基于LabVIEW的电梯远程监控系统

1、2008年第7期仪表技术与传感器I nstru ment Technique and Sens or 2008No 17 收稿日期:2007-12-11收修改稿日期:2008-02-08基于LabVI E W 的电梯远程监控系统郭铁桥,闫迎志(华北电力大学机械工程系,河北保定071003摘要:为保障电梯的安全运行,提高电梯运行的安全可靠性,降低成本,提高监控效果,提出了一种基于Lab V I E W 的电梯远程监控的设计方案。系统拟采用P LC 和上位机监控实现对电梯的控制,P LC 作为下位机实现对设备的直接控制,上位机负责设备工作状态监控以及各种网络的通讯功能。经过试验验证:该系统可以对电

2、梯系统运行的各个参数进行监控,并实现参数数据的储存和输出以方便电梯的检测和维修,同时具有很高的稳定性和实时性,能够满足监控系统的需要。关键词:P LC;Lab V I E W ;监控;安全可靠性中图分类号:TP273文献标识码:A 文章编号:1002-1841(200807-0054-03Rem ote Eleva tor Superv ise System Ba sed on LabV I E WG UO Tie 2qiao,Y AN Ying 2zhi(School of M echan i ca l Eng i n eer i n g,North Ch i n a Electr i c

3、Power Un i versity,Baod i n g 071003,Ch i n aAbstract:I n order t o ensure the safety and t o increase the reliability in the operati on of elevat or,a re mote elevat or supervis ory syste m based on Lab V I E W was intr oduced .The syste m realized contr ol of the elevat or with P LC and Lab V I E

4、W /PC,P LC positive managed the equi pment directly .Lab V I E W was res ponsible for monit oring of working as well as each kind of net w ork co mmunica 2ti on .The ex peri m ental confir mati on sho ws,this syste m can monit or each para meter of the elevat or syste m,and deposit data f or the ele

5、vat or exa m inati on and maintaining .The syste m has high stability and ti m eliness,it can attain the need of supervis ory syste m.Key words:P LC;Lab V I E W;supervise;reliability 0引言保障电梯的安全运行,提高电梯运行的安全可靠性非常重要。系统拟采用P LC 和上位机(PC,Lab V I E W 监控实现对电梯的控制,P LC 作为下位机实现对设备的直接控制,上位机负责设备工作状态监控以及各种网络的通讯功能。

6、在上位机上对电梯运行情况实时监控,不仅要求上位机要具有良好的监控画面,而且要解决与下位机的通信问题。所以该系统运用Lab V I E W 作为开发平台设计监控界面,具有工作可靠性高、灵活性和通用性高、编程简单、使用方便、抗干扰能力强等优点。1系统设计与实现系统监控界面采用Lab V I E W 作为开发工具,整个系统核心控制部件的可编程控制器选用SI M ATI C S7-200CP U226AC /I X /RL Y P LC .该P LC 集成共40个24输入/16输出数字量I/O 点;可连接7个扩展模块,最大可扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点;有6个独立的30kHz

7、 高速计数器;有2路独立的20kHz 高速脉冲输出;具有P I D 控制器;有2个RS -485通讯/编程口,具有PP I 通讯协议、MP I 通讯协议和自由方式通讯能力,其协议开放,可以自由配置。如图1为系统的总体结构。另外,Lab V I E W 语言中具有网络TCP /I P 开发的高级函数库,可以进行网络远程监控的开发。图1系统总体构成根据5层电梯的实际情况,将P LC 的I/O 端口分配如下:(1输入地址号:I 0.0表示报警复位信号输入;I 0.1I 0.8表示电梯15层的外呼(大厅内上、下呼输入;I 1.0I 114表示电梯15层的内呼(轿厢内输入;I 210I 214表示电梯1

8、5层的限位开关.(2输出地址号:Q0.0表示电梯故障报警显示灯;Q0.1、Q0.2表示电梯上升和下降指示灯;Q1.0Q1.7表示电梯外呼(大厅内上、下呼显示灯;Q2.0Q2.4表示电梯内呼(轿厢内的显示灯。2系统软件设计电梯监控系统的软件部分采用Lab V I E W 编写,模拟电梯运行状态,直观地显示电梯的运行情况。首先通过计算机的串口采集P LC 内存数据等信息,对数据进行处理后将结果实时显示在软件界面,并将数据存于后台的数据库中,从而完成对工作信息、故障等作统计、分析、制作报表、打印等工作。另外,将数据库与电梯故障诊断专家系统相互配合联接,对指定电梯的故障进行现场诊断,方便维修人员。第7

9、期郭铁桥等:基于Lab V I E W 的电梯远程监控系统55211PC 与P LC 的通讯模块该模块实现PC 与P LC 的通讯,必须具备3方面的基本功能:连续循环扫描PC 与P LC 之间的发送、接受命令状态;上位机在线读P LC 的DM 区连续通道数据;上位机向P LC 的I R 数据存储单元发送命令而不影响P LC 正在控制运行的现场设备。在Lab V I E W 中实现与P LC 串口通讯可以有两种方法:利用V I S A 或者使用标准的串口通讯函数。文中利用V I S A 实现串口通讯,它与VC +、VB 等语言开发的串行通信程序相比,简单直观,极大节省程序开发时间,同时Lab V

