電梯監(jiān)控系統(tǒng)

1、八層電梯PLC控制系統(tǒng)及組態(tài)設(shè)計(jì)（1蘇州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇 215104，2蘇州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇 215104）摘要：本文主要介紹運(yùn)用PLC控制技術(shù)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的八層觀光電梯系統(tǒng)，完成了電梯的運(yùn)行、電梯門(mén)的開(kāi)關(guān)閉合、轎箱內(nèi)外呼叫應(yīng)答等功能，并結(jié)合變頻器，完成了電梯的變頻調(diào)速。另外，本文利用組態(tài)王軟件開(kāi)發(fā)了電梯遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)，通過(guò)電梯遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置實(shí)時(shí)監(jiān)控電梯運(yùn)行狀態(tài)，保證了正常運(yùn)作，大大提高了運(yùn)行的安全和可靠性。關(guān)鍵詞：PLC控制技術(shù) 組態(tài)軟件 實(shí)時(shí)監(jiān)控Design of the PLC Control Module of Eight-Floor LiftAnd its Kingview Real-

2、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 compl

3、etion 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 de

4、vices 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 隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，超級(jí)市場(chǎng)，商務(wù)大樓，賓館，度假村的建筑正在不斷的增加，它們通過(guò)中央開(kāi)放式的造型來(lái)創(chuàng)造一個(gè)舒適的空間

5、。觀光電梯在這高雅裝飾的氣氛中發(fā)揮了巨大的威力。電梯是根據(jù)外部呼叫信號(hào)以及自身控制規(guī)律等運(yùn)行的，而呼叫是隨機(jī)的，電梯實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，電梯系統(tǒng)涵蓋了電機(jī)拖動(dòng)技術(shù)、變頻技術(shù)、PLC技術(shù)、電工電子技術(shù)、電氣控制技術(shù)、裝配技術(shù)、通訊技術(shù)、工控組態(tài)監(jiān)控技術(shù)等。可以作為電氣及樓宇自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)的PLC、變頻器、工控組態(tài)技術(shù)相關(guān)課程的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。因此，電梯模型成為高校學(xué)習(xí)相關(guān)課程的通用學(xué)習(xí)載體，可以開(kāi)設(shè)豐富的實(shí)踐項(xiàng)目、學(xué)習(xí)任務(wù)，滿足不同層次學(xué)員的學(xué)習(xí)需求。電梯控制系統(tǒng)采用隨機(jī)邏輯方式。當(dāng)變頻器接收到PLC發(fā)出的呼梯方向信號(hào)，變頻器依據(jù)設(shè)定的速度及加速度值，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，達(dá)到最大速度后，勻速運(yùn)

6、行，在到達(dá)目的層的減速點(diǎn)時(shí)，控制器發(fā)出切斷高速度信號(hào)，變頻器以設(shè)定的減速度將最大速度減至爬行速度。利用工控組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)PLC與上位計(jì)算機(jī)通信，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視電梯的運(yùn)行，通過(guò)監(jiān)控界面可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)層呼叫、開(kāi)關(guān)門(mén)控制；查看電梯的當(dāng)前狀態(tài)，樓層顯示，上行、下行動(dòng)作者簡(jiǎn)介：畫(huà)跟蹤顯示，各層的實(shí)際呼叫登記情況。另外，經(jīng)過(guò)一定的修改，可以把監(jiān)控程序設(shè)計(jì)為一個(gè)教學(xué)仿真電梯系統(tǒng)，用來(lái)檢驗(yàn)PLC程序的可行性。在PLC、組態(tài)軟件應(yīng)用及電梯控制等課程教學(xué)中，具有突出的優(yōu)點(diǎn)和很好的利用價(jià)值。一. 電梯PLC系統(tǒng)該裝置由本體及控制器組成。其中本體包括底座、立柱、轎廂及內(nèi)、外選控控制面板等；控制器包括PLC、變頻器及開(kāi)關(guān)

7、電源等組成。其圖如下：監(jiān)控系統(tǒng)顯示屏上位機(jī)電梯PLC控制系統(tǒng)電源變頻器轎廂內(nèi)呼面板外呼面板PLC電梯共分八層，每層有數(shù)碼顯示轎廂所處樓層數(shù)，外呼按鈕，外呼登記指示。轎廂內(nèi)呼面板包括18層內(nèi)呼按鈕，開(kāi)、關(guān)門(mén)按鈕，內(nèi)呼登記顯示，電梯上、下行運(yùn)行指示。若使PLC主機(jī)對(duì)模型實(shí)現(xiàn)完全控制，應(yīng)選用80點(diǎn)機(jī)型（輸入口大于34點(diǎn)、輸出口大于34點(diǎn)）。電梯具有硬件、電氣極限保護(hù)，不會(huì)因編程錯(cuò)誤而沖出18層的運(yùn)行范圍。主控制板背部設(shè)有電源插座及保險(xiǎn)管座，保險(xiǎn)管規(guī)格為250V10A。本裝置電源電壓為交流220V50Hz。應(yīng)使用帶保護(hù)接地的三芯單相插座。1、電梯輸入信號(hào)及其意義 （1）位置信號(hào)。位置信號(hào)由安裝于電梯停

