MCGS组态软件课程设计用组态软件实现八层电梯楼层定位及显示PLC程序设计.docx
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MCGS组态软件课程设计用组态软件实现八层电梯楼层定位及显示PLC程序设计
MCGS组态软件课程设计
题目：
用组态软件实现八层电梯楼层
定位及显示PLC程序设计
姓名：
学号：
学院：
电气工程学院
专业班级：
08电气
（1）班
指导教师：
同组人：
西北民族大学
2011年6月21日
用组态软件实现八层电梯楼层定位及显示PLC程序设计
专业：
08电气
（1）班姓名：
指导教师：
摘要本文介绍了电梯系统的设计过程。
文中首先对MCGS组态软件的功能作用及操作进行介绍，然后设计了基于组态软件MCGS的电梯系统。
利用组态软件MCGS环境的图形绘制、动画设计等功能设计了八层电梯的仿真实验平台，从而来了解基于MCGS仿真和演示实验平台的作用。
通过组态软件设计的仿真程序平台，可以直观、逼真地显示电梯MCGS动态控制过程，可以改进和验证该系统的可行性。
关键字PLC，MCGS，电梯，策略
ABSTRACT
Thisarticledescribestheelevatorsystemdesignprocess.InthefirstpartofthefunctionofMCGSconfigurationandoperationsoftwarearedescribed,andthendesignedbasedontheconfigurationsoftwareMCGStheelevatorsystem.UsingconfigurationsoftwareMCGSenvironmentgraphicsrendering,animationdesign,functionaldesignoftheeight-storyelevatorsimulationplatform，sotounderstandthesimulationanddemonstrationexperimentbasedonMCGSplatformrole.Throughtheconfigurationsoftwaredesigningplatformsimulationandprogramcanbeintuitive,lifelikedisplayelevatorMCGSdynamiccontrolprocess,improveandverifythefeasibilityofthesystem.
KeyWords：
PLCMCGSElevatorStrategies
前言
随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。
电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。
在许多交通设备中，电梯是自动化程度最高的先进设备的一种。
以前的电梯主要采用单片机控制，其性能等各方面都不太完善，现在电梯控制系统多采用PLC，从电梯的性能、器件的灵活性及安全保障方面等都有了很大的提高。
所以，我们用MCGS工程组态软件可以提供较为直观、清晰、准确、稳定的电梯运行状态，进而为系统改进提供多方面的可能性，充分提高电梯控制系统的工作效率和安全性能，这对PLC也是一种保护。
[1]
MCGS（MonitorandControlGeneratedSystem，通用监控系统）是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，能够在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、实时曲线、历史曲线和报表输出等多种方式。
向用户提供解决实际工程问题的方案。
充分利用windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点。
比以往使用专用机开发的工业控制系统更具通用性．在自动化领域有着更广泛的应用。
MCGS态软件具有全中文、面向窗口的可视化操作界面。
实时性强，有良好的并行处理性能和丰富生动的多媒体画面。
其开放式结构拥有广泛的数据获取和强大的数据处理功能，同时提供良好的安全机制，为多个不同级别用户设定不同的操作权限。
MCGS组态软件支持多种硬件设备，实现"设备无关"，用户不必因外部设备的局部改动，而影响整个系统。
MCGS组态软件由"MCGS组态环境"和"MCGS运行环境"两个系统组成，两部分互相独立又紧密相关。
本文利用MCGS组态软件检验电梯控制系统的运行情况。
[2]
1.设计准备
1.1设计内容与要求
用MCGS组态设计一个8楼层单个载客箱的电梯演示实验，该演示实验达到的目的是控制电梯完成八个楼层的载客服务，其设计内容与要求如下：
1．电梯无司机驾驶,完全自动响应门厅和轿厢内；
2．起动后,若有呼梯信号,运行至呼叫所在楼层后经1秒钟自动开门；
3．到站后自动平层开门，3秒后自动关门；
4．站达请求楼层后，开门指示灯亮，开门3秒后电梯门自动关闭，关门指示灯灭；
5．内、外召唤指令信号自动定向。
1.2设计思路
利用MCGS组态软件设计仿真控制对象，是在计算机上运行事先编写好的MCGS仿真程序，用软件提供的图形动画来代替硬件（被控对象）的工作，借助计算机屏幕观察控制过程与结果。
1.2.1整体设计及实现功能
在电梯内部，有8个楼层按钮和关门按钮。
当乘客进入电梯后，乘客按下的代表其要去的目的地的楼层按钮后，电梯运行，当电梯停下时，电梯门可以自动打开，经过一定的延时后，又可自动关门。
在电梯外部，设有8层楼梯间，每层都有呼叫按钮，呼叫按钮是乘客用来呼叫电梯的工具。
电梯在运行过程中，按下某层呼叫按钮后，电梯响应该呼叫信号，电梯轿厢上行或下行直至该层，运行中电梯门始终关闭，到达指定层时，电梯门自动打开，经一段延时自动关闭，在此过程，支持手动关门。
