六層電梯三菱fx系列的plc控制畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　編號： 　　　</b></p><p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　題目：（中文）基于組態(tài)技術(shù)和PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　（英文）The Design Control System of Elevator based on Configuration Technology an

2、d PLC</p><p>　　學(xué) 院 信息科學(xué)與工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) 電氣工程與自動(dòng)化 </p><p>　　班 級 </p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　姓　名

3、 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱　 </p><p>　　完成日期 2011年5月15日 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　【摘要】隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具

4、已與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。</p><p>　　本課題的研究題目涉及以下兩方面：首先PLC控制是指電梯信號控制由PLC及其軟件來實(shí)現(xiàn)，控制系統(tǒng)的核心是PLC。其次穩(wěn)定與安全運(yùn)行是評價(jià)電梯性能的重要依據(jù)，針對提高電梯的安全運(yùn)行，設(shè)計(jì)一種基于MCGS組態(tài)軟件的電梯實(shí)時(shí)運(yùn)行的監(jiān)控方案。該

5、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)場設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)視，MCGS組態(tài)軟件的引入對電梯控制以及工業(yè)現(xiàn)場監(jiān)控的進(jìn)一步研究有著積極的意義。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】PLC;電梯；模擬電梯；MCGS；監(jiān)控系統(tǒng)。</p><p>　　The Design Control System

6、 of Elevator based on Configuration Technology and PLC</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　【ABSTRACT】Along with the urban construction development unceasing, the high rise building inc

7、reases unceasingly too. The elevator as a high-rise building of transport has been closely linked with people's daily life, It is a combination of mechanical and electrical products. Elevator has been used widely and

8、 popular, both to ensure energy-efficient elevator operation safe and reliable, has caused more and more the concern of the elevator industry.</p><p>　　The research projects cover the following two questions

9、: First, PLC control means the elevator signal control software to achieve by the PLC control system. Second, stability and security operations are an important basis for performance evaluation of the elevator, for impro

10、ving the safe operation of elevators, the design MCGS configuration software based on real-time applications that run on the elevator control program. RS485/RS232 communication interface of the program collected through

11、the P</p><p>　　【KEYWORDS】PLC; Elevator; Simulation of elevator; MCGS; Monitoring System.</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 引言1</b></p><p>　　1.

12、1 電梯的概述1</p><p>　　1.2 電梯的發(fā)展簡史1</p><p>　　1.3 傳統(tǒng)繼電器控制電梯1</p><p>　　1.3.1 優(yōu)點(diǎn)1</p><p>　　1.3.2 缺點(diǎn)1</p><p>　　1.4 PLC控制電梯2</p><p>　　2 可編程控

13、制技術(shù)3</p><p>　　2.1 可編程控制器的基本概念3</p><p>　　2.2 PLC的特點(diǎn)3</p><p>　　2.3 可編程控制器的組成及其各部分功能4</p><p>　　2.4 PLC的性能指標(biāo)和分類5</p><p>　　2.5 可編程控制器的工作方式5</p>

14、<p>　　2.5.1 PLC的工作過程5</p><p>　　2.5.2 PLC的編程語言7</p><p>　　3 GX Developer編程軟件的使用8</p><p>　　3.1 GX Developer編程軟件的主要功能8</p><p>　　3.2 GX Developer 編程軟件的界面8<

15、;/p><p>　　3.3 工程的創(chuàng)建和調(diào)試范例9</p><p>　　3.4 編程操作10</p><p>　　3.5 程序調(diào)試及運(yùn)行11</p><p>　　4 Protel 99 SE和MCGS軟件介紹13</p><p>　　4.1 Protel 99 SE軟件制作電梯模擬面板13</p&

16、gt;<p>　　4.2 MCGS系統(tǒng)介紹14</p><p>　　4.2.1 MCGS的主要特性和功能14</p><p>　　4.2.2 MCGS的構(gòu)成15</p><p>　　5 系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)16</p><p>　　5.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路16</p><p>　　5.2 六

17、層電梯功能介紹16</p><p>　　5.2.1 電梯控制系統(tǒng)介紹16</p><p>　　5.2.2 電梯控制方案16</p><p>　　5.2.3 電梯控制的軟元件設(shè)計(jì)17</p><p>　　5.2.4 電梯PLC梯形圖的設(shè)計(jì)17</p><p>　　6 基于組態(tài)技術(shù)和PLC的電梯模擬設(shè)計(jì)

18、21</p><p>　　6.1 六層電梯的監(jiān)控方案設(shè)計(jì)21</p><p>　　6.2 MCGS組態(tài)軟件與PLC通信連接21</p><p>　　6.3 MCGS實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的設(shè)計(jì)過程23</p><p>　　6.3.1 主控窗口23</p><p>　　6.3.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫24</p>

19、;<p>　　6.3.3 設(shè)備窗口24</p><p>　　6.3.4 用戶窗口25</p><p>　　6.4 MCGS的監(jiān)控運(yùn)行26</p><p><b>　　7 結(jié)論27</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)28</b></p><

20、p><b>　　致謝29</b></p><p><b>　　附錄30</b></p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　1.1 電梯的概述</p><p>　　隨著人口的增加，科學(xué)技術(shù)日新月異地發(fā)展，人們物質(zhì)文化生活水平的逐步提高，建筑業(yè)得

21、以迅速發(fā)展，大批的高樓大廈拔地而起，十幾層至幾十層的賓館、飯店、辦公樓、住宅比比皆是。伴隨建筑業(yè)的發(fā)展，為建筑內(nèi)提供上下交通運(yùn)輸?shù)碾娞莨I(yè)也在日新月異地發(fā)展著。電梯已不僅是一種生產(chǎn)過程中的重要電氣設(shè)備，也越來越在人們的生活中扮演著重要的角色，傳統(tǒng)的電梯已不能滿足人們的需要，在追求高質(zhì)量生活的今天，電梯的功能提高也顯得尤為重要。</p><p>　　1.2 電梯的發(fā)展簡史</p><p>

