基于MCGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制

4 4 4 4基于MCGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制南京工業(yè)大學自動化060210胡杰目錄 2 1電梯PLC控制系統(tǒng) 21.1什么是可編程控制器,它有什么特點, 21.2系統(tǒng)結構和控制器選型 2.3本次實習所選用的PLC機型，以及編程軟件, 3四層樓電梯模擬控制的設計控制要求 3I/O點的分配如下 4 4.PLC編程程序如下: 26 26 26 264.1指令表: 44.2梯形圖: 10 5.MCGS組態(tài)過程以及相關畫面如下: 205.1設計監(jiān)控界面 205.2定義數據變量 21動畫連接 22MCGS與PLC的連接 24編制循環(huán)策略 25 6.實習中的問題 組態(tài)畫面的設計 26組態(tài)動畫的設計 26腳本程序的編寫 27四層樓電梯的PLC控制程序的編寫 27結束語 27基于MCGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制(1/27)南京工業(yè)大學自動化060210胡杰前言電梯的電氣系統(tǒng)由拖動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分組成。傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)采用的繼電器邏輯控制由于觸點多,故障率高,可靠性差,體積大等缺點,正逐漸被淘汰。目前電梯設計使用可編程控制器(PLC),要求功能變化靈活,編程簡單,故障少，噪音低。維修保護方便,節(jié)能省工,抗干擾能力強,控制箱占地面積少。當乘員進入電梯,按下樓層按鈕,電梯門自動關閉?？刂葡到y(tǒng)進行下列運作,根據轎廂所處位置及乘員所處層數,判定轎廂的運行方向,保證轎廂平層減速,將轎廂停在選定的樓層上,同時,樓層的呼叫,順路停車,自動開關門。另外在轎廂外均要有信號燈顯示電梯的運行方向及樓層數。MCGS（MonitorandControlGeneratedSystem）即，通用監(jiān)控系統(tǒng)。它是一套用于快速構造和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件,能夠在Windows平臺上運行。通過對現(xiàn)場數據的采集和處理，以及動畫顯示，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問題的方案,充分利用Windows圖形功能完備，界面一致性好，易學易用的特點。比以往使用專用機開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具有通用性。在自動化領域有著廣泛的應用。本文利用MCGS組態(tài)軟件檢驗電梯PLC控制系統(tǒng)的運行情況。1電梯PLC控制系統(tǒng)1.1什么是可編程控制器,它有什么特點,可編程序控制器（ProgrammableL0cController簡稱PLC）是以微處理器為核心，綜合了計算機控制、自動化、通訊網絡等技術的一種通用的工業(yè)控制裝置。PLC電梯控制系統(tǒng)有如下的特點：（1）、PLC是基于工業(yè)環(huán)境下設計的控制裝置，環(huán)境適應性強，可靠性高；（2）、PLC最常用的編程語言是梯形圖語言，編程語言形象、直觀，編程簡單，便于廣大現(xiàn)場工程技術人員掌握。（3）、PLC控制系統(tǒng)的體積小，重量輕，便于安裝，維修方便。（4）、PLC具有自診斷、故障報警、故障種類顯示等功能，可以方便的實時監(jiān)視系統(tǒng)的運行狀態(tài)。（5）、現(xiàn)代PLC具有傳統(tǒng)控制系統(tǒng)無法比擬的遠程數據傳送、交換、控制和監(jiān)視的網絡通訊功能。1.2系統(tǒng)結構和控制器選型電梯的PLC控制系統(tǒng)的結構如圖1所示，主要硬件包括:可編控制器PLC、變頻器、光電旋轉編碼器、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、門機及其他電氣元件等?；贛CGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制（2/27）

