電梯控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)</p><p>　　Design and Realization of Elevator Control System</p><p>　　系 別：自動(dòng)化工程系</p><p><b>　　學(xué)生姓名： </b></p><p>　　專(zhuān) 業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器</

2、p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文搭建了以實(shí)際的電梯模型為控制對(duì)象，基于羅克韋爾公司工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的電梯控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)即以太網(wǎng)(Ethernet/IP)、控制網(wǎng)(ControlNet)、設(shè)備網(wǎng)(DeviceNet)，以ControlLogix處理器實(shí)現(xiàn)多電梯運(yùn)行優(yōu)化控制算法，采用柔性Flex I/O方便地解決了電梯繁多的硬接

3、線(xiàn)，采用變頻器驅(qū)動(dòng)電梯運(yùn)行，運(yùn)用RSView32實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)控畫(huà)面。</p><p>　　本文深入研究了電梯控制系統(tǒng)的算法，利用ControlLogix5550高速、大存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)靈活等特點(diǎn)，提出了一種全新的基于數(shù)據(jù)庫(kù)原理的編程方法，實(shí)現(xiàn)了更簡(jiǎn)便的電梯調(diào)度的PLC控制。運(yùn)用設(shè)備網(wǎng)ODVA(Open DeviceNet Vendor Association)協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了變頻器故障的自動(dòng)設(shè)備替換(ADR

4、)功能，提高了系統(tǒng)的可靠性。根據(jù)電梯的控制要求，通過(guò)建立新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體實(shí)現(xiàn)了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的虛擬電梯，提高了電梯控制算法實(shí)現(xiàn)的效率。吸收了工業(yè)監(jiān)控的特點(diǎn)，采用RSView32、ADS、IIS、WebServer等實(shí)現(xiàn)了電梯系統(tǒng)不同層次的本地及遠(yuǎn)程監(jiān)控。</p><p>　　本文實(shí)現(xiàn)部分都經(jīng)過(guò)實(shí)際模型運(yùn)行的檢驗(yàn)，所得出的結(jié)論對(duì)電梯控制理論及其實(shí)現(xiàn)、電梯在實(shí)際工程的應(yīng)用都有很大的指導(dǎo)意義和參考價(jià)值。</p>

5、<p>　　關(guān)鍵詞：電梯控制；三層網(wǎng)絡(luò)；虛擬電梯；RSView32</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This paper designed an elevator control system, which take the actual elevator model as control object, base

6、d on Rockwell NetLinx architecture. This system adopts three network architectures --Ethernet/IP, ControlNet, DeviceNet, and has realized the multi-elevators movement optimization control arithmetic by ControlLogix proce

7、ssor, has overcame inconveniences of various hardware connections through utilizing Flex I/O, has driven the elevator to perform by using 160SSC driver, has realized data m</p><p>　　This paper did some deep

8、research into the arithmetic of elevator control system, making use of the advantages of ControlLogix5550, such as high speed, large storage, flexible data construction, brought forward a brand-new programming method gro

9、unding on database principle, thus realized a simpler and more convenient elevator dispatches PLC control. It used ODVA (Open DeviceNet Vendor Association) agreement to optimize the DeviceNet, has realized the function o

10、f automatic device replace (ADR) wh</p><p>　　All the realized part of the paper has been proved by practical performances, and the conclusions drew from it are of great instructive meaning and referenced val

11、ue to the theory and realization of elevator control, and to the elevator application in practical project.</p><p>　　Keywords：Elevator control; NetLinx; Virtual elevator; RSView32</p><p><b&g

12、t;　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p>　　第1章緒 論1</p><p>　　1.1電梯及其控制技術(shù)發(fā)展概述1</p><p>　　1.2本文的工作目的及意義2<

13、/p><p>　　第2章整體設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1設(shè)計(jì)目標(biāo)3</p><p>　　2.2多層次的功能設(shè)計(jì)3</p><p>　　第3章模型搭建5</p><p>　　3.1電梯模型硬件介紹5</p><p>　　3.2控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成6</p>&l

14、t;p>　　3.2.1拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)7</p><p>　　3.2.2實(shí)際硬件搭建8</p><p>　　3.2.3安全設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.3控制系統(tǒng)軟件構(gòu)成14</p><p>　　3.4本章小結(jié)15</p><p>　　第4章調(diào)度策略實(shí)現(xiàn)16</p><p&

15、gt;　　4.1調(diào)度策略實(shí)現(xiàn)方式的重要性16</p><p>　　4.2調(diào)度設(shè)計(jì)及編程16</p><p>　　4.2.1PLC的硬件及編程特點(diǎn)17</p><p>　　4.2.2電梯控制常用設(shè)計(jì)18</p><p>　　4.2.3數(shù)據(jù)庫(kù)模式的編程思想18</p><p>　　4.2.4模塊化的程

16、序設(shè)計(jì)19</p><p>　　4.2.5單梯控制的實(shí)現(xiàn)23</p><p>　　4.3多梯調(diào)度24</p><p>　　4.4本章小結(jié)25</p><p>　　第5章監(jiān)控及遠(yuǎn)程發(fā)布26</p><p>　　5.1RSView32監(jiān)控設(shè)計(jì)27</p><p>　　5.1.1

17、RSView32功能、特點(diǎn)28</p><p>　　5.1.2RSView32的電梯監(jiān)控設(shè)計(jì)32</p><p>　　5.2RSView ADS方式39</p><p>　　5.2.1現(xiàn)實(shí)需求，特點(diǎn)39</p><p>　　5.2.2實(shí)現(xiàn)架構(gòu)、效果40</p><p>　　5.3RSView We

18、bServer方式42</p><p>　　5.3.1現(xiàn)實(shí)需求、特點(diǎn)42</p><p>　　5.3.2實(shí)現(xiàn)架構(gòu)、效果42</p><p>　　5.4其他發(fā)布方式44</p><p>　　5.5數(shù)據(jù)安全設(shè)計(jì)46</p><p>　　5.6本章小結(jié)47</p><p>　　第

19、6章結(jié)論和建議48</p><p>　　6.1結(jié) 論48</p><p>　　6.2尚待解決的問(wèn)題49</p><p>　　6.3對(duì)今后的建議49</p><p><b>　　致 謝51</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)52</b>&l

20、t;/p><p>　　有參考價(jià)值的網(wǎng)站53</p><p><b>　　附 錄a</b></p><p><b>　　個(gè)人簡(jiǎn)歷f</b></p><p><b>　　插圖清單</b></p><p>　　圖 3.1 電梯模型正面外觀尺寸5<

21、;/p><p>　　圖 3.2 電梯模型結(jié)構(gòu)圖5</p><p>　　圖 3.3 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖7</p><p>　　圖 3.4 電機(jī)運(yùn)行的S型曲線(xiàn)9</p><p>　　圖 3.5 ADR的功能設(shè)置13</p><p>　　圖 3.6 ADR的兩步實(shí)現(xiàn)13</p><p>　　圖 3

22、.7系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)14</p><p>　　圖 4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)模式程序示例19</p><p>　　圖 4.2 電梯控制系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)圖20</p><p>　　圖 4.3 自定義變頻器輸入數(shù)據(jù)格式22</p><p>　　圖 4.4 電梯輸入信號(hào)含義23</p><p>　　圖 4.5 電梯所用標(biāo)志位功能說(shuō)明

23、23</p><p>　　圖 5.1 常規(guī)過(guò)程控制中軟件硬件配置31</p><p>　　圖 5.2 OPC系統(tǒng)中的軟、硬件配置31</p><p>　　圖 5.3 建立通道33</p><p>　　圖 5.4 建立節(jié)點(diǎn)33</p><p>　　圖 5.5 OPC服務(wù)器的建立(在RSLinx中)34</

