基于LabVIEW的電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)

1、2008年第7期儀表技術(shù)與傳感器I nstru ment Technique and Sens or 2008No 17 收稿日期:2007-12-11收修改稿日期:2008-02-08基于LabVI E W 的電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)郭鐵橋,閆迎志(華北電力大學(xué)機械工程系,河北保定071003摘要:為保障電梯的安全運行,提高電梯運行的安全可靠性,降低成本,提高監(jiān)控效果,提出了一種基于Lab V I E W 的電梯遠程監(jiān)控的設(shè)計方案。系統(tǒng)擬采用P LC 和上位機監(jiān)控實現(xiàn)對電梯的控制,P LC 作為下位機實現(xiàn)對設(shè)備的直接控制,上位機負責(zé)設(shè)備工作狀態(tài)監(jiān)控以及各種網(wǎng)絡(luò)的通訊功能。經(jīng)過試驗驗證:該系統(tǒng)可以對電

2、梯系統(tǒng)運行的各個參數(shù)進行監(jiān)控,并實現(xiàn)參數(shù)數(shù)據(jù)的儲存和輸出以方便電梯的檢測和維修,同時具有很高的穩(wěn)定性和實時性,能夠滿足監(jiān)控系統(tǒng)的需要。關(guān)鍵詞:P LC;Lab V I E W ;監(jiān)控;安全可靠性中圖分類號:TP273文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1002-1841(200807-0054-03Rem ote Eleva tor Superv ise System Ba sed on LabV I E WG UO Tie 2qiao,Y AN Ying 2zhi(School of M echan i ca l Eng i n eer i n g,North Ch i n a Electr i c

3、Power Un i versity,Baod i n g 071003,Ch i n aAbstract:I n order t o ensure the safety and t o increase the reliability in the operati on of elevat or,a re mote elevat or supervis ory syste m based on Lab V I E W was intr oduced .The syste m realized contr ol of the elevat or with P LC and Lab V I E

4、W /PC,P LC positive managed the equi pment directly .Lab V I E W was res ponsible for monit oring of working as well as each kind of net w ork co mmunica 2ti on .The ex peri m ental confir mati on sho ws,this syste m can monit or each para meter of the elevat or syste m,and deposit data f or the ele

5、vat or exa m inati on and maintaining .The syste m has high stability and ti m eliness,it can attain the need of supervis ory syste m.Key words:P LC;Lab V I E W;supervise;reliability 0引言保障電梯的安全運行,提高電梯運行的安全可靠性非常重要。系統(tǒng)擬采用P LC 和上位機(PC,Lab V I E W 監(jiān)控實現(xiàn)對電梯的控制,P LC 作為下位機實現(xiàn)對設(shè)備的直接控制,上位機負責(zé)設(shè)備工作狀態(tài)監(jiān)控以及各種網(wǎng)絡(luò)的通訊功能。

6、在上位機上對電梯運行情況實時監(jiān)控,不僅要求上位機要具有良好的監(jiān)控畫面,而且要解決與下位機的通信問題。所以該系統(tǒng)運用Lab V I E W 作為開發(fā)平臺設(shè)計監(jiān)控界面,具有工作可靠性高、靈活性和通用性高、編程簡單、使用方便、抗干擾能力強等優(yōu)點。1系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控界面采用Lab V I E W 作為開發(fā)工具,整個系統(tǒng)核心控制部件的可編程控制器選用SI M ATI C S7-200CP U226AC /I X /RL Y P LC .該P LC 集成共40個24輸入/16輸出數(shù)字量I/O 點;可連接7個擴展模塊,最大可擴展至248路數(shù)字量I/O 點或35路模擬量I/O 點;有6個獨立的30kHz

7、 高速計數(shù)器;有2路獨立的20kHz 高速脈沖輸出;具有P I D 控制器;有2個RS -485通訊/編程口,具有PP I 通訊協(xié)議、MP I 通訊協(xié)議和自由方式通訊能力,其協(xié)議開放,可以自由配置。如圖1為系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。另外,Lab V I E W 語言中具有網(wǎng)絡(luò)TCP /I P 開發(fā)的高級函數(shù)庫,可以進行網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控的開發(fā)。圖1系統(tǒng)總體構(gòu)成根據(jù)5層電梯的實際情況,將P LC 的I/O 端口分配如下:(1輸入地址號:I 0.0表示報警復(fù)位信號輸入;I 0.1I 0.8表示電梯15層的外呼(大廳內(nèi)上、下呼輸入;I 1.0I 114表示電梯15層的內(nèi)呼(轎廂內(nèi)輸入;I 210I 214表示電梯1

