖如圖 52所示。 圖 52 外呼信號(hào)登記與消除 當(dāng)電梯在某一樓層時(shí)，樓層感應(yīng)器動(dòng)作產(chǎn)生信號(hào)，通過輔助繼電器控制指示燈，顯示樓層位置，當(dāng)電梯離開時(shí)，應(yīng)該有新的樓層信息取代之前的樓層信息。樓層信號(hào)產(chǎn)生與清除環(huán)節(jié)梯形圖如圖 53所示。 寧波大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 53樓層信號(hào)產(chǎn)生與消除 乘客可以通過轎廂內(nèi)部的一至六樓按鈕選擇所去樓層，這些信息被登記后將以所去樓層指示燈亮為指示。當(dāng)電梯運(yùn)行到乘客選的樓層時(shí)，該停層信息消除，同時(shí)所去樓層指示燈 滅。停層信號(hào)登記與消除環(huán)節(jié)梯形圖如圖 54所示。 圖 54 停層信號(hào)登記與消除 基于組態(tài)技術(shù)和 PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 電梯定向環(huán)節(jié)涉及外呼信號(hào)的消除，例如當(dāng)電梯上行時(shí)，運(yùn)行到某一層的下行信號(hào)不能被消除，必須在電梯處于下行狀態(tài)且到達(dá)該下呼樓層時(shí)下呼信息才能消除。在程序中需要增加相應(yīng)的上行和下行輔助繼電器。電梯定向環(huán)節(jié)梯形圖如圖 55所示。 圖 55 電梯定向環(huán)節(jié) 寧波大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 6 基于組態(tài)技術(shù)和 PLC的電梯模擬設(shè)計(jì) 六層電梯的監(jiān)控方案設(shè)計(jì) 模擬電梯運(yùn)行中 PLC各個(gè)輸入輸出點(diǎn)的信號(hào)通過數(shù)據(jù)采集設(shè)備傳送 到計(jì)算機(jī)內(nèi)，再將數(shù)據(jù)傳送到 MCGS中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，與 MCGS用戶界面建立動(dòng)畫連接，如模擬電梯的位置發(fā)生變化時(shí)，通過設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)⒆兓臄?shù)據(jù)采集到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的變量中，該變量是與動(dòng)畫屬性相關(guān)的變量，數(shù)值的變化使組態(tài)用戶界面的電梯填充顏色的狀態(tài)產(chǎn)生相應(yīng)的變化，從而產(chǎn)生逼真的動(dòng)畫效果 [6]。 MCGS組態(tài)軟件與 PLC通信連接 上位機(jī)與下位機(jī)密切配合，并保持控制對(duì)象一致。上位機(jī)和下位機(jī)的連接主要通過 MCGS下設(shè)備窗口的設(shè)置，本設(shè)計(jì)選用通用串口父設(shè)備。如圖 61所示。 圖 61 通信連接設(shè)備選擇 在設(shè)備管 理界面選擇三菱 FX232。如圖 62。 基于組態(tài)技術(shù)和 PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 圖 62通信連接設(shè)備選擇 在“通用串口通訊設(shè)備”中如下設(shè)置：設(shè)備設(shè)置為“串口通訊父設(shè)備”“三菱 FX232”，注意在“串口通訊父設(shè)備”中設(shè)置好串口號(hào)（以與 PLC的實(shí)際連接口來設(shè)置），通訊波特率為69600，數(shù)據(jù)位位數(shù)為 07位，停止位位數(shù)為 01位，數(shù)據(jù)校驗(yàn)方式為 2偶校驗(yàn)，數(shù)據(jù)采集方式為 0同步采集。如圖 63 圖 63 通用串口父設(shè)備設(shè)置 在“三菱 FX232”下可設(shè)置實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和通道的連接。如圖 64。 寧波大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 圖 64 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和通道連接 MCGS實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的設(shè)計(jì)過程 :用戶窗口是由用戶自己定義并搭建的圖形界面，圖形界面由一個(gè)或多個(gè)用戶窗口構(gòu)成。在本次六層電梯的監(jiān)控設(shè)計(jì)方案中，將轎廂內(nèi)部呼叫和樓層顯示，一至六層電梯位置，以及外部呼叫都做成相應(yīng)的按鈕和指示燈顯示，在整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)完成后，可以看到樓層信息、外部呼叫和內(nèi)部呼叫等信息，形象直觀的對(duì)電梯的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控。 ： MCGS中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)相當(dāng)于用戶定義的對(duì)象，將這些對(duì)象進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)管理就構(gòu)成了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。在本次六層電梯監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要將需要的輸入和輸出數(shù)據(jù)增 加進(jìn)去，并且根據(jù)其屬性進(jìn)性正確的編輯和定義。 PLC通信的建立 :設(shè)備窗口負(fù)責(zé)建立系統(tǒng)與外部硬件設(shè)備的連接，使得 MCGS能從外部設(shè)備讀取數(shù)據(jù)并控制外部設(shè)備的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部運(yùn)行過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。