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

1、MCGS組態(tài)軟件課程設(shè)計題 目：用組態(tài)軟件實現(xiàn)八層電梯樓層 定位及顯示PLC程序設(shè)計 姓 名： 學(xué) 號： 學(xué) 院： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級： 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)軟件實現(xiàn)八層電梯樓層定位及顯示PLC程序設(shè)計專業(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)計過程。文中首先對MCGS組態(tài)軟件的功能作用及操作進(jìn)行介紹，然后設(shè)計了基于組態(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、動畫設(shè)計等功能設(shè)計了八層電梯的仿真實驗平臺，從而來了解基于MCGS仿真和演示實驗平臺的作用。通過組態(tài)軟件設(shè)計的

2、仿真程序平臺，可以直觀、逼真地顯示電梯MCGS動態(tài)控制過程，可以改進(jìn)和驗證該系統(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)造和生成計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，能夠在Windows平臺上運(yùn)行。通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理。以動畫顯示、報警處理、流程控制、實時曲線、歷史曲線和報表輸出等多種方式。向用戶提供解決實際工程

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。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。實時性強(qiáng)，有良好的并行處理性能和豐富生動的多媒體畫面。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，同時提供良好的安全機(jī)制，為多個不同級別用戶設(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，實現(xiàn)設(shè)備無關(guān)，用戶不必因外部設(shè)備的局部改動，而影響整個系統(tǒng)。MCGS組態(tài)軟件由MCGS組態(tài)環(huán)境和MCGS運(yùn)行環(huán)境兩個系統(tǒng)組成，兩部分互相獨立又緊密相關(guān)。本文利用MCGS組態(tài)軟件檢驗電梯控制系統(tǒng)的

7、運(yùn)行情況。2 目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc297399908 前 言 PAGEREF _Toc297399908 h 3 HYPERLINK l _Toc297399909 目 錄 PAGEREF _Toc297399909 h 4 HYPERLINK l _Toc297399910 1.設(shè)計準(zhǔn)備 PAGEREF _Toc297399910 h 5 HYPERLINK l _Toc297399911 設(shè)計內(nèi)容與要求 PAGEREF _Toc297399911 h 5 HYPERLINK l _Toc297399912 設(shè)計思路 PAGEREF _To

8、c297399912 h 6 HYPERLINK l _Toc297399913 整體設(shè)計及實現(xiàn)功能 PAGEREF _Toc297399913 h 6 HYPERLINK l _Toc297399914 設(shè)計流程圖 PAGEREF _Toc297399914 h 6 HYPERLINK l _Toc297399915 2. 組態(tài)畫面的設(shè)計 PAGEREF _Toc297399915 h 7 HYPERLINK l _Toc297399916 電梯外部畫面設(shè)計 PAGEREF _Toc297399916 h 8 HYPERLINK l _Toc297399917 電梯內(nèi)部畫面設(shè)計 PAGERE

9、F _Toc297399917 h 9 HYPERLINK l _Toc297399918 3.運(yùn)行策略編寫 PAGEREF _Toc297399918 h 9 HYPERLINK l _Toc297399919 實時數(shù)據(jù)庫變量設(shè)置 PAGEREF _Toc297399919 h 9 HYPERLINK l _Toc297399920 運(yùn)行策略設(shè)置 PAGEREF _Toc297399920 h 11 HYPERLINK l _Toc297399921 樓層舉例 PAGEREF _Toc297399921 h 12 HYPERLINK l _Toc297399922 策略設(shè)置調(diào)試 PAGERE

10、F _Toc297399922 h 14 HYPERLINK l _Toc297399923 4運(yùn)行結(jié)果 PAGEREF _Toc297399923 h 16 HYPERLINK l _Toc297399924 5.結(jié)論 PAGEREF _Toc297399924 h 16 HYPERLINK l _Toc297399925 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc297399925 h 18 HYPERLINK l _Toc297399926 答 謝 PAGEREF _Toc297399926 h 19用MCGS組態(tài)設(shè)計一個8樓層單個載客箱的電梯演示實驗，該演示實驗達(dá)到的目的是控制電梯完成八個樓層

11、的載客服務(wù)，其設(shè)計內(nèi)容與要求如下：1電梯無司機(jī)駕駛,完全自動響應(yīng)門廳和轎廂內(nèi)；2起動后,若有呼梯信號,運(yùn)行至呼叫所在樓層后經(jīng)1秒鐘自動開門；3到站后自動平層開門，3秒后自動關(guān)門；4站達(dá)請求樓層后，開門指示燈亮，開門3秒后電梯門自動關(guān)閉，關(guān)門指示燈滅；5內(nèi)、外召喚指令信號自動定向。1.2設(shè)計思路利用MCGS組態(tài)軟件設(shè)計仿真控制對象，是在計算機(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畫來代替硬件（被控對象）的工作，借助計算機(jī)屏幕觀察控制過程與結(jié)果。整體設(shè)計及實現(xiàn)功能在電梯內(nèi)部，有8個樓層按鈕和關(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

