MCGS四层电梯

组态软件与触摸屏控制技术课程组态软件与触摸屏控制技术课程 设计报告书设计报告书 题目题目 四层电梯控制系统的 MCGS 界面控制设计 二级学院 直属学部 专业 班级 学生姓名 学号 指导教师姓名 职称 2012 年 11 月 1 日 1 目录目录 绪论 2 第一章 课题介绍 3 第二章 控制要求 4 第三章 MCGS 控制界面 5 3 1 设计监控界面 5 3 2 定义数据变量 8 3 3 动画连接 10 3 4 编制循环策略 18 第四章 设备连接 21 第五章 PLC 程序说明 23 5 1 I O 分配 23 5 2 PLC 程序语句 24 第六章 触摸屏控制画面及制作说明 30 第七章 运行调试 33 第八章 小结 34 第九章 问题回答 35 2 绪论 20 世纪 60 年代末 为了克服传统继电器的种种应用上的缺点 人们研制 出了一种先进的可编程序控制器 PLC Programmable logic Controller 由于 PLC 具有优良的技术性能 因此它一问世就很快得到了推广应用 随着微电子 技术和计算机技术的迅速发展 PLC 在工业控制领域内得到广泛的应用愈加明 显 PLC 是一种基于数字计算机技术 专为在工业环境下应用而设计的电子控 制装置 它采用可编程程序的存储器 用来存储用户指令 通过数字或模拟的 输入 输出 完成一系列逻辑 顺序 定时 记数 运算等确定的功能 来控制 各种类型的机电一体化设备和生产过程 具体来讲 PLC 主要具有以下的特点 1 可靠性高 抗干扰能力强 2 编程方法简单 直观 3 体积小 耗能低 重量轻 4 硬件配套齐全 用户使用方便 适应性强 5 系统的设计 安装 调试工作量少 6 维修工作量小 维护方便 7 接口模块功能强 品种多 3 第一章 课题介绍 PLC 在电梯控制上的应用主要体现在它的逻辑开关控制功能 由于 PLC 具 有逻辑运算 计数和定时以及数据输入输出的功能 在电梯控制过程中 各种 逻辑开关控制与 PLC 很好的结合 很好的实现了对电梯的控制 本设计是以三菱广泛应用的整体中型机 FX2N 128 为背景机 详细介绍其 系统配置 兼顾介绍 指令系统 编程方法和控制系统设计方法 同时也介绍 了模块式 PLC 的一些智能单元 本人设计的电梯包括电梯自动运行 PLC 综合 控制两个系统 此次课题对 PLC 的结构 特点 性能以及与现场控制对象的连 线进行了具体的研究 并通过 PLC 实现了电梯的自动控制 MCGS 是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件 它能够在 基于 Microsoft 的各种 32 位 Windows 平台上运行 通过对现场数据的采集处 理 以动画显示 报警处理 流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决 实际问题的方案 在工业控制领域有着广泛的应用 本设计通过 MCGS 组态动画与三菱 PLC 的连接 模拟控制四层电梯的运 动 实验模版如下图 4 4 第二章 控制要求 所设计的电梯模型共有四层 电梯的每一层面均有升降及轿厢所在楼层 的指示灯显示 1 4 所对应的指示灯表示楼层号 每层的楼厅均有输入 分上行和下行 按钮召唤电梯 工作中的电梯主要对各种呼梯信号和当 时的运行状态进行综合分析 再确定下一个工作状态 为此它要求具有自 动选向 顺向截梯和反向保号 外呼记忆 自动开 关门 停梯信号 自 动达层等功能 分析以上控制要求 将电梯控制要实现的功能罗列如下 1 开始时 电梯处于任意一层 2 当有外呼梯信号到来时 电梯响应该呼梯信号 到达该楼层时 电梯 停止运行 电梯门自动打开 延时 3 秒后自动关门 3 当有内呼梯信号到来时 电梯响应该呼梯信号 到达该楼层时 电梯 停止运行 电梯门自动打开 延时 3 秒后自动关门 4 在电梯运行过程中 轿厢上升 或下降 途中 任何反向下降 或上 升 的呼梯信号均不响应 如果某反向呼梯信号前方再无其他呼梯信号 