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    电梯监控系统

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    电梯监控系统

    作者简介:八层电梯 PLC 控制系统及组态设计( 1苏州职业技术学院 江苏 215104,2苏州职业技术学院 江苏 215104)摘要:本文主要介绍运用 PLC控制技术设计开发的八层观光电梯系统,完成了电梯的运行、电梯门的开关闭合、轿箱内外呼叫应答等功能,并结合变频器,完成了电梯的变频调速。另外,本文利用组态王软件开发了电梯远程监视系统,通过电梯远程监测装置实时监控电梯运行状态,保证了正常运作,大大提高了运行的安全和可靠性。关键词:PLC 控制技术 组态软件 实时监控Design of the PLC Control Module of Eight-Floor LiftAnd its Kingview Real-time Monitoring System (1Suzhou Institute of Industrial Technology, Hongqun Li, Jiangsu, 215104,2Suzhou Institute of Industrial Technology, YewZhou, Jiangsu, 215104)ABSTRACT:This paper describes the use of PLC control technology design and development of tourism eightfloor elevator system, the completion of the lift operation, the elevator doors closed switch, inside and outside features such as call response, combined with inverter, and completed the lift of Frequency Control. In addition, this use of the software development Kingview lift long-range surveillance systems, remote monitoring devices through the elevator lift excursion real-time monitoring, and ensure the normal operation, greatly improving the operation of the safety and reliability.KEY WORDS: PLC control technology Kingview software Real-time Monitoring System 随着城市建设的不断发展,超级市场,商务大楼,宾馆,度假村的建筑正在不断的增加,它们通过中央开放式的造型来创造一个舒适的空间。观光电梯在这高雅装饰的气氛中发挥了巨大的威力。电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的,而呼叫是随机的,电梯实际上是一个人机交互式的控制系统,电梯系统涵盖了电机拖动技术、变频技术、PLC 技术、电工电子技术、电气控制技术、装配技术、通讯技术、工控组态监控技术等。可以作为电气及楼宇自动化等专业的 PLC、变频器、工控组态技术相关课程的实践教学平台。因此,电梯模型成为高校学习相关课程的通用学习载体,可以开设丰富的实践项目、学习任务,满足不同层次学员的学习需求。电梯控制系统采用随机逻辑方式。当变频器接收到 PLC 发出的呼梯方向信号,变频器依据设定的速度及加速度值,启动电动机,达到最大速度后,匀速运行,在到达目的层的减速点时,控制器发出切断高速度信号,变频器以设定的减速度将最大速度减至爬行速度。利用工控组态软件实现 PLC 与上位计算机通信,实时远程控制和监视电梯的运行,通作者简介:过监控界面可以实现内层呼叫、开关门控制;查看电梯的当前状态,楼层显示,上行、下行动画跟踪显示,各层的实际呼叫登记情况。另外,经过一定的修改,可以把监控程序设计为一个教学仿真电梯系统,用来检验 PLC 程序的可行性。在 PLC、组态软件应用及电梯控制等课程教学中,具有突出的优点和很好的利用价值。一. 电梯 PLC 系统该装置由本体及控制器组成。其中本体包括底座、立柱、轿厢及内、外选控控制面板等;控制器包括 PLC、变频器及开关电源等组成。其图如下:电梯共分八层,每层有数码显示轿厢所处楼层数,外呼按钮,外呼登记指示。