現(xiàn)場總線技術(shù)與電梯監(jiān)控系統(tǒng)初探

1、現(xiàn)場總線技術(shù)與電梯監(jiān)控系統(tǒng)初探一、項目設(shè)想購物中心, 商場面積好幾萬平方米, 這幾年本市的大型購物中心亦如雨后春筍般出現(xiàn), 象銀川東方紅購物廣場, 分六層, 商場的東、南、北三個方向配有雙向運行的自動扶梯, 南面入口還配制有雙向自動人行道。東南為三部客用電梯, 北部是二部貨用電梯, 由于商場面積很大, 電梯、扶梯排列又散, 這就為設(shè)備的報修, 應(yīng)急放人, 及時檢修等方面帶來了相當?shù)碾y度。某部電梯故障, 要花很長時間才能通知到后勤管理部, 倘若能建立設(shè)備運行情況的監(jiān)控, 那么就能在第一時間上掌握電梯的運行情況, 使維修人員及赴現(xiàn)場實施排故, 在最短時間內(nèi)恢復(fù)商場交通運輸?shù)恼?。此外還能對各個電梯

2、運行情況作統(tǒng)計, 對繁忙程度最高的電梯進行加強維護, 適時配件更換。醫(yī)學院附屬醫(yī)院是寧夏地區(qū)最大的, 也是最繁忙的醫(yī)院, 有著類似的情況, 快速的反應(yīng)對困在電梯中病人來說尤其重要, 如果有了這種監(jiān)控系統(tǒng), 我們就能實時知道哪部電梯發(fā)生故障, 在最短的時間內(nèi)趕到現(xiàn)場, 將被困的人解救出來。二、現(xiàn)場總線技術(shù)與電梯監(jiān)控系統(tǒng)伴隨著4C 技術(shù), 即計算機(Computer , 控制器(Controller、通訊(Communication、顯示器(CRT技術(shù)的發(fā)展, 過程控制系統(tǒng)控制, 發(fā)展到今天已是第五代現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS ( Fieldbus ControlSystem?，F(xiàn)場總線所組成的工業(yè)控制

3、網(wǎng)絡(luò)共分五層, 即工廠級、車間級、單元級、工作部級和現(xiàn)場級, 面電梯的遠程監(jiān)控系統(tǒng)只是應(yīng)用現(xiàn)場總線的現(xiàn)場級、工作部級和部分的理論, 當整個樓宇采用現(xiàn)場總線智能管理后, 電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)可作為一個分站而納入系統(tǒng)管理, 因此具有相當廣闊的發(fā)展前景。(1PROFIBUS在眾多的總線技術(shù)中, 因德國西門子公司除了擁有型號眾多的PLC 產(chǎn)品外, 還提供了靈活、豐富的PLC通訊網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品與S5PLC的SINEC LI LAN和SINEC HI LAN 到現(xiàn)在的AS- 1 接口、PROFIBUS 現(xiàn)場部線、工業(yè)以太網(wǎng)和工業(yè)級IT網(wǎng)絡(luò)等, 覆蓋了工業(yè)控制系統(tǒng)的現(xiàn)場級、過程級、控制級、監(jiān)控級和管理等所有級別的數(shù)據(jù)

4、通訊和信息交換, 使得西門子PLC系統(tǒng)可以直接嵌入到這些體統(tǒng)中去。西門子同時還提供了品種齊全、功能強大的網(wǎng)絡(luò)軟件產(chǎn)品, 使用戶可按需實現(xiàn)PLC系統(tǒng)互連, 基于西門子產(chǎn)品的眾多優(yōu)點, 因此電梯的遠程監(jiān)控系統(tǒng)選用西門子的PROFIBUS現(xiàn)場總線系統(tǒng)。(2PROFIBUS與電梯的遠程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)PROFIBUS根據(jù)實際應(yīng)用的需要有多種系統(tǒng)結(jié)構(gòu), 如果商場的電梯、自動扶梯采用PLC控制的, PLC選擇具備PROFIBOS接口的機型,直接與總線相連; 不是PLC 控制現(xiàn)場設(shè)備可通過分散的I/O 與PROFIBOS 總線相連。通過一條貫穿全部現(xiàn)場設(shè)備的總線, 完成在線電梯狀態(tài)的監(jiān)視, 及電梯運行情況的統(tǒng)計等功

5、能實現(xiàn),主站: 選擇西門子S7- 300 系列, 如CPU315- 2DP, 該機型內(nèi)置PROFIBUS- DP 接口, 主要完成總線通訊控制與管理。監(jiān)控站: 通過串行口與PLC主站一對一連接, 這種結(jié)構(gòu)監(jiān)控站不在PROFIBUS網(wǎng)上, 所需的從站數(shù)據(jù)只能從主站中讀取。由于電梯屬特種設(shè)備, 牽涉到使用的安全性, 遠程系統(tǒng)多為監(jiān)而不控, 監(jiān)控站以這種方式設(shè)置可節(jié)省成本。從站: 每臺電梯分別為PROFIBUS上的一個從站, 電梯控制選用西門子S7- 200 系統(tǒng)如: CPU224- 2DP PLC, CPU 224- 2DP PLC 具有內(nèi)置PROFIBUS- DP 接口, 是一種固定式小型PLC

