MCGS組態(tài)軟件課程設(shè)計(jì)用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)八層電梯樓層定位及顯示PLC程序設(shè)計(jì)

1、mcgs組態(tài)軟件課程設(shè)計(jì)題 目：用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)八層電梯樓層 定位及顯示plc程序設(shè)計(jì) 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 院： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 08電氣（1）班 指導(dǎo)教師： 同 組 人： 西北民族大學(xué)2011 年 6 月 21 日用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)八層電梯樓層定位及顯示plc程序設(shè)計(jì)專業(yè)：08電氣（1）班 姓名： 指導(dǎo)教師： 摘 要 本文介紹了電梯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程。文中首先對(duì)mcgs組態(tài)軟件的功能作用及操作進(jìn)行介紹，然后設(shè)計(jì)了基于組態(tài)軟件mcgs的電梯系統(tǒng)。利用組態(tài)軟件mcgs環(huán)境的圖形繪制、動(dòng)畫設(shè)計(jì)等功能設(shè)計(jì)了八層電梯的仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，從而來了解基于mcgs仿真和演示實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的作用。通過組態(tài)軟件設(shè)計(jì)的

2、仿真程序平臺(tái)，可以直觀、逼真地顯示電梯mcgs動(dòng)態(tài)控制過程，可以改進(jìn)和驗(yàn)證該系統(tǒng)的可行性。關(guān)鍵字 plc，mcgs，電梯，策略abstractthis article describes the elevator system design process. in the first part of the function of mcgs configuration and operation software are described, and then designed based on the configuration software mcgs the elevator syst

3、em. using configuration software mcgs environment graphics rendering, animation design, functional design of the eight-story elevator simulation platform，so to understand the simulation and demonstration experiment based on mcgs platform role. through the configuration software designing platform si

4、mulation and program can be intuitive, lifelike display elevator mcgs dynamic control process, improve and verify the feasibility of the system.key words：plc mcgs elevator strategies前 言隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經(jīng)濟(jì)和生活中有著廣泛的應(yīng)用。電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。在許多交通設(shè)備中，電梯是自動(dòng)化程度最高的先進(jìn)設(shè)備的一種。以前的電梯主要采用單片機(jī)控制，

5、其性能等各方面都不太完善，現(xiàn)在電梯控制系統(tǒng)多采用plc，從電梯的性能、器件的靈活性及安全保障方面等都有了很大的提高。所以，我們用mcgs工程組態(tài)軟件可以提供較為直觀、清晰、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的電梯運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而為系統(tǒng)改進(jìn)提供多方面的可能性，充分提高電梯控制系統(tǒng)的工作效率和安全性能，這對(duì)plc也是一種保護(hù)。1mcgs(monitor and control generated system，通用監(jiān)控系統(tǒng))是一套用于快速構(gòu)造和生成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，能夠在windows平臺(tái)上運(yùn)行。通過對(duì)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理。以動(dòng)畫顯示、報(bào)警處理、流程控制、實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線和報(bào)表輸出等多種方式。向用戶提供解決實(shí)際工程

6、問題的方案。充分利用windows圖形功能完備、界面一致性好、易學(xué)易用的特點(diǎn)。比以往使用專用機(jī)開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具通用性在自動(dòng)化領(lǐng)域有著更廣泛的應(yīng)用。mcgs態(tài)軟件具有全中文、面向窗口的可視化操作界面。實(shí)時(shí)性強(qiáng)，有良好的并行處理性能和豐富生動(dòng)的多媒體畫面。其開放式結(jié)構(gòu)擁有廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，同時(shí)提供良好的安全機(jī)制，為多個(gè)不同級(jí)別用戶設(shè)定不同的操作權(quán)限。mcgs組態(tài)軟件支持多種硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備無關(guān)，用戶不必因外部設(shè)備的局部改動(dòng)，而影響整個(gè)系統(tǒng)。mcgs組態(tài)軟件由mcgs組態(tài)環(huán)境和mcgs運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)系統(tǒng)組成，兩部分互相獨(dú)立又緊密相關(guān)。本文利用mcgs組態(tài)軟件檢驗(yàn)電梯控制系統(tǒng)的

7、運(yùn)行情況。2 目 錄前 言3目 錄41.設(shè)計(jì)準(zhǔn)備51.1設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求51.2設(shè)計(jì)思路61.2.1整體設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)功能61.2.1設(shè)計(jì)流程圖62. 組態(tài)畫面的設(shè)計(jì)72.1電梯外部畫面設(shè)計(jì)82.2電梯內(nèi)部畫面設(shè)計(jì)93.運(yùn)行策略編寫93.1實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫變量設(shè)置93.2運(yùn)行策略設(shè)置113.2.1樓層舉例123.2.2策略設(shè)置調(diào)試144運(yùn)行結(jié)果165.結(jié)論16參考文獻(xiàn)18答 謝191.設(shè)計(jì)準(zhǔn)備1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求用mcgs組態(tài)設(shè)計(jì)一個(gè)8樓層單個(gè)載客箱的電梯演示實(shí)驗(yàn)，該演示實(shí)驗(yàn)達(dá)到的目的是控制電梯完成八個(gè)樓層的載客服務(wù)，其設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求如下：1電梯無司機(jī)駕駛,完全自動(dòng)響應(yīng)門廳和轎廂內(nèi)；2起動(dòng)后,若有呼梯信號(hào)