南京工業(yè)大學自動化060210胡杰申萬技112圖1南京工業(yè)大學自動化060210胡杰申萬技112圖1系統(tǒng)結構圖1.3本次實習所選用的PLC機型，以及編程軟件,組后覽控T拽喟機降二年受蟆曲S7-200可編程控制器是德國西門子公司研制的一種新型可編程控制器。它工作可靠，功能極其強大，存儲容量大，編程方便，輸出端可直接驅動2A的繼電器或接觸器的線圈，抗干擾能力強。因此，能夠滿足電梯對電氣控制系統(tǒng)的要求。S7-200系列小型PLC(MicroPLC)可應用于各種自動化系統(tǒng)。緊湊的結構，低廉的成本，強大的功能使得它成為各種小型控制任務的理想解決方案。在本次設計中，利用它編寫控制一個四層樓電梯的控制系統(tǒng)。分別完成轎廂內指令，廳外召喚指令，樓層位置指示，開門控制等任務。STEP7/WIN32是S7-200系列的PLC編程軟件，可以對S7-200的所有功能進行編程。該軟件在Windows平臺上運行。其基本功能是協(xié)助用戶完成應用軟件任務。例如:創(chuàng)建用戶程序，修改和編輯過程中編輯器具有簡單的語法檢查功能。還可以直接用軟件設置PLC的工作方式，參數和運行監(jiān)控。2四層樓電梯模擬控制的設計控制要求開始時，電梯處于任意一層。當有外呼電梯信號到來是，轎廂響應該呼梯信號，達到該樓層時，轎廂停止運行，(轎廂門打開，延時3秒后自動關門)當有內呼電梯信號到來是，轎廂響應該呼梯信號，達到該樓層時，轎廂停止運行，(轎廂門打開，延時3秒后自動關門)在電梯轎廂運行過程中，即轎廂上升(或下降)途中，任何反方向下降(或上升)的外呼信號均不響應，但如果反方向外呼梯信號前方再無其他內、外呼梯基于MCGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制(3/27)南京工業(yè)大學自動化060210胡杰信號時，則電梯響應該外呼梯信號。例如，電梯轎廂在一樓，將要運行到三樓，在次過程中可以響應二層向上的外呼梯信號，但不響應二層向下的外呼梯信號。當到達三層，如果四層沒有任何呼梯信號，則電梯可以響應三層向下外呼梯信號。否則，電梯將繼續(xù)運行至四樓，然后向下運行響應三層向下外呼梯信號。電梯具有最遠反向外呼梯功能。例如，電梯轎廂在一樓，而同時有二層向下呼梯，三層向下呼梯，四層向下外呼梯，則電梯轎廂先去四樓響應四層向下外呼梯信號。電梯未平層或運行時，開門按鈕和關門按鈕均不起作用。平層且電梯轎廂停止運行后，按開門按鈕轎廂開門，按關門按鈕轎廂關門。3I/O點的分配如下I0.0S4四層內呼叫I0.7U1一層上呼S3三層內呼叫I1.0U2二層上呼S2二層內呼叫I1.1U3三次上呼S1一層內呼叫I1.2SQ1一層限位D4四層下呼I1.3SQ2二層限位D3三層下呼I1.4SQ3三層限位D2二層下呼I1.5SQ4四層限位Q0.0L4轎廂在四層Q1.0SL2內呼二層指示Q0.1L3轎廂在三層Q1.1SL1內呼一層指示Q0.2L2轎廂在二層Q1.2UP1外呼一層上指示Q0.3L1轎廂在一層Q1.3UP2外呼二層上指示Q0.4DOWN轎廂上行Q1.4UP3外呼三層上指示Q0.5UP轎廂下行Q1.5DN2外呼二層下指示Q0.6SL4內呼四層指示Q1.6DN3外呼三層下指示Q0.7SL3內呼三層指示Q1.7DN4外呼四層下指示4.PLC編程程序如下：4.1指令表:LDsq1基于MCGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制(4/27)南京工業(yè)大學自動化060210胡杰=l1LDsq2=l2LDsq3=l3LDsq4=l4LDsq1OupLDM0.5OM0.4ALDLDsq2Osq1OupANM0.5LDM0.7OM0.6ALDOLD=M2.0LDsq4OdownLDM0.7OM0.6ALDLDsq4Osq3OdownANM0.6LDM0.5OM0.4ALDOLD=M2.1LDNM0.2ANM3.0ANdownLDNsq1ANsq2ANsq3ANsq4OLD=M3.3基于MCGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制OM1.3OM1.3OM1.3OM1.3M1.5M1.5=(5/27)南京工業(yè)大學自動化060210胡杰LDsq3Osq2Osq1OupANM0.5AM1.0ANM0.7OM2.0AM3.3=upLDNM0.2ANM2.7ANupLDNsq1ANsq2ANsq3ANsq4OLD=M3.4LDsq4Osq3Osq2OdownANM0.6AM0.3ANM0.4LDM2.1OM3.6OLDAM3.4=downLDd4Asq4LDu3Od3Asq3OLDLDu2Od2Asq2OLDLDu1Asq1OLD基于MCGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制(6/27)南京工業(yè)大學自動化060210胡杰=M0.2LDM0.2ANM2.2TONT37,20LDT37=M2.2RM0.2,1LDd4Odn4ANsq4=dn4LDsq1Osq2Osq3As4OM1.6ANsq4=M1.6LDdn4OM1.6=M1.0LDd3Odn3LDNsq3OM2.7ALD=dn3LDsq4As3OM1.7LDNsq3OM2.7ALD=M1.7LDM1.7Odn3=M0.