24、p><p>　　圖 5.6 OPC連接的建立35</p><p>　　圖 5.7 設(shè)置數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔35</p><p>　　圖 5.8 標(biāo)簽庫(kù)的建立36</p><p>　　圖 5.9 一般操作員界面37</p><p>　　圖 5.10 安全管理功能條37</p><p>　　圖 5

25、.11 高級(jí)管理員界面38</p><p>　　圖 5.12 用戶(hù)登陸管理窗口38</p><p>　　圖 5.13 標(biāo)志及輔助功能塊39</p><p>　　圖 5.14 ADS啟動(dòng)界面40</p><p>　　圖 5.15 ADS客戶(hù)端通訊建立40</p><p>　　圖 5.16 ADS方式的瀏覽器插件

26、41</p><p>　　圖 5.17 通過(guò)瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)的監(jiān)控界面43</p><p>　　圖 5.18 WebServer方式監(jiān)控主界面44</p><p>　　圖 5.19 通過(guò)撥號(hào)到ISP(VPN)46</p><p>　　圖 5.20 直接連接到Internet(VPN)47</p><p><b

27、>　　附表清單</b></p><p>　　表 3.1 設(shè)備網(wǎng)設(shè)備地址分配10</p><p>　　表 3.2 電梯端子排對(duì)照表11</p><p>　　表 4.1 數(shù)碼管與電梯位置對(duì)照表21</p><p>　　表 5.1 國(guó)內(nèi)知名的監(jiān)控組態(tài)軟件26</p><p>　　表 5.2 國(guó)際上知

28、名的監(jiān)控組態(tài)軟件27</p><p>　　縮寫(xiě)詞及名詞術(shù)語(yǔ)注釋表</p><p><b>　　縮寫(xiě)詞：</b></p><p>　　A-B：Allen-Bradley</p><p>　　ADR：Automatic Device Replace</p><p>　　AAR：Auto-Addres

29、s Recovery</p><p>　　CR：Configuration Recovery</p><p>　　MAC：Machine Aided Cognition</p><p>　　ODVA：Open DeviceNet Vendor Association</p><p>　　EGCS：Elevator Group Control

30、System</p><p>　　DCOM：Distributed Component Object Model</p><p>　　IIS：Internet Information Server</p><p>　　OPC：OLE for Process Control</p><p><b>　　名詞術(shù)語(yǔ)注釋表：</b&g

31、t;</p><p>　　調(diào)度策略：一種算法，根據(jù)采集到的電梯信息，按一定的規(guī)則進(jìn)行分析計(jì)算后向電梯發(fā)出控制信號(hào)，指揮電梯協(xié)調(diào)運(yùn)行</p><p>　　虛擬電梯：將電梯的功能提取出來(lái)，虛擬的、抽象的電梯模型</p><p>　　DeviceNet Scaner：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備掃描器，是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理者</p><p>　　信息層網(wǎng)絡(luò)：Etherne

32、t(以太網(wǎng))、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的10/100 MB/1G Ethernet網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　控制層網(wǎng)絡(luò)：DH-485，Data Highway Plus(DH+)和ControlNet</p><p>　　設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)：Device Net(設(shè)備網(wǎng))和Universal Remote I/O</p><p><b>　　緒 論</b></

33、p><p>　　電梯有廣義和狹義兩個(gè)概念：</p><p>　　廣義的電梯是垂直運(yùn)行的電梯、傾斜方向運(yùn)行的自動(dòng)扶梯、傾斜或水平方向運(yùn)行的自動(dòng)人行道的總稱(chēng)。</p><p>　　狹義的電梯是指服務(wù)于規(guī)定樓層的固定式升降設(shè)備。它具有一個(gè)轎廂，運(yùn)行在至少兩列垂直的或傾斜角小于15度的剛性導(dǎo)軌之間。轎廂尺寸與結(jié)構(gòu)型式便于乘客出入或裝貨物。</p><p>

34、;　　本文主要討論狹義電梯。</p><p>　　電梯及其控制技術(shù)發(fā)展概述</p><p>　　很久之前，人們就使用一些原始的升降工具運(yùn)送人和貨物。公元前1100年前后，我國(guó)古人發(fā)明了轆轤，它采用卷筒的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)完成升降動(dòng)作，因而增加了提升物品的高度。公元前236年，希臘數(shù)學(xué)家Archimedes設(shè)計(jì)制作了由絞車(chē)和滑輪組構(gòu)成的起重裝置。這些升降工具的驅(qū)動(dòng)力一般是人力或畜力。19世紀(jì)初，在歐美

35、開(kāi)始用蒸汽機(jī)作為升降工具的動(dòng)力。1845年，威廉?湯姆遜研制出1臺(tái)液壓驅(qū)動(dòng)的升降機(jī)，其液壓驅(qū)動(dòng)的介質(zhì)是水。盡管升降工具被一代代富有革新精神的工程師們進(jìn)行不斷改進(jìn)，然而被工業(yè)界普遍認(rèn)可的升降機(jī)仍未出現(xiàn)，直到1852年世界第1臺(tái)安全升降機(jī)誕生。</p><p>　　1889年，升降機(jī)開(kāi)始采用電力驅(qū)動(dòng)，真正出現(xiàn)了電梯。</p><p>　　有了電梯，摩天大樓才得以崛起，現(xiàn)代城市才得以長(zhǎng)高。據(jù)估計(jì)

36、，截至2002年，全球在用電梯約635萬(wàn)臺(tái)，其中垂直電梯約610萬(wàn)臺(tái)。電梯已成為人類(lèi)現(xiàn)代生活中廣泛使用的人員運(yùn)輸工具。人們對(duì)電梯安全性、高效性、舒適性的不斷追求推動(dòng)了電梯技術(shù)的進(jìn)步。</p><p>　　電梯在驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)方面的發(fā)展經(jīng)歷了直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制，交流單速電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制，交流雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制，直流有無(wú)齒輪、無(wú)齒輪調(diào)速驅(qū)動(dòng)控制，交流調(diào)壓調(diào)速驅(qū)動(dòng)控制，交流變壓變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)控制，交流永磁同步電機(jī)變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)控制等

37、階段。</p><p>　　電梯在操縱控制方式方面的發(fā)展經(jīng)歷了手柄開(kāi)關(guān)操縱、按鈕控制、信號(hào)控制、集選控制等過(guò)程，對(duì)于多臺(tái)電梯出現(xiàn)了并聯(lián)控制、智能群控等更高層次的控制。</p><p>　　電梯的其他方面也出現(xiàn)了一些更高的要求，如為了使電梯的維護(hù)的工作能更高效，科學(xué)，添加一個(gè)監(jiān)控中心已經(jīng)成為必須了。</p><p>　　本文的工作目的及意義</p>&l

38、t;p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)主要做了以下工作：</p><p>　　對(duì)電梯及電梯控制進(jìn)行了系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，包括電梯的主要應(yīng)用，實(shí)際的需求，實(shí)踐的反饋，包括親身體驗(yàn)與一些私人的調(diào)查，對(duì)電梯文化的簡(jiǎn)單了解。在此基礎(chǔ)上搭建了以實(shí)際的電梯模型為控制對(duì)象，基于羅克韋爾公司工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的電梯控制系統(tǒng)。</p><p>　　應(yīng)用羅克韋爾自動(dòng)化公司的可編程控制器ControlLogix5550及其CAN總線(xiàn)控制技術(shù)