轿厢内呼面板包括 18 层内呼按钮,开、关门按钮,内呼登记显示,电梯上、下行运行指示。若使 PLC 主机对模型实现完全控制,应选用 80 点机型(输入口大于 34 点、输出口大于 34 点) 。电梯具有硬件、电气极限保护,不会因编程错误而冲出 18 层的运行范围。主控制板背部设有电源插座及保险管座,保险管规格为 250V10A。本装置电源电压为交流 220V50Hz。应使用带保护接地的三芯单相插座。1、电梯输入信号及其意义(1)位置信号。位置信号由安装于电梯停靠位置的 8个传感器 XK1XK8 产生。平时为OFF,当电梯运行到该位置时 ON。(2)指令信号(内呼) 。指令信号有 8个,分别由“18” (K11K18)8 个指令按钮产生。按某按钮,表示电梯内乘客欲往相应楼层。(3)呼梯信号。呼梯信号有 14个,分别由 K21K34 个呼梯按钮产生。按呼梯按钮,表示电梯外乘客欲乘电梯。例如,按 K23则表示二楼乘客欲往上,按 K24则表示三楼乘客欲往下。(4)开、关门控制信号 2个,开门、关门到位信号 2个。2. 电梯输出信号及其意义监控系统显示屏上位机电梯 PLC 控制系统电源变频器轿厢内呼面板外呼面板PLC(1)运行方向信号。运行方向信号有两个,由两个箭头指示灯组成,显示电梯运行方向。(2)指令登记信号(内呼) 。指令登记信号有 8个,分别由 L11L18 个指示灯组成,表示相应的指令信号已被接受(登记) 。指令执行完后,信号消失(消号) 。例如,电梯在二楼,按“三”表示电梯内乘客欲往三楼,则 L13亮表示该要求已被接受。电梯向上运行到三楼停靠,此时 L13灭。(3)呼梯登记信号。呼梯登记信号有 14个,分别由 L21L34 个指示灯组成,其意义与上述指令登记信号相类似。(4)楼层数显信号。用 4点输出 BCD码,经 CD4511译码后送七段数码显示,表示电梯目前所在的楼层位置。LEDaLEDg 分别代表七段数码显示各段笔划。(5)开门、关门动作信号 2个。电梯上升、下降动作信号,高速、中速控制信号 4个,送变频器。3. 电梯运行原则(1) 开始时,电梯处于任意一层。(2) 接收并登记电梯在楼层以外的所有指令信号、呼梯信号,给予登记并输出登记信号。(3) 根据最早登记的信号,自动判断电梯是上行还是下行,这种逻辑判断称为电梯的定向。电梯的定向根据首先登记信号的性质可分为两种。一种是指令定向,指令定向是把指令指出的目的地与当前电梯位置比较得出“上行”或“下行”结论。例如,电梯在二楼,指令为一楼则向下行;指令为四楼则向上行。第二种是呼梯定向,呼梯定向是根据呼梯信号的来源位置与当前电梯位置比较,得出“上行”或“下行”结论。例如,电梯在二楼,三楼乘客要向下,则按 K3,此时电梯的运行应该是向上到三楼接该乘客,所以电梯应向上。(4) 电梯接收到多个信号时,采用首个信号定向,同向信号先执行,一个方向任务全部执行完后再换向。例如,电梯在三楼,依次输入二楼指令信号、四楼指令信号、一楼指令信号。如用信号排队方式,则电梯下行至二楼上行至四楼下行至一楼。而用同向先执行方式,则为电梯下行至二楼下行至一楼上行至四楼。显然,第二种方式往返路程短,因而效率高。(5) 具有同向截车功能。例如,电梯在一楼,指令为四楼则上行,上行中三楼有呼梯信号,如果该呼梯信号为呼梯向上(K25) ,则当电梯到达三楼时停站顺路载客;如果呼梯信号为呼梯向下(K24) ,则不能停站,而是先到四楼后再返回到三楼停站。(6) 一个方向的任务执行完要换向时,依据最远站换向原则。例如,电梯在一楼根据二楼指令向上,此时三楼、四楼分别有呼梯向下信号。电梯到达二楼停站,下客后继续向上。如果到三楼停站换向,则四楼的要求不能兼顾,如果到四楼停站换向,则到三楼可顺向截车。(7) 当有外呼梯信号到来时,轿厢响应该呼梯信号,到达该楼层时,轿厢停止运行,轿厢门打开,延时 3S后自动关门。当有指令信号(内呼梯)到来时,轿厢响应该呼梯队信号,到达该楼层时,轿厢停止运行,轿厢门打开,延时 3S自动关门。(8) 电梯未平层或运行时,开门按钮和关门按钮均不起作用。平层且电梯轿厢停止运行后,按开门按钮轿厢门打开,按关门钮轿厢门关闭。(9) 当电梯响应二层以上层间距时,电梯变频运行,中途高速运行,接近响应楼层时降为低速运行。若高速运行中途有新的呼叫需响应,且楼间不足两层,则变速为低速响应。4、PLC 程序设计八层电梯 PLC程序的编写,输入/输出点数多,情况复杂,是对编程人员逻辑思维能力的极大考验。可以分功能编写相关程序,再加以综合。可分为呼叫登记,上行、下行决策,轿厢停车,开、关门控制,楼层数码显示,高速运行逻辑等。为了便于组态王实现更好的监控,增加辅助程序。二. 电梯系统的组态监控组态王是北京亚控科技发展有限公司开发的一个集成人机界面(HMI)系统和监控管理系统的工业上位监控软件。