8、靠位置的8個(gè)傳感器XK1XK8產(chǎn)生。平時(shí)為OFF，當(dāng)電梯運(yùn)行到該位置時(shí)ON。 （2）指令信號(hào)（內(nèi)呼）。指令信號(hào)有8個(gè)，分別由“18”（K11K18）8個(gè)指令按鈕產(chǎn)生。按某按鈕，表示電梯內(nèi)乘客欲往相應(yīng)樓層。 （3）呼梯信號(hào)。呼梯信號(hào)有14個(gè)，分別由K21K34個(gè)呼梯按鈕產(chǎn)生。按呼梯按鈕，表示電梯外乘客欲乘電梯。例如，按K23則表示二樓乘客欲往上，按K24則表示三樓乘客欲往下。 （4）開(kāi)、關(guān)門(mén)控制信號(hào)2個(gè)，開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)到位信號(hào)2個(gè)。2. 電梯輸出信號(hào)及其意義 （1）運(yùn)行方向信號(hào)。運(yùn)行方向信號(hào)有兩個(gè)，由兩個(gè)箭頭指示燈組成，顯示電梯運(yùn)行方向。 （2）指令登記信號(hào)（內(nèi)呼）。指令登記信號(hào)有8個(gè)，分別由L11

9、L18個(gè)指示燈組成，表示相應(yīng)的指令信號(hào)已被接受（登記）。指令執(zhí)行完后，信號(hào)消失（消號(hào)）。例如，電梯在二樓，按“三”表示電梯內(nèi)乘客欲往三樓，則L13亮表示該要求已被接受。電梯向上運(yùn)行到三樓停靠，此時(shí)L13滅。 （3）呼梯登記信號(hào)。呼梯登記信號(hào)有14個(gè)，分別由L21L34個(gè)指示燈組成，其意義與上述指令登記信號(hào)相類(lèi)似。 （4）樓層數(shù)顯信號(hào)。用4點(diǎn)輸出BCD碼，經(jīng)CD4511譯碼后送七段數(shù)碼顯示，表示電梯目前所在的樓層位置。LEDaLEDg分別代表七段數(shù)碼顯示各段筆劃。 （5）開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)動(dòng)作信號(hào)2個(gè)。電梯上升、下降動(dòng)作信號(hào)，高速、中速控制信號(hào)4個(gè)，送變頻器。3. 電梯運(yùn)行原則（1） 開(kāi)始時(shí)，電梯處于任

10、意一層。（2） 接收并登記電梯在樓層以外的所有指令信號(hào)、呼梯信號(hào)，給予登記并輸出登記信號(hào)。（3） 根據(jù)最早登記的信號(hào)，自動(dòng)判斷電梯是上行還是下行，這種邏輯判斷稱為電梯的定向。電梯的定向根據(jù)首先登記信號(hào)的性質(zhì)可分為兩種。一種是指令定向，指令定向是把指令指出的目的地與當(dāng)前電梯位置比較得出“上行”或“下行”結(jié)論。例如，電梯在二樓，指令為一樓則向下行；指令為四樓則向上行。第二種是呼梯定向，呼梯定向是根據(jù)呼梯信號(hào)的來(lái)源位置與當(dāng)前電梯位置比較，得出“上行”或“下行”結(jié)論。例如，電梯在二樓，三樓乘客要向下，則按K3，此時(shí)電梯的運(yùn)行應(yīng)該是向上到三樓接該乘客，所以電梯應(yīng)向上。（4） 電梯接收到多個(gè)信號(hào)時(shí)，采用首

11、個(gè)信號(hào)定向，同向信號(hào)先執(zhí)行，一個(gè)方向任務(wù)全部執(zhí)行完后再換向。例如，電梯在三樓，依次輸入二樓指令信號(hào)、四樓指令信號(hào)、一樓指令信號(hào)。如用信號(hào)排隊(duì)方式，則電梯下行至二樓上行至四樓下行至一樓。而用同向先執(zhí)行方式，則為電梯下行至二樓下行至一樓上行至四樓。顯然，第二種方式往返路程短，因而效率高。（5） 具有同向截車(chē)功能。例如，電梯在一樓，指令為四樓則上行，上行中三樓有呼梯信號(hào)，如果該呼梯信號(hào)為呼梯向上（K25），則當(dāng)電梯到達(dá)三樓時(shí)停站順路載客；如果呼梯信號(hào)為呼梯向下（K24），則不能停站，而是先到四樓后再返回到三樓停站。（6） 一個(gè)方向的任務(wù)執(zhí)行完要換向時(shí)，依據(jù)最遠(yuǎn)站換向原則。例如，電梯在一樓根據(jù)二樓指令