39、的三層網(wǎng)(Ethernet、ControlNet、DeviceNet)技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化控制。</p><p>　　深入研究了電梯控制系統(tǒng)的算法，利用ControlLogix5550高速、大存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)靈活等特點(diǎn)，提出了一種全新的基于數(shù)據(jù)庫(kù)原理的編程方法，實(shí)現(xiàn)了更簡(jiǎn)便的電梯調(diào)度的PLC控制</p><p>　　根據(jù)電梯的控制要求，通過(guò)建立新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體實(shí)現(xiàn)了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的虛擬電梯，對(duì)可編程控制

40、器及組態(tài)軟件進(jìn)行程序編制，通過(guò)這個(gè)虛擬電梯實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯模型的控制，提高了電梯控制算法實(shí)現(xiàn)的效率。</p><p>　　采用軟件RSView32、RSView ADS、WebServer和Windows IIS等，實(shí)現(xiàn)電梯系統(tǒng)不同層次的本地及遠(yuǎn)程監(jiān)控。</p><p>　　本文的主要目的及意義：</p><p>　　以電梯模型的邏輯控制為實(shí)例，對(duì)ControlLogix

41、系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)、系統(tǒng)配置和基于數(shù)據(jù)標(biāo)簽的梯形圖編程進(jìn)行一次嘗試，為今后的更好地開(kāi)發(fā)ControlLogix系統(tǒng)的工程應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　　以一種全新的編程思想進(jìn)行PLC的梯形圖編程，對(duì)于將來(lái)高性能的PLC的編程具有開(kāi)拓性的意義。</p><p>　　對(duì)于電梯控制實(shí)現(xiàn)的研究也給后續(xù)的研究開(kāi)辟了一個(gè)全新的方式，為更簡(jiǎn)捷完善的電梯群控的實(shí)現(xiàn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，對(duì)電梯控制理論及其實(shí)現(xiàn)、

42、電梯在實(shí)際工程的應(yīng)用都有很大的指導(dǎo)意義和參考價(jià)值。</p><p>　　對(duì)于不同層次的本地及遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)計(jì)的探索與實(shí)踐，也為開(kāi)拓更廣闊的控制領(lǐng)域做了很多工作，使得對(duì)設(shè)備的控制拓展到原來(lái)不敢想象的領(lǐng)域。</p><p><b>　　整體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在整體上對(duì)電梯的控制進(jìn)行提煉和規(guī)劃，將一些控制要求提取出來(lái)，站在一個(gè)全局的高度對(duì)

43、電梯系統(tǒng)的架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要為了方便下面的工作，使接下來(lái)的工作有計(jì)劃地展開(kāi)。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)目標(biāo)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)目標(biāo)：用一種全新的編程思想設(shè)計(jì)一個(gè)安全可靠具有相當(dāng)實(shí)用性的典型電梯控制(群控)系統(tǒng)，使之具有正常電梯系統(tǒng)所具有的絕大部分功能并能有所突破。</p><p>　　設(shè)計(jì)思想：運(yùn)用全局設(shè)計(jì)觀念來(lái)進(jìn)行整個(gè)系

44、統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，全面地考慮實(shí)際使用時(shí)的需要，不滿(mǎn)足于實(shí)現(xiàn)基本功能，而是致力于實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的電梯控制系統(tǒng)。</p><p>　　在此基礎(chǔ)上將更多的精力投入到以下幾點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)：</p><p>　　著重對(duì)編程方式進(jìn)行了突破，首度采用數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)電梯的調(diào)度策略</p><p>　　實(shí)現(xiàn)了ADR(Automatic Device Replace)功能，使設(shè)備的連續(xù)安全

45、運(yùn)行的能力和快速硬件修復(fù)能力全面提升。</p><p>　　建立了一個(gè)虛擬電梯的概念，將電梯控制提高的一個(gè)更抽象的高度。</p><p>　　將遠(yuǎn)程監(jiān)控及客戶(hù)服務(wù)支持的功能進(jìn)一步完善，實(shí)現(xiàn)了有安全級(jí)別的受控制的訪(fǎng)問(wèn)。</p><p><b>　　多層次的功能設(shè)計(jì)</b></p><p>　　注重功能的層次化，全力設(shè)計(jì)一個(gè)

46、模塊化的，深入融合電腦程序設(shè)計(jì)思想的，結(jié)構(gòu)清晰、合理，功能緊湊的電梯控制程序。并為功能更強(qiáng)大的群控的實(shí)現(xiàn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　將各個(gè)電梯采用一種統(tǒng)一的格式，類(lèi)似于建立一個(gè)虛擬的、抽象的電梯模型，(通過(guò)建立新的結(jié)構(gòu)體實(shí)現(xiàn)具有電梯功能的但沒(méi)有實(shí)際物理連接的虛擬模型)，將電梯控制提高的一個(gè)更抽象的高度，對(duì)于今后不同網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的相同設(shè)備的控制設(shè)計(jì)具有很好的參考意義。</p><p>

47、　　用一小塊指令實(shí)現(xiàn)虛擬模型到實(shí)際模型的轉(zhuǎn)換，即實(shí)現(xiàn)通過(guò)不同的轉(zhuǎn)換程序，將標(biāo)準(zhǔn)的虛擬電梯模型的控制指令轉(zhuǎn)化為實(shí)際電梯的動(dòng)作。</p><p>　　用循環(huán)嵌套指令來(lái)實(shí)現(xiàn)四個(gè)單梯的控制，在程序中循環(huán)嵌套實(shí)現(xiàn)功能的完善――如主程序套“單”梯控制程序，“單”梯控制程序嵌套各個(gè)功能模塊。</p><p>　　進(jìn)一步完善群控，通過(guò)完善請(qǐng)求分配來(lái)提高調(diào)度的效率，提高垂直交通運(yùn)輸能力。</p>

48、<p><b>　　設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　功能合理：參考實(shí)際電梯的工作需求分析、程序可行性的分析</p><p>　　程序簡(jiǎn)單：思路清晰，可讀性好</p><p>　　擴(kuò)展性好：包括樓層的擴(kuò)展性、程序的擴(kuò)展性，與其他程序的接口簡(jiǎn)單，便于互相調(diào)用，互相兼容</p><p>　　穩(wěn)定、不易出錯(cuò)

49、：體現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)的內(nèi)聚性、意外數(shù)據(jù)出錯(cuò)后自動(dòng)調(diào)整，沒(méi)有累積效應(yīng)</p><p>　　明確的功能劃分：各個(gè)模塊應(yīng)該功能明確，內(nèi)聚性強(qiáng)，耦合性小，對(duì)外接口簡(jiǎn)單、統(tǒng)一，對(duì)上層程序而言底層是“透明”的，從而讓上層的程序編寫(xiě)方便、直觀、有效。</p><p>　　“再生性”好：可移植性好能夠方便、快捷地進(jìn)行再設(shè)計(jì)，能夠迅速地進(jìn)行類(lèi)似系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。</p><p><b&g

50、t;　　模型搭建</b></p><p><b>　　電梯模型硬件介紹</b></p><p>　　設(shè)計(jì)中使用的模型電梯為在沈陽(yáng)北方電梯廠(chǎng)專(zhuān)門(mén)定做，共四臺(tái)。模型電梯在基本遵照實(shí)際電梯設(shè)計(jì)，基本可以反映真實(shí)的電梯的控制過(guò)程。</p><p>　　模型電梯的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖 3.1 電梯模型正面

51、外觀尺寸</p><p>　　圖 3.2 電梯模型結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　模型電梯的主要數(shù)據(jù)如下：</p><p>　　樓層數(shù)：10層(各帶摟層上下呼梯信號(hào)燈)</p><p><b>　　提升高度：2m</b></p><p><b>　　線(xiàn)速度：5cm/s</b>&l