12、，電梯門可以自動打開，經(jīng)過一定的延時后，又可自動關(guān)門。在電梯外部，設(shè)有8層樓梯間，每層都有呼叫按鈕，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，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，電梯門自動打開，經(jīng)一段延時自動關(guān)閉，在此過程，支持手動關(guān)門。設(shè)計流程圖設(shè)計流程圖表明了粗略的設(shè)計思路如下圖示：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)到目樓層電梯移動電梯門打開開門延時關(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 為了形象的表示現(xiàn)實中的機(jī)械設(shè)備，仿真人機(jī)界面的設(shè)計需要通過繪制逼真的平面或立體

13、圖形來展現(xiàn)。在MCGS組態(tài)平臺上，進(jìn)入用戶窗口的“動畫組態(tài)”，即進(jìn)入監(jiān)控界面制作窗口。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)計所需要的圖形。2.1電梯外部畫面設(shè)計電梯外部畫面構(gòu)圖如下：圖a 電梯外部畫面2.2電梯內(nèi)部畫面設(shè)計電梯內(nèi)部畫面構(gòu)圖如圖：圖b 電梯內(nèi)部畫面 實時數(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)成實時數(shù)據(jù)庫的基本單元，建立實時數(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

14、主要包括：制定數(shù)據(jù)變量的名稱、類型、初始值和數(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（控制對象），這些圖形還需要動態(tài)顯示PLC過程，需要對這些圖形對象進(jìn)行動畫設(shè)計，真實地描述外界對象的狀態(tài)變化，達(dá)到過程實時監(jiān)控目的。MCGS實現(xiàn)圖形動畫設(shè)計的主要方法是將用戶窗口中圖形對象與實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象建立相關(guān)性連接，并設(shè)置響應(yīng)的動畫屬性。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，圖形動畫的外觀和狀態(tài)特征由數(shù)據(jù)對象的實時采集值驅(qū)動，從而實現(xiàn)了圖形的動畫效果。MCGS為用戶制訂了許多動畫屬性，如直線運(yùn)動、閃爍、顏色變化、可見度

15、等等，利用軟件提供的這些動畫屬性，很容易設(shè)計出仿真生產(chǎn)現(xiàn)場的各種動態(tài)界面。但是，有些動畫需要在運(yùn)行策略中編寫腳本程序來實現(xiàn)。電梯運(yùn)行的實時數(shù)據(jù)庫變量設(shè)置如下： 圖c 實時數(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為用戶提供的一個較為高級的開發(fā)平臺。在這一平臺中，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、定時計數(shù)操作等等?？梢酝ㄟ^這一平臺，編寫與設(shè)計有關(guān)的動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器構(gòu)件實現(xiàn)現(xiàn)場需要的定時操作，打開關(guān)閉各種窗口及策略等。樓層舉例以第一層的設(shè)計為例說明本設(shè)計。首先是電梯移動的程序，以下是一二層樓

16、電梯移動時的程序：IF 樓層1=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=mcgs

17、63+1 IFmcgs63=30 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“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)計只能實現(xiàn)最基本的電梯功能，所設(shè)計的內(nèi)容還有很多缺點，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

18、下降）指示裝置。其二是每層電梯入口處未設(shè)有上下請求開關(guān)。其三是當(dāng)電梯處于運(yùn)行模式（上升活下降）時，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。 本設(shè)計簡單分析了電梯的運(yùn)行方式，利用MCGS組態(tài)軟件來實現(xiàn)電梯的演示實驗，證明了仿真地優(yōu)點，仿真實驗的實質(zhì)就是借助于組態(tài)軟件，生成仿真實驗環(huán)境。仿真實驗教學(xué)以仿真動畫代替實物模型既能節(jié)約大量的實驗室經(jīng)費，又能提高實驗的安全性，縮短實驗時間;以仿真動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)生的參與實驗的意識，提高了學(xué)生的動手能力，加深學(xué)生對課程的理解，提高教學(xué)的效果，特別是在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實驗，鍛煉創(chuàng)新精神時，是非常有用的;以仿真程序代替實驗設(shè)備，開發(fā)后不需要過多的維護(hù)，還可以增強(qiáng)實驗的多樣性。此次課程設(shè)計將本學(xué)期所學(xué)的MCGS組態(tài)軟