基于组态王的五层电梯控制.docx
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基于组态王的五层电梯控制
实训报告
题目名称：
基于组态王的五层电梯控制
系部：
电气与信息工程系
专业班级：
自动化13-2班
学生姓名：
学号：
指导教师：
完成日期：
2017年1月6日
新疆工程学院
实训评定意见
实训题目基于组态王的五层电梯控制
系部电气与信息工程系专业班级自动化13-2
学生姓名学生学号
评定意见：
评定成绩：
指导教师（签名）：
年月日
评定意见参考提纲：
1、学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。
2、学生的勤勉态度。
3、设计或说明书的优缺点，包括：
学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。
新疆工程学院
电气与信息工程系（部）实训任务书
2016/2017学年上学期2017年1月2日
专业
自动化
班级
13-2
课程名称
DCS及现场总线综合实训
实训题目
基于组态王的五层电梯控制
指导教师
毛昀
起止时间
2017.1.1-2017.1.9
周数
1周
实训地点
新疆工程学院
实训目的：
1.根据课堂讲授内容，做相应的自主练习，消化课堂所讲解的内容。
2.通过典型例题或习题积累软件学习应用的经验。
3.通过完成实训题目，逐渐培养学生的组态软件的应用能力，用计算机解决实际问题的能力。
4.通过完成实训题目，提高学生对集散控制系统的认识和理解，掌握组态的内涵。
实训任务或主要技术指标：
（1）主界面的绘制
（2）完成动画链接，编写脚本程序
（3）当按下电梯外部上下按钮时电梯运行，按下内部按钮到达相应的楼层
（4）当不同楼层同时按下上、下按钮时优先向上运行
（5）按下楼层内部按钮时电梯能够到达相应楼层
（6）当电梯运行在几楼时相应的外部指示会闪烁
实训进度与要求：
。
2017.1.1-2017.1.2查阅相关资料确定总体方案。
2017.1.3-2017.1.6完成外部组态界面的绘制，完成动画链接，编写脚本程序。
2017.1.7-2.17.1.9完成课程设计论文。
主要参考书及参考资料：
[1]李俊秀主编.可编程控制器应用技术[M]，化学工业出版社，2008.7。
[2]陈伯时主编.电力拖动自动控制系统[M]，机械工业出版社，1992.5。
[3]周波等主编.可编程序控制器原理与应用[M]，国防工业出版社，2008。
[4]高钦和主编.可编程控制器应用技术与设计实例[M]，人民邮电出版社，2004。
教研室主任（签名）系（部）主任（签名）
摘要
随着现代城市的发展，高层建筑日益增多，电梯成为人们日常生活必不可少的代步工具。
电梯性能的好坏对人们生活的影响越来越显着，因此必须努力提高电梯系统的性能，保证电梯的运行既高效节能又安全可靠。
本设计用组态王设计包括轿厢内指令和厅外召唤信号的登记与消除、电梯选层和定向、电梯开关门运行、电梯上下行控制、电梯的指层控制等功能，实现了轿厢内与各层电梯指令的显示能够直观的看到电梯是如何运作的。
论文简要的分析了电梯控制系统的组成，详细介绍了了利用组态王软件实现电梯监控系统的设计过程。
关键词：
组态王；控制系统；监控层
1.前言
1.1课题意义
利用组态王KingView6.55制作电梯监控系统的设计过程,该系统与PLC控制系统进行实时数据交换,在组态监控画面上能实时反映电梯的运行状态,并能通过监控画面控制电梯运行状态,从而实现对电梯运行状态的双向控制。
这种用组态王建立的五层电梯软件模型,在应用中容易实现监测,因此有较大的应用价值。
1.2课题背景
电梯作为建筑物内的一种主要交通工具，向人们提供安全、快速、舒适的垂直交通运输服务，随着建筑物向高层化和大型化方向发展,特别是近年来由于智能大楼的出现，电梯控制系统变得越来越复杂，可编程控制器和交流调速控制在电梯领域的广泛应用，使电梯的舒适性和安全性及智能化程度得到大的提高。
而利用组态王来监控这个系统达到实时运转的状态。
电梯的远程监控是智能化楼宇的一部分，其内涵的实质是在信息技术系统的平台上把需求目标、应用功能与系统相关各个要素紧密地整合在一起以达到智能化整体目标。
表现为建筑物内的信息参数处于可观测能控制的状态；建筑物能迅速响应用户的各种需求。
确定最组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。
组态王kingview6.55是亚控科技根据当前的自动化技术的发展趋势，面向低端自动化市场及应用，以实现企业一体化为目标开发的一套产品。
该产品以搭建战略性工业应用服务平台为目标，集成了对亚控科技自主研发的工业实时数据库（KingHistorian）的支持，可以为企业提供一个对整个生产流程进行数据汇总、分析及管理的有效平台，使企业能够及时有效地获取信息，及时地做出反应，以获得最优化的结果。