52、t;/p><p>　　噪聲：不大于55dB</p><p>　　曳引式升降。交流電機(jī)拖動(dòng)，機(jī)械齒輪傳動(dòng)。</p><p>　　直流電動(dòng)開(kāi)門(mén)機(jī)、中分式轎門(mén)(開(kāi)關(guān)速度快，客梯常用)</p><p>　　電梯的主要零部件如下：</p><p><b>　　曳引機(jī)</b></p><p&g

53、t;　　型號(hào)：D-DF電機(jī)功率：0.55kw曳引輪直徑：60mm</p><p><b>　　產(chǎn)地：德國(guó)</b></p><p>　　額定轉(zhuǎn)速：16r/min；</p><p><b>　　轎廂</b></p><p>　　外型尺寸：200x250x200(深×寬×高)<

54、/p><p><b>　　重量：7kg</b></p><p><b>　　開(kāi)門(mén)機(jī)構(gòu)：</b></p><p>　　電機(jī)型號(hào)：PB-35GM</p><p><b>　　電壓：12VDC</b></p><p><b>　　產(chǎn)地：日本</b&

55、gt;</p><p>　　開(kāi)門(mén)寬度：130mm</p><p><b>　　對(duì)重：6.5kg</b></p><p>　　接近開(kāi)關(guān)：PK80461Honeywell</p><p>　　磁雙穩(wěn)態(tài)開(kāi)關(guān)：KCB—1瑞士</p><p>　　電梯位置指示器：24VDC七段代碼管×

56、2</p><p><b>　　上下行信號(hào)燈</b></p><p><b>　　控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成</b></p><p>　　為了體現(xiàn)控制的典型性，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候特意將四個(gè)電梯模型分別連接到四種不同的網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型上，通過(guò)四種不同的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)、不同的途徑，以一種最復(fù)雜的情況來(lái)搭建我們的控制平臺(tái)，使本電梯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有典型性與復(fù)

57、雜性，也給電梯調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)增加了難度。</p><p><b>　　拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)</b></p><p>　　電梯的控制從性質(zhì)上可以分為兩個(gè)方面：</p><p><b>　　傳動(dòng)系統(tǒng)的控制</b></p><p>　　它是以速度給定曲線(xiàn)為依據(jù)，針對(duì)牽引機(jī)的不同調(diào)速方式構(gòu)成開(kāi)環(huán)或閉環(huán)的速度控制系統(tǒng)，從

58、而實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的控制。――主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)是變頻器。</p><p><b>　　邏輯系統(tǒng)的控制</b></p><p>　　電梯控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)地接受來(lái)自廳站、轎廂、井道、機(jī)房等不同位置、不同性質(zhì)的外部信號(hào)，將它們按一定的邏輯關(guān)系進(jìn)行綜合處理，并利用其處理結(jié)果驅(qū)動(dòng)顯示系統(tǒng)、控制傳動(dòng)控制系統(tǒng)中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電梯的運(yùn)行。</p><p>　　圖 3

59、.3 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　邏輯控制系統(tǒng)的硬件主要采用了Rockwell公司的三層網(wǎng)絡(luò)體系，PLC選用了基于ControlLogix平臺(tái)的Logix5550處理器，該處理器具有強(qiáng)大的運(yùn)算處理能力和強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)連接能力。</p><p>　　Rockwell的三層網(wǎng)絡(luò)劃分：</p><p>　　信息層網(wǎng)絡(luò):Ethernet(以太網(wǎng)) 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的10/10

60、0 MB/1G Ethernet網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　特點(diǎn)：傳輸數(shù)據(jù)速度快，數(shù)據(jù)量大</p><p>　　控制層網(wǎng)絡(luò):DH-485，Data Highway Plus(DH+)和ControlNet</p><p>　　特點(diǎn)：確定性 – 可以確定數(shù)據(jù)被傳送的時(shí)間</p><p>　　重復(fù)性 – 按固定的時(shí)間周期性地傳送數(shù)據(jù)</p

61、><p>　　設(shè)備層網(wǎng)絡(luò):DeviceNet(設(shè)備網(wǎng))和Universal Remote I/O</p><p>　　特點(diǎn)：開(kāi)放技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)范由ODVA管理</p><p>　　在單一網(wǎng)絡(luò)上完成信號(hào)和供電</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)帶電情況下，可以完成設(shè)備的撤消，加入和更換</p><p>　　由于該人機(jī)界面建立在工業(yè)以太

62、網(wǎng)上，因此系統(tǒng)具有傳輸數(shù)據(jù)速度快，數(shù)據(jù)量大的優(yōu)點(diǎn)，而且工業(yè)以太網(wǎng)使用了控制和信息協(xié)議(Control and Information Protocol簡(jiǎn)稱(chēng)CIP)，因此系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性又得到了提高；EGCS(Elevator Group Control System) [5]的控制部分由ControlLogix系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，它主要控制電梯的運(yùn)行，包括：電梯的上行和下行、轎箱的開(kāi)關(guān)門(mén)等，同時(shí)通過(guò)三個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)模塊可以分別采集來(lái)自以太網(wǎng)、控制網(wǎng)以

63、及設(shè)備網(wǎng)上的I/O模塊的數(shù)據(jù)作為ControlLogix處理器的輸入量和狀態(tài)量。三層網(wǎng)絡(luò)都采用了全新的網(wǎng)絡(luò)模式：生產(chǎn)者/消費(fèi)者(Producer/Consumer)的模式，在該通訊模式下，不同的消費(fèi)者(信息接收者)可以有選擇的接受來(lái)自生產(chǎn)者(信息產(chǎn)生者)的信息，這樣系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通訊量可以顯著減少，網(wǎng)絡(luò)效率大大提高；EGCS的數(shù)據(jù)采集/發(fā)送部分由Flex I/O來(lái)實(shí)現(xiàn)，它一方面將采集到的電梯模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號(hào)，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的適配器傳送到

64、相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)上后，最終送到處理器，另一方面將處理器發(fā)送的數(shù)字量信息，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送給相應(yīng)的Fle</p><p><b>　　實(shí)際硬件搭建</b></p><p>　　PLC是一種采用集成電路和大規(guī)模集成電路等電子技術(shù)，專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)專(zhuān)用微機(jī)。它比繼電器控制更可靠、功能更齊全、響音速度更快、使用和操作也更靈活方便。由于PLC采用面向問(wèn)題、面向用戶(hù)的指令

65、語(yǔ)言來(lái)完成工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)計(jì)數(shù)、數(shù)據(jù)運(yùn)算和模擬控制；由于PLC可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、擴(kuò)展方便所以它與數(shù)控技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人被認(rèn)為是機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱。</p><p>　　PLC是一種順序控制器，它的程序是由前到后一步一步執(zhí)行，每執(zhí)行完一遍為一個(gè)掃描周期，然后從頭開(kāi)始循環(huán)執(zhí)行。</p><p><b>　　電梯工作特點(diǎn)：</b></p&g

66、t;<p>　　電梯為位能性負(fù)載；要求電機(jī)在四象限運(yùn)行；要求啟動(dòng)頻繁，要求各種負(fù)載下啟動(dòng)、換速、換向平穩(wěn)無(wú)沖擊(舒適感好)，平層精度高(定位準(zhǔn)確)；要求低速力矩大。</p><p>　　實(shí)踐證明變頻調(diào)速應(yīng)用在電梯調(diào)速上能體現(xiàn)出良好的調(diào)速性能和穩(wěn)定性，變頻調(diào)速電梯越來(lái)越受到青睞，本控制系統(tǒng)就采用了先進(jìn)的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)。</p><p>　　近年來(lái)，電梯調(diào)速系統(tǒng)很多采用變頻調(diào)速