8、5層的限位開關(guān).(2輸出地址號:Q0.0表示電梯故障報警顯示燈;Q0.1、Q0.2表示電梯上升和下降指示燈;Q1.0Q1.7表示電梯外呼(大廳內(nèi)上、下呼顯示燈;Q2.0Q2.4表示電梯內(nèi)呼(轎廂內(nèi)的顯示燈。2系統(tǒng)軟件設(shè)計電梯監(jiān)控系統(tǒng)的軟件部分采用Lab V I E W 編寫,模擬電梯運行狀態(tài),直觀地顯示電梯的運行情況。首先通過計算機的串口采集P LC 內(nèi)存數(shù)據(jù)等信息,對數(shù)據(jù)進行處理后將結(jié)果實時顯示在軟件界面,并將數(shù)據(jù)存于后臺的數(shù)據(jù)庫中,從而完成對工作信息、故障等作統(tǒng)計、分析、制作報表、打印等工作。另外,將數(shù)據(jù)庫與電梯故障診斷專家系統(tǒng)相互配合聯(lián)接,對指定電梯的故障進行現(xiàn)場診斷,方便維修人員。第7

9、期郭鐵橋等:基于Lab V I E W 的電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)55211PC 與P LC 的通訊模塊該模塊實現(xiàn)PC 與P LC 的通訊,必須具備3方面的基本功能:連續(xù)循環(huán)掃描PC 與P LC 之間的發(fā)送、接受命令狀態(tài);上位機在線讀P LC 的DM 區(qū)連續(xù)通道數(shù)據(jù);上位機向P LC 的I R 數(shù)據(jù)存儲單元發(fā)送命令而不影響P LC 正在控制運行的現(xiàn)場設(shè)備。在Lab V I E W 中實現(xiàn)與P LC 串口通訊可以有兩種方法:利用V I S A 或者使用標(biāo)準(zhǔn)的串口通訊函數(shù)。文中利用V I S A 實現(xiàn)串口通訊,它與VC +、VB 等語言開發(fā)的串行通信程序相比,簡單直觀,極大節(jié)省程序開發(fā)時間,同時Lab V

10、 I E W 提供豐富的庫函數(shù)和功能模塊可完成各種編程任務(wù)。數(shù)據(jù)由P LC 采集并通過串行通信方式和Lab V I E W 軟件進行連接,處理后在Lab 2V I E W 的前面板上顯示。圖2為Lab V I E W 串口通信程序。 圖2LabV I E W 串口通信程序其中,FCS 校驗碼是PC 發(fā)命令幀的一部分,它是對RS -232協(xié)議從起凈“”到正文最后一位之間的所有字符作“異或”運算。圖3為FCS 校驗碼流程圖。 圖3FCS 校驗碼流程圖212存儲與控制模塊存儲模塊實現(xiàn)對電梯的各種運行數(shù)據(jù)和參數(shù)進行存儲,以便進行后續(xù)處理。LabS QL 是一個免費的、多數(shù)據(jù)庫、跨平臺的Lab V I

11、E W 數(shù)據(jù)庫訪問工具包。它的優(yōu)點是易于理解,操作簡單,不熟悉S QL 語言的用戶也可以很容易地使用。LabS QL 是利用M icr os oftADO 以及S QL 語言來完成數(shù)據(jù)庫訪問,將復(fù)雜的底層ADO 及S QL 操作封裝成一系列的LabS QLV I S,其訪問功能實現(xiàn)了虛擬儀器和其他外部數(shù)據(jù)庫(支持OD 2BC 訪問接口之間的數(shù)據(jù)傳輸。利用LabS QL 幾乎可以訪問任何類型地數(shù)據(jù)庫,執(zhí)行各種查詢,對采集的數(shù)據(jù)值進行計算和判斷,并進行狀態(tài)記錄存儲和管理。其數(shù)據(jù)庫采用的是M i 2cr os oft Access 系統(tǒng)。它的使用和維護較簡單,并且能夠滿足系統(tǒng)的需要。將數(shù)據(jù)庫與電梯故

