毕业设计（论文）基于组态软件和串行通信的电梯并联控制系统

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1、安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）I中文摘要电梯是高层建筑必不可少的交通工具。在规模较大的建筑内常常安装两台或两台以上的电梯。为了提高电梯的运行效率，两台电梯通常采用并联控制，两台以上的电梯则采用群控。在两台电梯的并联控制中，并联调度算法是整个控制系统的核心。调度算法的合理性与否直接影响到电梯运行效率的高低。然而，传统的电梯并联调度算法的快速服务性较差，存在一些有待完善之处。本文对传统并联电梯调度算法进行研究，对其作了部分细化和补充，给出了较详细的调度原则与数学算法。在分析电梯集选控制功能的基础上，设计两台 PLC和两台变频器组成的 n 层电梯的并联控制系统，给出系统组成框图，编写电梯并联控制

2、程序，并详细阐述该系统的并联功能和硬件、软件的设计方法。并联控制系统的两台 PLC 之间采用欧姆龙的 1:1PLC-LNK 通信交换信息，共享厅外召唤信号、层楼信号和运行方向信号，实现两部电梯的并联调度控制。控制程序根据两台电梯的运行状态、运行方向、轿厢与呼梯信号的位置，来决定由哪台电梯响应呼梯信号。论文确定了电梯监控系统的总体结构，通过 HostLink 链接实现计算机与PLC 的实时通信连接。设计了基于计算机和组态软件的电梯监控系统，通过通信参数的设置实现了组态软件与 PLC 的通信。通过对监控系统的画面总体规划，确定了需要设置的画面和画面的功能，这些画面可以真实的反映出电梯的实际运行状态

3、，并可以通过修改监控系统的某些参数，对电梯的运行进行控制。关键词关键词：电梯，PLC，并联控制，调度算法，监控，组态软件，Host Link。安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）IIAbstractElevators are indispensable vertical traffic in the high building.There are always two or more elevators in alarge scale building. In order to improve the effieieney of the elevators，Parallel control is

4、 always use dindouble elevator，and group control is used in more than two elevators.Dispatch algorithm is the center of the system in the elevators parallelcontrol.The rationality of the dispatch algorltm influences the efficiency of the elevators.But，there are something needs to improve in the trad

5、itional elevators parallel control dispateh algorithm.It is not good that the elerity service of the traditional parallel control dispateh algorithm. Based on the researeh of the traditional parallel control dispatch algorithm，a new design seheme of parallel-elevator dispatch ptinciple was given in

6、this paper.The new prineiple detailed and supplemented the traditional parallel-elevator dispateh algorithm. The detailed dispatch principle and mathematies algorithm were given. Based on the analyses of the colleetive selective control function of elevators，a parallel control system was given in th

7、is paper.The 11-layers-elevators parallel control system was composed of two PLCs and two invertors.The systems tructure and the parallel control programmer were given.The parallel control funetion.design methods of hardware and software of this system were introduced. The l:1 PLC-LINK communication

8、 system of OMRON was used between two PLCs.By means of the serial communication，the outer calling signals，the position signals and the direction signals were shared by the two elevators,and the parallel control was realized. According to the perform status,the direction of two elevators，the position

9、 of the elevator cars and the outer calling signals，a judge was made by the control programmer that which one elevator to respond the out calling signals. This paper determines the overall architecture of elevator supervisory system，and thus designs the supervisory systems based on computer technolo

10、gy and configuration software solution.The communication between computer and PLC is implemented though parameters setting.By planning university the supervisory systems screen ，setting the needed screen，and all the function of those screen，the real running state of elevator could be easily monitore

11、d and controlled through modifying systems parameter.Keywords: Elevator,PLC, Paralleled Control, DispatchAlgorithm, Supervise, Configuration Software，Host Link.安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）III目录目录中文摘要 .IABSTRACT.II目录.III第一章 前 言.11.1 课题的意义.11.2 电梯控制系统的发展趋势及展望.11.3 并联控制的概述及发展现状.31.4 论文的主要内容.4第二章 电梯控制系统的硬件选型.62.1

12、PLC 选型.62.2 PLC 串行通信功能.72.3 变频器选型设计.102.4 PLC I/O 点分配.12第三章 PLC 控制电梯程序的设计.143.1 电梯的控制系统实现功能.143.2 电梯 PLC 信号控制系统框图.143.3 电梯控制程序的设计方法.153.4 电梯各个程序模块的设置.17第四章 电梯并联控制程序的设计.254.1 并联调度原则.254.2 并联程序的设计.27第五章 电梯监控系统的设计.355.1 软件结构.355.2 通讯方式.355.3 上位机监控软件设计.365.4 监控系统界面.38第五章 结论.40参考文献.41致 谢.42附录.43安徽建筑工业学院

13、毕业设计（论文）1第一章 前 言1.1 课题的意义电梯是高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。随着社会的发展，建筑物规模越来越大，楼层越来越多，电梯性能的好坏对人们生活的影响越来越显著，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。目前，由可编程序控制器(PLC)和微机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度发展着。对于如何提高电梯运行的效率和实现更简便而低成本的监控，一直是业内的追求。如控制方面有模糊控制、神经网络控制等，在监控方面有电梯专用的软件，但一般都是个电梯大厂自带的核心产品，成本较高。本论文研究的采用 1：1PLC-LINK 通信的并联电梯控制技术和使用组态