67、控制，而電梯屬位能負(fù)載，并且要求頻繁起停。隨著載客量多少的變化、上下行的變換，要求電動(dòng)機(jī)在四象限內(nèi)運(yùn)行。更重要的是要滿(mǎn)足乘客的舒適感和保證平層的精度。因此變頻器的選擇對(duì)電梯的運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。</p><p>　　傳動(dòng)系統(tǒng)選用A-B(Allen-Bradley實(shí)時(shí)控制和系統(tǒng)鏈接方案)公司的160SSC變頻器實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　160SSC變頻器特點(diǎn)：</p>&

68、lt;p>　　提供4種控制方式；提供高激活轉(zhuǎn)矩(0.5Hz180%以上高激活轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)0.0Hz130%以上制動(dòng)轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn))，能在低速下實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)啟動(dòng)；速度控制精度高；采用32位RISC芯片，反應(yīng)快；提供PG03和PG04接口，能檢測(cè)外部脈沖反饋或接收脈沖作為主頻率給定；能預(yù)設(shè)兩組電機(jī)參數(shù)；提供多種保護(hù)。</p><p><b>　　系統(tǒng)工作過(guò)程：</b></p><p&

69、gt;　　變頻器驅(qū)動(dòng)曳引機(jī)從啟動(dòng)、中速運(yùn)行、減速爬行、到停車(chē)的一個(gè)過(guò)程為電梯的一個(gè)完整的運(yùn)行過(guò)程。</p><p>　　圖 3.4 電機(jī)運(yùn)行的S型曲線(xiàn)</p><p>　　160SSC參數(shù)設(shè)置：</p><p>　　設(shè)P30-[啟動(dòng)時(shí)間]為2.5秒，根據(jù)電梯實(shí)際運(yùn)行需要，滿(mǎn)足人體舒適性需要</p><p>　　設(shè)P31-[停止時(shí)間]為2.5秒

70、，根據(jù)電梯實(shí)際運(yùn)行需要，滿(mǎn)足人體舒適性需要</p><p>　　設(shè)P32-[最小頻率]為0</p><p>　　設(shè)P33-[最大頻率]為50HZ，電梯曳引機(jī)額定頻率為50HZ，電機(jī)運(yùn)行的最小/最大頻率為0-50Hz</p><p>　　設(shè)P34-[停止模式]為Ramp to stop，S曲線(xiàn)斜坡停止</p><p>　　設(shè)P35-[正常頻率]

71、為50HZ，電梯曳引機(jī)額定頻率為50HZ，即電機(jī)的銘盤(pán)頻率</p><p>　　設(shè)P46-[輸入模式]為2，即編程鍵盤(pán)模塊或通訊模塊控制模式</p><p>　　設(shè)P53-[S曲線(xiàn)]為50%，電機(jī)S曲線(xiàn)斜坡按照50%的S曲線(xiàn)加減速</p><p>　　設(shè)P56-[Reset模式]為2，使新P46-[輸入模式]參數(shù)值有效</p><p>　　設(shè)

72、P58-[內(nèi)部頻率]為50，即電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的頻率為50Hz</p><p>　　設(shè)P59-[通訊模式]為網(wǎng)絡(luò)控制，表示電機(jī)運(yùn)行的頻率通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)定</p><p>　　設(shè)P107-[輸入集]為21</p><p>　　設(shè)P108-[輸出集]為71</p><p>　　輸入、輸出格式取決于系統(tǒng)的設(shè)定，在本系統(tǒng)中將ControlLogix5550

73、的輸入、輸出集合分別設(shè)置為21和71。而具體的區(qū)別可以參考參考文獻(xiàn)[6] Bulletin 160 DeviceNet[M]。</p><p>　　The choice of which Input and Output Assembly to use should be based on what sort of information is appropriate in a particular system

74、. See Appendix B for a description of the various Input and Output assemblies. In the example system, we will use Iutput Assembly 21 and Onput Assembly 71[6].</p><p>　　表 3.1 設(shè)備網(wǎng)設(shè)備地址分配</p><p><

75、;b>　　試車(chē)運(yùn)行：</b></p><p>　　為防試車(chē)時(shí)沖頂或蹲底，手動(dòng)將轎廂升到中間位置，然后從慢車(chē)開(kāi)始調(diào)試，根據(jù)調(diào)試情況調(diào)整S參數(shù)、加減速時(shí)間、多段運(yùn)行頻率，力求達(dá)到舒適感好、平層精度高。</p><p>　　表 3.2 電梯端子排對(duì)照表</p><p><b>　　安全設(shè)計(jì)</b></p><p&

76、gt;　　硬件故障處理實(shí)現(xiàn)(ADR部分)</p><p><b>　　重要概念：</b></p><p>　　Automatic Device Replace (ADR)：自動(dòng)設(shè)備替換</p><p>　　electronic key(vendor,product code, product type)：設(shè)備電子識(shí)別碼(廠(chǎng)家、產(chǎn)品代碼、產(chǎn)品類(lèi)型

77、)</p><p>　　Auto-Address Recovery(AAR)：自動(dòng)地址設(shè)置(恢復(fù))</p><p>　　Configuration Recovery(CR)：自動(dòng)構(gòu)造(配置)恢復(fù)</p><p>　　Electronic Data Sheet(EDS)：電子數(shù)據(jù)表格</p><p>　　[Switches MAC ID]：非易

78、失性機(jī)器輔助識(shí)別碼This read only parameter reflects the state of the Node Address DIP switches</p><p>　　Machine Aided Cognition(MAC)：機(jī)器輔助識(shí)別</p><p><b>　　主要條件：</b></p><p>　　網(wǎng)絡(luò)上最好只有

79、一個(gè)主掃描設(shè)備(如果有多個(gè)，則只能有一個(gè)設(shè)置ADR功能，其他偵聽(tīng))</p><p>　　主掃描設(shè)備支持ADR</p><p>　　主掃描設(shè)備存儲(chǔ)容量足夠(所有設(shè)備設(shè)置都保存在主掃描設(shè)備)</p><p>　　更換設(shè)備的電子識(shí)別碼完全吻合</p><p>　　設(shè)備支持軟件設(shè)置節(jié)點(diǎn)號(hào)</p><p><b>　　

80、設(shè)備支持網(wǎng)絡(luò)設(shè)置</b></p><p>　　設(shè)備在主掃描設(shè)備清單內(nèi)</p><p><b>　　設(shè)備支持ADR</b></p><p>　　每次只能有一個(gè)同種設(shè)備故障(同時(shí)出現(xiàn)多個(gè)故障就難以處理――相同設(shè)備的電子識(shí)別號(hào)是一樣的)</p><p>　　新?lián)Q入的設(shè)備必須是節(jié)點(diǎn)號(hào)為63(設(shè)備出廠(chǎng)設(shè)置默認(rèn)為63)。

81、</p><p>　　硬件故障處理一直是設(shè)計(jì)過(guò)程中的難點(diǎn)問(wèn)題，怎么才能夠迅速有效地提高實(shí)際系統(tǒng)的安全性，這是一個(gè)一直困擾無(wú)數(shù)工程技術(shù)人員的問(wèn)題，隨著自動(dòng)化程度的提高，實(shí)際應(yīng)用中迫切需要解決這個(gè)問(wèn)題，ADR就是應(yīng)這個(gè)實(shí)際需求而產(chǎn)生的。</p><p>　　在ODVA協(xié)議里對(duì)設(shè)備故障的處理被設(shè)計(jì)為ADR的方式，通過(guò)Scanner的工作來(lái)處理設(shè)備故障。</p><p>　