22、　　最早的電梯可以追溯到公元前2800年的埃及，那時(shí)候?yàn)榱私ㄔ旖鹱炙?，就有記載使用過由人力驅(qū)動(dòng)的升降器材。在瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)后出現(xiàn)了由蒸汽驅(qū)動(dòng)的電梯，后來英國的阿姆斯特朗發(fā)明了水壓梯，并且這種電梯現(xiàn)在仍有使用。隨著電力文明的到來，電梯發(fā)生了革命性的變化，電力驅(qū)動(dòng)的電梯成了當(dāng)今的主流，并且隨著電機(jī)的出現(xiàn)個(gè)革新，電梯的性能也得到了提高，而現(xiàn)在，電梯也正以飛快的速度發(fā)展著，可以預(yù)想到，未來的電梯將不是我們現(xiàn)在所乘坐的電梯那樣，它的功能將更加強(qiáng)大

23、。</p><p>　　20世紀(jì)30年代，美國紐約市的102層摩天大樓建成，美國奧的斯電梯公司為這座大樓制造和安裝了74臺速度為6.0m/s的電梯[1]。從此以后，電梯這個(gè)產(chǎn)品，一直在日新月異地發(fā)展著。目前的電梯產(chǎn)品，不但規(guī)格品種多，自動(dòng)化程度高，而且安全可靠，乘坐舒適。隨著電子工業(yè)的發(fā)展，可編程序控制器（PLC）和電子計(jì)算機(jī)成功地應(yīng)用到電梯的電氣控制系統(tǒng)中去后，電梯產(chǎn)品的質(zhì)量和運(yùn)行效果顯著提高。</p&g

24、t;<p>　　1.3 傳統(tǒng)繼電器控制電梯</p><p><b>　　1.3.1 優(yōu)點(diǎn)</b></p><p>　?。?）由硬件實(shí)現(xiàn)控制功能，線路直觀，便于一般的技術(shù)人員理解掌握。</p><p>　　（2）系統(tǒng)的保養(yǎng)以及維護(hù)起來比較方便，并且不需要很高的技術(shù)，也不需要專門的儀器。</p><p>　

25、　（3）控制系統(tǒng)中涉及的電器都是一些基本電器，后期的檢修更換很方便。</p><p>　?。?）由于國內(nèi)PLC技術(shù)遠(yuǎn)不及國外的技術(shù)，所以國內(nèi)以這類電器控制的電梯居多，這方面的技術(shù)也比較成熟，掌握這項(xiàng)技術(shù)的人員也比較多。</p><p><b>　　1.3.2 缺點(diǎn)</b></p><p>　　（1）系統(tǒng)的觸點(diǎn)多，對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)線路比較復(fù)雜

26、，另外觸點(diǎn)故障率比較高，例如接觸不良，另外電氣器件容易老化也是造成這一類控制系統(tǒng)故障率高的原因。</p><p>　?。?）對于復(fù)雜的控制功能，普通的控制器以及硬件接線難以實(shí)現(xiàn)，使得控制系統(tǒng)拓展起來變得困難，所以技術(shù)水平難以得到質(zhì)的提高。</p><p>　?。?）電磁原理有個(gè)比較大的缺點(diǎn)就是機(jī)械動(dòng)作慢，造成系統(tǒng)的機(jī)械慣性比較大，難以用于高精度的控制系統(tǒng)。</p><p

27、>　?。?）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)龐大而且能耗也比較高，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)噪音很大。</p><p>　　（5）由于接線復(fù)雜，容易出現(xiàn)故障，導(dǎo)致后期的維修和保養(yǎng)的工作量也比較大；又由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，檢查故障時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)工。</p><p>　　1.4 PLC控制電梯</p><p>　　1.在電梯控制系統(tǒng)中引入PLC，可以實(shí)現(xiàn)軟件對電梯運(yùn)行時(shí)的自動(dòng)控制，系統(tǒng)的可靠性得以提高。<

28、;/p><p>　　2.PLC擁有豐富的內(nèi)部資源，使得控制系統(tǒng)高度集成，外部接線簡單明了。</p><p>　　3.PLC可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。</p><p>　　4.PLC可進(jìn)行故障自動(dòng)檢測報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。</p><p>　　5.PLC能用于群控調(diào)配和管理，便于提高電梯運(yùn)行效率。</

29、p><p>　　6.更改控制方案時(shí)不需改動(dòng)硬件接線。PLC控制系統(tǒng)由于運(yùn)行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強(qiáng)，設(shè)計(jì)和調(diào)試周期短等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式【2】。</p><p><b>　　2 可編程控制技術(shù)</b></p><p>　　2.1 可編程控制器的基本概念</p><p>　　可編程控制器

30、簡稱（Programmable Controller）PC。個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)也稱PC，為了避免混淆，人們將最初用于邏輯控制的可編程控制器叫做PLC（Programmable Logic Controller）[3]。</p><p>　　國際電工委員會(huì)在1987年頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案對PLC作了如下定義：“PLC是一種專門為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以

31、編制程序的存儲器，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或者生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備應(yīng)該按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)。</p><p>　　和計(jì)算機(jī)相比，可編程控制器也有相當(dāng)于電腦的處理器，不僅具有這些，為了適應(yīng)工業(yè)控制設(shè)計(jì)廠家還給它設(shè)計(jì)了一些配件。從這個(gè)意義上說可編程控制器有點(diǎn)類似于經(jīng)過二次開發(fā)的工業(yè)計(jì)算機(jī)，但是需要注意的是，這些只是說明它的功能強(qiáng)大

