基于IPC和MCGS的電動(dòng)大門的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

目錄TOC\o"1-2"\h\u13331電動(dòng)大門發(fā)展現(xiàn)狀 482561.1IPC和MCGS概念和工作形式 4124911.2MCGS如何產(chǎn)生動(dòng)畫效果 6153171.3MCGS組態(tài)軟件的工作方式 6326821.4MCGS如何實(shí)施遠(yuǎn)程多機(jī)監(jiān)控 6298282電動(dòng)大門現(xiàn)狀 7182642.1電動(dòng)大門監(jiān)控系統(tǒng) 790612.2電動(dòng)大門監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)象分析 760342.3電動(dòng)大門監(jiān)控系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)備選型與電路設(shè)計(jì) 9205383電動(dòng)大門功能及特點(diǎn) 97206參考文獻(xiàn) 1130309致謝 11IPC和MCGS的電動(dòng)大門的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要：科技的不斷進(jìn)步為人們的生活和工作提供了極大的便利，具體表現(xiàn)在電動(dòng)大門的應(yīng)用和發(fā)展方面，就是各種電動(dòng)伸縮門、自動(dòng)感應(yīng)門、平移門、不銹鋼門等在不同的場所被廣泛利用，為現(xiàn)代生活提供了很多便利。其中，電動(dòng)大門的發(fā)展十分迅速，且應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，其發(fā)展趨勢受到業(yè)內(nèi)人士的普遍關(guān)注。

軟件實(shí)現(xiàn)電動(dòng)大門監(jiān)控系統(tǒng)，是因?yàn)镮PC是專門用于工業(yè)控制的PC機(jī)。以IPC為核心的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，最大的優(yōu)點(diǎn)是可充分利用PC機(jī)提供的各種軟件和硬件資源。至于組態(tài)軟件則使用的MCGS，MCGS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。電動(dòng)大門是伴隨著中國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的繁榮誕生和發(fā)展起來極具中國特色的民族產(chǎn)品，也可說是中國經(jīng)濟(jì)改革開放大發(fā)展的特殊產(chǎn)物。不管是政府機(jī)關(guān)、大專院校還是企事業(yè)單位，如果沒有一個(gè)安定團(tuán)結(jié)的社會(huì)環(huán)境和一定的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，都不會(huì)去安裝和更新電動(dòng)和大門的。電動(dòng)大門的出現(xiàn)和普及，裝點(diǎn)了城鄉(xiāng)企事業(yè)單位，美化了環(huán)境，這一點(diǎn)可以說是有目共睹的。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，建設(shè)和諧社會(huì)，人與自然友好相處等目標(biāo)的落實(shí)，人們對(duì)市容和環(huán)境的認(rèn)識(shí)更加理性和實(shí)際。因此，對(duì)于不銹鋼電動(dòng)伸縮門產(chǎn)品，市場前景會(huì)進(jìn)一步看好，但相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)競爭也會(huì)更加激烈，客戶的要求也會(huì)越來越高。關(guān)鍵詞：MCGS；電動(dòng)大門1電動(dòng)大門發(fā)展現(xiàn)狀1.1IPC和MCGS概念和工作形式MCGS(MonitorandControlGeneratedSystem，監(jiān)視與控制通用系統(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)軟件系統(tǒng)，主要完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測、前端數(shù)據(jù)的處理與控制，可運(yùn)行于MicrosoftWindows95/98/Me/NT/2000/XP等操作系統(tǒng)。