12、障診斷專家系統(tǒng)相互配合聯(lián)接,可以實現(xiàn)對電梯的故障進行現(xiàn)場診斷,方便維修人員。圖4和圖5是LabS QL 與數(shù)據(jù)庫連接的框圖與流程。圖4LabSQ L 與數(shù)據(jù)庫連接框圖控制模塊用于將電梯的各種運行狀態(tài)值轉(zhuǎn)化為ASC II 字符,完成命令封裝后遞交串口通信子程序,由串口送往可編程控制器,進而對電梯進行檢測控制。213遠程監(jiān)控模塊Lab V I E W 具有強大的網(wǎng)絡(luò)通信功能,這種功能使得Lab 2V I E W 用戶可以很容易的編寫出具有強大網(wǎng)絡(luò)通信能力的Lab 2V I E W 應(yīng)用軟件,以實現(xiàn)遠程測控。常用的技術(shù)包括最簡單的遠程桌面、N I 的DataS ocket 、T CP /UDP 網(wǎng)絡(luò)

13、通信、最直接的W eb 遠程發(fā)布。圖6和圖7為T CP /UDP 方式的T CP 通信服務(wù)程序。利用N I 的DataS ocket 、TCP /UDP 網(wǎng)絡(luò)通方式進行遠程控制,不能在本地客戶端計算機上打開并操作位于遠程服務(wù)端計算機的V I 前面板。Lab V I E W 7.1具有遠程面板(Remote Pan 2els 的發(fā)布的能力,應(yīng)用W ebServer 技術(shù)可以解決這個問題,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控。W eb Server 技術(shù)將監(jiān)控系統(tǒng)的前面板窗口以網(wǎng)頁的形式發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)上,可以將這樣的監(jiān)控系統(tǒng)前面板窗口嵌入到一個網(wǎng)頁當(dāng)中,實現(xiàn)在網(wǎng)頁中的遠程虛擬儀器。這樣用戶就可以用56I nstru m

14、ent Technique and Sens orJul 12008 圖5LabSQL訪問數(shù)據(jù)庫流程 極為簡單的方式直接在本地的客戶端計算機上打開并操作位于遠程服務(wù)器端計算機上V I 面板,甚至可以在網(wǎng)頁中直接操作。這可以通過在客戶端和服務(wù)器端進行一定的設(shè)置來實現(xiàn)。3結(jié)束語系統(tǒng)采用P LC 作為下位機進行控制和數(shù)據(jù)采集,通過串口實現(xiàn)了P LC 和Lab V I E W 的數(shù)據(jù)通信,開發(fā)了一套經(jīng)濟實用的電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)可以對電梯系統(tǒng)運行速度、開關(guān)量、電機轉(zhuǎn)速和頻率等各個參數(shù)進行監(jiān)控,并實現(xiàn)參數(shù)數(shù)據(jù)的儲存和輸出以方便電梯的檢測和維修。參考文獻:1艾輝.基于組態(tài)軟件的電梯監(jiān)控系統(tǒng)的研究.中國電

15、梯,2005(15:5-8.2艾輝,劉炳海.基于虛擬儀器LabV I E W /CV I 電梯監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).中國電梯,2006(21:25-28.3宋萬清,楊建國.LabV I E W 實現(xiàn)PC 與P LC 實時監(jiān)控.制造業(yè)自動化,2005(4:60-62.4荀延龍.基于P LC 的電梯監(jiān)控系統(tǒng).機械研究與應(yīng)用,2005(1:114-116.5徐勝,吳麗琴,施益峰.一種基于串行通信技術(shù)的遠程檢測系統(tǒng).儀表技術(shù)與傳感器,2005(11:38-41.作者簡介:郭鐵橋(1958,副教授,從事物料輸送系統(tǒng)及自動化教學(xué)和研究工作。E 2mail:yyzh 313s ohu .com(上接第53頁

16、 圖8數(shù)據(jù)處理軟件流程圖5結(jié)束語研究了DSP 在熱軋鋼板寬度測量中的應(yīng)用,通過DSP 的D MA 接口從E M I F 直接接收數(shù)據(jù),實現(xiàn)了對線陣CC D 信號的高速并行采集,結(jié)構(gòu)簡單,性能可靠。利用DSP 高速運算能力,實現(xiàn)了對采集信號的去噪、二值化、寬度計算等功能,簡化了硬件電路,提高了處理速度。系統(tǒng)在實時尺寸檢測中有很好的應(yīng)用前景。參考文獻:1Avii V A M2CL Camera L ink L inescan Ca mera EB /OL .2007-08-04.htt p:/www .at m el .com.2Ca mera L ink Specificati on E B /OL .2007-08-04.htt p:/www .nati onal .com.3申敏,鄧矣兵,鄭建宏,等.DSP