电梯控制系统组态设计本科毕业设计Word格式.docx

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四、主要参考文献：

[1]姚玉刚.电梯智能控制系统研究[D].长春理工大学硕士学位论文,2008.

[2]陈恒亮.电梯结构与原理[M].北京:

中国劳动社会保障出版社,2005.

[3]周祖得、陈幼平.《机电一体化控制技术与系统》.华中科技大学出版社.2003

[4]补家武、左静、袁勇、吴来杰.《机电一体化技术与系统设计》.中国地质大学出版社.2001

学生（签名）20年月日

指导教师（签名）20年月日

教研室主任（签名）20年月日

系主任（签名）20年月日

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毕业设计（论文）开题报告

设计（论文）题目

选题的背景和意义：

背景：

随着科学技术的发展、城市现代化进程的突飞猛进，电梯作为一种迅捷、高效、安全、可靠的垂直运输设备，成为了人们不可缺少的运输工具。

现代高层建筑中各办公大楼、住宅、宾馆、医院、工矿企业、仓库、码头、大型货轮等都离不开它。

据统计，在美国乘其他交通工具的人数每年约为80亿人次，而乘电梯的人数每年却有540亿人次之多。

电梯服务在改革开放以后，我国电梯的使用数量快速增长。

尤其是现阶段，随着经济日新月异的发展，人们生活水平不断提高，城市建筑不断增多，楼房也越来越高，与此相应，电梯也得到迅猛的发展。

现在，电梯已完全融入我们的生产、生活中，满足人们生活、工作及学习的需要。

据统计，我国在用电梯已达40多万台，每年还以约5万～6万台的速度增长。

一、意义：

当今世界，电梯的生产情况与使用数量已成为衡量一个国家现代化程度的标志之一。

特别是随着城市人口的增加，人们物质文化生活水平的提高，建筑迅速发展，大批的高楼大厦拔地而起，电梯在人们的生产、工作、生活中日益重要。

因此对电梯的研究也显得更加有意义。

国内外对电梯的研究一直没有停止过。

二、课题研究的主要内容：

握工业中常用的电梯系统工作原理、控制方法；

研究研华ADAM-4000智能控制模块的应用技术及组态王组态技术；

使用组态王建立实时监控系统；

三、主要研究（设计）方法论述：

通过查阅相关的资料学习电梯的控制系统是如何进行的，同时加上实际的调研学习，对电梯的基本控制原理进行掌握，同时对于研华的智能模块，通过查阅相关参考文献，查阅研华智能控制模块以及监控系统的应用，最后以一个实际的电梯监控智能系统为研究方向，对电梯的每个模块进行详细的叙述，尤其是基于研华科技的电梯监控系统，然后给出相关的界面。

四、设计（论文）进度安排：

时间（迄止日期）

工作内容

2014.6.8~6.22

指导教师布置任务：

明确课题具体内容与要求，共同制定相关指导措施、时间进度、联系方法等

2014.6.23~6.29

开题报告：

按要求撰写开题报告，并得到指导教师批准后进行课题的实施

2014.6.30~9.15

进行毕业设计课题研究，含理论研究与实际项目的软硬件设计、编程、调试、运行等内容

2014.9.15前

上交中期检查表

20149.16~11.7

进行毕业论文的撰写

2014.11.8~11.11

指导教师检查项目实验成果，审阅论文，提出修改意见

201411.12~11.14

修改论文，形成终稿，答辩

20145.11.15~11.20

根据答辩意见进行论文修改，汇总论文相关资料，资料归档

五、指导教师意见：

　　　　　　　　　　　　指导教师签名：

年月日

六、系部意见：

　　　　　　　　　　　系主任签名：

目录

摘要

Abstract

第一章前言3

第二章电梯的发展概况3

第三章组态软件技术5

3.1组态软件的构成5

3.2组太软件的功能和特点6

3.3组态王简介7

第四章电梯监控组态设计8

4.1设备的配置8

4.2组态监控设计过程9

4.2.1构造数据库变量9

4.2.2设计图形界面10

4.3报警和数据记录11

4.4建立动画连接13

4.5保存工程运行调试15

第五章结论与展望17

5.1结论17

5.2展望电梯发展方向18

结束语19

参考文献

答谢辞

近年来随着科技的飞速发展，组态王软件的应用正在不断地走向深入，同时带动蝉蜕的控制项目日新月异。

由于组态王具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点被广泛应用于各种控制系统中。

本文采用PLC硬件接口技术与组态王软件相结合来来实现电梯的模拟控制，提出了电梯的PLC控制系统总体设计方案及组态王的编程方法，设计出了一套完整的电梯控制系统方案。