32、，仍需進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)，不然就不能應(yīng)用于任何工業(yè)控制過程中。從可編程控制器誕生到現(xiàn)在，工程人員感覺其開發(fā)設(shè)計(jì)比較容易，這也是其能迅速發(fā)展的一個(gè)原因。由于其使用領(lǐng)域很廣，開發(fā)簡便，所以在大中小型控制領(lǐng)域都能見到可編程控制器的身影。另外可編程控制器集成度高，體積也較小，運(yùn)行穩(wěn)定性高，使得自其誕生就展現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力和強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭，并且可以預(yù)想未來仍將有不錯(cuò)的發(fā)展空間。</p><p>　　2.2 PLC的特點(diǎn)<

33、/p><p>　　1.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)</p><p>　　電氣控制系統(tǒng)中最主要的指標(biāo)是較高的可靠性。可編程控制器集成度很高，其生產(chǎn)工藝要求也比較嚴(yán)格，在電路設(shè)計(jì)的時(shí)候就考慮了系統(tǒng)的抗干擾能力，因此可編程控制器有很強(qiáng)的抗干擾能力。另外一些生產(chǎn)廠家在設(shè)計(jì)的時(shí)候還增加了多個(gè)處理器，這樣可編程控制器的可靠性也得到了很大的提高。不僅如此，可編程控制器還具有運(yùn)行時(shí)候的硬件檢測能力，在硬件發(fā)生故障時(shí)

34、會(huì)發(fā)出報(bào)警提示，綜合這些使得控制系統(tǒng)具有了很高的可靠性。</p><p>　　2.配套齊全，功能完善</p><p>　　PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可以用于各種規(guī)模的控制場合。除了邏輯處理功能外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能模塊大量涌現(xiàn)，使PLC擴(kuò)展到位置控制、溫度控制、計(jì)算機(jī)控制等各種工業(yè)控制領(lǐng)域中。加

35、上PLC通信能力的提升及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。</p><p>　　3．易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎</p><p>　　可編程控制器是工業(yè)用的控制計(jì)算機(jī)，編程語言簡單，容易被各階層的技術(shù)人員掌握。例如梯形圖語言和傳統(tǒng)的繼電器接線類似。</p><p>　　4.系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期較短，維護(hù)方便，更改功能容易</p>&

36、lt;p>　　可編程控制器用存儲器代替了復(fù)雜的接線，減少了外部接線，這樣就使得系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期很短，并且在運(yùn)行維護(hù)方面也變得容易。最重要的是改變控制功能時(shí)只需要改變程序就可以達(dá)到目標(biāo)。</p><p>　　5.體積小，重量輕，能耗低</p><p>　　以超小型的可編程控制器來說，現(xiàn)有的產(chǎn)品中有底部尺寸僅100平方毫米、重量低于150克、運(yùn)行時(shí)候的功耗僅有幾瓦的超小型可編程控制器。由于

37、其體積較小，這些控制器很容易裝進(jìn)各種機(jī)械內(nèi)部，在實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化領(lǐng)域發(fā)揮著重要角色。</p><p>　　2.3 可編程控制器的組成及其各部分功能</p><p>　　大多數(shù)可編程控制器雖然外觀不同，但是硬件接口基本相同。主要有中央處理器（CPU）、存儲器（RAM、ROM）、輸入輸出（I/O）接口、電源及編程設(shè)備幾大部分。</p><p><b>　　1.

38、中央處理器</b></p><p>　　中央處理器稱為可編程控制器的心臟，系統(tǒng)內(nèi)部所有的邏輯運(yùn)算、數(shù)字運(yùn)算都需要中央處理器。具體來說，可編程控制器的級別越高，中央處理器位數(shù)相應(yīng)的越多，其運(yùn)算能力也越強(qiáng)。有些可編程控制器還設(shè)計(jì)了多個(gè)中央處理器，以提高可編程控制器的性能。</p><p><b>　　2.存儲器</b></p><p>

39、　　存儲器用來存放可編程控制器自身的系統(tǒng)程序，另外也可以存放用戶程序以及運(yùn)算數(shù)據(jù)等。和計(jì)算機(jī)一樣，存儲器分為隨機(jī)讀寫存儲器和只讀存儲器兩類。隨機(jī)讀寫存儲器的特點(diǎn)是擦除和寫入很容易，但是在系統(tǒng)掉電時(shí)數(shù)據(jù)丟失，所以用來存放用戶程序以及運(yùn)行中產(chǎn)生的臨時(shí)數(shù)據(jù)，為了防止掉電數(shù)據(jù)丟失的情況發(fā)生，機(jī)內(nèi)為這些隨機(jī)讀寫存儲器配備了電池或者電容等掉電保護(hù)設(shè)備。只讀存儲器的特點(diǎn)是只能讀出，不能更改，一般用來存放系統(tǒng)需要永久保存的數(shù)據(jù)。</p>

40、<p><b>　　3.輸入輸出接口</b></p><p>　　輸入輸出接口用于可編程控制器進(jìn)行和工業(yè)控制現(xiàn)場數(shù)據(jù)的交換傳輸。輸入接口接收工業(yè)生產(chǎn)過程中的各種實(shí)時(shí)參數(shù)，輸出接口輸出程序的控制功能，驅(qū)動(dòng)設(shè)備動(dòng)作。工業(yè)現(xiàn)場要求輸入輸出接口能夠有較強(qiáng)的抗干擾能力，另外要能滿足各種信號的要求。</p><p><b>　　4.電源</b>&l