MCGS軟件系統(tǒng)包括組態(tài)軟件環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分，組態(tài)環(huán)境相當(dāng)于完整的組態(tài)軟件，用戶可以利用它來設(shè)計(jì)和開發(fā)自己的應(yīng)用系統(tǒng)。運(yùn)行環(huán)境是一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)行系統(tǒng)，它按照組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫中用戶指定的方式來進(jìn)行各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和功能，組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境互相獨(dú)立，而又密切相關(guān)，如下圖1.1所示。多任務(wù)、多限程組態(tài)環(huán)境運(yùn)行環(huán)境組態(tài)軟件核心構(gòu)建動(dòng)畫實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫動(dòng)畫顯示組態(tài)軟件核心構(gòu)建動(dòng)畫實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫動(dòng)畫顯示流程控制現(xiàn)場檢測流程控制現(xiàn)場檢測報(bào)警組態(tài)報(bào)警輸出報(bào)警組態(tài)報(bào)警輸出設(shè)計(jì)報(bào)表報(bào)表打印 設(shè)計(jì)報(bào)表報(bào)表打印連接設(shè)備設(shè)備輸出連接設(shè)備設(shè)備輸出圖1.1：組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境的關(guān)系MCGS體系結(jié)構(gòu)分為組態(tài)環(huán)境、模擬運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境三部分。其結(jié)構(gòu)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行策略五個(gè)部分構(gòu)成。窗口是直接提供給用戶使用。在窗口內(nèi)，用戶可以放置不同的構(gòu)件，創(chuàng)建圖形對(duì)象并調(diào)整畫面的布局，組態(tài)配置不同的參數(shù)以完成不同的功能。在MCGS中，每個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)只能有一個(gè)主控窗口和一個(gè)設(shè)備窗口，但可以有多個(gè)用戶窗口和多個(gè)運(yùn)行策略，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中也可以有多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象。MCGS用主控窗口、設(shè)備窗口和用戶窗口來構(gòu)成一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的人機(jī)交互圖形界面，組態(tài)配置各種不同類型和功能的對(duì)象或構(gòu)件，同時(shí)可以對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是MCGS系統(tǒng)的核心實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫相當(dāng)于一個(gè)數(shù)據(jù)處理中心，同時(shí)也起到公用數(shù)據(jù)交換區(qū)的作用。主控窗口構(gòu)造了應(yīng)用系統(tǒng)的主框架主控窗口確定了工業(yè)控制中工程作業(yè)的總體輪廓，以及運(yùn)行流程、特性參數(shù)和啟動(dòng)特性等項(xiàng)內(nèi)容，是應(yīng)用系統(tǒng)的主框架。設(shè)備窗口是MCGS系統(tǒng)與外部設(shè)備聯(lián)系的媒介設(shè)備窗口專門用來放置不同類型和功能的設(shè)備構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的操作和控制。設(shè)備窗口通過設(shè)備構(gòu)件把外部設(shè)備的數(shù)據(jù)采集進(jìn)來，送入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，或把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)輸出到外部設(shè)備。