12、向上，此時(shí)三樓、四樓分別有呼梯向下信號(hào)。電梯到達(dá)二樓停站，下客后繼續(xù)向上。如果到三樓停站換向，則四樓的要求不能兼顧，如果到四樓停站換向，則到三樓可順向截車(chē)。（7） 當(dāng)有外呼梯信號(hào)到來(lái)時(shí)，轎廂響應(yīng)該呼梯信號(hào)，到達(dá)該樓層時(shí)，轎廂停止運(yùn)行，轎廂門(mén)打開(kāi)，延時(shí)3S后自動(dòng)關(guān)門(mén)。當(dāng)有指令信號(hào)（內(nèi)呼梯）到來(lái)時(shí)，轎廂響應(yīng)該呼梯隊(duì)信號(hào)，到達(dá)該樓層時(shí)，轎廂停止運(yùn)行，轎廂門(mén)打開(kāi)，延時(shí)3S自動(dòng)關(guān)門(mén)。（8） 電梯未平層或運(yùn)行時(shí)，開(kāi)門(mén)按鈕和關(guān)門(mén)按鈕均不起作用。平層且電梯轎廂停止運(yùn)行后，按開(kāi)門(mén)按鈕轎廂門(mén)打開(kāi)，按關(guān)門(mén)鈕轎廂門(mén)關(guān)閉。（9） 當(dāng)電梯響應(yīng)二層以上層間距時(shí)，電梯變頻運(yùn)行，中途高速運(yùn)行，接近響應(yīng)樓層時(shí)降為低速運(yùn)行。若高速

13、運(yùn)行中途有新的呼叫需響應(yīng)，且樓間不足兩層，則變速為低速響應(yīng)。4、PLC程序設(shè)計(jì)八層電梯PLC程序的編寫(xiě)，輸入/輸出點(diǎn)數(shù)多，情況復(fù)雜，是對(duì)編程人員邏輯思維能力的極大考驗(yàn)。可以分功能編寫(xiě)相關(guān)程序，再加以綜合?？煞譃楹艚械怯洠闲?、下行決策，轎廂停車(chē)，開(kāi)、關(guān)門(mén)控制，樓層數(shù)碼顯示，高速運(yùn)行邏輯等。為了便于組態(tài)王實(shí)現(xiàn)更好的監(jiān)控，增加輔助程序。二. 電梯系統(tǒng)的組態(tài)監(jiān)控組態(tài)王是北京亞控科技發(fā)展有限公司開(kāi)發(fā)的一個(gè)集成人機(jī)界面（HMI）系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng)的工業(yè)上位監(jiān)控軟件?？膳c可編程控制器（PLC）、智能模塊、板卡智能儀表、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集裝置（RTV）等多種外部設(shè)備進(jìn)行通訊。使現(xiàn)場(chǎng)的信息實(shí)時(shí)地傳送到控制室，保證現(xiàn)

14、場(chǎng)操作人員和工廠管理人員都可以看到各種數(shù)據(jù)。管理人員不需要深入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，就可以獲得實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)，優(yōu)化控制現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。組態(tài)王擁有豐富的工具箱、圖庫(kù)和操作向?qū)?，?jiǎn)單易學(xué)，在工業(yè)控制中應(yīng)用廣泛。在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，組態(tài)王通過(guò)內(nèi)嵌的設(shè)備管理程序完成與I/O設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。PLC與組態(tài)王軟件聯(lián)合應(yīng)用，可組成較為流行的監(jiān)控系統(tǒng)。八層電梯程序調(diào)試成功是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提。監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要結(jié)合PLC程序，變量設(shè)置與PLC的I/O分配一一對(duì)應(yīng)。用北京亞控公司的kingview6.53組態(tài)王軟件，利用此軟件設(shè)計(jì)電梯監(jiān)控系統(tǒng)主要包括進(jìn)行設(shè)備配置、設(shè)計(jì)圖形監(jiān)控界面、構(gòu)造變量數(shù)據(jù)庫(kù)、建