41、t;/p><p>　　可編程控制器電源為其內(nèi)部一些工作單元供電。后備電源主要負(fù)責(zé)為掉電丟失數(shù)據(jù)設(shè)備服務(wù)，電池是后備電源常用的電源形式。</p><p><b>　　5.外部設(shè)備</b></p><p>　　可編程控制器可以用來修改程序，方便快捷，修改后的程序也很方便加載。常用的可編程控制器有兩種，專門的一種是有手持的，便于攜帶，也有臺式的，也有可編

42、程控制器在出廠時(shí)廠家就為其配備好的，另外一種就是計(jì)算機(jī)，用戶在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行可編程編程器的編程軟件，借助可編程控制和電腦通信的能力可以方便的把程序加載到可編程控制器中。</p><p>　　另外要說明的是可編程器不僅具有調(diào)試程序以及監(jiān)控可編程控制器的功能外，還能進(jìn)行人機(jī)對話。</p><p>　　2.4 PLC的性能指標(biāo)和分類</p><p>　　1.PLC的主要性

43、能指標(biāo)</p><p>　　輸入／輸出點(diǎn)數(shù)是指可編程序控制器能夠進(jìn)行外部輸入、輸出端子數(shù)的總和。輸入輸出點(diǎn)數(shù)的多少于決定了其可以連接多少控制按鈕和設(shè)備。</p><p><b>　　2.存儲容量</b></p><p>　　存儲容量有點(diǎn)類似于電腦的硬盤，即能夠存放用戶多大的程序，程序在存儲時(shí)是以步計(jì)算的。</p><p>

44、;<b>　　3.掃描速度</b></p><p>　　其衡量單位有的以一定步數(shù)的程序執(zhí)行完需要的時(shí)間計(jì)算，這時(shí)的單位是毫秒每步，也有的資料上是以執(zhí)行單步指令所需要的時(shí)間計(jì)算的，這時(shí)的單位是微妙每步。</p><p><b>　　4.功能擴(kuò)展能力</b></p><p>　　可編程控制器不僅具有基礎(chǔ)模塊，通常廠家為了提高拓

45、展功能還會(huì)為其配備一些可擴(kuò)展模塊，以適應(yīng)不同客戶的需要。例如模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊以及一些用于控制位置的模塊。</p><p><b>　　5.指令系統(tǒng)</b></p><p>　　指令系統(tǒng)用來衡量一臺可編程控制器功能大小的指標(biāo)，通常情況下指令系統(tǒng)越多，可編程控制器功能越強(qiáng)大，當(dāng)然價(jià)格也就貴一些。</p><p>　　2.5 可編程控制器的工作方

46、式</p><p>　　2.5.1 PLC的工作過程</p><p>　　PLC運(yùn)行程序的方式不同于微型計(jì)算機(jī)，微型計(jì)算機(jī)在運(yùn)行程序時(shí)，一旦執(zhí)行到END指令，程序既宣告運(yùn)行結(jié)束。而PLC從0000號存儲地址所存放的第一條用戶指令開始，運(yùn)行中在沒有中斷和跳轉(zhuǎn)的情況下，系統(tǒng)按照存儲地址遞增的順序執(zhí)行用戶的程序，遇到END指令結(jié)束。然后再重新從0000地址開始執(zhí)行程序，直到停機(jī)或者PLC從運(yùn)行

47、狀態(tài)切換到停止工作狀態(tài)。PLC的這種工作方式我們稱之為掃描工作方式。每次掃描完一次程序就構(gòu)成了一個(gè)掃描周期。另外。PLC對輸入、輸出信號的處理也與微機(jī)不一樣。</p><p>　　PLC的掃描工作方式主要分為三個(gè)階段：輸入采樣、程序執(zhí)行以及程序刷新。如圖2-1。</p><p>　　圖 2-1 PLC的掃描過程</p><p><b>　　1.輸入采樣&l

48、t;/b></p><p>　　PLC在開始執(zhí)行程序的時(shí)候，首先對輸入端子進(jìn)行掃描，按一定的順序?qū)⑺械妮斎胄盘枌懭氲郊拇孑斎霠顟B(tài)的輸入映像寄存器當(dāng)中，這個(gè)過程稱之為采樣過程。PLC在運(yùn)行程序時(shí)，需要的輸入信息并不是直接讀取輸入端子上的信息，而是讀取輸入映像寄存器中的信息。在一個(gè)工作周期內(nèi)采樣結(jié)果的內(nèi)容不會(huì)發(fā)生變化，只有到下一個(gè)掃描周期來臨時(shí)這些映像寄存器中的信息才會(huì)被刷新。</p><

49、p><b>　　2.程序執(zhí)行</b></p><p>　　PLC在完成了輸入采樣工作以后，按順序從首號地址開始的程序進(jìn)行逐個(gè)的掃描并執(zhí)行，并且分別從輸入映像寄存器、輸出映像寄存器以及輔助繼電器中獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。然后將程序執(zhí)行的結(jié)果寫入寄存執(zhí)行結(jié)果的輸出映像寄存器中保存。這里要注意的是輸出端子在程序全部執(zhí)行完之前不會(huì)接收到結(jié)果。</p><p><b>

50、;　　3.輸出刷新</b></p><p>　　這個(gè)階段也叫輸出刷新階段，在執(zhí)行到END指時(shí)，也即執(zhí)行完用戶的所有程序后，PLC將本次用戶程序執(zhí)行的結(jié)果一次性的從輸出狀態(tài)暫存區(qū)送到各個(gè)輸出口，驅(qū)動(dòng)用戶的設(shè)備。</p><p>　　PLC的工作過程除了包含上面介紹的三個(gè)主要階段外，還必須要完成自身內(nèi)部處理和通信等工作。在內(nèi)部處理階段，PLC檢查內(nèi)部的硬件是否正常，將監(jiān)控定時(shí)器復(fù)位