1.2.1设计流程图
设计流程图表明了粗略的设计思路如下图示：
2.组态画面的设计
为了形象的表示现实中的机械设备，仿真人机界面的设计需要通过绘制逼真的平面或立体图形来展现。
在MCGS组态平台上，进入用户窗口的“动画组态”，即进入监控界面制作窗口。
图形绘制的方法和手段可以是多样的，通过外部照片经过处理，例如电梯门开后的背景图像；可以是MCGS工具箱中的工具，例如电梯门就是矩形工具；可以是图形对象库中的元件，例如楼层呼叫按钮等。
此外，还可以自己利用工具箱中的工具自己设计所需要的图形。
2.1电梯外部画面设计
电梯外部画面构图如下：
图a电梯外部画面
2.2电梯内部画面设计
电梯内部画面构图如图：
图b电梯内部画面
3.运行策略编写
3.1实时数据库变量设置
实时数据库是MCGS工程的数据交换和数据处理中心。
数据变量是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也就是定义数据变量的过程。
定义数据变量的过程主要包括：
制定数据变量的名称、类型、初始值和数值范围，确定与数据变量相关的参数，如存盘周期、存盘的时间范围和保存期限等。
变量类型可以是开关量、数值量、字符、数据组。
有了图形模拟的机械设备（控制对象），这些图形还需要动态显示PLC过程，需要对这些图形对象进行动画设计，真实地描述外界对象的状态变化，达到过程实时监控目的。
MCGS实现图形动画设计的主要方法是将用户窗口中图形对象与实时数据库中的数据对象建立相关性连接，并设置响应的动画属性。
在系统运行过程中，图形动画的外观和状态特征由数据对象的实时采集值驱动，从而实现了图形的动画效果。
MCGS为用户制订了许多动画属性，如直线运动、闪烁、颜色变化、可见度等等，利用软件提供的这些动画属性，很容易设计出仿真生产现场的各种动态界面。
但是，有些动画需要在运行策略中编写脚本程序来实现。
电梯运行的实时数据库变量设置如下：
图c实时数据库变量设置
3.2运行策略设置
运行策略是MCGS为用户提供的一个较为高级的开发平台。
在这一平台中，MCGS提供了大量的策略构件，诸如脚本程序、窗口操作、存盘数据浏览、定时计数操作等等。
可以通过这一平台，编写与设计有关的动画城西或是编写与现场控制参数有关的数据处理控制程序，还可以利用其他提供的定时器构件实现现场需要的定时操作，打开关闭各种窗口及策略等。
3.2.1楼层举例
以第一层的设计为例说明本设计。
首先是电梯移动的程序，以下是一二层楼电梯移动时的程序：
IF楼层1=1OR按钮1=1THEN
IF电梯=483THEN
电梯=电梯
ELSE
IF电梯<483THEN
电梯=电梯+1
ENDIF
ENDIF
ENDIF
IF楼层2=1OR按钮2=1THEN
IF电梯=414THEN
电梯=电梯
ELSE
IF电梯<414THEN
电梯=电梯+1
ELSE
电梯=电梯-1
ENDIF
ENDIF
ENDIF
电梯门打开：
IF电梯门1=1THEN
IF电梯门11>-55THEN
电梯门11=电梯门11-5
电梯门12=电梯门12+5
ELSE
电梯门11=电梯门11
电梯门12=电梯门12
ENDIF
ENDIF
电梯门关闭：
IF电梯门1=0THEN
IF电梯门11=0THEN
电梯门11=电梯门11
电梯门12=电梯门12
ENDIF
ELSE
mcgs63=mcgs63+1
IFmcgs63=30then
mcgs63=0
IF电梯=483THEN
电梯门11=电梯门11+50
电梯门12=电梯门12-50
电梯门1=0
楼层1=0
按钮1=0
最终关门=1
ENDIF
电梯门11=电梯门11+5
电梯门12=电梯门12-5
电梯灯1=0
ENDIF
ENDIF
3.2.2策略设置调试
在MCGS“运行策略”窗口中对“循环策略”、“用户策略”等分别进行组态和设置。
循环策略：
图d循环策略属性图
图e循环策略设置
运行策略：
图f运行策略列表
4．运行结果
本设计只能实现最基本的电梯功能，所设计的内容还有很多缺点，其一是未设有电梯所处位置指示装置及电梯运行模式（上升或下降）指示装置。
其二是每层电梯入口处未设有上下请求开关。
其三是当电梯处于运行模式（上升活下降）时，不能中途拦截电梯，只能当电梯运行到指定楼层后再呼叫电梯，继续使用。
5.结论
本设计简单分析了电梯的运行方式，利用MCGS组态软件来实现电梯的演示实验，证明了仿真地优点，仿真实验的实质就是借助于组态软件，生成仿真实验环境。
仿真实验教学以仿真动画代替实物模型既能节约大量的实验室经费，又能提高实验的安全性，缩短实验时间;以仿真动画的形式表示控制和程序的执行结果，极大地增加了学生的参与实验的意识，提高了学生的动手能力，加深学生对课程的理解，提高教学的效果，特别是在培养学生的创新实验，锻炼创新精神时，是非常有用的;以仿真程序代替实验设备，开发后不需要过多的维护，还可以增强实验的多样性。
此次课程设计将本学期所学的MCGS组态软件知识较好的串联起来，但受本人学识所限，本设计还有较多地方未能达到预期想法、效果，希望在今后的学习中能够将设计更加完善。
参考文献
[1]赵春峰，范晓兰，林洁骏《基于MCGS的四层电梯仿真实验平台》，载《实验室研究与探索》2009年第7期，第37页～38页。
[2]《MCGS通用版组态软件初级教程》
答谢
衷心感谢我的指导老师王彩霞老师。
王老师在我的MCGS组态软件课程设计中，从题目的选择到课题的研究及设计的完成，都给予了极大的帮助。
设计中从软硬件的安装、调试及实验工作，直到论文的审阅，都凝聚着王老师辛勤的汗水。
同时感谢与我同组的设计伙伴们，在设计的过程中我们相互讨论，共同完成本次课程设计。
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