14、软件实现的电梯运行监控系统，可以提高电梯的运行效率，使电梯的管理更加完善。1.2 电梯控制系统的发展趋势及展望 电梯是垂直运行的电梯(通常简称为电梯)、倾斜方向运行的自动扶梯、倾斜或水平方向运行的自动人行道的总称。据估计，截至 2002 年，全球在用电梯大约 635 万台，其中垂直电梯约 610 万台，自动扶梯和自动人行道约 25 万台。电梯已成为人类现代生活中广泛使用的人员运输工具。人们对电梯安全性、高效性、舒适性的不断追求推动了电梯技术的进步。从 20 世纪 90 年代起，可编程序控制器(PLC)在电梯控制系统中以异常快的速度发展着，特别是在我国中小型电梯企业的产品中得到广泛的应用。由于

15、PLC 的可靠性高、编程和维护方便而备受广大用户的欢迎。目前，在我国的电梯行业中，PLC 控制已取代了传统的继电器群的控制方法。由于 PLC 采用循环扫描的工作方式，即“串行”工作方式，与继电器控制的“并行”工作方式不同，克服了继电器触点的竞争和时序失配的问题，具有较强的抗干扰能力。PLC 把传统的继电器控制逻辑变为程序控制逻辑，其内部继电器可以代替所有用于逻辑控制的中间继电器，使电梯控制系统的噪声大大降低，控制柜的体积大大缩小。而且，在电梯的各个控制环节大量地使用通信安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）2技术，以简化布线，提高了控制质量。随着 PLC 的更新换代，PLC 的微处理器的处理速度不

16、断增加，PLC 的功能也在不断加强，现己发展成具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能的多功能控制器。特别是 20 世纪 90 年代中期以后，RISC(精简指令系统)CPU 芯片在计算机行业大量使用，表面贴装技术和工艺已经成熟，使 PLC 整机的体积大大缩小，而且 CPU 芯片也向专业化发展，系统程序中的逻辑运算等标准化功能用超大规模门阵列电路固化，处理速度进一步加快。代表产品有欧姆龙公司的 CSI 及 CP1H 系列，三菱公司的 Fx2N 与 Fx3U系列等。为了满足现代化的控制与管理的需要，PLC 广泛采用计算机信息处理技术、网络通信技术和图形显示技术，使

17、PLC 系统的控制功能和信息管壁理功能融为一体。近十年来出现的变压变频(VVVF)调速技术在电梯行业中发展很快，其调速性能己完全可与直流电动机相媲美。除了具有良好的舒适感之外，电梯的平层准确度也大为提高，而且具有明显的节能效果。因此，可编程序控制器配合变频调速器(PLC+变频器)所组成的控制系统在电梯行业中得到了广泛的应用，取得了良好的效果。随着建筑物向大型化和高层化发展，往往需要在建筑物内安装两台或多台电梯。如果电梯各自独立运行，就很难提高运行效率，必然造成很大的能源浪费，而且，给电梯的集中管理造成了较大的困难。目前值得注意的是，现在存在一种盲目追求电梯高速度的倾向。高速电梯不一定会缩短乘梯

18、时间，提高输送效率，实际上还要考虑建筑物高度、停层站数及调度技术等各种因素。对于不太高但停站数较多的建筑物，高速电梯一般只能在中、低速运行，而高速梯与中、低速梯的开关门时间及乘客出入电梯的时间无甚差别，为了提高电梯运行效率，减少乘客乘梯时间，近年来出现了直接停靠、快速关门、提前开门(电梯运行至开门区域时，可以在电梯运行中提前开门，提高电梯的运行效率)和开门再平层(电梯停靠在层站，大量进出人或货物，电梯会因为钢丝绳和橡皮的弹性变形，造成平层波动，给人员和货物进出带来不便，这时系统允许在开着门的状态下慢速自动运行到平层位置)等新技术。因此，在快速和高速电梯中，控制方式和调度方法就显得尤为重要。近年

19、来，新的控制技术和调度原则大量出安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）3现。在一个大楼内电梯的设置数量，是按大楼人员的客流量及其在某一较短时间内疏散乘客的要求和缩短乘客候梯时间等诸因素，即交通分析的结果决定的。这样，在电梯的控制系统中就必须考虑到如何提高电梯群(组)的运行效率。因此，对于两台电梯出现了并联控制方式，对于多台电梯出现了多梯群控等新型的控制方式。当电梯在运行中突然出现故障时，物管人员与电梯维修人员不能及时发现，给被关在电梯里的乘客的身心健康造成很大的影响。电梯困人故障一直困扰着物管公司与电梯维修公司。由于物管公司与电梯维修公司对管辖的电梯的实时信息了解不多，不利于设备的维护与保养，并且

20、影响电梯的运行寿命。电梯监控是一种全新的服务概念，它为电梯维修保养单位和电梯使用单位对电梯的集中管理提供了一种强有力的手段。电梯监控系统对采集到的电梯数据进行处理，可以提供电梯运行状态(并联效果、使用频率、故障次数及故障类型)的统计与分析，实现故障的早期预告、故障诊断及处理。1.3 并联控制的概述及发展现状 两台电梯并联控制或是多台电梯群控，其最直观的感觉是两台或多台电梯并排设置并且共享各个层楼的厅外呼梯信号，并能按预定的规律进行各电梯的自动调度工作。据一些资料数据显示，电梯并联后的运送能力提高了 20%一 30%左右。减少了电梯因停层而带来的加减速、开门、关门及等待的时间，因而在上、下班客流

21、量的高峰时段，乘员候梯和乘梯的时间大大减短。电梯运行实际能量消耗的 50%是在减速、加速这段运行过程中。电梯并联后，电梯停层数量的减少很大程度减少电梯运行的电力消耗。在实际的工程中，双梯并联控制的成功案例已经出现，并受到业界关注。最早的电梯并联的案例是 1985 年 8 月，中国迅达上海电梯厂试制成功两台并联2.5m/s 的高速电梯，安装在上海交通大学包兆龙图书馆。近年来，随着电梯行业的发展，电梯并联控制和群控功能也已经成为各种电梯控制器的必备功能，包括采用 PLC 和各种电梯专用控制板。各个厂家的PLC 大多具有本系列 PLC 之间进行通信、联网的功能，如欧姆龙 PLC 的 1:1PLC-L