51、以及完成一些別的工作。</p><p>　　2.5.2 PLC的編程語言</p><p>　　PLC的的控制功能由程序?qū)崿F(xiàn)。常用的編程語言有：梯形圖語言、指令表語言、功能圖語言、順序功能圖語言以及高級編程語言等，其中梯形圖語言應(yīng)用較廣[4]。</p><p>　　3 GX Developer編程軟件的使用</p><p>　　三菱GX D

52、eveloper編程軟件是應(yīng)用于三菱系列PLC的中文編程軟件，可在Windows 9x 及以上操作系統(tǒng)運(yùn)行。</p><p>　　3.1 GX Developer編程軟件的主要功能</p><p>　　GX Developer的功能十分強(qiáng)大，集成了項(xiàng)目管理、程序鍵入、編譯鏈接、模擬仿真和程序調(diào)試等功能，其主要功能如下：</p><p>　　1．在GX Develo

53、per中，可通過線路符號，列表語言及SFC符號來創(chuàng)建PLC程序，建立注釋數(shù)據(jù)及設(shè)置寄存器數(shù)據(jù)。</p><p>　　2．創(chuàng)建程序PLC程序以及將其存儲為文件，用打印機(jī)打印。</p><p>　　3．該程序可在串行系統(tǒng)中與PLC進(jìn)行通訊，文件傳送，操作監(jiān)控以及各種測試功能。</p><p>　　4．該程序可脫離PLC進(jìn)行仿真調(diào)試。</p><p&g

54、t;　　3.2 GX Developer 編程軟件的界面</p><p>　　雙擊桌面上的“GX Developer” 圖標(biāo)，即可啟動(dòng)GX Developer，其界面如圖3-1 所示。</p><p>　　圖3-1 GX-Developer 編程軟件的界面</p><p>　　GX-Developer 的界面由項(xiàng)目標(biāo)題欄、下拉菜單、快捷工具欄、編輯窗口、管理窗口等

55、部分組成。在調(diào)試模式下，可打開遠(yuǎn)程運(yùn)行窗口，數(shù)據(jù)監(jiān)視窗口等。</p><p><b>　　1.下拉菜單</b></p><p>　　GX Developer 共有10個(gè)下拉菜單，每個(gè)菜單又有若干個(gè)菜單項(xiàng)。許多基本相同菜單項(xiàng)的使用方法和目前文本編輯軟件的同名菜單項(xiàng)的使用方法基本相同。多數(shù)使用者一般很少直接使用菜單項(xiàng)，而是使用快捷工具。常用的菜單項(xiàng)都有相應(yīng)的快捷按鈕，GX

56、 Developer 的快捷鍵直接顯示在相應(yīng)菜單項(xiàng)的右邊。</p><p><b>　　2.快捷工具欄</b></p><p>　　GX Developer 共有8個(gè)快捷工具欄，即標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)切換、梯形圖標(biāo)記、程序、注釋、軟元件內(nèi)存、SFC、SFC符號工具欄。以鼠標(biāo)選取[顯示] 菜單下的[工具條]命令，即可打開這些工具欄。常用的有標(biāo)準(zhǔn)、梯形圖標(biāo)記、程序工具欄，將鼠標(biāo)停留

57、在快捷按鈕上片刻，即可獲得該按鈕的提示信息。</p><p><b>　　3.編輯窗口</b></p><p>　　PLC程序是在編輯窗口進(jìn)行輸入和編輯的，其使用方法和眾多的編程軟件相似。</p><p><b>　　4.管理窗口</b></p><p>　　管理窗口實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理、修改等功能。<

58、;/p><p>　　3.3 工程的創(chuàng)建和調(diào)試范例</p><p>　　1.系統(tǒng)的啟動(dòng)與退出</p><p>　　要想啟動(dòng)GX Developer，可用鼠標(biāo)雙擊桌面上的圖標(biāo)。如圖3-2為打開的GX Developer 窗口。</p><p>　　圖3-2 打開的GX-Developer 窗口</p><p>　　以鼠標(biāo)選取

59、[工程]菜單下的[關(guān)閉]命令，即可退出GX Developer 系統(tǒng)。</p><p><b>　　2.文件的管理</b></p><p><b>　?。?）創(chuàng)建新工程</b></p><p>　　選擇[工程]-[創(chuàng)建新工程]菜單項(xiàng)，或者按[Ctrl]+[N]鍵操作，在出現(xiàn)的創(chuàng)建新工程對話框中選擇PLC類型，如選擇FX2N

60、系列PLC后，單擊[確定]。如圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3 創(chuàng)建新工程對話框</p><p><b>　?。?）打開工程</b></p><p>　　打開一個(gè)已有工程， 選擇[工程]-[打開工程]菜單或按[Ctrl]+[O]鍵，在出現(xiàn)的打開工程對話框中選擇已有工程，單擊[打開]。如圖3-4所示。</p><p

61、>　　圖3-4打開工程對話框</p><p>　?。?）文件的保存和關(guān)閉</p><p>　　保存當(dāng)前PLC程序，注釋數(shù)據(jù)以及其他在同一文件名下的數(shù)據(jù)。操作方法是：執(zhí)行[工程]-[保存工程]菜單操作或[Ctrl]+[S]鍵操作即可。將已處于打開狀態(tài)的PLC程序關(guān)閉，操作方法是執(zhí)行[工程]-[關(guān)閉工程]菜單操作即可。</p><p><b>　　3.4

62、 編程操作</b></p><p><b>　　1.輸入梯形圖</b></p><p>　　使用“梯形圖標(biāo)記”工具條或通過執(zhí)行[編輯]菜單—[梯形圖標(biāo)記]，將已編好的程序輸入到計(jì)算機(jī)。</p><p><b>　　2.編輯操作</b></p><p>　　通過執(zhí)行[編輯]菜單欄中的指令