组态王保持了其早期版本功能强大、运行稳定且使用方便的特点，并根据国内众多用户的反馈及意见，对一些功能进行了完善和扩充。
组态王kingview6.55提供了丰富的、简捷易用的配置界面，提供了大量的图形元素和图库精灵，同时也为用户创建图库精灵提供了简单易用的接口；该款产品的历史曲线、报表及web发布功能进行了大幅提升与改进，软件的功能性和可用性有了很大的提高。
组态王在保留了原报表所有功能的基础上新增了报表向导功能，能够以组态王的历史库或KingHistorian为数据源，快速建立所需的班报表、日报表、周报表、月报表、季报表和年报表。
此外，还可以实现值的行列统计功能。
组态王在web发布方面取得新的突破，全新版的Web发布可以实现画面发布，数据发布和OCX控件发布，同时保留了组态王Web的所有功能：
IE浏览客户端可以获得与组态王运行系统相同的监控画面，IE客户端与Web服务器保持高效的数据同步，通过网络您可以在任何地方获得与Web服务器上相同的画面和数据显示、报表显示、报警显示等，同时可以方便快捷的向工业现场发布控制命令，实现实时控制的功能。
组态王集成了对KingHistorian的支持，且支持数据同时存储到组态王历史库和工业库，极大地提高了组态王的数据存储能力，能够更好地满足大点数用户对存储容量和存储速度的要求。
KingHistorian是亚控新近推出的独立开发的工业数据库。
具有单个服务器支持高达100万点、256个并发客户同时存储和检索数据、每秒检索单个变量超过20,000条记录的强大功能。
能够更好地满足高端客户对存储速度和存储容量的要求，完全满足了客户实时查看和检索历史运行数据的要求。
有效的方式为用户提供便捷、舒适富有创造力的环境。
计算机、通讯技术的发展，使大楼的信息得以快速传递，从而可实现大厦智能化的电梯首先要与智能化的大厦所有自动化信息系统联网，如与消防、保安楼宇设备控制等系统交互联系，使电梯成为安全舒适、高效优质的服务工具。
2.各组态软件及PLC简介
2.1组态软件简介
2.1.1组态王软件
组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。
组态王kingview6.55是亚控科技根据当前的自动化技术的发展趋势，面向低端自动化市场及应用，以实现企业一体化为目标开发的一套产品。
该产品以搭建战略性工业应用服务平台为目标，集成了对亚控科技自主研发的工业实时数据库（KingHistorian）的支持，可以为企业提供一个对整个生产流程进行数据汇总、分析及管理的有效平台，使企业能够及时有效地获取信息，及时地做出反应，以获得最优化的结果。
组态王保持了其早期版本功能强大、运行稳定且使用方便的特点，并根据国内众多用户的反馈及意见，对一些功能进行了完善和扩充。
组态王kingview6.55提供了丰富的、简捷易用的配置界面，提供了大量的图形元素和图库精灵，同时也为用户创建图库精灵提供了简单易用的接口；该款产品的历史曲线、报表及web发布功能进行了大幅提升与改进，软件的功能性和可用性有了很大的提高。
组态王在保留了原报表所有功能的基础上新增了报表向导功能，能够以组态王的历史库或KingHistorian为数据源，快速建立所需的班报表、日报表、周报表、月报表、季报表和年报表。
此外，还可以实现值的行列统计功能。
组态王在web发布方面取得新的突破，全新版的Web发布可以实现画面发布，数据发布和OCX控件发布，同时保留了组态王Web的所有功能：
IE浏览客户端可以获得与组态王运行系统相同的监控画面，IE客户端与Web服务器保持高效的数据同步，通过网络您可以在任何地方获得与Web服务器上相同的画面和数据显示、报表显示、报警显示等，同时可以方便快捷的向工业现场发布控制命令，实现实时控制的功能。
组态王集成了对KingHistorian的支持，且支持数据同时存储到组态王历史库和工业库，极大地提高了组态王的数据存储能力，能够更好地满足大点数用户对存储容量和存储速度的要求。
KingHistorian是亚控新近推出的独立开发的工业数据库。
具有单个服务器支持高达100万点、256个并发客户同时存储和检索数据、每秒检索单个变量超过20,000条记录的强大功能。
能够更好地满足高端客户对存储速度和存储容量的要求，完全满足了客户实时查看和检索历史运行数据的要求。
它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。
通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。
其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。
尤其考虑三方面问题：
画面、数据、动画。
通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。