关键词：

编程、电梯、组态王。

Inrecentyears,withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,theapplicationofkingviewsoftwareisconstantlygoingdeeper,atthesametime,drivethecicadacontrolprojectwitheachpassingday.Becausethekingviewhasstrongadaptability,goodopenness,easytoexpand,theeconomy,thedevelopmentcycleshort,etcarewidelyusedinvariouskindsofcontrolsystem.Inthispaper,thehardwareinterfacetechnologyofPLCandkingviewsoftwaretorealizethecombinationofthreelayersofelevatorsimulationcontrol,proposedthethreelayersoftheelevatorPLCcontrolsystemoveralldesignandprogrammingmethodofkingview,designedasetofcompleteelevatorcontrolsystemsolutions.

keyword:

programming；

Threelayersoftheelevator；

kingview。

第一章前言

由于科技发展较快，电梯技术不断改善，因此，作为比较安全高效的垂直运输设备，电梯被非常广泛的应用在高层建筑中。

在改革开放及入世后，我国电梯使用量不断上升，根据调查，目前我国电梯数量约有40多万台。

目前，电梯技术已经成为国家现代化的衡量标准的内容之一。

随着城镇化的加快，电梯对城市的意义不断凸显，因而本文的研究具有强烈现实意义。

目前在技术领域，在控制方面，PLC及专用控制板是最主要的技术手段，而电梯进行群控的技术，主要有随机逻辑和集选两种控制技术。

目前电梯产品的舒适度和安全性能都有了很大的改善，而为了确保电梯运行的安全，各国都规定电梯运营及维修人员必须要熟练掌握电梯作业知识。

根据我国相关部门的规定，电梯行业人员，应该遵守特种作业要求，只有通过专业培训合格后的人员，才能够获得《特种作业操作证》，所有人员都要持证上岗。

了国内外，电梯人员在工作中，要定期培训、考核，提高电梯管理能力，保障电梯平稳安全运行。

组态王主要用来组成监控和数据采集系统，使现场的信息实时地传送到控制室，保证现场操作人员和工厂管理人员都可以看到各种数据。

电梯是楼宇现代文明的标志，已经成为高层建筑中的不可缺少的垂直交通工具。

传统的电梯自动控制由继电器——接触器进行控制，其缺点是触点多，接线复杂，故障率高，可靠性差，维护工作量大，针对现代楼宇智能化对电梯控制的要求,结合组态软件特点,提出了将组态软件应用于电梯远程监控和故障诊断的实现方式,并对一些具体技术问题提出解决方法。

先进的电梯远程监控系统可以远程在线随时掌握电梯的运行情况,检测电梯故障,因而可大大提高电梯发生故障时的修复速度，它使电梯的运行更加安全，方便；

管理人员不需要深入生产现场，就可以获得实时和历史数据，优化控制现场作业，提高生产率和产品质量。

将新型组态监控系统应用于电梯控制及远程监控,不仅是现代楼宇大型化和高层化的发展要求,而且是目前楼宇智能化发展的迫切需要。

第二章电梯的发展概况

对电梯进行控制的技术术语机电一体化技术，是自动化领域研究的重要内容，与众多学科有联系，例如电子技术的相关知识、电力拖动自动控制系统内容、微机技术信息和土建工程等多个科学领域。