8、,運(yùn)行至呼叫所在樓層后經(jīng)1秒鐘自動(dòng)開門；3到站后自動(dòng)平層開門，3秒后自動(dòng)關(guān)門；4站達(dá)請(qǐng)求樓層后，開門指示燈亮，開門3秒后電梯門自動(dòng)關(guān)閉，關(guān)門指示燈滅；5內(nèi)、外召喚指令信號(hào)自動(dòng)定向。1.2設(shè)計(jì)思路利用mcgs組態(tài)軟件設(shè)計(jì)仿真控制對(duì)象，是在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行事先編寫好的mcgs仿真程序，用軟件提供的圖形動(dòng)畫來代替硬件（被控對(duì)象）的工作，借助計(jì)算機(jī)屏幕觀察控制過程與結(jié)果。1.2.1整體設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)功能在電梯內(nèi)部，有8個(gè)樓層按鈕和關(guān)門按鈕。當(dāng)乘客進(jìn)入電梯后，乘客按下的代表其要去的目的地的樓層按鈕后，電梯運(yùn)行，當(dāng)電梯停下時(shí)，電梯門可以自動(dòng)打開，經(jīng)過一定的延時(shí)后，又可自動(dòng)關(guān)門。在電梯外部，設(shè)有8層樓梯間，每層都有

9、呼叫按鈕，呼叫按鈕是乘客用來呼叫電梯的工具。電梯在運(yùn)行過程中，按下某層呼叫按鈕后，電梯響應(yīng)該呼叫信號(hào)，電梯轎廂上行或下行直至該層，運(yùn)行中電梯門始終關(guān)閉，到達(dá)指定層時(shí)，電梯門自動(dòng)打開，經(jīng)一段延時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，在此過程，支持手動(dòng)關(guān)門。1.2.1設(shè)計(jì)流程圖設(shè)計(jì)流程圖表明了粗略的設(shè)計(jì)思路如下圖示：開 始門廳外呼叫電梯內(nèi)呼叫目的地層是否是當(dāng)前層是否達(dá)到目樓層電梯移動(dòng)電梯門打開開門延時(shí)關(guān)門電梯門關(guān)閉等待呼叫是是是 是否否否否否否否是2. 組態(tài)畫面的設(shè)計(jì) 為了形象的表示現(xiàn)實(shí)中的機(jī)械設(shè)備，仿真人機(jī)界面的設(shè)計(jì)需要通過繪制逼真的平面或立體圖形來展現(xiàn)。在mcgs組態(tài)平臺(tái)上，進(jìn)入用戶窗口的“動(dòng)畫組態(tài)”，即進(jìn)入監(jiān)控界面制作

10、窗口。圖形繪制的方法和手段可以是多樣的，通過外部照片經(jīng)過處理，例如電梯門開后的背景圖像；可以是mcgs工具箱中的工具，例如電梯門就是矩形工具；可以是圖形對(duì)象庫中的元件，例如樓層呼叫按鈕等。此外，還可以自己利用工具箱中的工具自己設(shè)計(jì)所需要的圖形。2.1電梯外部畫面設(shè)計(jì)電梯外部畫面構(gòu)圖如下：圖a 電梯外部畫面2.2電梯內(nèi)部畫面設(shè)計(jì)電梯內(nèi)部畫面構(gòu)圖如圖：圖b 電梯內(nèi)部畫面3.運(yùn)行策略編寫3.1實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫變量設(shè)置 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是mcgs工程的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理中心。數(shù)據(jù)變量是構(gòu)成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的基本單元，建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的過程也就是定義數(shù)據(jù)變量的過程。定義數(shù)據(jù)變量的過程主要包括：制定數(shù)據(jù)變量的名稱、類型、初始

11、值和數(shù)值范圍，確定與數(shù)據(jù)變量相關(guān)的參數(shù)，如存盤周期、存盤的時(shí)間范圍和保存期限等。變量類型可以是開關(guān)量、數(shù)值量、字符、數(shù)據(jù)組。有了圖形模擬的機(jī)械設(shè)備（控制對(duì)象），這些圖形還需要?jiǎng)討B(tài)顯示plc過程，需要對(duì)這些圖形對(duì)象進(jìn)行動(dòng)畫設(shè)計(jì)，真實(shí)地描述外界對(duì)象的狀態(tài)變化，達(dá)到過程實(shí)時(shí)監(jiān)控目的。mcgs實(shí)現(xiàn)圖形動(dòng)畫設(shè)計(jì)的主要方法是將用戶窗口中圖形對(duì)象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對(duì)象建立相關(guān)性連接，并設(shè)置響應(yīng)的動(dòng)畫屬性。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，圖形動(dòng)畫的外觀和狀態(tài)特征由數(shù)據(jù)對(duì)象的實(shí)時(shí)采集值驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了圖形的動(dòng)畫效果。mcgs為用戶制訂了許多動(dòng)畫屬性，如直線運(yùn)動(dòng)、閃爍、顏色變化、可見度等等，利用軟件提供的這些動(dòng)畫屬性，很容易