组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。
而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。
它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。
2.1.2MCGS软件
MCGS是北京昆仑通态自动化软件科技有限公司研发的一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制，可运行于MicrosoftWindows95/98/Me/NT/2000/xp等操作系统。
简单灵活的可视化操作界面。
MCGS嵌入版采用全中文、可视化、面向窗口的开发界面，符合中国人的使用习惯和要求。
以窗口为单位，构造用户运行系统的图形界面，使得MCGS嵌入版的组态工作既简单直观，又灵活多变。
实时性强、有良好的并行处理性能。
MCGS嵌入版是真正的32位系统，充分利用了32位WindowsCE操作平台的多任务、按优先级分时操作的功能，以线程为单位对在工程作业中实时性强的关键任务和实时性不强的非关键任务进行分时并行处理，使嵌入式PC机广泛应用于工程测控领域成为可能。
例如，MCGS嵌入版在处理数据采集、设备驱动和异常处理等关键任务时，可在主机运行周期时间内插空进行象打印数据一类的非关键性工作，实现并行处理。
丰富、生动的多媒体画面。
MCGS嵌入版以图像、图符、报表、曲线等多种形式，为操作员及时提供系统运行中的状态、品质及异常报警等相关信息；用大小变化、颜色改变、明暗闪烁、移动翻转等多种手段，增强画面的动态显示效果；对图元、图符对象定义相应的状态属性，实现动画效果。
MCGS嵌入版还为用户提供了丰富的动画构件，每个动画构件都对应一个特定的动画功能。
完善的安全机制。
MCGS嵌入版提供了良好的安全机制，可以为多个不同级别用户设定不同的操作权限。
此外，MCGS嵌入版还提供了工程密码功能，以保护组态开发者的成果。
强大的网络功能。
MCGS嵌入版具有强大的网络通讯功能，支持串口通讯、Modem串口通讯、以太网TCP/IP通讯，不仅可以方便快捷的实现远程数据传输，还可以与网络版相结合通过Web浏览功能，在整个企业范围内浏览监测到所有生产信息，实现设备管理和企业管理的集成。
多样化的报警功能。
MCGS嵌入版提供多种不同的报警方式，具有丰富的报警类型，方便用户进行报警设置，并且系统能够实时显示报警信息，对报警数据进行应答，为工业现场安全可靠地生产运行提供有力的保障。
实时数据库为用户分步组态提供极大方便。
MCGS嵌入版由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五个部分构成，其中实时数据库是一个数据处理中心，是系统各个部分及其各种功能性构件的公用数据区，是整个系统的核心。
各个部件独立地向实时数据库输入和输出数据，并完成自己的差错控制。
在生成用户应用系统时，每一部分均可分别进行组态配置，独立建造，互不相干。
支持多种硬件设备，实现“设备无关”。
MCGS嵌入版针对外部设备的特征，设立设备工具箱，定义多种设备构件，建立系统与外部设备的连接关系，赋予相关的属性，实现对外部设备的驱动和控制。
用户在设备工具箱中可方便选择各种设备构件。
不同的设备对应不同的构件，所有的设备构件均通过实时数据库建立联系，而建立时又是相互独立的，即对某一构件的操作或改动，不影响其它构件和整个系统的结构，因此MCGS嵌入版是一个“设备无关”的系统，用户不必担心因外部设备的局部改动，而影响整个系统。
方便控制复杂的运行流程。
MCGS嵌入版开辟了“运行策略”窗口，用户可以选用系统提供的各种条件和功能的策略构件，用图形化的方法和简单的类Basic语言构造多分支的应用程序，按照设定的条件和顺序，操作外部设备，控制窗口的打开或关闭，与实时数据库进行数据交换，实现自由、精确地控制运行流程，同时也可以由用户创建新的策略构件，扩展系统的功能。
良好的可维护性。
MCGS嵌入版系统由五大功能模块组成，主要的功能模块以构件的形式来构造，不同的构件有着不同的功能，且各自独立。
三种基本类型的构件（设备构件、动画构件、策略构件）完成了MCGS嵌入版系统的三大部分（设备驱动、动画显示和流程控制）的所有工作。
用自建文件系统来管理数据存储，系统可靠性更高。
由于MCGS嵌入版不再使用ACCESS数据库来存储数据，而是使用了自建的文件系统来管理数据存储，所以与MCGS通用版相比，MCGS嵌入版的可靠性更高，在异常掉电的情况下也不会丢失数据。
设立对象元件库，组态工作简单方便。
对象元件库，实际上是分类存储各种组态对象的图库。
组态时，可把制作完好的对象（包括图形对象、窗口对象、策略对象以至位图文件等）以元件的形式存入图库中，也可把元件库中的各种对象取出，直接为当前的工程所用，随着工作的积累，对象元件库将日益扩大和丰富。
这样解决了组态结果的积累和重新利用问题。