82、　ADR的工作過(guò)程是這樣的，如果設(shè)備出現(xiàn)故障，則Scanner的AAR功能自動(dòng)將硬件的節(jié)點(diǎn)地址改為與故障設(shè)備相同，再由Scanner的CR功能自動(dòng)恢復(fù)故障設(shè)備的原結(jié)構(gòu)到新?lián)Q入的設(shè)備，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)工作，減少應(yīng)停止生產(chǎn)而造成的經(jīng)濟(jì)損失。</p><p><b>　　設(shè)置過(guò)程：</b></p><p>　　首先將160SSC的DN2的撥碼開(kāi)關(guān)7、8位都設(shè)置為1――波特率和

83、節(jié)點(diǎn)地址都就由網(wǎng)絡(luò)設(shè)定。</p><p>　　從ScanList剔除無(wú)關(guān)設(shè)備。</p><p>　　設(shè)定ADR啟動(dòng)方式為(CR&AAR)。</p><p>　　切斷節(jié)點(diǎn)地址為24的160SSC的電源――模擬設(shè)備故障。</p><p>　　將事先準(zhǔn)備好的將節(jié)點(diǎn)地址軟件改為63號(hào)的160SSC換上，Scanner自動(dòng)找到新的160SSC并

84、自動(dòng)改節(jié)點(diǎn)地址為24。</p><p>　　圖 3.5 ADR的功能設(shè)置</p><p>　　同時(shí)CR功能直接將原有參數(shù)設(shè)置都導(dǎo)回到新的設(shè)備，大約五秒鐘后，系統(tǒng)恢復(fù)正常，原有工作可以繼續(xù)運(yùn)行。</p><p>　　采用1784-PCIDS作為Scanner實(shí)現(xiàn)ADR功能的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)對(duì)故障恢復(fù)時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)，從將節(jié)點(diǎn)地址改為63到恢復(fù)正常(僅從DN2的狀態(tài)指示燈判斷)共

85、用了4秒，DNB上甚至沒(méi)有出現(xiàn)通訊中斷的跡象，加上自動(dòng)構(gòu)造恢復(fù)及其他時(shí)間可以控制在十秒以?xún)?nèi)，這個(gè)足夠滿(mǎn)足大多數(shù)實(shí)際使用的需要了。</p><p>　　實(shí)際應(yīng)用的時(shí)中，重要的設(shè)備應(yīng)該可以事先安裝一個(gè)作為備份，設(shè)置節(jié)點(diǎn)地址為63，開(kāi)機(jī)待命。針對(duì)于整個(gè)設(shè)備網(wǎng)中只有一個(gè)這樣的設(shè)備或者為重要的設(shè)備單獨(dú)安裝一個(gè)備份設(shè)備(預(yù)先設(shè)定節(jié)點(diǎn)地址63，開(kāi)機(jī)但不加入Scanlist中)，并單獨(dú)構(gòu)建一個(gè)設(shè)備網(wǎng)。</p>&l

86、t;p>　　這對(duì)于現(xiàn)實(shí)安全功能的設(shè)定具有十分重要的作用，可以運(yùn)用于實(shí)際的工程之中，這對(duì)于提高系統(tǒng)的安全級(jí)別具有突破瓶頸的作用。</p><p>　　圖 3.6 ADR的兩步實(shí)現(xiàn)</p><p><b>　　控制系統(tǒng)軟件構(gòu)成</b></p><p>　　圖 3.7系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)</p><p>　　RSLinx是A-B

87、可編程控制器在Windows環(huán)境下建立工廠(chǎng)所有通信方案的工具，是一款優(yōu)秀的通訊組態(tài)軟件，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中占有非常重要的地位。它為A-B的可編程控制器與各種Rockwell Software及A-B應(yīng)用軟件，如RSLogix5/500、RSView32、RSBatch、PLC-5等軟件之間建立起通信聯(lián)系。RSLinx的Advance DDE接口支持處理器與MMI(人機(jī)界面)和組件軟件間進(jìn)行通信，也可與DDE兼容軟件，如Microsoft Ex

88、cel、Access及其它用戶(hù)定制的DDE應(yīng)用軟件通信。它的C應(yīng)用程序接口(API)支持用戶(hù)使用RSLinx CSDK開(kāi)發(fā)的應(yīng)用軟件。作為開(kāi)發(fā)出真32位應(yīng)用程序，RSLinx充分利用了Windows操作系統(tǒng)的多處理性能。通過(guò)各種通信接口，Reline可以同時(shí)為所支持的應(yīng)用程序組合運(yùn)行服務(wù)。</p><p>　　本系統(tǒng)采用RSLinx提供的OPC Server（OLE for Process Control），來(lái)與

89、PLC建立連接，在該軟件中建立一個(gè)OPC對(duì)話(huà)，將該對(duì)話(huà)路徑指向已經(jīng)找到的ControlLogix5550，選擇數(shù)據(jù)刷新時(shí)間，然后將RSLinx作為服務(wù)啟動(dòng)，這樣系統(tǒng)啟動(dòng)后，RSLinx便自動(dòng)啟動(dòng)。</p><p>　　RSNetWorx for DeviceNet是基于32位的Windows應(yīng)用程序，它能夠給用戶(hù)提供設(shè)備網(wǎng)組態(tài)。使用圖形或電子數(shù)據(jù)表格，用戶(hù)可以組態(tài)設(shè)備網(wǎng)上所有的設(shè)備。</p><

90、;p><b>　　附：OPC簡(jiǎn)介</b></p><p>　　OPC是以O(shè)LE/COM和DCOM(Distributed Component Object Model)機(jī)制作為應(yīng)用程序的通信標(biāo)準(zhǔn)。OLE/COM是一種客戶(hù)服務(wù)器模式，具有語(yǔ)言無(wú)關(guān)性、代碼重用性、易于集成等優(yōu)點(diǎn)。OPC規(guī)范了接口函數(shù)，不管現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備以何種形式存在，客戶(hù)都以統(tǒng)一的方式去訪(fǎng)問(wèn)，從而保證軟件對(duì)客戶(hù)的透明性。OPC是

91、一種設(shè)備服務(wù)器的標(biāo)準(zhǔn)接口，他能被連接到I/O裝置、PLC、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)等，該技術(shù)能提供一種即插即用的硬、軟件組件，用戶(hù)很容易將他們集成為完整的自動(dòng)化系統(tǒng)。再者，利用OPC技術(shù)開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的OPC服務(wù)器來(lái)代替過(guò)去專(zhuān)用的I/O設(shè)備驅(qū)動(dòng)器軟件，并將各種應(yīng)用設(shè)計(jì)成客戶(hù)，這樣在OPC客戶(hù)和OPC服務(wù)器之間就可進(jìn)行通信和互操作，OPC硬件和軟件制造商就能夠在互聯(lián)問(wèn)題上花費(fèi)很少的時(shí)間，而將大量的精力放在應(yīng)用問(wèn)題上，從而減少大量的勞動(dòng)。</p>