一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)只有一個(gè)設(shè)備窗口，運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)打開設(shè)備窗口，管理和調(diào)度所有設(shè)備構(gòu)件正常工作，并在后臺(tái)獨(dú)立運(yùn)行。注意，對(duì)用戶來說，設(shè)備窗口在運(yùn)行時(shí)是不可見的。用戶窗口實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)和流程的“可視化”用戶窗口中可以放置三種不同類型的圖形對(duì)象：圖元、圖符和動(dòng)畫構(gòu)件。圖元和圖符對(duì)象為用戶提供了一套完善的設(shè)計(jì)制作圖形畫面和定義動(dòng)畫的方法。動(dòng)畫構(gòu)件對(duì)應(yīng)于不同的動(dòng)畫功能，它們是從工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出的常用的動(dòng)畫顯示與操作模塊，用戶可以直接使用。通過在用戶窗口內(nèi)放置不同的圖形對(duì)象，搭制多個(gè)用戶窗口，用戶可以構(gòu)造各種復(fù)雜的圖形界面，用不同的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和流程的“可視化”。運(yùn)行策略是對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行流程實(shí)現(xiàn)有效控制的手段運(yùn)行策略本身是系統(tǒng)提供的一個(gè)框架，通過對(duì)運(yùn)行策略的定義，使系統(tǒng)能夠按照設(shè)定的順序和條件操作實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、控制用戶窗口的打開、關(guān)閉并確定設(shè)備構(gòu)件的工作狀態(tài)等，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備工作過程的精確控制。一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行策略五個(gè)部分組成。1.2MCGS如何產(chǎn)生動(dòng)畫效果MCGS如何產(chǎn)生動(dòng)畫效果：

MCGS為每一種基本圖形元素定義了不同的動(dòng)畫屬性，如：一個(gè)長方形的動(dòng)畫屬性有可見度，大小變化，水平移動(dòng)等，每一種動(dòng)畫屬性都會(huì)產(chǎn)生一定的動(dòng)畫效果。所謂動(dòng)畫屬性，實(shí)際上是反映圖形大小、顏色、位置、可見度、閃爍性等狀態(tài)的特征參數(shù)。然而，我們在組態(tài)環(huán)境中生成的畫面都是靜止的，如何在工程運(yùn)行中產(chǎn)生動(dòng)畫效果呢？方法是：圖形的每一種動(dòng)畫屬性中都有一個(gè)“表達(dá)式”設(shè)定欄，在該欄中設(shè)定一個(gè)與圖形狀態(tài)相聯(lián)系的數(shù)據(jù)變量，連接到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中，以此建立相應(yīng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，MCGS稱之為動(dòng)畫連接。1.3MCGS組態(tài)軟件的工作方式MCGS如何與設(shè)備進(jìn)行通訊：MCGS通過設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。包括數(shù)據(jù)采集和發(fā)送設(shè)備指令。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是由VB、VC程序設(shè)計(jì)語言編寫的DLL（動(dòng)態(tài)連VBVCDLL接庫）文件，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序中包含符合各種設(shè)備通訊協(xié)議的處理程序，將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的特征數(shù)據(jù)采集進(jìn)來或發(fā)送出去。MCGS負(fù)責(zé)在運(yùn)行環(huán)境中調(diào)用相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，將數(shù)據(jù)傳送到工程中各個(gè)部分，完成整個(gè)系統(tǒng)的通訊過程。每個(gè)驅(qū)動(dòng)程序獨(dú)占一個(gè)線程，達(dá)到互不干擾的目的。1.4MCGS如何實(shí)施遠(yuǎn)程多機(jī)監(jiān)控MCGS如何實(shí)施遠(yuǎn)程多機(jī)監(jiān)控：