22、INK 或 1:N 链接功能和三菱 PLC 的 1:1 链接或 N:N 链接，都可以将本公司的安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）4PLC 通过串行通信的方式进行连接组网，非常简单地就可以实现 PLC 之间的数据交换与共享。对于电梯专用控制板，如 DP-3000 系列全电脑控制智能型串行通讯电梯专用控制器，同样具有并联、群控及远程监控功能。在实际应用中，实现电梯的并联控制有两个方向。一是使用一台 PLC 控制两台电梯，实现双梯并联。二是在两台 PLC 之间使用串行通信方式连接，两台PLC 共享一部分数据存储区，进行数据交换，从而实现电梯的并联运行。其中，第二种方案应用较多，也是本课题的研究方向，

23、其结构原理如图 1.1 所示。两台 PLC 共享厅外召唤信号，并以串行通信的形式将电梯运行状态、电梯位置等信息互相传递。在双方 PLC 接到上述信息后便进行厅外呼梯信号的登记与消除，并产生运行决策和调度决策，控制本梯运行，并同时将本梯的各种信息回送给对方 PLC，协调运行。该方法降低了系统硬件成本，可节省大量的电缆材料，给电梯的并联改造和电梯的维护带来很大的方便，提高了控制系统的运行效率，节能效果显著。 图 1.1 电梯并联控制系1.4 论文的主要内容1、本课题主要解决的问题本课题主要的任务是设计出一套 11 层电梯的集选控制程序，并通过实验检验。在此基础上，应用 1：1 PLC-LINK 通

24、信功能，设计出两台电梯并联调度的程序，通过 Host Link 通信功能实现 PLC 与上位机的连接，并通过组态王软件实现实时的监控。2、主要内用本文研究的电梯并联控制系统是在两台电梯集选控制的基础上，将欧姆龙PLC 所支持的 PLC-LINK 通信方式运用到电梯的并联调度控制中，并实现实时监控。此方法的通信稳定性好，可靠性高，对电梯集选控制程序的修改量较小，安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）5易于实现。通过用组态软件编写的监控画面，可以远距离监控两台电梯，为电梯的维修单位和使用单位对电梯进行集中管理提供了一种强有力的手段。主要完成了以下工作：1、介绍电梯控制系统的硬件设计，实现变频器、PLC

25、 等的硬件选型，并设计出各个硬件电路图和结构图，对 PLC 的 I/O 点进行分配。2、实现电梯控制系统软件部分的设计，用模块化的思维对电梯的集选控制进行设计，介绍并联调度原则，用 PLC-LINK 通信功能实现双电梯的并联调度控制，并对此通信方式进行分析，消除不良影响。3、通过 HostLink 通信功能实现连接，采用组态软件开发出电梯监控系统。组态软件的可视化和图形化管理为电梯的监控管理和运行维护提供了方便。其目的旨在于以最少的人员配备来加强对电梯的管理，提供较为直观、清晰、准确的电梯运行状态，进而为维修故障诊断提供多方面的可能性，并进行远程控制。本文结合计算机组态技术，提出了基于组态王工

26、控组态软件设计电梯监控系统的方案，通过组态王构建动画，实时模拟电梯运行，直观、准确地反映电梯的实际运行状态，并通过上位机直接控制电梯运行。安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）6第二章电梯控制系统的硬件选型2.1 PLC 选型本设计的对象为 11 层的两台交流变频电梯。两台电梯的硬件完全相同。在设计程序之前，首先必须进行 PLC 的 I/O 点的估算，才能进行 PLC 选型。1、输入点估算11 层电梯的轿内按钮为 11 个。厅外上行呼梯按钮为 10 个，下行呼梯按钮为 10 个。轿门开关按钮 2 个，开关门到位传感器各 1 个，光幕传感器 1 个。消防按钮 1 个。上下极限开关各 1 个。轿厢上光

27、电开关 3 个，超载传感器 1 个，检修开关 1 个。变频器状态信号 8 个，合计为 50 个左右的输入点。如果考虑上20%的系统余量，总共需要 60 个左右的输入点。2、输出点的估算厅外七段码显示需要 9 个输出点，厅外上下行显示需要 2 个输出点，厅外呼梯信号显示需要 20 个输出点。变频器指令信号大约 15 个。开关门接触器 2个。轿内指令显示需要 11 个输出点。合计 60 个输出点，考虑到 20%的系统余量，总共需要 72 个左右的输出点。输入输出点合计为 132 个。3、选型在综合考虑各方面的因素后，本课题采用欧姆龙 CQM1H-CPU21 型 PLC 作为电梯的控制器。其最大支持

28、 256 个输入输出点，CPU 单元带有 RS232C 通信口，支持 1:1PLC 一 LINK 功能。通信最大距离为 15m，这对于两台电梯并联控制已经足够了。日本欧姆龙公司是世界上生产 PLC 的著名厂家之一，欧姆龙的大、中、小、微型机各具特色各有所长，在中国市场上的占有率位居前列，在国内用户中享有较高声誉。20 世纪 90 年代末期，欧姆龙推出无底板模块式结构的小型机 CQM1H。CQM1H 控制 I/O 点数最多可达 512 点，适合中小型系统使用。CQM1H 的指令己超过 200 种，它的速度快，基本指令执行时间为0.375us。CQM1H 的 DM 区增加很多，虽为小型机，但 DM