6LDd2Odn2LDNsq2OM2.7ALD=dn2LDsq3基于MCGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制(7/27)南京工業(yè)大學自動化060210胡杰Osq4As2OM1.5LDNsq2OM2.7ALDLDM1.5Odn2=M0.4LDu1Oup1ANsq1=up1LDsq2Osq3Osq4As1OM1.4ANsq1=M1.4LDM1.4Oup1=M0.3LDupOdownANs3=M3.1LDM0.5ANsq2OM0.7ANsq3OM1.0ANsq4ANM3.0=M2.7LDM0.6ANsq3OM0.4ANsq2OM0.3ANsq1ANM2.7=M3.0基于MCGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制(8/27)南京工業(yè)大學自動化060210胡杰LDu2Oup2LDNsq2OM3.0ALD=up2LDsq1Osq2A s2OM1.3 LDNsq2OM3.0ALD=M1.3LDup2OM1.3 =M0.5LD u3Oup3LDNsq3OM3.0 ALD=up3LDsq1Osq2A s3OM4.0 LDNsq3OM3.0ALD=M4.0LDup3OM4.0 =M0.7LD SM0.1ANsq1ANsq2ANsq3ANsq4SM3.6,1LDsq1RM3.6,1LDM1.6=sl4基于MCGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制(9/27)南京工業(yè)大學自動化060210胡杰LDM1.7OM4.0=sl3LDM1.4=sl1LDM1.5=sl24.2梯形圖:Mehn*II可箸王/EofmcnlULIn4I*Cogiaril|￡q口u：q4115基于MCGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制(10/27)南京工業(yè)大學自動化060210胡杰南京工業(yè)大學自動化060210胡杰南京工業(yè)大學自動化060210胡杰南京工業(yè)大學自動化060210胡杰南京工業(yè)大學自動化060210胡杰基于MCGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制(11/27)((#/27)A-dki?!；Em-enl國I”出.浩也:41Il2:企IIJiq3ilJi:ki4ii□Mliii7uZiiyU3Ui137IN「IMPT1111ms基于MCGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制南京工業(yè)大學自動化060210胡杰南京工業(yè)大學自動化060210胡杰南京工業(yè)大學自動化060210胡杰南京工業(yè)大學自動化060210胡杰基于MCGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制(14/27)南京工業(yè)大學自動化060210胡杰南京工業(yè)大學自動化060210胡杰南京工業(yè)大學自動化060210胡杰南京工業(yè)大學自動化060210胡杰南京工業(yè)大學自動化060210胡杰基于MCGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制(15/27)基于MCGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制(16/27)南京工業(yè)大學自動化060210胡杰南京工業(yè)大學自動化060210胡杰南京工業(yè)大學自動化060210胡杰南京工業(yè)大學自動化060210胡杰南京工業(yè)大學自動化060210胡杰基于MCGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制(17/27)基于MCGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制(18/27)基于MCGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制(19/27)南京工業(yè)大學自動化060210胡杰南京工業(yè)大學自動化060210胡杰南京工業(yè)大學自動化060210胡杰南京工業(yè)大學自動化060210胡杰5.MCGS組態(tài)過程以及相關畫面如下：5.1設計監(jiān)控界面在組態(tài)平臺上，創(chuàng)建“四層電梯實驗監(jiān)控”用戶窗口，單擊“動畫組態(tài)”，進入動畫制作窗口。利用組態(tài)工具，繪制四層電梯實驗監(jiān)控界面。基于MCGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制(20/27)南京工業(yè)大學自動化060210胡杰