组态工作将会变得越来越简单方便。
总之，MCGS嵌入版组态软件具有强大的功能，并且操作简单，易学易用，普通工程人员经过短时间的培训就能迅速掌握多数工程项目的设计和运行操作。
同时使用MCGS嵌入版组态软件能够避开复杂的嵌入版计算机软、硬件问题，而将精力集中于解决工程问题本身，根据工程作业的需要和特点，组态配置出高性能、高可靠性和高度专业化的工业控制监控系统。
2.1.3wincc软件
SIMATICWinCC（WindowsControlCenter）--视窗控制中心，它是第一个使用最新的32位技术的过程监视系统，具有良好的开放性和灵活性，从面市开始，用户就对SIMATICWinCC（WindowsControlcenter）印象深刻。
一方面，是其高水平的创新，它使用户在早期就认识到即将到来的发展趋势并予以实现；另一方面，是其基于标准的长期产品策略，可确保用户的投资利益。
凭藉这种战略思想，WinCC，这一运行于MicrosoftWindows2000和XP下的Windows控制中心，已发展成为欧洲市场中的领导者，乃至业界遵循的标准。
如果你想使设备和机器最优化运行，如果想最大程度地提高工厂的可用性和生产效率，WinCC当是上乘之选。
通用的应用程序，适合所有工业领域的解决方案；多语言支持，全球通用；可以集成到所有自动化解决方案内；内置所有操作和管理功能，可简单、有效地进行组态；可基于Web持续延展，采用开放性标准，集成简便；集成的Historian系统作为IT和商务集成的平台；可用选件和附加件进行扩展；“全集成自动化”的组成部分，适用于所有工业和技术领域的解决方案。
WinCC集生产自动化和过程自动化于一体，实现了相互之间的整合，这在大量应用和各种工业领域的应用实例中业已证明，包括：
汽车工业、化工和制药行业、印刷行业、能源供应和分配、贸易和服务行业、塑料和橡胶行业、机械和设备成套工程、金属加工业、食品、饮料和烟草行业、造纸和纸品加工、钢铁行业、运输行业、水处理和污水净化。
2.2PLC简介
2.2.1PLC的发展状况
在PLC之前，工业控制设备的主流品种是以继电器、接触器为主体的控制装置。
继电器、接触器是一些电磁开关，后来随着工业自动化程度的不断提高，使用继电器电路构成工业控制系统的缺陷不断地暴露出来，在20世纪60～70年代，社会的进步要求制造出小批量、多品种、多规格、低成本、高质量的产品以满足市场需要，不断的提出改善生产机械功能的要求。
加上当时电子技术已经有了一定的发展，于是人们开始寻求一种以存储逻辑代替接线逻辑的新型工业控制设备，这就是我们现在所说的PLC。
PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采用了严格的抗干扰技术，具有很高的可靠性，从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点以减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低，此外，PLC带有故障电路的自我检测功能，出现故障时可及时发出报警信息，这样，整个系统具有极高的可靠性也就不足为怪了。
PLC的过程控制应用已被广泛应用于连续过程控制领域，而且基于连续过程控制技术的发展趋势正在进一步得到增长。
在以改变几何形状和机械性能为特征的制造工业和以物理变化和化学变化将原料转化成产品为特征的过程工业中，特别在制造工业中存在了大量的开关量为主的开环的顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作号按照时序动作;另外还有与顺序、时序无关的按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制;以及大量的开关量、脉冲量、计时、计数器、模拟量的越限报警等状态量为主的—离散量的数据采集监视。
由于这些控制和监视的要求，所以PLC发展成了取代继电器线路和进行顺序控制为主的产品。
近年来，可编程序控制器的发展与计算机技术、半导体集成技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的发展息息相关。
这些高新技术的发展推动了可编程序控制器的发展，而可编程序控制器的发展又对这些高新技术提出了更高更新的要求，促进了它们的发展。
2.2.3PLC的基本结构
从广义上讲，PLC实质上是一种以数字控制为主要特征的工艺控制计算机，由硬件和软件两部分组成。
因此，在硬件结构上，PLC与计算机的组成十分相似，组要包括中央处理去（CPU）、I/O接口、存储器、电源等。
CPU是PLC的核心，它按PLC中系统程序赋予的功能指挥PLC有条不紊地进行工作，其主要任务是当PLC处于编程状态时，控制从编程器输入的用户程序和数据的接受与存储。
当PLC处于运行状态时，用扫描的方式通过I/O部件接受现场的状态和数据，并存入输入映像存储或数据存储器中。