92、<p>　　OPC可以充當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸和向上層的應(yīng)用程序的接口。當(dāng)作為下層現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)接口時(shí)他代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“I/O驅(qū)動(dòng)器”來(lái)完成與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的通信。當(dāng)作為數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)器時(shí)，實(shí)際上是一個(gè)I/O驅(qū)動(dòng)器。當(dāng)OPC服務(wù)器向上層應(yīng)用程序提供標(biāo)準(zhǔn)接口時(shí)，使上層的應(yīng)用程序能夠取到OPC服務(wù)器中的數(shù)據(jù)，從而向上實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。OPC提供了訪(fǎng)問(wèn)工業(yè)控制中的站端數(shù)據(jù)的一種通用方式。按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，可使不同廠(chǎng)家的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)通用化，使系統(tǒng)能夠

93、實(shí)現(xiàn)即插即用和無(wú)縫連接。</p><p><b>　　本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要對(duì)模型的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)做了一下簡(jiǎn)要的介紹，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)問(wèn)題做了闡述，分別說(shuō)明了硬件網(wǎng)絡(luò)體系的架構(gòu)和軟件層次結(jié)構(gòu)，這是整個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)平臺(tái)，本文所有的內(nèi)容都是建立在以上模型的基礎(chǔ)之上的。</p><p><b>　　調(diào)度策略實(shí)現(xiàn)</

94、b></p><p>　　調(diào)度策略是電梯控制中最重要的一項(xiàng)內(nèi)容，是整個(gè)電梯控制的靈魂所在，也是眾多專(zhuān)家所關(guān)注研究的對(duì)象之一，提出了很多不同的理論，對(duì)于電梯的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的意義。</p><p>　　但不知出于何種原因，眾多研究都集中在調(diào)度策略的設(shè)計(jì)上，而對(duì)于具體的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題(特別使在PLC中的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題)都沒(méi)有詳細(xì)的研究探索，使得調(diào)度策略是實(shí)現(xiàn)大大滯后于理論的發(fā)展。使得理論的研究缺少實(shí)

95、踐的檢驗(yàn)，也阻礙了理論的繼續(xù)發(fā)展。</p><p>　　本章主要針對(duì)調(diào)度策略的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行一些嘗試，同時(shí)程序的良好的兼容性也是程序的特點(diǎn)之一。</p><p>　　調(diào)度策略實(shí)現(xiàn)方式的重要性</p><p>　　調(diào)度策略在很大程度上決定電梯的運(yùn)行效率、客戶(hù)滿(mǎn)意程度、機(jī)械磨損、能量損耗等電梯的主要參數(shù)，而其中調(diào)度策略的實(shí)現(xiàn)又是其中的瓶頸。本章針對(duì)這一情況，著重研究了調(diào)度

96、策略在PLC上的實(shí)現(xiàn)方式與手段的問(wèn)題。以一種全新的方式進(jìn)行PLC的編程，使PLC對(duì)電梯調(diào)度及其他一些高級(jí)功能的支持達(dá)到一個(gè)全新的高度。并且使復(fù)雜的編程更為簡(jiǎn)單和容易理解、并更少產(chǎn)生錯(cuò)誤。</p><p>　　電梯調(diào)度策略可以分為：</p><p><b>　　基于專(zhuān)家系統(tǒng)</b></p><p><b>　　基于模糊邏輯</b&

97、gt;</p><p><b>　　基于計(jì)算機(jī)圖像監(jiān)控</b></p><p><b>　　基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制</b></p><p><b>　　基于遺傳基因法則</b></p><p><b>　　……</b></p><p>&

98、lt;b>　　調(diào)度設(shè)計(jì)及編程</b></p><p>　　最新的PLC都具有強(qiáng)大的功能，主要體現(xiàn)為超高速，大容量，超大型，編程語(yǔ)言高級(jí)化(已經(jīng)有部分選用BASIC實(shí)現(xiàn))，網(wǎng)絡(luò)化，軟PLC等趨勢(shì)。這些都符合了數(shù)據(jù)庫(kù)方式的運(yùn)用條件。</p><p>　　基于以上原因，本文選擇了在PLC部分實(shí)現(xiàn)整個(gè)電梯的控制，包括調(diào)度策略與算法，這對(duì)于電梯控制來(lái)講是具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的一種設(shè)計(jì)。

99、</p><p>　　PLC的硬件及編程特點(diǎn)</p><p><b>　　PLC的產(chǎn)生：</b></p><p>　　最初的PLC是為了用來(lái)取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，由此日本稱(chēng)它為順序控制器(Sequence Controller)。控制器硬件是標(biāo)準(zhǔn)的、通用的，因而不需要每次另行設(shè)計(jì)；根據(jù)實(shí)際應(yīng)用對(duì)象，將控制內(nèi)容做成

100、軟件寫(xiě)入控制器的程序存儲(chǔ)器內(nèi)；控制器和被控對(duì)象連接方便。</p><p>　　PLC硬件的基本構(gòu)成：</p><p>　　中央處理器(Central Processor Unit簡(jiǎn)稱(chēng)CPU)：</p><p>　　它是可編程序控制器的心臟部分。CPU由微處理器(Microproce-ssor)存儲(chǔ)實(shí)際控制邏輯的程序存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、變量的數(shù)據(jù)儲(chǔ)器構(gòu)成。</p&

101、gt;<p>　　電源(Power Supply)：</p><p>　　給中央處理器和其他設(shè)備提供必需的工作電源。</p><p>　　輸入組件(Inputs)：</p><p>　　輸入組件的功能是將操作開(kāi)關(guān)和現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)送給中央處理器?，F(xiàn)場(chǎng)信號(hào)可能是開(kāi)關(guān)量、模擬量或針對(duì)某一特定目的使用的特殊變量。</p><p>　　輸出組件

102、(Outputs)：</p><p>　　輸出組件接收CPU的控制信號(hào)，并把它轉(zhuǎn)換成電壓或電流等現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所能接收的信號(hào)后，傳送控制命令給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的執(zhí)行器。</p><p><b>　　PLC的編程特點(diǎn)：</b></p><p>　　PLC通常不采用微機(jī)的編程語(yǔ)言，而是采用面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的自然語(yǔ)言編程。國(guó)際電氣技術(shù)聯(lián)合會(huì)IEC于199

103、3年制定了PLC編程語(yǔ)言的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(IEC1131-3)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了5種編程語(yǔ)言，其中3種圖形化語(yǔ)言，2種文體化語(yǔ)言。圖形化語(yǔ)言有梯形圖(Ladder Diagram-LD)，順序功能圖(Sequential Function Chart-SFC)，功能塊圖(Function Block Diagram-FBD)。文本化語(yǔ)言有指令表(Instruction List-IL)和結(jié)構(gòu)文本(Structures Text-ST)。這5種語(yǔ)言

104、夠成了PLC的官方語(yǔ)言，而其中的梯形圖和功能塊圖由于可操作性好，得到了大家的肯定，發(fā)展較快。</p><p>　　羅克韋爾自動(dòng)化公司推出PLC5系列處理器的時(shí)候，相應(yīng)推出了與之配套的RSLogix5軟件。推出SLC500系列處理器的同時(shí)，相應(yīng)的開(kāi)發(fā)了RSLogix500。</p><p>　　RSLogix5000軟件是ControlLogix5550系列處理器專(zhuān)用的編程開(kāi)發(fā)環(huán)境。利用RS

105、Logix5000編程軟件可以組態(tài)ControlLogix系統(tǒng)的I/O和通訊模塊，以及對(duì)ControlLogix5550處理器編程，包括對(duì)運(yùn)動(dòng)控制編程。</p><p>　　RSLogix5000繼承了RSLogix500及RSLogix5系列編程軟件的特點(diǎn)，用工程(Project)來(lái)管理每個(gè)工作項(xiàng)目，所有的梯形圖、數(shù)據(jù)標(biāo)簽等都要一起存放在以工程名命名的文件里。</p><p>　　與RS