6、, 本機有14IN/10OUT,PROFIBUS- DP: 使用一根電纜將現(xiàn)場設(shè)備連接起來, 使用數(shù)字化通訊代替4- 20mA/24VDC信號。完成現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)控、監(jiān)測、遠程參數(shù)化功能。PROFIBUS- DP 在電梯的遠程監(jiān)控系統(tǒng)中采用單主系統(tǒng), 在同一總線上最多可連接126 個站點, 系統(tǒng)配置描述包括: 站數(shù)、站地址、輸入/輸出地址、輸入/輸出數(shù)據(jù)格式、診斷信息格式、及使用的總線格式。三、PROFIBUS 的傳輸技術(shù)RS- 485 傳輸是PROFIBUS最常用的一種傳輸技術(shù), 采用的電纜是屏蔽雙絞銅線。RS- 485 傳輸設(shè)備的安裝要點為:全部設(shè)備均與總線連接。每個分段上最多可接32 個站(

7、主站或從站 , 超過32 個站可用中間繼電器連接。每段的頭和尾各有一個總線終端電阻, 確保操作運行不發(fā)生誤差, 兩端總線電阻必須永遠有電源。四、監(jiān)控組態(tài)軟件西門子公司的監(jiān)控組態(tài)軟件WinCC是Windows Control Center(視窗控制中心 的簡稱, 它為用戶提供了Windows 操作系統(tǒng)(Windows2000 或XP環(huán)境下使用各種通用軟件的功能。WinCC運行于個人計算機環(huán)境, 可以與多種自動化設(shè)備及控制軟件集成, 具有豐富的設(shè)置項目、可視窗口和菜單選項, 使用靈活, 功能齊全。用戶可在其友好的界面下組態(tài)、編程和數(shù)據(jù)管理, 可形成所需的操作畫面、監(jiān)視畫面、控制畫面、報警畫面、實時

8、趨勢曲線和打印報表等。為操作者提供了圖文并茂、形象直觀的操作環(huán)境。(1WinCC系統(tǒng)構(gòu)成WinCC基本系統(tǒng)是很多應(yīng)用程序的核心, 它包含以下九大部件,電梯的遠程監(jiān)控系統(tǒng)可選用如下組件:( 1量管理器管理WinCC中使用的外部變量和通訊驅(qū)動程序。圖形編輯器用于設(shè)計各種圖形畫面。報警記錄負責采集和歸檔報警信息。變量歸檔負責處理測量值。報表編輯提供許多標準的報表, 也可設(shè)計各種格式的報表,并按照預(yù)定的時間進行打印。用戶管理器用來分配、管理和監(jiān)控用戶對組態(tài)和運行系統(tǒng)的訪問權(quán)限。(2安裝WinCC系統(tǒng)的基本要求WinCC V6.0 是運行在IBM- PC兼容機上, 基于Microsoft Windows

9、2000/XP 的組態(tài)軟件, 在安裝WinCC之前必須配置適當?shù)挠布蛙浖０惭b硬件條件: 在實際配置時, 根據(jù)應(yīng)用需要, 為WinCC配置適應(yīng)當?shù)挠布? 這些配置比最低要求大一些。硬件選擇包括: CPU、主存儲器/RAM、硬盤上的可用存儲器空間、圖形卡、顏色數(shù)量和分辨率等。安裝軟件要求: 安裝WinCC的機器上應(yīng)安裝Microsoft 消息隊列服務(wù)和SQL Server2000。WinCC 的安裝:WinCC 安裝光盤上提供了一個自動運行程序, 可自動啟動安裝。五、WinCC 與SIMATIC S7 PLC 的通訊WinCC提供了一個稱為SIMATIC S7 Protocol Suite 的

10、驅(qū)動程序,此通訊驅(qū)動程序支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和類型, 通過它的通道單元提供與各種SIMATIC S7 PLC 的通訊。電梯的遠程監(jiān)控系統(tǒng)中WinCC 與SIMATIC S7- 300 的通道類型如下:WinCC通訊結(jié)構(gòu):WinCC通訊層次如下:2.使用WinCC建立電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)圖像處理: 包括建立過程畫面、編輯圖面、運行過程等。組態(tài)變量: 使用變量管理器來管理組態(tài)變量, 變量管理器對項目使用的變量和通訊驅(qū)動程序進行管理。消息系統(tǒng): 報警記錄編輯器負責消息的采集和歸檔。消息系統(tǒng)給操作員提供了關(guān)于操作狀態(tài)和過程狀態(tài)的信息。報表系統(tǒng): 提供報表創(chuàng)建和輸出功能。六、S7- 200(從站通訊PPI(點對

11、點接口是西門子為S7- 200 系統(tǒng)開發(fā)的通訊協(xié)議, PPI是一個主從協(xié)議: 主站發(fā)送要求到從站, 從站設(shè)備響應(yīng)。從站不主動發(fā)信息, 只等待主站的要求作出響應(yīng)。在S7- 200 系列的CPU中, CPU222, CPU224, CPU226 等都可以通過EM227 PROFIBUS- DP 擴展模塊支持PROFIBUS- DP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,M227 通過模塊擴展電纜連接到S7- 200 CPU。EM227 能讀寫S7-200CPU中在主站方面定義地址的變量數(shù)據(jù)塊。S7- 200CPU提供了多種參數(shù)選項, 以適應(yīng)具體應(yīng)用, 這些參數(shù)選項在SystemBlock(系統(tǒng)塊內(nèi)設(shè)置。當S7- 200CPU作為DP 從站時, 需設(shè)置通訊口的屬性, 系統(tǒng)塊內(nèi)的Port(s標簽用來設(shè)置CPU 的通訊屬性, 具體包括: 要為同一網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)