用组态软件设计4层电梯监控系统

船电技术|控制技术Vol.30No.32010.34用组态软件设计4层电梯监控系统邓香生王明慧（武汉船舶职业技术学院，武汉430050）摘要：简要分析了电梯监控系统的组成，详细介绍利用PLC实现对四层电梯的运行控制，并采用组态王软件实现电梯监控系统的设计，组态监控系统与PLC控制系统进行实时数据交换，在组态监控画面上能实时反映电梯的运行状态，并能通过监控画面控制电梯运行状态，从而实现对电梯运行状态的双向控制。关键词：组态软件四层电梯监控系统PLC中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1003-4862(2010)03-0004-04TheMonitoringSystemDesignofFourFloorsElevatorUsingKingViewDengXiangsheng,WangMinghui（WuhanInstituteofShipbuildingTechnology,Wuhan430050）Abstract:Thispapersimplyanalysesthecomponentoftheelevatormonitoringsystem,andintroduceshowtocontrolandmonitortheoperatingstateoffourfloorselevatorusingPLCandKingView.Thefocusisonhardwareconfigurationandsoftwaredesignofelevatorsystem.Theoperationshowsthatthisdesignisreasonable.Keywords:KingView;fourfloorselevator;monitoringsystem;PLC利用PLC实现电梯的运行控制已被广泛应用，在监控室的上位机监控电梯的运行状态是电梯控制的发展方向。电梯是机械和电气结合的机电产品，其控制方案常采用以下两种方式：一种是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来实现；另一种是可编程控制器（PLC）控制电梯的运行，微机进行实时数据采集和监控，采用组态软件（如组态王）制作监控画面以实时反映电梯的运行状况。目前组态软件作为人机接口的智能软件包，是一种流行的PC机上建立工控的对象，能够将现场的信号实时地传送到控制室，保证现场操作人员和管理人员不需到现场即可得到各种数据以优化控制现场的作业。因此文中采用第二种控制方案进行四层电梯的监控系统的设计。1电梯监控系统的组成四层电梯的监控系统主要由电梯，微机和PLC等组成，其主要功能如下：（1）实现电梯的自动运行；（2）实现组态软件与PLC之间的通讯连接；（3）利用组态王软件监视并控制电梯的运行状态。控制系统的底层控制由PLC，直流电机及其减速机构，输入/输出部分组成；微机则作为上位机对电梯的状态进行监控。电梯的运行通过PLC进行控制，PLC采用西门子公司的S7-200系列产品。上位机则采用组态王软件实现对电梯的开关量等信息的检测与监控。本系统中PLC与上位机的通讯是按RS-232协议进行的，电梯运行状态由PLC送入上位机，上位机采集这些数据，分析处理后对电梯的运行状态进行监测；同时上位机也可发布命令给PLC，以控制电梯的运行。2PLC控制系统的设计收稿日期:2009-12-11作者简介：邓香生（1974-），男，讲师，从事电气自动化方面的教学与研究。Vol.30No.32010.3船电技术|控制技术52.1PLC配置根据电梯的控制要求，将PLC的I/O分配如表1、表2所示。表1输入信号及PLC地址编号地址编号功能电器符号I0.0开门按钮SB1I0.1关门按钮SB2I0.2开门到位信号V1I0.3关门到位信号V2I0.4超重保护信号SB3I0.5防夹保护信号SB4I0.6一层上呼按钮SB5I0.7二层上呼按钮SB6I1.0三层上呼按钮SB7I1.1二层下呼按钮SB8I1.2三层下呼按钮SB9I1.3四层下呼按钮SB10I1.4一层内选按钮SB11I1.5二层内选按钮SB12I1.6三层内选按钮SB13I1.7四层内选按钮SB14I2.0一层下平层信号V3I2.1一层上平层信号V4I2.2二层下平层信号V5I2.3二层上平层信号V6I2.4三层下平层信号V7I2.5三层上平层信号V8I2.6四层下平层信号V9I2.7四层上平层信号V10表2输出信号及PLC地址编号地址编号功能电器符号Q0.0门电机正转SB1Q0.1门电机反转SB1Q0.2门电机高速SB1Q0.3升降电机正转SB1Q0.4升降电机反转SB1Q0.5升降电机高速SB1Q0.6一层内选指示SB1Q0.7二层内选指示SB1Q1.0三层内选指示SB1Q1.1四层内选指示SB1Q1.2上行方向指示SB1Q1.3下行方向指示SB1Q1.4一层指示SB1Q1.5二层指示SB1Q1.6三层指示SB1Q1.7四层指示’SB12.2PLC的软件设计电梯的控制是比较复杂的，要满足多位置、多控制的要求，电梯在接收用户信号的同时，还要不断处理各种离散信号。电梯动作的循环过程为：开门→关门→选层→换向→启动→加速运动→快慢速切换→平层→停车。同时在程序设计过程中应遵循轿厢内指令优先、顺向截车、就近停靠的原则。系统的软件流程如图1所示。3组态监控的设计过程系统的监控软件采用了北京亚控公司的kongview6.5组态王软件，利用它来设计电梯监控系统主要步骤有：设备配置，构造数据库变量，图形界面的设计，建立动态连接，运行调试等。