AAkjh圖2四層電梯PLC實驗監(jiān)控界面四星也端幟盤轉到，用收卦於門刈化時31口蛆杰taEicWWAAkjh圖2四層電梯PLC實驗監(jiān)控界面四星也端幟盤轉到，用收卦於門刈化時31口蛆杰taEicWW定義數據變量實時數據庫是工程的數據交換和數據處理中心。數據變量是構成實時數據庫的基本單元，建立實時數據庫的過程也就是定義數據變量的過程。定義數據變量的內容主要包括:指定數據變量的名稱、類型、初始值和數值范圍，確定與數據變量存盤相關的參數，如存盤的周期、存盤的時間范圍和保存期限等。(1)對象列表名稱類型注釋名稱類型注釋S1開關型一層內呼叫S2開關型二層內呼叫S3開關型三層內呼叫S4開關型四層內呼叫D4開關型四層下呼D3開關型三層下呼D2開關型二層下呼U1開關型一層上呼U2開關型二層上呼U3開關型三層上呼DOWN開關型下降指示UP開關型上升標志L4開關型四層指示L3開關型三層指示L2開關型二層指示L1開關型一層指示F1LEFT數值型一層門關F2LEFT數值型二層門關F3LEFT數值型三層門關F4LEFT數值型四層門關F1flag開關型一層門關標志F2flag開關型二層門關標志基于MCGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制(21/27)南京工業(yè)大學自動化060210胡杰南京工業(yè)大學自動化060210胡杰F3flag開關型三層門關標志F4flag開關型四層門關標志(2)屬性設置將開關型變量的基本屬性中的對象初值設置為0,數值型變量的屬性設置:以F1LEFT為例，基本屬性中的對象初值設置為100，最小值為0，最大值為100，其(3)MCGS中定(3)MCGS中定義的實時數據庫如下:H1-H1-上-為毒為黑蘭.K#王關井地先值工瓶m修行-尸叢尸王些fr

.1.懺刁界片評/開?開舞舞托強彳著拜激拈等手舟裝工命滬不sefl曲±S?SE里哲H出%江紿咒蟲叁學西3G，-￡/宅^?Fr-Fthr-』V-LT■度一4r2破ay心-冷4F>.air?"!二-ILi-BIFi/才L?寸-IB?3--?^TR.■』“3WW+FF，NR.TTT,T1耳開開總方舟開時開琲許開計所塞聿RQB鐘門占卻口1銅口4朝U4HDKI疝加*聲」*3iHiilMHlDOWNi-i|JCWNI，fcjriB.uMhejfft"F?口■“:&imrFTaFl再如iWheth護F喘口T如1即產qiiM：^liin'i.'lIIII-"?JI|ipwll.J*<jriI抬III產川k7!2制U*1L」iau動畫連接由圖形對象搭制而成的圖形界面是靜止不動的，需要對這些圖形對象進行動畫設計，真實地描述外界對象的狀態(tài)變化，達到過程實時監(jiān)控的目的。實現(xiàn)圖形動畫設計的主要方法是將用戶窗口中圖形對象與實時數據庫中的數據對象建立相關性連接，并設置相應的動畫屬性。在系統(tǒng)運行過程中，圖形對象的外觀和狀態(tài)特征，由數據對象的實時采集值驅動，從而實現(xiàn)了圖形的動畫效果。(1)指示燈的屬性設置在用戶窗口中，雙擊三層電梯PLC實驗監(jiān)控窗口進入，選中一層內選指示圖標并雙擊，彈出單元屬性設置窗口?；贛CGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制(22/27)

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■元靜恒r'，"i冬?3nit.rUDTii'，"i冬?3nit.rUDTii--]-：.-■~'c■〒干移引r南日哥功(2)轎廂屬性的設置雙擊界面中表示電梯上升下降的轎廂，彈出屬性設置窗口，屬性設置如下:qilins季n掙5：qilins季n掙5：口軻W?imi*值n %]i"優(yōu)見?IP應口rVriHrHIin0H峰喻鼻左；H和動謂士S；ii―三 儼EW芮SM-足上移站滑工是i￥ii-',達干”「以汨或「XJL ' "H破瓶m聚冷㈣ 和廂A基于MCGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制(23/27)南京工業(yè)大學自動化060210胡杰(3)數值型變量的設置數值型變量有六個，以變量F1LEFT為例：一層左門的屬性設置如圖所示。