则电梯响应该呼梯信号 5 电梯未平层或运行时 开门按钮和关门按钮均不起作用 平层且电梯 停止运行后 按开门按钮可使电梯门打开 按关门按钮可使电梯门关闭 5 第三章 MCGS 控制界面 3 1 设计监控界面 新建工程 四层电梯模拟控制 在用户窗口新建窗口 四层电梯模拟控制 窗口属性设置如下 进入窗口 动画组态 利用组态工具绘制四层电梯模拟控制界面 6 先在工具箱中选中 标签 在窗口拖动成大小合适的矩形框 输入 四层 电梯控制系统演示工程 属性设置如下 以 1 层电梯为例绘制轿厢 然后绘制 1 层电梯的指示灯和外部按钮 如下图 其他 3 层电梯的绘制方法相似 最后效果图如下 7 绘制电梯内部指示 楼层指示为 4 个指示灯 1 至四层内选为 4 个按钮 效果如下 图所示 8 四层电梯的整个效果图如下所示 3 2 定义数据变量 1 对象列表 名称类型注释名称类型注释 S1 开关型一层内呼叫 S2 开关型二层内呼叫 S3 开关型三层内呼叫 S4 开关型四层内呼叫 D4 开关型四层下呼 D3 开关型三层下呼 D2 开关型二层下呼 U1 开关型一层上呼 U2 开关型二层上呼 U3 开关型三层上呼 DOWN 开关型下降指示 UP 开关型上升指示 L4 开关型四层指示 L3 开关型三层指示 L2 开关型二层指示 L1 开关型一层指示 F1LEFT 数值型一层门开 F2LEFT 数值型二层门开 F3LEFT 数值型三层门开 F4LEFT 数值型四层门开 F1flag 开关型一层门开标志 F2flag 开关型二层门开标志 F3flag 开关型三层门开标志 F4flag 开关型四层门开标志 OPEN 开关型手动开门 CLOSE 开关型手动关门 9 2 属性设置 将开关型变量的设置 以 S1 为例 基本属性中的对象初值设置为 0 数值型变量的属性设置 以 F1LEFT 为例 基本属性的对象初值设置为 100 最 小值为 0 最大值为 100 其他变量的设置与其相似 10 3 MCGS 中定义的实时数据库如下 3 3 动画连接 在用户窗口中双击 四层电梯模拟控制 窗口进去动画组态 1 指示灯的属性设置 以一层电梯为例 选中指示灯双击 弹出单元属性设置窗口 设置如下 11 12 其他几层指示灯的属性设置和上面基本相同 只要把表达式的值该成 第二层 L2 第三层 L3 第四层 L4 2 电梯门的设置 还是以第一层电梯为例 电梯左门的属性设置如下 13 电梯右门的属性设置与左门相似 不同点在于方向相反 如下图 其余几层电梯门的属性与第一层的相同 14 3 电梯上下运动设置 属性设置如下图 15 4 呼叫按钮的设置 以一层电梯为例 属性设置如下图 16 脚本程序 与 可见度属性 内不设置参数 其他几层和内选呼叫的设置基本相似 只要把数据对象值操作的表达式改成对 应的即可 二层上呼 U2 二层下呼 D2 三层上呼 U3 三层下呼 D3 四层下呼 D4 一层内呼叫 S1 二层内呼叫 S2 三层内呼叫 S3 四层内呼叫 S4 5 手动开关门按钮的设置 手动开门的属性设置如下 17 18 手动关门与手动开门的设置类似 把操作属性中的表达式 OPEN 改成 CLOSE 脚 本程序区别在于 3 4 编制循环策略 在 运行策略 中 双击 循环策略 进入 双击图标进入 策略属性设置 把 循环时间 设为 100ms 按 确定 19 双击进入脚本程序编辑环境 程序如下 if L1 1 and UP 0 and F1flag 1 and F1LEFT 0 then F1LEFT F1LEFT 3 if UP 1 and L1 1 and F1LEFT0 then F2LEFT F2LEFT 3 if UP 1 and L2 1 or DOWN 1 and L2 1 and F2LEFT0 then F3LEFT F3LEFT 3 if UP 1 and L3 1 or DOWN 1 and L3 1 and F3LEFT0 then F4LEFT F4LEFT 3 if DOWN 1 and L4 1 and F4LEFT 