29、 区可达 15.2K。CQM1H共有 4 种 CPU 单元(CPUll、21、51、61)，每种 CPU 单元都带有 16 个输入点(称为内置输入点)，有输入中断功能，都可接增量式旋转编码器进行高速计数，计数频率单相 5kHz、两相 2.5kHz。CQM1H 还具有高速脉冲输出功能，标准脉冲输安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）7出可达 1kHz。此外，CQM1H-CPU51 与 CPU61 可以使用多种内插板。通过这些内插板，可以实现精确定位、多点高速计数器输入、绝对旋转编码输入、模拟量输入输出、模拟量设置和连接到标准串行设备的串行通信。CQM1H 虽然是小型机，但采用模块式结构，像中型机一样

30、，也有 A/D、D/A、温控等特殊功能单元和各种通信单元，可以加入 Controller Link 网。另外，CQM1H 的 CPU 单元除 CPUll 外都自带 RS232C 通信口。2.2 PLC 串行通信功能1、1:1PLC-LINK 通信功能CQM1H 具有 1:1PLC-LINK 通信功能，通过 RS232C 通信口可以组成 1:1PLC-LINK 通信系统。PLC-LINK 不占用 I/O 位，不会减少系统的 I/O 点数。在1:1PLC-LINK 系统里，两台 PLC 之间可交换几十个字的数据。PLC-LINK 系统则使用自动轮流查询方法，它不需要特别的指令与程序，只对 RS23

31、2C 通信口进行设置，数据交换便可自动完成。两台 PLC 之间通过 RS232C 口进行 1:1PLC-LINK链接，一方作为主站，另一方作为从站。2 台 PLC 通过 1:1PLC-LINK 链接，利用各自的 LR 数据区交换数据，实现信息共享。其通信系统如图 2.所示：PLC1PLC2RS232图 2.11：1PLCLINK 链接主站和从站的 LR 区分为两部分:写入区和读出区，每台 PLC 的写入区对应另一台 PLC 的读出区，它的读出区对应另一台 PLC 的写入区。每一方只能向自己的写入区写数据，不能向读出区写数据。当一方把数据写到写入区的某一通道时，另一方读出区的相同通道会自动地写入

32、同一数据，PLC 从读出区读出另一台 PLC 写入的数据，实现了相互之间的数据交换。如图 2.2 所示。图 2.2 1：1PLC-LINK 通信系统1:1PLC-LINK 在 2 台 PLC 都上电后自动建立，而与 PLC 的工作状态(编程、监控和运行)无关。PLC-LINK 系统通过在 LR 区建立数据链接，实现 PLC 之间的主站发送区主站接收区从站接收区从站发送区写 1写 212安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）8数据交换。PLC-LINK 系统则使用自动轮流查询方法，不需要编程，PLC 之间的数据交换便可自动完成。这一点对于编写电梯并联程序非常有利，可以最大程度的减少程序的编写量，减少

33、对原有程序的改写。2、RS232C 通信口连接CQM1H 的外设口不能用作 1：1PLC-LINK，可用 CPU 单元内置的 RS232C 口，其连接器接线如图 2.3，其中 FG 端子接地，电阻少于 100。图 2.3 通信口接线3、PLC 设置使用 1：1PLC-LINK，只须设置通信方式和链接字。设置一台 PLC 的通信方式为 PLCLINK 通信主站，另一台为从站，然后在指定为主站的 PLC 上设置链接字。：PLC 通信链接设置如下表：字位功能设定（主机）设定（从机）00-07端口设置00：标准（1 位起始位，7 位数据位，2 位停止位，偶校验，9600bps）01：在 DM6551

34、里设置00（任何值均可）00（任何值均可）08-11通过外部端口设置0：LR00-LR1500（任何值均可）665012-15通信模式0：HostingLink 2：1：1 受控 PLC-LINK3：1：1 主控 PLC-LINK4:1：1NT 链接324、应用实例2 台 PLC 使用 RS232C 端口进行 1:1PLC-LINK，应该在 2 台 PLC 中分别编序，执行程序后，主站 PLC 把输入通道 IR001 状态映射到从站 PLC 输出通道 IR100上，同样，从站 PLC 把 IR001 状态映射到主站 PLC 的 IR100 上。2 台 PLC 进行安徽建筑工业学院 毕业设计（论

35、文）9链接通信后，可以看到 CPU 单元上的通信指示灯 COMM 闪烁。执行程序之前，设置下述 PLC 参数：主站：DM6554：3200（一对一链接主站，链接字：LR00-LR15）从站：DM6554：2000（一对一链接从站）其他设置为省缺值。梯形图如下所示：主站从站图 2.4 1：1PLC-LINK 实例5、 HostLink 通信功能欧姆龙公司的 CP、CQM、C200、CJ、CS1 等 PLC 的串行通讯都是采用HostLink 协议进行通讯的，HostLink 协议是欧姆龙的专有协议，通过HostLink 协议使用计算机的串行口可与 OMRON 的 PLC 设备通讯。上位机链接系统

36、即 Hostlink 系统是对于 FA 系统一种即优化又经济的通信方式，它适合一台上位机与一台或多台 PLC 进行链接。上位机可对 PLC 传送程序，并监控 PLC 的数据区，以及控制 PLC 的工作情况。HOSTLINK 系统允许一台上位机通过上位机链接命令向 HOSTLINK 系统的 PLC 发送命令,PLC 处理来自上位机的每条指令,并把结果传回上位机。系统特点：通信：即可采用 RS-232C 方式，又可采用 RS-422 方式或 RS-485 方式。RS-232C 方式是基于 1：1 的通信，距离为 15m。RS-422 方式是实现 1：N 的通信，即一台上位机与多台 PLC 进行通信