63、，對輸入的程序進(jìn)行修改和檢查。</p><p>　　3.梯形圖的轉(zhuǎn)換及保存操作</p><p>　　編輯好的程序先通過執(zhí)行[變換]菜單-[變換]操作或按F4鍵變換后，才能保存。如圖3-5 所示。在變換過程中顯示梯形圖變換信息，如果在不完成變換的情況下關(guān)閉梯形圖窗口，新創(chuàng)建的梯形圖將不被保存。</p><p><b>　　圖 3-5變換操作</b>

64、;</p><p>　　3.5 程序調(diào)試及運(yùn)行</p><p><b>　　1.程序的檢查</b></p><p>　　執(zhí)行[診斷]菜單—[診斷]命令，進(jìn)行程序檢查。</p><p><b>　　2.程序的寫入</b></p><p>　　PLC在STOP模式下，執(zhí)行[在線

65、]菜單→[PLC 寫入]命令，出現(xiàn)PLC寫入對話框，如圖3-6所示，選擇[參數(shù)+程序]，再按[執(zhí)行]，完成將程序?qū)懭隤LC。</p><p>　　圖 3-6程序的寫入操作</p><p><b>　　3.程序的讀取</b></p><p>　　PLC在STOP模式下，執(zhí)行[在線]菜單→[PLC 讀取]命令，將PLC中的程序發(fā)送到計(jì)算機(jī)中。<

66、;/p><p>　　傳送程序時(shí)，應(yīng)注意以下問題：</p><p>　?。?）計(jì)算機(jī)的RS232C端口及PLC之間必須用指定的纜線及轉(zhuǎn)換器連接。</p><p>　?。?）PLC必須在STOP模式下，才能執(zhí)行程序傳送。</p><p>　?。?）執(zhí)行完[PLC寫入]后，PLC中的原有程序?qū)⒈粊G失，原有的程序?qū)⒈恍伦x入的程序替代。</p>

67、<p>　?。?）在[PLC讀取]時(shí)，程序必須在RAM或EE-PROM內(nèi)存保護(hù)關(guān)斷的情況下讀取。</p><p>　　4 Protel 99 SE和MCGS軟件介紹</p><p>　　4.1 Protel 99 SE軟件制作電梯模擬面板</p><p>　　Protel 99 SE軟件為電子系學(xué)生設(shè)計(jì)電路板比較常用的軟件，本次設(shè)計(jì)制作電路板流程如

68、下。</p><p>　　1.繪制電路原理圖，如圖4-1所示。</p><p>　　圖 4-1 六層電梯模擬電路原理圖</p><p>　　2.對原理圖中的元件進(jìn)行封裝和連線，并檢查網(wǎng)絡(luò)列表。</p><p>　　3.封裝好的元器件導(dǎo)入新建的PCB文件中，并進(jìn)行電氣接線，如圖4-2所示。</p><p>　　圖4-2

69、六層電梯模擬電路電氣接線</p><p>　　4.將接線無誤的PCB文件打印出來附在覆銅板上，用熱交換機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)印。</p><p>　　5.將冷卻的銅板至于腐蝕液中腐蝕。</p><p>　　6.腐蝕結(jié)束后將電路板焊接面涂上松香置于烤箱中烘烤，至松香干燥。</p><p>　　7.對電路板進(jìn)行焊接口打孔。</p><p&g

70、t;　　8.電氣元件焊接，完整的電梯模擬面板如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3 六層電梯模擬板</p><p>　　4.2 MCGS系統(tǒng)介紹</p><p>　　4.2.1 MCGS的主要特性和功能</p><p>　　MCGS是一套用于在計(jì)算機(jī)上快速構(gòu)造和生成一套監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件。MCGS通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并處理，以一

71、定的動(dòng)畫，現(xiàn)場流程模擬和數(shù)據(jù)輸出等方式向用戶實(shí)時(shí)的反應(yīng)工程中的生產(chǎn)現(xiàn)象，由于節(jié)省了很多人力資源，所以MCGS在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域有著很廣泛的應(yīng)用[5]。</p><p>　　MCGS的主要特性和功能如下：</p><p>　　1.組態(tài)后的操作界面具有可視化的特點(diǎn)。組態(tài)軟件運(yùn)用全中文，能夠看見并且是面向窗口的，這一點(diǎn)符合我們大多數(shù)人的使用習(xí)慣。組態(tài)過程中的最小單位是窗口，以這些窗口為單位搭建界面

72、，所以說MCGS的組態(tài)過程很簡單，而且在組態(tài)過程中也很靈活。用戶可以使用軟件內(nèi)部的構(gòu)件，也可以自己創(chuàng)建需要的構(gòu)件，這樣就使得組態(tài)軟件的拓展性很強(qiáng)，不拘泥與系統(tǒng)本身提供的架構(gòu)。</p><p>　　2.組態(tài)完成后能實(shí)時(shí)反映系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并且具有并行處理的優(yōu)異性能。組態(tài)軟件基于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，充分的利用了計(jì)算機(jī)的資源，使得本身在運(yùn)行和處理數(shù)據(jù)時(shí)不僅實(shí)時(shí)性好而且對一些系統(tǒng)不同的關(guān)鍵任務(wù)能進(jìn)行分時(shí)處理，提高了系統(tǒng)的精確度，

73、由于其在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行良好，使得工業(yè)控制計(jì)算機(jī)也被大量的引進(jìn)到工業(yè)領(lǐng)域。另外組態(tài)軟件還能和計(jì)算機(jī)連接更多的外部設(shè)備，例如打印機(jī)等，這樣就可以對系統(tǒng)工作過程中的數(shù)據(jù)形成圖紙文件。</p><p>　　3.組態(tài)軟件擁有豐富的構(gòu)件，具有搭建生動(dòng)動(dòng)畫界面的特點(diǎn)。組態(tài)軟件再為工作人員提供數(shù)據(jù)的時(shí)候是通過圖形、圖表、文檔、曲線的形式，所有這些都有助于工作人員對工程概況實(shí)時(shí)監(jiān)測。而且組態(tài)軟件還能通過一些動(dòng)畫演示的手段來增強(qiáng)這種逼