组态王是运行于Microsoftwindows98/2000/xp中文平台的中文界面的人机界面软件，采用了多线程、COM组件等新技术，实现了实时多任务，软件运行可靠。TouchView是“组态王6.5”软件的实时运行环境，它从设备中采集数据，并存于实时数据库中，还负责把数据的变化以动画的形式形象地表示出来，同时可以完成变量报警、操作记录、趋势曲线等监视功能，并按实际需求记录在历史数据库中。趋势曲线、工程记录、安全防范等重要功能都有简洁的操作方法。（1）设备的配置要用组态软件进行实时监控首先要完成通讯连接，由于本系统是PLC与组态王间进行通讯，因此将PLC的生产厂家、设备名称、通讯方式等填入相应的对话框即可。与组态王连接的I/O设备的通讯参数如下：端口：PLC接计算机COM1口；波特率：9600；数据位：8位；停止位：1位；校验位：偶校验；设备配置中设备地址为2，通讯方式：PPI。（2）构造数据库变量在程序编写之前首先要定义程序中用到的变量，在组态王的数据词典中定义I/O变量和中间变量，数据是用来描述工控对象的属性，组态王定义的各种变量组成数据库。在组态王运行过程中，I/O变量的值改变时，则该值自动写入远程应用程船电技术|控制技术Vol.30No.32010.36序；而远程应用程序中的值改变时，组态王中的I/O变量自动更新。电梯闲置？内选信号？上下呼信号？在一层？上行继电器得电？下行继电器得电？关门到位？关门到位？门电机反转门电机反转设定上行目标设定上行目标开门电梯下行到达上行目标到达下行目标延时关门电梯上行回到一层开始YNNYNYYNNNYYYYNNNNYY图1PLC控制流程图升降显示外呼按钮手动开关门按钮轿箱楼层显示图2系统监控画面（3）设计图形界面图形界面用来模拟现场的工况，而本系统设计的界面用来仿真电梯运行的画面。“组态王”提供了丰富的图形制作工具，而且还有丰富的图库供选择，在本设计中，针对电梯系统制作了进入画面。监控画面、操作帮助画面、查看程序画面等，使整个系统操作人性化，内容丰富。系统监控画面见图2。（4）建立动画连接图形界面只是一副静态画面，要想用它来动态仿真电梯的运行状况，还要定义动画连接。动画连接指在画面的图形对象与库的变量之间建立的一种关系，当变量的值改变时，在画面上以图形对象的动画效果表示出来；或者由软件使用者通过图形对象改变数据变量的值，以实现图形界面与对象间的双向控制。即PLC控制程序和组态监控程序共同参与对电梯的控制。为了实现电梯的上下移动，将电梯的行程和平层传感器分别组成了数值编码，每到一个楼层进行一次数值比较，当电梯值不等于平层传感器值时，将平层传感器值赋给电梯。组态王监控程序流程如图3。（5）运行和调试主要是检查系统是否可以实现电梯仿真图形界面与电梯间的双向控制。按动电梯上的控制按Vol.30No.32010.3船电技术|控制技术7开始电梯=0升降电机正转==1？上平层信号==1？电梯==设定值？门电机正转==1电梯=电梯+1升降电机反转==1？电梯=电梯—1上平层信号==1？电梯=设定值执行开关门程序YNNNNYYYYY图3组态王监控程序流程图钮，检查电梯运行到指定层站，开门等。电梯按钮的状态和电梯运行的状态（PLC的I/O状态），在组态监控画面上是否有动态显示。反之，在组态监控画面上，操作控制按钮，电梯运行的状态与按动电梯上的控制按钮时是否相同，并且动态显示在组态监控画面上。4结论该控制系统采用PLC控制，提高了控制系统的准确性和稳定性，并且由于实现了组态监控，可以由中央控制室对电梯的运行状态进行实时监控，一旦出现意外，可以采取措施防止事故的发生。这是未来智能楼宇的发展方向。参考文献：[1]范逸之．VisualBasic与RS一232串行通信控制[M]．北京：中国青年出版社，2000.[2]钟肇新．可编程控制器原理及应用[M].广州：华南理工大学出版社，2003.[3]陈在平．可编程控制器技术与应用系统设汁[M]．北京：机械业出版社，2002.[4]艾辉．基于组态软件的电梯监控系统的研究[J]．中国电梯,2005,(15).[5]杨军．组态软件电梯监控系统[J]．电工技术,2002,(2).═══════════════════════════════《船电技术》征稿启示《船电技术》创刊于1981年，是中国造船工程学会轮机学术委员会的会刊，我国船电界公开发行的重要刊物。主要刊登各类船舶（海上平台）电力推进系统及其控制技术、电站、电机电器、电力电子、动力电池、微机应用及自动化方面的理论研究、工艺设计、发展动态等优秀论著，同时报导发达国家船电领域内的新技术、新工艺、新产品等，以及对世界发达国家海军在未来舰队综合电力系统发展方向与技术进步等方面的分析研究。为了活跃这块学术园地，使本刊稿源更广泛更丰富，信息量更大，刊物办得更好，我们热诚欢迎您投稿。来稿要求：1每篇文章一定要含以下几部分：a百余字的摘要；b3-8个关键词；c正文，7000字以内；d5条以上参考文献。文题、作者单位、摘要和关键词要求中英文对照。2提供第一作者的详细信息：性别，出生年，联系电话，email，职称，主要研究方向。如系基金资助项目，应于首页下栏说明，注明该项目编号。3保证署名和创作权无争议，并保证非一稿多投，注意保守国家机密。4论文请发到编辑部电子邮箱：[e-mail]或[e-mail]5来稿恕不退稿，请作者自留底稿。通讯地址：武汉市武昌64311信箱25分箱《船电技术》编辑部（430064）电话：[phone]传真：[phone]