10、 I E W 提供丰富的库函数和功能模块可完成各种编程任务。数据由P LC 采集并通过串行通信方式和Lab V I E W 软件进行连接,处理后在Lab 2V I E W 的前面板上显示。图2为Lab V I E W 串口通信程序。 图2LabV I E W 串口通信程序其中,FCS 校验码是PC 发命令帧的一部分,它是对RS -232协议从起净“”到正文最后一位之间的所有字符作“异或”运算。图3为FCS 校验码流程图。 图3FCS 校验码流程图212存储与控制模块存储模块实现对电梯的各种运行数据和参数进行存储,以便进行后续处理。LabS QL 是一个免费的、多数据库、跨平台的Lab V I

11、E W 数据库访问工具包。它的优点是易于理解,操作简单,不熟悉S QL 语言的用户也可以很容易地使用。LabS QL 是利用M icr os oftADO 以及S QL 语言来完成数据库访问,将复杂的底层ADO 及S QL 操作封装成一系列的LabS QLV I S,其访问功能实现了虚拟仪器和其他外部数据库(支持OD 2BC 访问接口之间的数据传输。利用LabS QL 几乎可以访问任何类型地数据库,执行各种查询,对采集的数据值进行计算和判断,并进行状态记录存储和管理。其数据库采用的是M i 2cr os oft Access 系统。它的使用和维护较简单,并且能够满足系统的需要。将数据库与电梯故

12、障诊断专家系统相互配合联接,可以实现对电梯的故障进行现场诊断,方便维修人员。图4和图5是LabS QL 与数据库连接的框图与流程。图4LabSQ L 与数据库连接框图控制模块用于将电梯的各种运行状态值转化为ASC II 字符,完成命令封装后递交串口通信子程序,由串口送往可编程控制器,进而对电梯进行检测控制。213远程监控模块Lab V I E W 具有强大的网络通信功能,这种功能使得Lab 2V I E W 用户可以很容易的编写出具有强大网络通信能力的Lab 2V I E W 应用软件,以实现远程测控。常用的技术包括最简单的远程桌面、N I 的DataS ocket 、T CP /UDP 网络

13、通信、最直接的W eb 远程发布。图6和图7为T CP /UDP 方式的T CP 通信服务程序。利用N I 的DataS ocket 、TCP /UDP 网络通方式进行远程控制,不能在本地客户端计算机上打开并操作位于远程服务端计算机的V I 前面板。Lab V I E W 7.1具有远程面板(Remote Pan 2els 的发布的能力,应用W ebServer 技术可以解决这个问题,实现网络远程监控。W eb Server 技术将监控系统的前面板窗口以网页的形式发布到互联网上,可以将这样的监控系统前面板窗口嵌入到一个网页当中,实现在网页中的远程虚拟仪器。这样用户就可以用56I nstru m

14、ent Technique and Sens orJul 12008 图5LabSQL访问数据库流程 极为简单的方式直接在本地的客户端计算机上打开并操作位于远程服务器端计算机上V I 面板,甚至可以在网页中直接操作。这可以通过在客户端和服务器端进行一定的设置来实现。3结束语系统采用P LC 作为下位机进行控制和数据采集,通过串口实现了P LC 和Lab V I E W 的数据通信,开发了一套经济实用的电梯远程监控系统。系统可以对电梯系统运行速度、开关量、电机转速和频率等各个参数进行监控,并实现参数数据的储存和输出以方便电梯的检测和维修。参考文献:1艾辉.基于组态软件的电梯监控系统的研究.中国电

15、梯,2005(15:5-8.2艾辉,刘炳海.基于虚拟仪器LabV I E W /CV I 电梯监控系统的设计与实现.中国电梯,2006(21:25-28.3宋万清,杨建国.LabV I E W 实现PC 与P LC 实时监控.制造业自动化,2005(4:60-62.4荀延龙.基于P LC 的电梯监控系统.机械研究与应用,2005(1:114-116.5徐胜,吴丽琴,施益峰.一种基于串行通信技术的远程检测系统.仪表技术与传感器,2005(11:38-41.作者简介:郭铁桥(1958,副教授,从事物料输送系统及自动化教学和研究工作。E 2mail:yyzh 313s ohu .com(上接第53页

16、 图8数据处理软件流程图5结束语研究了DSP 在热轧钢板宽度测量中的应用,通过DSP 的D MA 接口从E M I F 直接接收数据,实现了对线阵CC D 信号的高速并行采集,结构简单,性能可靠。利用DSP 高速运算能力,实现了对采集信号的去噪、二值化、宽度计算等功能,简化了硬件电路,提高了处理速度。系统在实时尺寸检测中有很好的应用前景。参考文献:1Avii V A M2CL Camera L ink L inescan Ca mera EB /OL .2007-08-04.htt p:/www .at m el .com.2Ca mera L ink Specificati on E B /OL .2007-08-04.htt p:/www .nati onal .com.3申敏,邓矣兵,郑建宏,等.DSP