1.国内电梯业的情况

我国电梯行业发展经过了一个多世纪的发展，从特征上分为几个阶段：

第一阶段：

1910年到1949年。

在这个阶段，我国的电梯行业主要的工作内容是销售、维护及安装。

该阶段，电梯数量少，约有1000多台；

第二阶段：

1950年到1984年。

该阶段我国开始研发电梯产品，实际安装数量为10000多台；

第三阶段：

1985年至今。

该阶段自主研发能力提升，电梯数量上升至40多万台。

我国房地产行业的发展刺激了电梯行业的发展。

2007年，相关数据显示，我国电梯产销量为21.6万台，在世界总产量中占比50%，生产能力达到较高水平。

到2007年底，我国新安装电梯14.6999万台，与上年同期相比，上升24%，全国电梯总量为91.7313万台。

到目前，我国电梯使用量已经超过了100万台，我国电梯行业发展前景看好。

当前，我国经济平稳增长，城镇化进程加快，电梯需求仍在增加，电梯市场空间较大。

（1）市场竞争十分激烈

国外电梯行业发展较早，很多公司的实力都较高，随着我国的发展，国际电梯公司开始入驻我国，例如瑞士迅达、日本三菱等。

这些公司无论技术、装备还是管理都远远领先我国，在市场中的占比也较高，超过80％。

当前我国电梯市场的竞争是国际化的竞争，而这也迫使我国电梯企业不断进行技术革新，提高竞争能力。

。

（2）国内企业的实力不断增强

我国改革开放及入世程度的加深，使得我国吸收引入了很多国外先进技术，因此我国电梯行业发展非常快。

尽管外资企业的实力较强，但是我国依然出现了如苏州江南等优秀电梯企业，这些电梯企业从合资企业、外资企业的发展中学习技术，准确定位自身目标市场，在市场竞争中比重不断上升，很多产品都出口到东南亚甚至欧美地区。

实践证明，我国电梯企业通过发展具备了较好的竞争实力。

第三章组态软件技术

3.1组态软件的构成

“组态”的概念是伴随着集散型控制系统（Distributed 

Control 

System简称DCS）的出现才开始被广大的生产过程自动化技术人员所熟知的。

在20世纪80年代末期，由于个人计算机的普及，PC机开始走上工业监控的历史舞台，与此同时开始出现基于PC总线的各种数据I/O板卡，加上软件工业的迅速发展，开始有人研究和开发通用的PC监控软件---组态软件。

在工业控制技术的不断发展和应用过程中，PC（包括工控机）相比以前的专用系统具有的优势日趋明显。

这些优势主要体现在：

PC技术保持了较快的发展速度，各种相关技术已经成熟；

由PC构建的工业控制系统具有相对较低的拥有成本；

PC的软件资源和硬件资源丰富，软件之间的互操作性强；

基于PC的控制系统易于学习和使用，可以容易地得到技术方面的支持。

在PC技术向工业控制领域的渗透中，组态软件占据着非常特殊而且重要的地位。

世界上第一个把组态软件作为商品进行开发、销售的专业软件公司是美国的Wonderware公司，它与80年代末率先推出第一个商品化监控组态软件Intouch。

此后组态软件得到了迅猛的发展。

目前世界上的组态软件有几十种之多，国际上较知名的监控组态软件有：

Fix,Intouch,LabView,Citech等。

计算机技术的发展，使设计的控制系统变得更加完美，电梯运行控制系统更为便捷；

组态的概念源自英文Configuration,具体的意思是，通过软件工具实现计算机包括计算机软件等资源的优化调整，从而实现计算机和软件根据特定程序，自动执行任务指令，实现用户需求。

其中，SCADA组态软件作为软件平台工具，主要可以进行数据监控、采集，在项目设置方面更加灵活多元，功能、性能都更加完善。

组态软件研发的主要目的是主要解决的是人机界面的问题。

整体而言，组态软件的主要内容是系统开发和运行两大内容。

系统开发环境，具体是指工程师为了实现自动化工程的控制而设计的具体方案在应用的过程中，需要组态软件的支持，而这需要特定的环境。

可以通过用户数据文件的构建，生成图形目标应用系统，作为系统环境运行的基础。

系统开发环境的内容是多个组态程序的综合，具体包括图形界面组态程序，数据组态程序等。

系统运行环境。

在系统运行环境中，在系统开发环境中得到的应用程序，不论是图形还是数据库，都可以与环境中的数据进行结合来实现运行，此外，这些图形及数据库关联的关系也可以进行显现。

系统运行环境的构成有很多运行程序，例如数据库运行等程序。

对自动化工程师而言，首先要关注系统开发环境，要进行系统组态及调试工作，进而将目标应用程序应用到系统运行环境中，只有程序正常实时运行，工程项目才算较好完成。

3.2组太软件的功能和特点

1、组态软件具有以下功能：

组态软件的功能主要有七个方面：

第一，可以与控制及采集设备实现数据信息转换；

第二，可以实现与计算机图形界面中元素的关联；

第三，能够对系统和数据报替加以管理；

第四，可以实现对历史数据的存储和查询；

第五，可以实现报表生成及输出；

第六，可以为用户提供适当组态工具，适用于各个领域；

第七，维护应用系统运行平稳。

2、组态软件的特点：

组态软件体系结构是针对系统硬件体系来划分的，因此必须对系统的硬件结构和功能实现进行比较透彻的分析和了解，再根据实际情况设计具体实现方案。

本章就是根据电梯控制系统的结构体系和现有的试验条件，简单阐述电梯控制系统的硬件结构，详细介绍KingView6.51实现电梯监控系统的软件设计过程。

使整个系统具有通用性好，低成本的特点。

组态软件仿真的被控对象（电梯）不仅可以接受多种由PLC发出的控制信号，亦可向PLC发出各种命令信号，还可与PLC之间进行各种状态数据的传输，从而反映出PLC于被控对象（组态软件仿真的被控对象）及控制结果之间的关系。