可与可编程控制器(PLC)、智能模块、板卡智能仪表、远程数据采集装置(RTV)等多种外部设备进行通讯。使现场的信息实时地传送到控制室,保证现场操作人员和工厂管理人员都可以看到各种数据。管理人员不需要深入生产现场,就可以获得实时和历史数据,优化控制现场作业,提高生产率和产品质量。组态王拥有丰富的工具箱、图库和操作向导,简单易学,在工业控制中应用广泛。在系统运行的过程中,组态王通过内嵌的设备管理程序完成与 I/O设备的实时数据交换。PLC 与组态王软件联合应用,可组成较为流行的监控系统。八层电梯程序调试成功是整个监控系统正常运行的前提。监控系统设计时要结合 PLC程序,变量设置与 PLC的 I/O分配一一对应。用北京亚控公司的 kingview6.53组态王软件,利用此软件设计电梯监控系统主要包括进行设备配置、设计图形监控界面、构造变量数据库、建立动画连接、运行调试等几方面。1、设备配置设备配置就是完成与组态王通讯的设备的设置。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对话框中即可。2、设计图形监控界面图形监控界面用于模拟实际工业现场和工控设备,本系统设计图形界面的任务就是绘制电梯仿真画面。如图所示,电梯仿真画面由电梯井道、轿厢、各层门厅,外呼显示,当前楼层显示、内呼按钮、手动开关门按钮等组成。制作时要结合用“组态王”内部图库和工具箱,同时采用位图插入等手段。在画门厅的时候,电梯门要能向两边移动,在图层的设置上要放在门框和墙的后面。内呼按钮和内呼显示和放在同一位置的两个对象,方便后续的变量设置。轿厢放在井道的前面。3、设置变量,构造数据库数据是用来描述工控对象的各种属性,组态王定义的各种变量构成数据库,其中不需要与其它应用程序交换数据的变量称为内存变量,而与其它应用程序交换数据的变量称为 I/O变量,从下位机采集来的数据、发送给下位机的指令,比如“内、外呼按钮”等变量,都需要设置成“I/O 变量” 。在“组态王 ”系统运行过程中,每当 I/O 变量的值改变时,该值就会自动写入远程应用程序;每当远程应用程序中的值改变时, “组态王”系统中的 I/O 变量值也会自动更新。由于本系统用 PLC 控制电梯,因此可用 PLC 的 I/O 地址另加少量内存变量来设置图形界面所需变量。本系统用到 59 个变量,其中 10 个内存整型变量,48 个 I/O 离散变量,1 个内存实型变量。如图所示4、 建立动画连接动画连接是指在界面上的的图形对象与数据库的数据变量之间建立一种关系,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。本系统的动画连接包括轿厢、楼层显示、内呼按钮、门的开关演示等。为了使电梯轿厢的移动具有真实性,不跳跃性变化;门的开启、关闭也具体较好的效果,必须编写画面属性命令语言,程序如下:/轿厢运动if (m150=1)k3=k3+4.5;if (m151=1)k3=k3+7.5;if (m152=1)k3=k3-7.5;if (m153=1)k3=k3-4.5;/M150是低速向上运行的辅助继电器,/M151是高速向上运行的辅助继电器,/M152是高速向下运行的辅助继电器,/M153是低速向下运行的辅助继电器。/楼层显示及桥箱定位/在事件命令语言中定义/以下开门if (i00=1)if (i01=1)if (i02=1)if (i03=1)if (i04=1)if (i05=1)if (i06=1)if (i07=1)/以下关门if (i00=1)if (i01=1)if (i02=1)if (i03=1)if (i04=1)if (i05=1)if (i06=1)if (i07=1)5、运行与调试检查电梯监控界面与电梯间实现的双向控制功能,通过按下电梯上的实际按钮观察电梯主画面中电梯的开关门、上下行及显示等动画运行情况;相反也通过按电梯监控界面上的每一个按钮观察实际电梯的开关门、上下行及显示等运行情况。通过调试,可以实现实时监控,效果良好。结语此系统利用国产“组态王”实现对电梯的数据采集与监控,监控界面清晰,功能较强,取得了较好的双向控制功能。电梯的本体部分,接口开放,可以接受其他类型控制器的控制(比如 ARM、MCU或 PC 机) ,也可配用触摸屏。增加 DA 模块可以对电梯的运行实现 PID 控制。多台本体可以实现电梯的群控、模糊控制。具体很丰富的、强大的再开发性,可以作为高校学生的毕业设计、研究生的课题研究。参考文献:1 俞国亮三菱 PLC(FX2N)原理与应用清华大学出版社2 严盈富监控组态软件与 PLC入门人民邮电出版3 薛迎成、何坚强工控机及组态控制原理中国电力出版社4 程子华PLC 原理与编程实例分析北京国际工业出版社

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