15、立動(dòng)畫(huà)連接、運(yùn)行調(diào)試等幾方面。1、設(shè)備配置 設(shè)備配置就是完成與組態(tài)王通訊的設(shè)備的設(shè)置。由于本系統(tǒng)是PLC與組態(tài)王間進(jìn)行通訊，因此，將PLC的生產(chǎn)廠家、設(shè)備名稱、通訊方式等填入相應(yīng)對(duì)話框中即可。2、設(shè)計(jì)圖形監(jiān)控界面圖形監(jiān)控界面用于模擬實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和工控設(shè)備，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖形界面的任務(wù)就是繪制電梯仿真畫(huà)面。如圖所示，電梯仿真畫(huà)面由電梯井道、轎廂、各層門(mén)廳，外呼顯示，當(dāng)前樓層顯示、內(nèi)呼按鈕、手動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)按鈕等組成。制作時(shí)要結(jié)合用“組態(tài)王”內(nèi)部圖庫(kù)和工具箱，同時(shí)采用位圖插入等手段。在畫(huà)門(mén)廳的時(shí)候，電梯門(mén)要能向兩邊移動(dòng)，在圖層的設(shè)置上要放在門(mén)框和墻的后面。內(nèi)呼按鈕和內(nèi)呼顯示和放在同一位置的兩個(gè)對(duì)象，方便后續(xù)

16、的變量設(shè)置。轎廂放在井道的前面。3、設(shè)置變量，構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)是用來(lái)描述工控對(duì)象的各種屬性，組態(tài)王定義的各種變量構(gòu)成數(shù)據(jù)庫(kù)，其中不需要與其它應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)的變量稱為內(nèi)存變量，而與其它應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)的變量稱為I/O變量，從下位機(jī)采集來(lái)的數(shù)據(jù)、發(fā)送給下位機(jī)的指令，比如“內(nèi)、外呼按鈕”等變量，都需要設(shè)置成“I/O變量”。在“組態(tài)王”系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，每當(dāng)I/O變量的值改變時(shí)，該值就會(huì)自動(dòng)寫(xiě)入遠(yuǎn)程應(yīng)用程序；每當(dāng)遠(yuǎn)程應(yīng)用程序中的值改變時(shí)，“組態(tài)王”系統(tǒng)中的I/O變量值也會(huì)自動(dòng)更新。由于本系統(tǒng)用PLC控制電梯，因此可用PLC的I/O地址另加少量?jī)?nèi)存變量來(lái)設(shè)置圖形界面所需變量。本系統(tǒng)用到59個(gè)變量，其中10

17、個(gè)內(nèi)存整型變量，48個(gè)I/O離散變量，1個(gè)內(nèi)存實(shí)型變量。如圖所示4、 建立動(dòng)畫(huà)連接動(dòng)畫(huà)連接是指在界面上的的圖形對(duì)象與數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)變量之間建立一種關(guān)系，當(dāng)變量的值改變時(shí)，在畫(huà)面上以圖形對(duì)象的動(dòng)畫(huà)效果表示出來(lái)；或者由軟件使用者通過(guò)圖形對(duì)象改變數(shù)據(jù)變量的值，以實(shí)現(xiàn)圖形界面與對(duì)象間的雙向控制。本系統(tǒng)的動(dòng)畫(huà)連接包括轎廂、樓層顯示、內(nèi)呼按鈕、門(mén)的開(kāi)關(guān)演示等。為了使電梯轎廂的移動(dòng)具有真實(shí)性，不跳躍性變化；門(mén)的開(kāi)啟、關(guān)閉也具體較好的效果，必須編寫(xiě)畫(huà)面屬性命令語(yǔ)言，程序如下：/轎廂運(yùn)動(dòng)if (m150=1)k3=k3+4.5;if (m151=1)k3=k3+7.5;if (m152=1)k3=k3-7.5;i

18、f (m153=1)k3=k3-4.5;/M150是低速向上運(yùn)行的輔助繼電器，/M151是高速向上運(yùn)行的輔助繼電器，/M152是高速向下運(yùn)行的輔助繼電器，/M153是低速向下運(yùn)行的輔助繼電器。/樓層顯示及橋箱定位/在事件命令語(yǔ)言中定義/以下開(kāi)門(mén)if (i00=1)&&(O11=1)m11=m11+7;if (i01=1)&&(O11=1)m12=m12+7;if (i02=1)&&(O11=1)m13=m13+7;if (i03=1)&&(O11=1)m14=m14+7;if (i04=1)&&(O11=1)m15=m15+7;if (i05=1)&&(O11=1)m16=m16+7;if (i06=1)&&(O11=1)m17=m17+7;if (i07=1)&&(O11=1)m18=m18+7;/以下關(guān)門(mén)if (i00=1)&&(O10=1)m11=m11-7;if (i01=1)&&(O10=1)m12=m12-7;if (i02=1)&&