监视PLC的工作状态，诊断PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。
不同型号的PLC的CPU芯片也是不同的，CPU芯片的吸能关系到PLC处理控制信号的能力和速度，通常CPU位数越高，系统处理的信息量越大，运算速度也越快。
PLC中常用的通用微处理器有8位和16位。
随着芯片技术的不断发展，PLC所用的CPU芯片档次也越来越高。
I/O模块一般包括：
数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块和模拟量输出模块。
I/O模块类型还可以按照操作电平、驱动能力和各种用途区分。
如按照用途来分，I/O模块还包括：
数据传送/校验、串/并行转换、电平转换、电气隔离、A/D转换、D/A转换以及其他功能模块等。
输出模块通常有3种形式：
继电器式、晶体管式和晶闸管式。
I/O接口是PLC与外界连接的接口。
PLC通过输入模块把控制现场的状态、信息读入主机，通过输出模块把经用户程序的运算与决策所得的操作结果输出执行机构。
输入模块用于将控制现场输入信号变换成CPU能接受的信号，并对其进行滤波、电平转换、隔离、放大等。
输出模块用于将CPU的决策输出信号变换成驱动控制对象执行机构的控制信号，并对输出信号进行功率放大，隔离PLC内部电路和外部执行元件。
PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。
还为输入电路提供24V的工作电源。
电源输入类型有：
交流电源、直流电源。
PLC内部还有一个开关是稳压电源。
PLC存储器包括系统存储器和用户存储器。
系统存储器用来存放由PLC生产厂家的系统程序，并固化在ROM中，用户不可以访问和修改。
用户存储器包括用户程序存储器、功能存储器和参数区。
用户存储器的容量大小，关系到用户程序容量的大小和内部器件的多少，是反映PLC性能的重要指标。
2.2.4PLC的特点
（1）可靠性高，抗干扰能力强PLC本身具有较强的自诊断功能，保证在“硬核“都正常的情况下执行用户的控制程序。
（2）编程简单，设计施工周期短PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。
它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。
梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。
为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。
此外，PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。
?
（3）控制程序可变，硬件配置方便在生产工艺流程改变或者生产线设备更新的情况下可通过硬件扩充或少量的改变配置与接线，以及改变内部程序来满足要求，从而避免大量的硬件线路更改与安装工作。
（4）功能完善现代PLC具有数字模拟量的输入输出、逻辑和算术运算，定时、计时、计数、顺序控制、功率驱动、通信、人机对话、自检、记录和显示等功能，设备控制水平大大提高。
（5）体积小，重量轻，能耗低。
以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。
由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。
2.2.5PLC的编程语言
编程语言是PLC的重要组成部分，PLC为用户提供了完整的编程语言，以适应用户编程的需要。
利用编程语言，按照不同的控制要求编写不同的控制程序，这相当于设计和改变几点起的硬件接线线路，这就是所谓的4“可编程序”。
程序由编程器送到PLC内部的存储器中，它也能方便地读出、检查与修改。
PLC共有5种标准编程语言，其中有三种图形语言，即梯形图、功能块图，和顺序功能图，两种文本语言，即结构化文本和指令表。
其中梯形图是最早使用的一种PLC语言，也是现在最常用的编程语言。
它是从继电气控制系统原理图的基础上演变而来的，它继承了继电气控制系统中的基本工作原理和电器逻辑关系的表达方法，梯形图预计电气控制系统梯形图的基本思想是一致的，只是在使用符号和表达方式上有一定区别，所以在逻辑控制系统中得到了广泛的使用。
它的最大特点就是直观、清晰。
3.电梯简介
3.1电梯的起源与发展
追溯电梯的起源，在我国及国外都能找到其雏形。
如我国公元前1700多年出现的桔槔，是一种用于提水的升降装置。
公元前1100多年出现的轱辘，是一种用于提水或升举重物的升降装置。
在古代希腊，于公元前236年出现的阿基米德绞车，是一种升举重物的升降装置。
它们的共同特点是都由支架、卷筒、绳索、摇杆、乘物装
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