实时多任务是最重要特点。

比如在同一计算机上，有多个任务同时运行，例如数据采集、图形显示及实时通信等。

在工作中，程序设计人员秩序要将组态软件中，进行预设表格填写，进而运用图形功能画出控制对象，例如温度及电动机的形象等，进而由内部数据的连接对控制对象的属性及I/O设备的实时数据构建逻辑关系的联系。

组态软件在系统中运行之后，控制对象连接的I/O设备数据如果出现变动，则会自动改变控制对象的属性。

3.3组态王简介

组态王6.51软件的功能非常丰富，是SCADA软件，在工业自动化的过程控制及管理监控方面功能突出，这一软件为工程师带来便利，自身的开发环境灵活方便，在自动化应用中，具备良好的测试及部署功能，能够自动连接和沟通信息，用户能够对工业生产的情况进行实时监控。

组态王的主要功能：

在人机界面方面功能丰富，不仅可以进行可视化操作，还能够实现图形真彩现实，图库也非常丰富，另外，通讯能力、报警能力、事件关联能力、网络及冗余能力等都非常强大。

人机界面具备可扩充图形库，功能较多：

组态王6.51设置了新的图形库，如图1，图形库中的组合图形对象非常多，例如电机标准工业元件等。

图1组态王图形库

第四章电梯监控组态设计

在本文研究的电梯监控组态设计中，采用北京亚控公司的kongview6.5组态王软件来进行系统监控，并进行监控系统设计，具体过程为：

第一步，构造数据库变量，实现设备配置；

第二部，进行图形界面设置，并且完成动态连接和运行调试等工作。

组态王作为人机交互软件，运营平台是Microsoftwindows98/2000/xp中文平台，界面为中文界面，在运行中，能够进行实时多任务平稳运行，具体应用了COM组件及多线程等全新的技术。

“组态王6.5”在实时运行时，具体环境为TouchView,软件可以通过设备完成数据采集，并在数据库中进行存储，同时还可以实现数据的动画表达或者进行变量报警及趋势曲线等的监视，还可以根据系统运行的要求进行记录，并将内容存储在历史数据库中。

该软件的功能在实现的过程中，例如趋势曲线、安全防范等，操作方法非常简便。

打开”组态王”设计软件,点击工程管理器上的“新建”，弹出“新建工程向导之一”,点击“下一步”弹出“新建工程向导之二”,选择要保存工程文件的路径,点击“下一步”进入“新建工程向导之三”,在“工程名称”处写上你的设计名称，在工程描述处写上“电梯监控系统”，点击“完成”，点击“完成”会出现“是否将新建的工程设为组态王当前工程”的提示，选择“是”，点击“开发”可以直接进入组态王工程浏览器。

工程浏览器是组态王的集成开发环境。

在这个地方你可以看到工程的组成部分：

包括画面、数据库、设备、系统配置、SQL访问管理器，他们以树形的结构表示。

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，包括：

下位机（PLC、仪表、板卡等），它们一般通过串行口和上位机交流数据；

其他Windows应用程序，它们之间一般通过DDE交换数据；

外部设备还包括网络上的其他计算机。

只有在定义了外部设备之后，组态王才能通过I/O变量和它们交换数据。

4.1设备的配置

通过组态软件完成实时监控的需求，关键要实现通讯的连接，由于在本文系统中，通讯双方是组态王与PLC，所以在通讯时，将PLC的厂家信息，设备信息机通讯的具体方式在对应对话框中进行填写就可以了。