本次設(shè)計(jì)在 MCGS設(shè)備窗口中選擇三菱 FX系列 PLC,通信接口為通用串口父設(shè)備，選擇三菱 FX232通信接口采集 PLC信息進(jìn)而模擬控制電梯的運(yùn)行 [7]。 ：本次設(shè)計(jì)中內(nèi)選呼叫記憶、樓層顯示、上下行指示以及外呼記憶均以指示燈顯示，轎箱內(nèi)部還設(shè)置了樓層顯示功能，提醒乘客所處位置，以 數(shù)字配合構(gòu)件顏色填充顯示。電梯的升降則以模擬電梯的顏色變化顯示。 主控窗口 工業(yè)控制中工程工作的總體構(gòu)架，以及菜單命令、運(yùn)行的流程顯示、系統(tǒng)的特征參數(shù)和啟動(dòng)停止等控制命令存放于主控窗口中，所以說主控窗口是存放工業(yè)控制過程參數(shù)的窗口。主控窗口如圖 65。 基于組態(tài)技術(shù)和 PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 圖 65 主控窗口 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)最主要的特征就在于它的實(shí)時(shí)性，用戶在對(duì)數(shù)據(jù)完成相應(yīng)的設(shè)置后經(jīng)過組態(tài)軟件內(nèi)部管理到數(shù)據(jù)庫(kù)里。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)采集來自外部設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)其它部分操作的數(shù)據(jù)也來自于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)自發(fā) 的完成對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理，包括相應(yīng)的報(bào)警處理和存盤處理等。因此，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)這時(shí)所存儲(chǔ)的單元，不僅僅包括變量的數(shù)值，還包括變量的特征參數(shù)以及變量的操作屬性。我們將這種把數(shù)值、方法、屬性等封裝在一起的數(shù)據(jù)稱為數(shù)據(jù)對(duì)象。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)采用類似 C++的面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，為其它部分提供相應(yīng)的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)功能構(gòu)件數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)如圖 66。 圖 66 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 設(shè)備窗口 設(shè)備窗口用于給用戶放置不同類型和功能的設(shè)備構(gòu)件，可是實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的控制和操作。設(shè)備構(gòu)件通過外部的設(shè)備把信息采集過來 送到設(shè)備窗口中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。設(shè)備窗口還可以把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)輸出到外部設(shè)備，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備。需要注意的是，一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)只能有一個(gè)設(shè)備窗口，系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)會(huì)自動(dòng)打開設(shè)備窗口，并管理和調(diào)度所有的設(shè)備構(gòu)件寧波大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 正常工作，這些運(yùn)行動(dòng)作都是在后臺(tái)進(jìn)行的，所以對(duì)于用戶來說，設(shè)備窗口是不可見的，其封存與組態(tài)軟件中。設(shè)備窗口如圖 67。 圖 67 設(shè)備窗口 用戶窗口 用戶窗口是給用戶放置圖元、圖符和動(dòng)畫構(gòu)件的窗口。圖元和圖符可以為用戶提供完善的設(shè)計(jì)和制作圖形畫面和定義相關(guān)動(dòng)畫的方法。動(dòng)畫構(gòu)件可以實(shí)現(xiàn)不同的動(dòng)畫 功能，它們來源于實(shí)際的工程中，這樣比較形象直觀，便于用戶辨識(shí)，這些動(dòng)畫構(gòu)件用戶可以直接使用。用戶通過在用戶窗口內(nèi)放置不同的動(dòng)畫構(gòu)件，或者通過搭建多個(gè)用戶窗口，可以構(gòu)造各種復(fù)雜的控制流程畫面，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)和控制流程的“可視化”。用戶窗口如圖 68。 圖 68 用戶窗口 組態(tài)過程中用戶最多可以定義 512個(gè) [7]。其中所有的窗口都隸屬于主控窗口，當(dāng)窗口打開時(shí)可見，窗口關(guān)閉時(shí)不可見。 MCGS組態(tài)軟件允許用戶同時(shí)打開多個(gè)窗口。用戶窗口的大小，屬性和顯示的位置可以依據(jù)用戶自己設(shè)定，例如可以讓一個(gè)窗口處于頂部作為 工具條使用，也可以放在主控窗口下面作為狀態(tài)條使用，還可以作為一個(gè)普通的窗口進(jìn)行最大化顯示。這基于組態(tài)技術(shù)和 PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 些靈活的組態(tài)過程配置，使得 MCGS可以構(gòu)成豐富多彩的圖形界面，達(dá)到逼真模擬的效果。 MCGS的監(jiān)控運(yùn)行 MCGS組態(tài)完成后的最終效果圖如圖 69所示。