37、，最多可有 32台 PLC 连接到上位机，通信距离最大可达 500m。上位机监控：上位机可对 PLC的程序进行传送或读取，并可对 PLC 数据区进行读写操作。双重检查系统：所有通信都将作奇偶检验和帧检验，从而能估计出通信中的错误。系统配置：RS-232C 链接(1：1)：使用 PLC 自带的 RS-232C 口.使用上位链接单元.使用通信板.RS-422 链接(1：N)：CPM1-CIF11 为外设口转 RS-422 口的适配器.NT-AL001 为MOVDM1000LR00 25313（常ON）LR00 是主站的发送区，将 DM1000 的数送至 LR00，会自动在从站的相同区域出现MOVL

38、R00DM2000 25313（常ON）LR00 是从站的接收区，接收主站过来的数据，存放至DM2000 中安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）10RS-232C 与 RS-422 转换的适配器.B500-AL001 为分支器,其功能是将一路 RS-422 信号转成两路 RS-422 信号.上位机链接模块为 C200H-LK202,是带 RS-422 端口的模块.-也可用通信板进行连接。 其中：欧姆龙 CJ1G 计数器 C 和计时器的寄存器的地址可以共用，就是分别有,0-4096 个地址，而我们的驱动默认是两个共用一个 0-4096 寄存区，所以读计数器 C 区的时候，需要在偏移地址加 2048

39、，就是如果读地址 11，就得写2059.2.3 变频器选型设计1、变频器选型本设计选用了安川 VS-676GL 型变频器，通过合理的设置、设计和编程，可以达到电梯专用变频器的控制效果。676GL5 是一种内藏高速电流控制功能，适用于电梯的电流矢量控制型变频器。具有平稳、安静、高速和节能等基本功能，并内藏电梯所要求的各种功能。独特的距离控制：可通过变频器的楼层自学习运行，自动测定各层楼距离，采用距离曲线计算控制变频器运行，实现直接停靠，具有高平层精度、高运行效率。 二、主要技术规格： 控制方式：高载波频率正弦波 PWM 矢量控制 S 字设定：启动、停止与加速完毕、减速开始可分别设定 控制功能：距

40、离控制（电脑自动生成最佳运行曲线） 、多段速运行（最高段速） 、启动力矩补偿、停电时控制（蓄电池就近平层运转） 、零速运行。2、变频器 S 字设置电梯在整个运行过程中，人们要求越稳越好，根据大量的研究和实验表明，人身可接受的最大加速度 a1.5m/s， ，加速度变化率 pLBORAXLB，则由 A 梯响应上行，即Ma=1，而 B 梯停在基站不动。2.B 为基梯(先到)，A 为自由梯时(后到基站)，有外呼信号时基梯响应厅外召唤(先行)。假设电梯满足先决条件LBb=1ANDLBa=LJa=1，如果呼梯指令满足条件ASLBORAXLB，则由基梯出车上行，即Mb=1。3.B 为基梯，A 为自由梯正在上

41、行时，有外呼信号时基梯响应厅外召唤的情况。假设电梯满足先决条件LBb=1ANDMA=1，如果呼梯指令满足条件LBaASORLBaAX，则由基梯出车上行，即Mb=1。安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）274.B 为基梯，A 为自由梯下行时，有外呼信号时基梯响应厅外召唤的情况。即电梯满足先决条件LBb=1ANDMa=0，如果呼梯指令满足条件LBaASORASLBaORAXLBa，则由基梯出车上行，即Mb=1。5.B 为基梯，A 为自由梯时，有外呼信号时基梯延时响应厅外召唤的情况。即电梯满足先决条件LBb=1，如果有呼梯指令时，延时继电器闭合后，则由基梯出车上行，即Mb=1。6.通信故障标志为 ON

42、 时，清空数据链接区，两台电梯进入单梯运行模式。4.2 并联程序的设计双梯并联时，两台电梯自身的功能都和单梯一样。并联控制和单梯控制之间最大区别是对厅外召唤的处理。通常情况下，单梯对厅外召唤处理是根据集选原则，即有厅外召唤时控制系统先予以登记，并且依次应答与电梯运行方向相同的厅外召唤，之后电梯自动应答反向召唤。并联电梯不但遵守集选原则，还要遵守并联调度原则。当我们按照一定的并联调度原则编制电梯程序后，通过电梯控制器(PLC)之间的串行通信，进行必要的数据交换与处理，就可以达到协调双梯运行，达到对两台电梯的最优控制的目的。在两台电梯均能正常运行的情况下，对电梯加并联功能，可以不考虑电梯的检修功能

43、、消防功能、电梯的轿内信号的登记消除等单梯集选功能，这些功能都由单梯程序完成。在编程时，主要需要考虑电梯正常运行时，两台电梯的并联控制功能。通常情况下，同一建筑内的两台电梯的硬件与软件基本相同。因此，本文中只给出了其中一台电梯的并联程序。1、电梯并联时信号的传递要实现双梯并联调度算法，两台电梯的一些必要的信息必须互相传递。这些信息包括两台电梯的位置信号的互相传递、外呼信号的共享、两台电梯上升或下降状态信号的传递。而两台电梯的信息在相互传递后，两台电梯要对这些信息进行处理并作出决定由哪一台电梯响应外呼指令，即由哪台电梯发车是电梯并联程序考虑的重点。安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）28位置信号的

44、互相传递:两台电梯并联控制时，首先考虑两台电梯之间位置信号的传递。一般地，在单个电梯的程序里面都有电梯位置信号显示程序部分，因此，在此基础上，使用 1:1PLC-LINK 功能，将两梯的位置信号进行交换。BIN（23）253.13HR0.03 HR0.02 HR0.01 HR0.0 17.01HR0.03 HR0.02 HR0.01 HR0.0 17.02HR0.03 HR0.02 HR0.01 HR0.0 17.10HR0.03 HR0.02 HR0.01 HR0.0 17.11LR32.02LR32.10LR32.01LR32.11图 4.1 位置信号交换程序（部分）如图 4.1 所示，1