150 or L3 1 or U3 1 or D3 1 and jiaoxiang 300 or L4 1 or D4 1 and jiaoxiang 450 and F1LEFT 100 and F2LEFT 100 and F3LEFT 100 and UP 1 then jiaoxiang jiaoxiang 2 轿厢上升控制 20 if L3 1 or U3 1 or D3 1 and jiaoxiang 300 or L2 1 or U2 1 or D2 1 and jiaoxiang 150 or L1 1 or U1 1 and jiaoxiang 100 and F3LEFT 100 and F4LEFT 100 and DOWN 1 then jiaoxiang jiaoxiang 2 轿厢下降控制 21 第四章 设备连接 在 MCGS 组态软件开发平台上 单击 设备窗口 再单击 设备组态 按 钮进入设备组态 在 设备工具箱 中 选中 通用串口父设备 和 三菱 FX 系列编程口 基本设置如下图 22 23 第五章 PLC 程序说明 5 1 I O 分配 表 5 1 I O 分配表 24 5 2 PLC 程序语句 25 26 27 28 29 30 第六章 触摸屏控制画面及制作说明 第 1 页制作开机动画 其中校标设置为 换页面按钮跳转至 主菜单 第 2 页设置主菜单 4 个跳页按钮分别连接对应的页面 第 3 页和第 4 页设置操作说明 31 第 5 页设置系统操作 第 6 页设置电梯外控制 第 7 页设置电梯内控制 32 第 8 页设置实时监控页面 33 第七章 运行调试 第一步 将四层电梯的梯形图写入 PLC 然后关闭 FX 2N 软件 第二步 检查 PLC 与 MCGS 是否连接正常 第三步 操作电梯的控制面板 并观察 MCGS 组态动画是否与之对应 电梯由安装在各楼层门口的上升和下降呼叫按钮进行呼叫操纵 其操纵内 容为电梯运行方向 电梯轿箱内设有楼层内选按钮 S1 S4 用以选择需停靠的 楼层 L1 为一层指示 L2 为二层指示 SQ1 SQ4 为到位行程开关 电梯 上升途中只响应上升呼叫 下降途中只响应下降呼叫 任何反方向的呼叫均无 效 例如 电梯停在一层 在三层轿箱外呼叫时 必须按三层上升呼叫按钮 电梯才响应呼叫 从一层运行到三层 按三层下降呼叫按钮无效 反之 若电 梯停在四层 在三层轿箱外呼叫时 必须按三层下降呼叫按钮 电梯才响应呼 叫 按三层上升呼叫按钮无效 34 第八章 小结 在科学技术发展的推动下 电梯技术将产生各种新的变化 新的功能 基 于 PLC 的电梯传动控制系统充分利用 PLC 的功能 速度给定及波形均由软件 产生 系统结构简单 体积小 操作更方便 更灵活 与 MCGS 组态动画配合 起来更加形象生动 展望未来 超高层建筑物的出现将需要发展更高的运行速度的电梯 电梯 工业产品将更加五彩缤纷 超高速电梯 无机房电梯 磁悬浮电梯 无绳电梯 绿色电梯 等电梯将会出现 它们必将会给我们的生活带来更方便的服务 现代电梯技术的发展 不仅代表着科学技术的飞速发展 同时也标志着人类生 活走向现代和文明 通过这次比较完整的电梯控制系统设计 我摆脱了单纯的理论知识学习状 态 和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识 同时也提高 我查阅文献资料 设计手册 设计规范等其他专业能力水平 而且通过对整体 的掌控 对局部的取舍 以及对细节的斟酌处理 都使我的能力得到了锻炼 经验得到了丰富 总之 这次课程设计让我受益匪浅 35 第九章 问题回答 1 如何使电梯的轿厢上下移动到适当的位置 答 在 MCGS 中 电梯轿厢是手绘的矩形 想让它动起来必须在其属性设置里 勾选出垂直移动这个选项 而轿厢又不能随便移动 不然会超出屏幕范围 所 以得设置相应的脚本程序 让它有上下限值 并能在呼叫相应的地方停下 具 体程序可参见本电梯中的循环脚本 电梯上下脚本程序 2 如何使电梯具有开关门功能 答 电梯想要实现