74、真的效果，使得更加接近現(xiàn)場控制。組態(tài)軟件還能夠制作多媒體，這樣就使得工程畫面更加逼真。</p><p>　　4.組態(tài)軟件擁有功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)。組態(tài)軟件支持現(xiàn)行的通信協(xié)議，組態(tài)軟件之間可以方便的通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，構(gòu)成分布式的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。</p><p>　　4.2.2 MCGS的構(gòu)成</p><p>　　MCGS系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分。</p>

75、<p>　　用戶所有的配置過程都是在組態(tài)環(huán)境中進(jìn)行的，用戶環(huán)境提供了一套完整的工具軟件，用戶可以根據(jù)自己的設(shè)計(jì)需要構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。用戶組態(tài)完成后生成的結(jié)果是一個(gè)數(shù)據(jù)庫文件，稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫。</p><p>　　運(yùn)行環(huán)境自身沒有什么意義，簡單說只是一些構(gòu)件的組合，其運(yùn)行需要依賴組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫，兩者相結(jié)合才能構(gòu)成用戶的應(yīng)用系統(tǒng)。</p><p>　　組態(tài)結(jié)果生成的數(shù)據(jù)庫完

76、成了組態(tài)系統(tǒng)系統(tǒng)從組態(tài)環(huán)境向運(yùn)行環(huán)境的過渡，兩者的關(guān)系如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境的關(guān)系</p><p>　　MCGS生成的用戶應(yīng)用系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行策略五個(gè)部分構(gòu)成。</p><p>　　窗口簡單的說相當(dāng)于一個(gè)容器，供用戶使用。在該窗口內(nèi)用戶可以根據(jù)自己的需要放置相應(yīng)的構(gòu)件或者創(chuàng)建自己需

77、要的對象，并對這些對象或者構(gòu)件進(jìn)行不同的屬性編輯和參數(shù)設(shè)置完成需要的功能。</p><p><b>　　5 系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路</p><p>　　本項(xiàng)目用GX Developer編程軟件對PLC編程，結(jié)合自己所做的電梯PCB板演示，并用MCGS組態(tài)技術(shù)仿真模擬PLC的控制對象，達(dá)到形象直觀的

78、效果。本系統(tǒng)的總體框架圖如5-1所示。</p><p>　　圖 5-1 系統(tǒng)總體框架圖</p><p>　　5.2 六層電梯功能介紹</p><p>　　5.2.1 電梯控制系統(tǒng)介紹</p><p>　　該模擬電梯由六層電梯PCB面板，MCGS組態(tài)軟件及電梯控制系統(tǒng)等組成。由于電梯的運(yùn)行是根據(jù)樓層以及轎廂的呼叫信號，限位開關(guān)信號進(jìn)行控制，

79、而樓層和轎廂的呼叫信號是隨機(jī)的，因此，系統(tǒng)控制應(yīng)采用隨機(jī)邏輯控制。即在以順序邏輯控制實(shí)現(xiàn)電梯的基本控制要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)隨機(jī)的輸入信號，以及電梯的相應(yīng)狀態(tài)適時(shí)控制電梯的運(yùn)行。具體要求如下。</p><p>　　轎廂的位置是由每層限位開關(guān)控制，當(dāng)轎廂經(jīng)過或停在某一層時(shí)，碰觸此限位開關(guān)。此時(shí)限位開關(guān)得到一個(gè)輸入信號，以便于PLC控制。為了便于觀察，對電梯所在的樓層進(jìn)行顯示，本系統(tǒng)采用發(fā)光二極管顯示樓層信息，而對電梯的

80、運(yùn)行方向和呼叫信息同樣采用發(fā)光二極管進(jìn)行顯示。</p><p>　　5.2.2 電梯控制方案</p><p>　　電梯每層設(shè)有呼叫開關(guān)按鈕、呼叫指示燈和限位開關(guān)，因呼叫開關(guān)為常開按鈕式開關(guān)，要求瞬間接通有效，故需對信號進(jìn)行自鎖。電梯上升或下降途中不響應(yīng)反向呼叫，故需對反向信號予以屏蔽。電梯上升或下降至相應(yīng)樓層后，呼叫信號及其指示應(yīng)同時(shí)解除。當(dāng)電梯停在某層時(shí)，在原停層兩側(cè)都有呼叫，則距離它

81、最近的樓層呼叫有優(yōu)先響應(yīng)權(quán)；如果呼叫樓層與原停層距離相等，則誰先呼叫響應(yīng)誰。而在原停層的同一側(cè)有幾層同時(shí)呼叫，則電梯順序響應(yīng)呼叫層。</p><p>　　5.2.3 電梯控制的軟元件設(shè)計(jì)</p><p>　　表5-1 輸入裝置的元件分配</p><p>　　表5-2 輸出裝置的元件分配</p><p>　　5.2.4 電梯PLC梯形圖的設(shè)

82、計(jì)</p><p>　　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。</p><p>　　1.外呼信號的登記與消除環(huán)節(jié)</p><p>　　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

83、下外呼按鈕，程序中對應(yīng)樓層的外呼輔助繼電器動(dòng)作，這是外呼信號被登記，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。</p><p>　　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，目的地是五樓，而在四樓有下呼的信號，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