MCGS提供了一套完善的網(wǎng)絡(luò)機(jī)制，可通過TCP/IP網(wǎng)、Modem網(wǎng)和串口網(wǎng)將多臺(tái)計(jì)算機(jī)連接在一起，構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步、歷史數(shù)據(jù)同步和網(wǎng)絡(luò)事件的快速傳遞。同時(shí),可利用MCGS提供的網(wǎng)絡(luò)功能，在工作站上直接對(duì)服務(wù)器中的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行讀寫操作。分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都要安裝一套MCGS工控組態(tài)軟件。MCGS把各種網(wǎng)絡(luò)形式，進(jìn)行工作狀態(tài)、端口號(hào)、工作站地址等屬性參數(shù)的設(shè)置。2電動(dòng)大門現(xiàn)狀2.1電動(dòng)大門監(jiān)控系統(tǒng)電動(dòng)大門在生活中很常見。獨(dú)立的電動(dòng)大門控制用普通繼電器和單片機(jī)實(shí)現(xiàn)比較多見。我國每年約有21億平方米的房屋建筑工程，相當(dāng)于歐洲和美國的總和。通常在房屋總建筑面積中，門與窗的建設(shè)面積約占25%-30%，也就是說，我國每年約有5億多平方米的電動(dòng)門建設(shè)任務(wù)，是整個(gè)歐洲每年電動(dòng)大門建設(shè)面積的4倍以上。電動(dòng)大門是為人制造的，電動(dòng)大門的功能從安全、環(huán)保與節(jié)能等方面綜合考慮，對(duì)建筑外窗的性能指標(biāo)要求主要有以下幾項(xiàng)：氣密性能、水密性能、抗風(fēng)壓性能、保溫性能、隔聲性能和采光性能等，其中氣密性能、水密性能、抗風(fēng)壓性能通常稱為建筑外窗的“三性”，它是建筑外窗在質(zhì)量檢測過程中最常見的檢測項(xiàng)目，也是控制建筑外窗性能的重要的在我國許多電動(dòng)門行業(yè)起步都是比較晚的，但是發(fā)展的速度卻是非?？斓?，每年都是大速度的遞增，電動(dòng)大門的使用范圍不斷擴(kuò)大，發(fā)展?jié)摿Σ蝗菪∮U。2.2電動(dòng)大門監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)象分析電動(dòng)大門的驅(qū)動(dòng)裝置：電動(dòng)大門的運(yùn)動(dòng)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)大門功率一般要求不高，多采用單相異步電動(dòng)機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)如下：輸入電壓：～220V±10%50Hz電機(jī)功率：370W電機(jī)轉(zhuǎn)速：1400r/min輸出轉(zhuǎn)速：46.6r/min重量：18kg啟動(dòng)電流：3A電動(dòng)大門監(jiān)控系統(tǒng)的控制要求：（1）警衛(wèi)人員通過操作開門按鈕、關(guān)門按鈕和停止按鈕控制大門。（2）當(dāng)警衛(wèi)按下開門按鈕后，報(bào)警燈開始閃爍，提示所有人員和車輛注意。5s后，門開始打開，當(dāng)門完全打開時(shí)，門自動(dòng)停止，報(bào)警燈停止閃爍。（3）當(dāng)警衛(wèi)按下關(guān)門按鈕時(shí)，報(bào)警燈開始閃爍，5s后，門開始關(guān)閉，當(dāng)門完全關(guān)閉時(shí)，門自動(dòng)停止，報(bào)警燈停止閃爍。（4）在門運(yùn)動(dòng)過程中，任何時(shí)候只要警衛(wèi)按下停止按鈕，立即停在當(dāng)前位置，報(bào)警燈停閃。（5）關(guān)門過程中，若夾住人或物品，立即停止運(yùn)動(dòng)，以防發(fā)生傷害。（6）能在計(jì)算機(jī)上動(dòng)態(tài)顯示大門運(yùn)動(dòng)情況，并可在計(jì)算機(jī)操控門狀態(tài)。電動(dòng)大門的主電路：電動(dòng)大門的開關(guān)門動(dòng)作可以通過電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。如下圖1.2所示是一種單相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制電路原理圖。