45、7.01-17.11 作为电梯 1 层到 11 层的位置信号，同时，这些位置信号必须传送的另一台 PLC 中，作为位置参考。因此程序中使用 LR32.01-LR32.11 共 11 个 LR 继电器进行电梯位置信号的传递。同时，另一台电梯的位置信号也会传送到本台 PLC 的 R02.01-LR02.11。这样，两台电梯的位置信号就实现了相互传递。电梯上升与下降信号的互相传递:安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）2916.0816.09TIM030LR34.0016.0816.10TIM030LR34.01102.09LR34.02102.10LR34.03图 4.2 上升与下降信号的传递LR34

46、.OO 与 LR34.O1 作为换速标志位传递到另一台电梯，同时，另一台电梯的换速标志位也会传递到本梯。LR34.02 与 LR34.03 为电梯上行与下行的标志位，传递到另一台电梯。另一台电梯的上下行标志位也会传递到本梯。如图4.2 所示。2、外呼信号的共享与处理电梯并联的主要任务就是共享厅外呼梯信号，并对这些信号进行处理，做出逻辑判断后，由程序指定其中一台电梯做出响应。因此，对外呼信号的处理是电梯并联程序的重要部分。电梯的厅外上呼与下呼指令的登记与消除程序，除了遵守集选控制功能外，还要遵守并联调度原则。首要的一点是一个外呼信号由一台电梯登记后，不能再由另一台电梯登记。例如:有二楼厅外上呼指

47、令，A 梯正在一楼待机，如果单纯按照集选原则，则 A 梯应该登记此指令信号并上行。但是如果 B 梯正处在上升状态且将要到达二楼，则根据并联调度原则，A 梯不会登记这个厅外呼梯信号。进一步讲，如果三楼有上呼信号，A 梯有可能登记这个信号，但不一定做出定向而出车上行。如果 B 梯正处在上升状态且未到达二楼或三楼，则 B 梯会登记次信号，并继续上行。要实现上述的功能，PLC 就必须将两台电梯的运行状态，包括轿厢的位置与上下行状态作出综合的判断。对厅外上呼与下呼的处理程序，如图 4.3 所示。其中，LR0.xx 与 LR2.xx 是 B 梯(或称为旁梯)的位置信号与上下行状态信号，A 梯(或称为本梯)

48、对这些信号进行处理，实现本梯对厅外呼梯信号的登记与消除功能。同样的，B 梯也会对 A 梯的位置信号与运行状态做出处理，实现B 梯对厅外呼梯信号的登记与消除功能。当然，对厅外信号进行共享与综合处理，必须兼顾单梯的检修功能。安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）30KEEP(11)102.111.0917.01 16.0916.08LR0.01 LR2.00KEEP(11)102.1317.02 16.0916.08LR0.01 LR2.001.11KEEP(11)102.1317.10 16.0916.08LR0.10 LR2.003.03KEEP(11)102.151.1317.02 16.101

49、6.08LR0.02 LR2.01KEEP(11)103.0217.03 16.1016.08LR0.03 LR2.012.00KEEP(11)104.1017.11 16.0916.08LR0.11 LR2.013.08图 4.3 外呼指令的共享与处理（部分）3、电梯并联时基站的设置对于一般的写字楼、住宅楼和办公楼，建筑底层(不包括地下室)，即一楼的客流量是最大的，因此，电梯的基站一般设置在一层。如果电梯处于一层待机状态，则认为电梯处于基站。而且，基站梯只有一个，即使两台电梯都在一层，也只有一台基站梯(或称为基梯)，并且遵循“先到基站先作基梯”的原则。先返回基站的电梯为基梯，另一台电梯为自由

50、梯。对于采用本文的并联调度算法的电梯，基站的设置尤其重要，是电梯并联的重要组成部分。基站功能设置的好坏直接关系到电梯并联后的运行效率。基站设置的程序段如图 4.4 所示，程序中的 LR34.05 是 A 梯基站设置标志位，与 B 梯基站设置标志位 LR2.05 互相传递，并形成一对制约，共同完成基站的设置。A 梯在一层待机时，如果 B 梯不作基梯，则 A 梯作基梯。如果 A 梯驶出一层，则取消 A 梯的基梯功能。如果 B 梯为基站，A 梯即使也在一层，也安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）31不能成为基梯。17.01LR2.05101.0217.01101.02SETLR34.05SETLR34

51、.05图 4.4 基站设置4、自动返回基站功能单台电梯运行时，电梯一般都设置长时间无人使用自动返回一层待命的功能。双梯并联后，一般也要在并联电梯中设置自动返回基站的功能。这样，总有一台电梯在空闲时，自动返回基站待命，满足基站客流量较大的需要。应该注意，虽然两台电梯都设置了自动返回基站功能，但必须保证只能由一台电梯自动返回基站，这时另一台电梯就不能返回基站了。要实现自动返回基站的功能，可以设置基站定向功能，电梯在满足一定条件时，产生基站定向，而自动返回基站。实现本梯(A 梯)返回基站定向，必须满足下列几个条件:必须保证通信正常;旁梯(B 梯)正在上行，而本梯正在下行或停靠于非基站空闲时，则本梯应