：FTLliA■-I5化忐悟?「仙1后蛆T.I±1￡4止『塘：FTLliA■-I5化忐悟?「仙1后蛆T.I±1￡4止『塘『i>+1|立?世m(xù)a?Jif.Painn一節(jié)坦用△Q.tJ'Rlt-耳用勁口早用展起一「I7!工鳥后市一層右門設置同左門，區(qū)別在于變化方向相反。MCGS與PLC的連接設備窗口是MCGS系統(tǒng)的重要組成部分，負責建立系統(tǒng)與外部硬件設備的連接，使得MCGS能從外部設備讀取數據并控制外部設備的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對工業(yè)過程的實時監(jiān)控。在MCGS組態(tài)軟件開發(fā)平臺上，單擊“設備窗口”，再單擊“設備組態(tài)”按鈕進入設備組態(tài)。在“設備工具箱”中，選中“串口通訊父設備”和“西門子S7200PPI”）！”，加到右面已選設備并分別設置兩者的屬性,與PLC的I/O設置保持一致?基本設置如下圖:沖13沖13代零城時1H4匚力」，此月i7S.T13U?「r土圖INI#ist-i-IU?O..I1f>di.tw■詡2i1fw,11Ui1111府Tallini1IU.七匚序舊ULI*-基于MCGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制(24/27)南京工業(yè)大學自動化060210胡杰MftM-NMl1 -I空訓甫謂可仔,誨*.門科/當方flUSu信說"號1部口閭IH?HSJ^iT|[HD.l：,T型3nnu*i5rAlWinvJ',w口*口握irwit#B-口孑B弓iHlIHDQF□EB凹屎|劇1口后也UIQ-Ji=imD.r生ui?S總幅欣irt]Qu>R^idomT1￡口1g占即IIILH'n0*11111到ni編制循環(huán)策略在“運行策略”中，雙擊“循環(huán)策略”進入，雙擊圖標進入“策略屬性設置”，把“循環(huán)時間”設為：100山$,按“確定”。雙擊進入腳本程序編輯環(huán)境，程序如下:ifL1=1andUP=0andF1flag=1andF1LEFT>0thenF1LEFT=F1LEFT-3ifUP=1andL1=1andF1LEFT<100thenF1LEFT=F1LEFT+3ifF1LEFT=100thenF1flag=1ifF1LEFT=0thenF1flag=0//一層電梯門開關控制ifL2=1andUP=0andDOWN=0andF2flag=1andF2LEFT>0thenF2LEFT=F2LEFT-3if((UP=1andL2=1)or(DOWN=1andL2=1))andF2LEFT<100thenF2LEFT=F2LEFT+3ifF2LEFT=100thenF2flag=1ifF2LEFT=0thenF2flag=0//二層電梯門開關控制ifL3=1andUP=0andL4=0andDOWN=0andF3flag=1andF3LEFT>0thenF3LEFT=F3LEFT-3if((UP=1andL3=1)or(DOWN=1andL3=1))andF3LEFT<100thenF3LEFT=F3LEFT+3ifF3LEFT=100thenF3flag=1ifF3LEFT=0thenF3flag=0//三層電梯門開關控制基于MCGS組態(tài)軟件的四層樓電梯模擬控制(25/27)南京工業(yè)大學自動化060210胡杰ifL4=1andDOWN=0andF4flag=1andF4LEFT>0thenF4LEFT=F4LEFT-3ifDOWN=1andL4=1andF4LEFT<100thenF4LEFT=F4LEFT+3ifF4LEFT=100thenF4flag=1ifF4LEFT=0thenF4flag=0//四層電梯門開關控制if(((SL2=1orUP2=1orDN2=1)andjiaoxiang>-150)or((SL3=1orUP3=1orDN3=1)andjiaoxiang>-300)or((SL4=1orDN4=1)andjiaoxiang>-450))and(F1LEFT>=100andF2LEFT>=100andF3LEFT>=100)andUP=1thenjiaoxiang=jiaoxiang-2//移動塊(轎廂)上升控制if(((SL3=1orDN3=1orUP3=1)andjiaoxiang<-300)or((SL2=1orDN2=1orUP2=1)andjiaoxiang<-150)or((SL1=1orUP1=1)andjiaoxiang<0))and(F2LEFT>=100andF3LEFT>=100andF4LEFT>=100)andDOWN=1thenjiaoxiang=jiaoxiang+2//移動塊(轎廂)上升控制按“確認”退出，完成腳本程序編寫。在菜單項“文件”中選“進入運行環(huán)境”或南京工業(yè)大學自動化060210胡杰南京工業(yè)大學自動化060210胡杰南京工業(yè)大學自動化060210胡杰南京工業(yè)大學自動化060210胡杰直接按“F5”或直接按工具條中圖標，都可以進入運行環(huán)境。6.實習中的問題組態(tài)畫面的設計本次實習之前，我們在DCS課程中接觸過組態(tài)軟件，當時使用的是浙江中控的產品，我們只是進行了簡單的畫面和相關操作員站的組態(tài)設計，沒有和現(xiàn)場設備相連接。我還記得當時我一直困惑著畫面為什么就可以動起來了，可是一