84、到四樓響應(yīng)四樓的下呼，并且呼叫信息消除。外呼信號登記與消除梯形圖如圖5-2所示。</p><p>　　圖 5-2 外呼信號登記與消除</p><p>　　2.樓層信號的產(chǎn)生與清除環(huán)節(jié)</p><p>　　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，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。樓層信號產(chǎn)生與清除環(huán)節(jié)梯形圖

85、如圖5-3所示。</p><p>　　圖 5-3樓層信號產(chǎn)生與消除</p><p>　　3.停層信號的登記與消除環(huán)節(jié)</p><p>　　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。停層信號登記與消除環(huán)節(jié)梯形圖如圖5-4所示。</p>&l

86、t;p>　　圖 5-4 停層信號登記與消除</p><p><b>　　4.電梯的定向環(huán)節(jié)</b></p><p>　　電梯定向環(huán)節(jié)涉及外呼信號的消除，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5-5所示。</p>

87、<p>　　圖 5-5 電梯定向環(huán)節(jié)</p><p>　　6 基于組態(tài)技術(shù)和PLC的電梯模擬設(shè)計(jì)</p><p>　　6.1 六層電梯的監(jiān)控方案設(shè)計(jì)</p><p>　　模擬電梯運(yùn)行中PLC各個(gè)輸入輸出點(diǎn)的信號通過數(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，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

88、序?qū)⒆兓臄?shù)據(jù)采集到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的變量中，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]。</p><p>　　6.2 MCGS組態(tài)軟件與PLC通信連接</p><p>　　上位機(jī)與下位機(jī)密切配合，并保持控制對象一致。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6-1所示。<

89、;/p><p>　　圖6-1 通信連接設(shè)備選擇</p><p>　　在設(shè)備管理界面選擇三菱FX-232。如圖6-2。</p><p>　　圖6-2通信連接設(shè)備選擇</p><p>　　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FX-232”，注意在“串口通訊父設(shè)備”中設(shè)置好串口號（以與PLC的實(shí)際連接口來設(shè)置），通訊波特

90、率為6-9600，數(shù)據(jù)位位數(shù)為0-7位，停止位位數(shù)為0-1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6-3</p><p>　　圖6-3 通用串口父設(shè)備設(shè)置</p><p>　　在“三菱FX-232”下可設(shè)置實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和通道的連接。如圖6-4。</p><p>　　圖6-4 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和通道連接</p><p>　　6.3

91、 MCGS實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的設(shè)計(jì)過程</p><p>　　1.用戶窗口的建立: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，形象直觀的對電梯的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控。</p><p>　　2.

92、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的建立：MCGS中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫相當(dāng)于用戶定義的對象，將這些對象進(jìn)行數(shù)據(jù)庫管理就構(gòu)成了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。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。</p><p>　　3.MCGS與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

93、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FX-232通信接口采集PLC信息進(jìn)而模擬控制電梯的運(yùn)行[7]。</p><p>　　4.監(jiān)控畫面的設(shè)定與動(dòng)畫連接：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。</p><p>　　6.3

94、.1 主控窗口</p><p>　　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6-5。</p><p><b>　　圖6-5 主控窗口</b></p><p>　　6.3.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫</p><

95、;p>　　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫最主要的特征就在于它的實(shí)時(shí)性，用戶在對數(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)庫里。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫采集來自外部設(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。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫自發(fā)的完成對實(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)庫這時(shí)所存儲的單元，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)對象。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫采用類似

96、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)庫如圖6-6。</p><p>　　圖6-6 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫</p><p>　　6.3.3 設(shè)備窗口</p><p>　　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。設(shè)

97、備窗口還可以把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的數(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)件正常工作，這些運(yùn)行動(dòng)作都是在后臺進(jìn)行的，所以對于用戶來說，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6-7。</p><p><b>　　圖6-7 設(shè)備窗口</b></p><p>　　6.

98、3.4 用戶窗口</p><p>　　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，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)對數(shù)據(jù)和控制流程的“可視化”。用戶

99、窗口如圖6-8。</p><p>　　圖 6-8 用戶窗口</p><p>　　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)

100、行最大化顯示。這些靈活的組態(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。</p><p>　　6.4 MCGS的監(jiān)控運(yùn)行</p><p>　　MCGS組態(tài)完成后的最終效果圖如圖6-9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。&l

101、t;/p><p>　　圖6-9 電梯監(jiān)控運(yùn)行界面</p><p><b>　　7 結(jié)論</b></p><p>　　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。</p><p>　　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

102、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。</p><p>　　

103、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，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)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　葉安麗.電梯技術(shù)基礎(chǔ)(第1版)[M].北京:中國電力出版

104、社，2004</p><p>　　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，2001.3 </p><p>　　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,2006</p><p>　　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,2006 </p><p>　　

105、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.</p><p>　　吳其洲.MCGS組態(tài)軟件在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].北京:機(jī)械出版社，2006</p><p>　　劉斌.MCGS在PLC實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J ].工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2004,17 (12):58-59</p><p>　　陳海雄.電梯產(chǎn)品的綠色呼喚[J].中國電梯,2001,(1

106、0) </p><p>　　KU0 B C.GOLNARAGHI F.Automatic controI systems[M].8th Ed.New York:John wiley and Sons,lnc,2004</p><p>　　Programmable Controllers Theory and Implementation[M].L.A. Bryan and

107、E.A.Bryan,2006</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本次論文在選題初期得到了xx老師的支持，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中更是得到了xx老師的精心指導(dǎo)。在設(shè)計(jì)過程中xx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

108、。在此，對老師在學(xué)習(xí)和生活中給予的關(guān)心和指導(dǎo)致以最誠摯的謝意。</p><p>　　通過本次設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多知識，首先對于所涉及的PLC有了更加深入的認(rèn)識，從書本上遷移過來的很多知識促成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行，另外對于沒有學(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。</p><p>　　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