52、该返回基站;两梯均处于非基站停梯时，则本梯要返回基站;系统上电时的初始化阶段，本梯返回基站。以上条件对两台电梯均有效。取消返回基站定向的条件为:本梯正在一层待命，己经是基梯;本梯处于检修或消防状态;旁梯由于门机故障等原因，而长时间无法出车时，取消本梯返回基站定向。自动返回基站程序段如图 4.5 所示。LR34.06 与 LR2.06 分别为两台电梯的基站定向标志位，并构成互锁，相互制约，保证在空闲时刻，有且只有一台电梯自动返回基站。图中的 TIM03O 在电梯门机故障或长时间无法关门时为 ON，本文中将此时间设置为 60 秒，如图4.5 所示。安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）32LR2.02

53、102.0917.011.2.09102.10LR2.02LR2.0317.01AR8.04LR0.01220.00LR2.02.08LR2.03LR0.01AR8.04253.1517.01101.0216.08TIM030SETLR34.06LR2.06SETLR34.06图 4.5 自动返回基站设置5、电梯驶出基站功能根据电梯并联调度原则及数学算法，如果电梯在一层作为基梯，满足一定的条要件时，电梯才能驶出基站上行。基梯出车程序如图 4.6 所示。240.06 为本梯出车标志位。基梯出车需要满足以下几个条件:本梯先到基站，如有呼梯指令，先行出车，即“先到先行” 。 旁梯要求本梯出车。通信出

54、错时，恢复单梯运行，有厅外呼梯信号时，则本梯出车。 17.01LR0.01LR34.05100.01240.0617.0117.01LR2.04AR8.04240.06图 4.6 基梯出车程序6、旁梯驶出基站的功能电梯并联时，如果有厅外呼梯信号，同时本梯不具备出车条件，此时就需要旁梯响应此呼梯信号，并出车。根据电梯并联调度原则，旁梯出车必须满足安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）33一定的条件。本梯无法出车，包括本梯检修，门机长时间无法关闭等情况。本梯作为基梯，旁梯作为自由梯时，厅外出现任何呼梯信号，旁梯出车。当 A 梯正在上行时，如果其上方出现任何方向的召唤信号，则由 A 梯的一周行程中去完成

55、，而在基站的 B 梯留在基站不予应答。如果在 A 梯的下方出现任何方向的召唤信号，则基梯 B 应答该信号而发车。当 A 梯正在下行时，其上方出现任何方向的召唤信号，则在基站的 B 梯应答信号而发车上行。但如果 A 梯的下方出现向上的召唤信号，则 B 梯应答。旁梯出车程序如图 4.7 所示。其中，旁梯出车标志位为 LR34.04。102.10 为本梯下行标志位，23.02 为厅外上呼信号电梯上行定向，23.04 为厅外下呼信号电梯上行定向。当本梯下行时，出现了上行定向时，本梯无法响应这些信号，则由旁梯进行响应。102.09 为本梯上行标志位，23.11 为厅外下呼信号电梯下行定向，23.13 为

56、厅外上呼信号电梯下行定向。当电梯上行时，出现下行定向时，本梯无法响应这些信号，则由旁梯进行响应。0.09 为检修标志位。TIM030 为电梯门机故障或长时间无法关门标志位。23.02102.1023.0423.11102.0923.1317.01101.02LR0.01240.060.09TIM030LR34.04图 4.7 旁梯出车程序7、通信故障或其他情况的处理程序安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）34通信故障或其他情况的处理程序如图 4.8 所示。电梯门机长时间无法关闭(0.06 标志位)，设定为 60 秒，触发定时器 TIM03O。AR8.04BSET(71)#LR0LR63TIM03

57、0#6000.06图 4.8 通信故障的处理在 PLC 内部采用辅助继(AR)完成一些特殊的功能，有几个触点用于进行PLC-LINK 的通信故障处理任务。通信故障发生时，这些继电器动作，其中AR0804 为通信故障标志位。对于电梯并联，通信故障时，程序应完成以下任务：将 PLC 的 LR 区全部初始化，即全部置零。LR 区全部置零后，电梯之间互相传递的所有数据将丢失，数据无法互相传递。退出并联控制状态，进入单梯运行状态。电梯将只能处理本梯的指令，即有呼梯信号时，两台电梯都将其当作本梯的指令而予以响应。安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）35第五章 电梯监控系统的设计5.1 软件结构 本文提出的组

58、态软件就是亚控公司的组态王，它采用了多线程，COM 组件等新技术，实现了实时多任务，软件运行稳定可靠。软件包由工程浏览 (TOUCHEXPLORER)、工程管理器(PROJMANAGER)和画面运行系统(TOUCHVEW) 3 部分组成。在工程浏览器中可以查看工程的各个组成部分，也可以完成数据库的构造定义外部设备等工作;工程管理器内嵌画面管理系统，用于新工程的创建和已有工程的管理。画面的开发和运行由工程浏览器调用画面制作系统 TOUCHMAK和工程运行系统 TOUCIIVEW 来完成的。TOUCHMAK 是应用工程的开发环境，需要在这个环境中完成画面设计，动画连接等工作 TOUCHMAK 具有

59、完善的图形生成功能。数据库提供多种数据类型，能合理地提取控制对象的特性，对变量报警、趋势曲线过程记录，安全防范等重要功能都有简洁的操作方法。PROIMANAGER 是应用程序的管理系统。它具有很强的管理功能，可用于新工程的创建及刚除，并能对已有工程进行搜索、备份及有效恢复，实现数据词典的导入和导出。 TOUCHVEW 是组态王软件的实时运行环境，在应用工程的开发环境中建立的图形画面只有在该软件环境中才能运行。TOUCHVEW 从控制设备中采集数据并存在于实时数据库中。它还负责把数据的变化以动画的方式形象地表示出来，同时可以完成变量报警，操作记录、趋势曲线等监视功能，并按实际需求记录在历史数据库