在該窗口內(nèi)可以實(shí)時(shí)顯示電梯的運(yùn)行狀態(tài)，并可以對(duì)電梯的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和控制。例如轎廂內(nèi)部提供了內(nèi)部呼叫，對(duì)電梯的運(yùn)行狀態(tài)及所處樓層也進(jìn)行了顯示，外部也設(shè)置了上呼和下呼按鈕。 圖 69 電梯監(jiān)控運(yùn)行界面 寧波大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 7 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)基本達(dá)到了任務(wù)書的要求，實(shí)驗(yàn)板模擬 運(yùn)行良好，監(jiān)控畫面運(yùn)行良好。 前期我分析了電梯的運(yùn)行狀態(tài)，查閱了相關(guān)的資料，用 PLC編程軟件編寫了控制程序，由于我做的電梯為六層，而實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)箱只有四層，所以我用兩個(gè)實(shí)驗(yàn)箱搭建了一個(gè)六層電梯模擬面板，初步驗(yàn)證了一下自己的程序是否正確，結(jié)果表明達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。后用PROTEL99軟件做了一塊六層電梯的模擬面板，待板子做好后結(jié)合程序檢測(cè)面板性能良好，也達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。后期用 MCGS組態(tài)軟件搭建了六層電梯的監(jiān)控模擬界面，由于這個(gè)組態(tài)軟件之前沒有接觸，在實(shí)際進(jìn)度過程中也是花費(fèi)了相當(dāng)多的時(shí)間解決遇到的問題，在這 個(gè)過程中自己也是收獲了很多。 通過這次設(shè)計(jì)，我收獲了很多在課堂上學(xué)不到的知識(shí)，首先自己的動(dòng)手能力得到增強(qiáng)，在遇到實(shí)際問題時(shí)要想到解決問題的方法，善于查資料也是一種學(xué)習(xí)能力，另外對(duì)于完全沒有涉及的課程能夠搞清楚也是一種學(xué)習(xí)能力的遷移。在這個(gè)過程中，培養(yǎng)了自己嚴(yán)肅認(rèn)真的求學(xué)作風(fēng)。 基于組態(tài)技術(shù)和 PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 參考文獻(xiàn) [1] 葉安麗 .電梯技術(shù)基礎(chǔ) (第 1版 )[M].北京 :中國(guó)電力出版社， 2020 [2] 張漢達(dá) ,王錫仲 ,朱學(xué)莉編著 .現(xiàn)代電梯控制技術(shù) [M].北京 : 哈爾濱 工業(yè)大學(xué)出版社， [3] 李道霖 ， 電氣控制與 PLC 原理及應(yīng)用 [M].北京 :電子工 業(yè)出版社 ,2020 [4] 廖常初 .FX系列 PLC編程及應(yīng)用 [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020 [5] 北京昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件科技有限公司 .MCGS全中文工控組態(tài)軟件 . 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Bryan and ,2020 寧波大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 致謝 本次論文在選題初期得到了俞海珍老師的支持，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中更是得到了俞老師的精心指導(dǎo)。在設(shè)計(jì)過程中俞老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)給了我很深的啟示，初期我遇到了問題，老師給了我很有用的講解，對(duì)本次設(shè)計(jì)給了我大概的設(shè)計(jì)思路，具體怎么解決需要我自己 去尋求方法，這一點(diǎn)鍛煉了我實(shí)際解決問題的能力。在此，對(duì)老師在學(xué)習(xí)和生活中給予的關(guān)心和指導(dǎo)致以最誠(chéng)摯的謝意。 通過本次設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多知識(shí)，首先對(duì)于所涉及的 PLC有了更加深入的認(rèn)識(shí)，從書本上遷移過來的很多知識(shí)促成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行，另外對(duì)于沒有學(xué)過的組態(tài)軟件，我也是花費(fèi)了一部分時(shí)間學(xué)習(xí)，這一點(diǎn)也鍛煉了自己的自學(xué)能力。 在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，同組的同學(xué)也是給了很大的幫助，在此一并表達(dá)我的謝意。 我們即將畢業(yè)，也感謝兩年來老師和同學(xué)在生活和學(xué)習(xí)上的幫助。 基于組態(tài)技術(shù)和 PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 附錄 寧波大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 基于組態(tài)技術(shù)和 PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32 寧波大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 基于組態(tài)技術(shù)和 PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 34 寧波大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 基于組態(tài)技術(shù)和 PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 36