106、Logix系列其他編程軟件相比，ControlLogix5000最大的不同在于它全新的數(shù)據(jù)組織形式——Tag(數(shù)據(jù)標(biāo)簽)，這與RSLogix500及RSLogix5系列軟件的用來(lái)組織數(shù)據(jù)的N、B、T型等文件有著內(nèi)在聯(lián)系，但又有了重大的改進(jìn)。Tag的使用不僅可以使編程人員隨意使用能反映自己編程思想的數(shù)據(jù)名稱(chēng)，還為模擬量的傳輸帶來(lái)了很多方便，因?yàn)樗芡ㄟ^(guò)直接向模擬量型Tag寫(xiě)數(shù)據(jù)來(lái)避免以前PLC、SLC編程中為處理模擬量的傳輸而使用的塊傳送

107、指令。</p><p>　　在Logix5000出現(xiàn)之前，Tag的用法還在羅克韋爾的人機(jī)交互組態(tài)軟件——RSView32中出現(xiàn)過(guò)。在Logix5000中直接使用數(shù)據(jù)標(biāo)簽Tag可以省略PLC、SLC的N、B、T等類(lèi)型數(shù)據(jù)文件向Tag的轉(zhuǎn)化過(guò)程。使編程軟件與人機(jī)交互軟件結(jié)合更緊密，實(shí)現(xiàn)更迅速，使用更方便。</p><p><b>　　電梯控制常用設(shè)計(jì)</b></p&

108、gt;<p>　　傳統(tǒng)的電梯都是采用繼電器控制的方式，也常被稱(chēng)為經(jīng)典控制方式。但繼電器控制有許多缺陷，如因?yàn)橐揽繖C(jī)械裝置動(dòng)作而使電梯控制系統(tǒng)的可靠性較差，并且存在接線(xiàn)復(fù)雜，故障率高，檢修維護(hù)困難等問(wèn)題。</p><p>　　由于繼電器控制的局限性，可編程控制器被廣泛的應(yīng)用于電梯控制中。可編程序控制器應(yīng)用于電梯控制之中與傳統(tǒng)電梯控制系統(tǒng)相比具有許多優(yōu)勢(shì)。由于可編程序控制器是采用程序控制，可以有效避免

109、繁雜的接線(xiàn)，并且由于采用高性能的精密元器件，故能使電梯控制系統(tǒng)的可靠性大大提高。</p><p>　　雖然與繼電器控制相比，可編程序控制器的成本較高，但可編程序控制器的可編程特性和其具有的高級(jí)運(yùn)算功能可以實(shí)現(xiàn)電梯控制的高度自動(dòng)化和人工智能化，這是繼電器控制所無(wú)法比擬的，并且成本問(wèn)題可以通過(guò)節(jié)省輸入點(diǎn)、使用中間繼電器的辦法來(lái)得到一定程度上的解決。</p><p>　　由于這些歷史原因，電梯控

110、制的PLC編程一直沒(méi)有擺脫原始電器原理圖的一些痕跡?；揪窒抻谔菪螆D的單一思路，而一直沒(méi)有突破。在實(shí)際的控制設(shè)計(jì)中雖然采用了PLC作為控制的中心，但主要的控制實(shí)現(xiàn)也還是基本按照原先電器原理圖那樣龐雜的繼電器的簡(jiǎn)單邏輯的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)的，所以體現(xiàn)在程序上是邏輯復(fù)雜、不易讀懂、不易修改。</p><p>　　數(shù)據(jù)庫(kù)模式的編程思想</p><p><b>　　PLC的發(fā)展背景</b

111、></p><p>　　現(xiàn)代突飛猛進(jìn)的電子技術(shù)和更加苛刻的控制要求使得原本簡(jiǎn)單的PLC在功能上有了新的發(fā)展。同時(shí)控制過(guò)程的復(fù)雜化也要求PLC系統(tǒng)及其控制程序能夠適應(yīng)這些新的變化。</p><p>　　生產(chǎn)自動(dòng)化的大背景為PLC提供了一個(gè)廣闊的市場(chǎng)前景。正因?yàn)槿绱?，除了SIEMENS、ROCKWELL、ABB、GE、三菱、OMRON等老牌PLC廠(chǎng)商之外，F(xiàn)UJI、日立(HITACHI)

112、、TOSHIBA、LG等國(guó)際大公司都相繼涉足PLC領(lǐng)域，適時(shí)推出自己的PLC系統(tǒng)。這些PLC都具有強(qiáng)大的功能，主要體現(xiàn)為超高速，大容量，超大型，編程語(yǔ)言高級(jí)化(已經(jīng)有部分選用BASIC實(shí)現(xiàn))，網(wǎng)絡(luò)化，軟PLC實(shí)現(xiàn)等趨勢(shì)。這些都符合了數(shù)據(jù)庫(kù)方式的運(yùn)用條件。</p><p><b>　　成本因素：</b></p><p>　　圖 4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)模式程序示例</p&g

113、t;<p>　　原來(lái)設(shè)備供應(yīng)商提供的程序都是最基本的程序，只有懂生產(chǎn)工藝的用戶(hù)寫(xiě)的程序才最具商業(yè)價(jià)值，因?yàn)樗谕袠I(yè)間不通用，這也就意味著高昂的成本；而運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)方式后，設(shè)備供應(yīng)商就可以針對(duì)行業(yè)推出有極大價(jià)值的通用的集成數(shù)據(jù)庫(kù)(而通用的東西價(jià)值是很低的)，后續(xù)編程將變得和組態(tài)過(guò)程一樣簡(jiǎn)單。這就意味著更低的成本和大大節(jié)約了的用戶(hù)寶貴的時(shí)間。</p><p>　　基于以上原因，數(shù)據(jù)庫(kù)思想在PLC編程中的

114、應(yīng)用將刺激用戶(hù)對(duì)PLC的興趣，大大加快PLC及其系統(tǒng)自動(dòng)化的推廣速度，加快自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　目前PLC的主要應(yīng)用領(lǐng)域有開(kāi)關(guān)量邏輯控制；模擬量的閉環(huán)控制；數(shù)字量的智能控制；數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控；分布式控制系統(tǒng)。而將來(lái)的控制任務(wù)將更加復(fù)雜。</p><p>　　正是如此，更高級(jí)的編程手段將取代原先簡(jiǎn)單的梯形圖編程。</p><p><b>　　模塊

115、化的程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　人們?cè)谇蠼庖粋€(gè)復(fù)雜的問(wèn)題的時(shí)候，通常采用逐步分解、分而治之的方法。也就是把一個(gè)大問(wèn)題分解為幾個(gè)比較容易求解的小問(wèn)題，然后分別求解。程序員在設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜的應(yīng)用程序時(shí)，往往也是把整個(gè)程序劃分為若干個(gè)功能較為單一的程序模塊，然后分別予以實(shí)現(xiàn)，最后再把所有的程序模塊像搭積木一樣搭起來(lái)，這種在程序設(shè)計(jì)中分而治之的策略，被稱(chēng)為模塊化程序設(shè)計(jì)方法。</p>&

116、lt;p>　　圖 4.2 電梯控制系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　模塊化設(shè)計(jì)</b></p><p>　　注重功能的層次化，全力設(shè)計(jì)一個(gè)模塊化的，深入融合電腦程序設(shè)計(jì)思想的，結(jié)構(gòu)清晰、合理，功能緊湊的電梯控制程序。并為功能更強(qiáng)大的群控的實(shí)現(xiàn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　在PLC中把群控的模型提煉到一個(gè)核心調(diào)度、分配程序