在这个过程中，组态王会与I/O设备进行连接，具体通讯参数为：

端口：

PLC接计算机COM1口；

偶校验；

通讯参数如下，波特率：

9600；

停止位：

1位；

数据位：

8位；

校验位：

设备配置中设备地址为2，通讯方式：

PPI。

4.2组态监控设计过程

4.2.1构造数据库变量

在编写程序时，必须要对程序中的变量进行定义，定义的I/O变量和中间变量应该体现在组态王数据词典中，其中数据对控制对象属性的进行描述。

组态王对各种变量的定义共同组成数据库，在组态王定义变量过程中，无需与其他程序进行数据交换的变量是内存变量，需要交换的变量是I/O变量。

从下位机中获得的数据，以及对下位机发送的指令，都属于“I/O变量”，例如“内、外呼按钮”等变量。

在“组态王”系统运行中，如果I/O变量出现数值改变，数值会自动输入远程应用程序；

反之，如果远程程序数值改变，I/O变量值自动同步。

因为在本文研究系统中，电梯控制是使用PLC来实现的，所以，通过PLC的I/O地址与较少的内存变量，就能够进行图形界面变量的具体调整。

在本文研究系统中，使用到的59个变量中，内存整形变量、内存实型变量及I/O离散变量的数量分别为：

10个、1个、48个。

如图2所示

图2系统监控画面

4.2.2设计图形界面

图形界面的作用是对现场的情况进行模拟，在本文系统中，界面设计主要是对电梯运行进行画面模拟，而“组态王”的图形制作工具较多，图库选择较多，在设计中，非常方便的模拟了画面的进入、监控、查看等活动，操作过程非常任性化，工具灵活丰富。

在工程浏览器界面中的“文件”目录下，“画面”中对图形界面进行设计，双击“新建画面”进入针对“新画面”的设置窗口，进行属性的设置，如选择画面大小可变，编辑画面时画面大小可根据需要被拉开，而不是固定的画面大小。

单击[确定]后出现待编辑的新画面，在[工具箱]中选择“打开图库”图标出现图库管理器窗口，即可选择所需要的器件。

本系统设计图形界面的任务就是绘制电梯仿真画面。

“组态王”提供了丰富的图形制作工具,而且还有丰富的图库供选择,画面主要有电梯内室和电梯外部楼层指示以及动画显示,效果图如图3所示。

图3组态王监控画面图

4.3报警和数据记录

为了使工业现场生产安全的进行，事件报警的产生和记录是非常关键的，组态王具备了这一功能系统，如果需要报警，则报警窗中会根据预设过滤条件对事件进行即时体现，为了对事件进行划分，可以根据报警组差别进行变量分类，并将窗口显示报警组进行指定。

（1）设置变量的报警属性

图4报警属性定义窗口

（2）建立报警窗口

图5报警窗口

（3）报警事件的输出

图6报警配置属性页

图7报警时实时显示

4.4建立动画连接

本系统设计图形界面的任务就是绘制电梯仿真画面。

“组态王”提供了丰富的图形制作工具,而且还有丰富的图库供选择,画面主要有电梯内室和电梯外部楼层指示以及动画显示,图形界面本身是静态的，因此需要进行定义动画连接才能够对电梯进行模拟。

动画连接是在画面图形对象及库变量间构建关联，如果变量数值变化，画面上的动画效果就会发生变化；

也可以通过软件用户对图形对象数据变量的调整，来对图形界面与对象进行控制，这种控制可以是双向的。

具体而言，在电梯控制中，PLC控制程序和组态监控程序同时运行。

而为了模拟电梯上下运行，将电梯平层传感器及行程各自组成数值编码，在不同的楼层实现数值对比，如果数值不同，则平行传感器值会赋给电梯。

对于电梯的开关状态应用，组态王命令语言的编写：

在组态王中定义BOTTOMFLOOR（）与TOPFLOOR（）函数，实现求电梯运行时楼层高层与低层的切换。

由于自定义的函数自身不能直接被组态王触发调用，必须通过其他命令语言来调用执行。

编辑自定义函数时，在工程浏览器的目录显示区，选择“文件>

命令语言>

自定义函数命令语言”，在右边的内容显示区出现“新建”图标，用左键双击此图标，将出现“自定义函数命令语言”对话框，在此对话框中编辑命令。

电梯停止状态的定向功能命令语言：

If（底层+顶层）>

0&

&

（开关门完成标志）

｛

If（\\本站点\先前运行状态=“下”）｛

If（\\本站点\当前楼位>

底层）当前运行状态=“下”；

If（当前楼位<

底层）当前运行状态=“上”；

｝

If（\\本站点\先前运行状态=“上”）｛

If（\\本站点\当前楼位<

If（当前楼位>

底层）当前运行状态=“下”；

｝

电梯上行按按钮u，下行按钮d的命令语言：

Temp=0;