12、設(shè)計(jì)出仿真生產(chǎn)現(xiàn)場的各種動(dòng)態(tài)界面。但是，有些動(dòng)畫需要在運(yùn)行策略中編寫腳本程序來實(shí)現(xiàn)。電梯運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫變量設(shè)置如下： 圖c 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫變量設(shè)置3.2運(yùn)行策略設(shè)置 運(yùn)行策略是mcgs為用戶提供的一個(gè)較為高級(jí)的開發(fā)平臺(tái)。在這一平臺(tái)中，mcgs提供了大量的策略構(gòu)件，諸如腳本程序、窗口操作、存盤數(shù)據(jù)瀏覽、定時(shí)計(jì)數(shù)操作等等?？梢酝ㄟ^這一平臺(tái)，編寫與設(shè)計(jì)有關(guān)的動(dòng)畫城西或是編寫與現(xiàn)場控制參數(shù)有關(guān)的數(shù)據(jù)處理控制程序，還可以利用其他提供的定時(shí)器構(gòu)件實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場需要的定時(shí)操作，打開關(guān)閉各種窗口及策略等。3.2.1樓層舉例以第一層的設(shè)計(jì)為例說明本設(shè)計(jì)。首先是電梯移動(dòng)的程序，以下是一二層樓電梯移動(dòng)時(shí)的程序：if 樓層1

13、=1 or 按鈕1=1 then if 電梯=483 then 電梯=電梯 elseif 電梯483 then 電梯=電梯+1 endifendifendifif 樓層2=1 or 按鈕2=1 then if 電梯=414 then 電梯=電梯 elseif 電梯-55 then電梯門11=電梯門11-5電梯門12=電梯門12+5 else電梯門11=電梯門11電梯門12=電梯門12endifendif電梯門關(guān)閉：if 電梯門1=0 then if 電梯門11=0 then 電梯門11=電梯門11 電梯門12=電梯門12 endif elsemcgs63=mcgs63+1 ifmcgs63=3

14、0 thenmcgs63=0if 電梯=483 then 電梯門11=電梯門11+50 電梯門12=電梯門12-50 電梯門1=0 樓層1=0 按鈕1=0 最終關(guān)門=1endif 電梯門11=電梯門11+5 電梯門12=電梯門12-5 電梯燈1=0 endif endif3.2.2策略設(shè)置調(diào)試在mcgs“運(yùn)行策略”窗口中對(duì)“循環(huán)策略”、“用戶策略”等分別進(jìn)行組態(tài)和設(shè)置。循環(huán)策略：圖d 循環(huán)策略屬性圖圖e 循環(huán)策略設(shè)置運(yùn)行策略：圖f 運(yùn)行策略列表4運(yùn)行結(jié)果本設(shè)計(jì)只能實(shí)現(xiàn)最基本的電梯功能，所設(shè)計(jì)的內(nèi)容還有很多缺點(diǎn)，其一是未設(shè)有電梯所處位置指示裝置及電梯運(yùn)行模式（上升或下降）指示裝置。其二是每層電梯

15、入口處未設(shè)有上下請(qǐng)求開關(guān)。其三是當(dāng)電梯處于運(yùn)行模式（上升活下降）時(shí)，不能中途攔截電梯， 只能當(dāng)電梯運(yùn)行到指定樓層后再呼叫電梯，繼續(xù)使用。 5.結(jié)論本設(shè)計(jì)簡單分析了電梯的運(yùn)行方式，利用mcgs組態(tài)軟件來實(shí)現(xiàn)電梯的演示實(shí)驗(yàn)，證明了仿真地優(yōu)點(diǎn)，仿真實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)就是借助于組態(tài)軟件，生成仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境。仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)以仿真動(dòng)畫代替實(shí)物模型既能節(jié)約大量的實(shí)驗(yàn)室經(jīng)費(fèi)，又能提高實(shí)驗(yàn)的安全性，縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間;以仿真動(dòng)畫的形式表示控制和程序的執(zhí)行結(jié)果，極大地增加了學(xué)生的參與實(shí)驗(yàn)的意識(shí)，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，加深學(xué)生對(duì)課程的理解，提高教學(xué)的效果，特別是在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，鍛煉創(chuàng)新精神時(shí)，是非常有用的;以仿真程序代替實(shí)驗(yàn)設(shè)備，開發(fā)后不需要過多的維護(hù)，還可以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的多樣性。此次課程設(shè)計(jì)將本學(xué)期所學(xué)的mcgs組態(tài)軟件知識(shí)較好的串聯(lián)起來，但受本人學(xué)識(shí)所限，本設(shè)計(jì)還有較多地方未能達(dá)到預(yù)期想法、效果，希望在今后