60、中。5.2 通讯方式 “组态王把每一台与之通讯的设备看作是外部设备，为实现组态王和外部设备的通讯，组态王内置了大量设备的驱动作为组态王和外部设备的通讯接口，在开发过程中只需根据工程浏览器提供的“设备配置向导”一步步完成连接过往即可实现组态王和相应外部设备驱动的连接。在运行期间，组态王就可通过驱动接口和外部设备交换数据，包括采集数据和发送数据/指令。每一个驱动都是一个 COM 对象，这种方式使驱动和组态王构成一个完整的系统。既保证了运行系统的高效率也使系统有很强的扩展性。安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）36动画显示线程数据采集线程历史记录线程数据交换线程设备驱动 1设备驱动 2设备驱动 3设备

61、驱动 4板卡PLC智能仪表变频器线程COM 组件外设上位机图 5.1 组态王通讯方式示意图5.3 上位机监控软件设计 上位机监控软件设计主要分为外设选择配置、变量、定义、动画制作、数据记录和保存。 (1)外设选择配置组态王把那些需要与之交换数据的设备或程序都作为外部设备，它们一般通过串行口和上位机交换数据。其他 Windows 应用程序，它们之间一般通过DDE 交换数据；只有在定义了外部设备之后，组态王才能通过 I/0 变量和它们交换数据。为方便定义外部设备，组态王设计了，设备配置向导，引导您一步步完成设备的连接(如图 5.2 所示)。 图 5.2 外设配置向导 (2)变童定义定义了外设后，接

62、下来就是定义变量了。为了实现电梯的监控，需要采集很多 PLC 的 I/O 信号以及 PLC 内部的 IOM 数据区。在组态王中可以直接对它们安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）37进行访问。无需做中间的转换。为了节约点数(组态王的售价是以点数为基础的)，尽量采用整型(INT)方式来访问 PLC 的数据，然后在上位机中读取 INT 的每一位数值。如图 5.3 所示，定义变量的对话框中变量类型选择 I/O 整数，连接设备就是刚才定义的外设 PLC,寄存器就选择当前需要访问的寄存器。注意将采样频率改得越小越好(最小 10ms)，这样能够提高响应速度。图 5.3 变量定义向导 (3)动画制作 开发者在

63、TOUCHMAK 中制作的画面都是静态的，但可通过实时数据库生动方式反映电梯现场的状况，因为只有数据库中建立的变量才是与现场状况同步变化的。通过“动画连接” ，可建立画面的图像与数据库变量的对应关系。这样电梯现场的数据，比如运行、到站、开关门等，当它们发生变化时，通过设备驱动将引起实时数据库中相关联变量的变化。 动画连接的引入是设计人机界面的一次突破。它把程序员从繁重的图形编程中解放出来，为程序员提供了标准的工业控制图形界面，并且可以通过内置的命令语言连接来增强图形动画效果。 (4)数据记录和保存 数据报表是反应生产过程中的数据、状态等，并对数据进行记录的一种重要形式，它既能反映系统实时的情况

64、，也能对长期的生产过程进行统计、分析，使管理人员能够实时掌握和分析生产情况。 组态王提供内嵌式报表系统。工程人员可以任意设置报表格式，对报表进行组态。组态王为工程人员提供了丰富的报表函数，实现各种运算、数据转换，安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）38统计分析、报表打印等。既可以制作实时报表，也可以制作历史报表。另外，工程人员还可以制作各种报表模板。实现多次使用，以免重复工作。有了数据报表，电梯监控人员就可以实时从监控机上读取分析当前的电梯状态，大大方便电梯的日常维护。 组态王 SQL 访问功能实现组态王和其他外部数据库(支持 ODBC 访问接口)之间的数据传输。它包括组态王的 SQL 访问管理

65、器和 SQL 函数，以 MS Access 数据库为例，下面说明组态王与其相连的例子。 SQL 访问管理器用来建立数据库列和组态王变量之间的联系包括表格模扳和记录体两部分功能。通过表格摸板在数据库表中建立表格；通过记录体建立数据库表格列和组态王之间的联系，允许组态王通过记录体直接操作数据库中的数据。表格模板和记录体都是在工程浏览器中建立的。通过 SQL 访问机制，用户就可以随时将重要数据存储到监控机中，以供日后查阅分析。下面几行代码是创建 SQL 访问机制的必须代码，可以根据需要将其插人到不同的程序段中。 SQL Create Table( DeviceID， “” ， “table”)；/创

66、建表格模版 SQL Cortnect(DeviceID, “dsn=mine；uid=；pwd=”)；/连接 Access 数据库 SQL Insert(DeviceID,“” ， “bind”)；/插入记录体 SQL Update Current( DeviceID, “”)；/更新记录5.4 监控系统界面按照上面所阐述的步骤，本文开发出基于组态软件的电梯监控系统，画面如下所示。监控人员可以模拟实际的乘梯操作，通过选中监控程序界面的上下行外呼按钮，使得电梯按照要求运行。用下面的语句使电梯运行： if（电梯上行）if（电梯高速）轿厢位置=轿厢位置+2； if（电梯低速）轿厢位置=轿厢位置+1； if（电梯下行）if（电梯高速）轿厢位置=轿厢位置-2； if（电梯低速）轿厢位置=轿厢位置-1； if（电梯低速=1）电梯高速=0；if（电梯平层=1）电梯低速=0；通过调用PLC的当前层数据寄存器的数据来确定电梯实际楼位，同时通过组态王应用程序命令语言中的“运行式”的语言，来确定实际楼位与当前楼位之间的关系，以便使轿厢移动的同时对应的层楼显示器显示出当前楼位：安徽建筑工业学院 毕业设计（论文