圖1.2電容運(yùn)行單相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路電動(dòng)大門對(duì)象分析：被控對(duì)象—電動(dòng)大門。被控參數(shù)—開關(guān)門動(dòng)作、報(bào)警燈閃爍?？刂颇繕?biāo)—使電動(dòng)大門能夠接收開門、關(guān)門、停止等命令，并發(fā)出正、反轉(zhuǎn)信號(hào)，大門動(dòng)作后，還應(yīng)能夠檢測是否已經(jīng)全部打開或關(guān)閉，是否夾到人或物品，能夠自動(dòng)停止?？刂谱兞俊矁蓚€(gè)，分別控制正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器。2.3電動(dòng)大門監(jiān)控系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)備選型與電路設(shè)計(jì)命令輸入設(shè)備選型：本系統(tǒng)命令輸入設(shè)備只需要1個(gè)開門按鈕、1個(gè)關(guān)門按鈕、1個(gè)停止按鈕。為安裝方便，可選擇帶按鈕盒的三聯(lián)按鈕。傳感器和變送器選型：大門極限位置檢測用行程開關(guān)實(shí)現(xiàn)，行程開關(guān)安裝在大門兩側(cè)，大門開關(guān)到位后碰到行程開關(guān)，觸點(diǎn)動(dòng)作。檢測是否夾到人或物品的傳感器叫安全觸板，它安裝在大門上。安全觸板實(shí)質(zhì)也是行程開關(guān)，當(dāng)夾到物品時(shí)觸板向內(nèi)略有形變，帶動(dòng)內(nèi)部的微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作。更先進(jìn)的方法是采用紅外探測裝置進(jìn)行夾物檢測，可以做到非接觸測量。注意如果門安裝在室外，必須選擇室外型傳感器。執(zhí)行器選型：2.3.1中間繼電器選型本系統(tǒng)被控對(duì)象是單相異步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)參數(shù)如下：輸入電壓：～220V±10%50Hz；電機(jī)功率：370W電機(jī)轉(zhuǎn)速：1400r/min；輸出轉(zhuǎn)速：46.6r/min重量：18kg；啟動(dòng)電流：3A2.3.2報(bào)警燈選型系統(tǒng)還需要一個(gè)報(bào)警燈，可選擇施耐德旋轉(zhuǎn)反射信號(hào)燈，型號(hào)為XVR-1M04，交流220V供電，發(fā)紅光。2.3.3I/O接口設(shè)備選型電動(dòng)大門系統(tǒng)I/O點(diǎn)基本情況電動(dòng)大門系統(tǒng)的I/O點(diǎn)如表2.1，共有6個(gè)DI，3個(gè)DO。選擇電動(dòng)大門系統(tǒng)的I/O設(shè)備本系統(tǒng)可選擇西門子S7-200PLC系列的CPU222作I/O接口設(shè)備。3電動(dòng)大門功能及特點(diǎn)1、電動(dòng)伸縮門的智能紅外探頭防撞裝置，遇人或異物30-50cm，可自行返回運(yùn)行，從而保障車輛及行人的安全。2、電動(dòng)伸縮門可以選用電子軟啟動(dòng)與機(jī)械緩沖裝置配合使用，啟閉時(shí)主機(jī)不搖晃且運(yùn)行順暢，普通電動(dòng)門在啟閉時(shí)易晃動(dòng)，運(yùn)行繼續(xù)且發(fā)出磨擦噪音，導(dǎo)致交接管折斷。3、電動(dòng)伸縮門的離心式離合器，在停電時(shí)只需將精致的鑰匙從專用離合孔插入，輕松旋轉(zhuǎn)90度角，即轉(zhuǎn)為手動(dòng)運(yùn)行。4、大功率動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，電機(jī)蝸輪采用KK合金材料。具有強(qiáng)韌性，高強(qiáng)耐摩性，適用性，機(jī)械摩擦損耗小，機(jī)械傳動(dòng)效率高。5、電動(dòng)伸縮門高性能耐高溫、抗寒線，所有的電線我們采用高新性能材料表面耐寒抗養(yǎng)化，炎熱的夏天在90℃時(shí)不受影響能正常使用。在寒冷的冬天零下50℃時(shí)仍然正常使用。6、電動(dòng)伸縮門全新顯示屏外觀設(shè)計(jì)，形象大器美觀。由超高亮度LED和點(diǎn)陣模塊組成，其主要功能可以顯示中英文廣告字及日期時(shí)間，可存儲(chǔ)500個(gè)16X16點(diǎn)陣字符，顯示內(nèi)容可以隨意更換。7、電動(dòng)伸縮門產(chǎn)用鑄鋁芯輪，輪子材料采用高強(qiáng)合金鋁材料鑄造而成，外觀引用奔馳輪子輪廓，外圍耐摩材料采用高抗摩天然橡膠材料，且加寬了行輪寬度，大大增強(qiáng)了輪子的抓地性，運(yùn)行可靠。奔馳品質(zhì)，值得信賴。參考文獻(xiàn)[1]袁秀英，石梅香.計(jì)