关于六层电梯的组态软件设计.docx
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关于六层电梯的组态软件设计
摘要本次课程设计是基于MCG组态软件的6层电梯的模拟设计，在MCG工作界面的用户窗口对电梯外观的设计，然后在实时数据库对所需数据的连接，以及在运行策略中进行程序的编写。
通过电梯内
部的楼层按钮对电梯进行上下行的操作以及在电梯外部的控制，实现
电梯的模拟。
利用组态环境对电梯进行设计和动画的仿真。
最后通过
组态通用运行环境直观逼真的显示电梯的动态运行控制过程。
关键字MCGS组态软件6层电梯
ABSTRACT
ThiscoursedesignisbasedonthesoftwareMCGS6elevatorsimulatedesign.Anditisimitatetheelevatorsystemdesignprocess.InthefunctionofMCGSconfigurationandoperationsoftwarearedescribesthedesignoftheelevatorappearanceandthedesignbasedontheconfigurationsoftwareMCGStheelevatorsystem.UsingconfigurationsoftwareMCGSenvironmentsimulation,animationdesign,functionaldesignofthesix-storyelevatorsimulationplatformsotounderstandthesimulationanddemonstrationexperimentbasedonMCGSplatformrole.
KeyWords：
MCGSSix-storySimulation
ABSTRACTI
1、设计准备1
1.1前言1
1.2MCGS简介1
1.3电梯控制的要求3
2、组态界面设计3
2.1用户窗口画面设计3
2.2实时数据库链接5
2.3运行策略设计7
3、程序的设计9
4、运行结果11
5、结论11
参考文献12
附录13
答谢17
1、设计准备
1.1前言
城市的建设不断进行，高级住宅小区，超市,商务大楼,宾馆,酒店的建筑正在不断的增加，它们的统一特点使越来越高，而电梯用得越来越广泛。
电梯是根据人们的需求以及自身控制规律等运行的，而人
工呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，电梯系
统涵盖了电机拖动技术、变频技术、PLC技术、电工电子技术、电气
控制技术、装配技术、通讯技术、组态技术等。
电梯控制系统采用随机逻辑方式。
利用组态软件实时控制电梯的运行，可实现内层呼叫、开关门控制，查看电梯的当前状态，楼层显示，上行、下行显示。
MCGS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。
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。
MCG组态软件具有全中文、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。
1.2MCGS简介
MCGS（MonitorandControlGeneratedSystem）是一套基于
Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系
统。
为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完
成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。
使用MCG，用户无须具备计算机编程的知识，就可以在短时间内轻而易举地完成一个运行稳定，功能成熟，维护量小并且具备专业水准的计算机监控系统的开发工作。
具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突出特点，已成功应用于石油化工、钢铁行业、电力系统、水处理、环境监测、机械制造、交通运输、能源原材料、农业自动化、航空航天等领域，经过各种现场的长期实际运行，系统稳定可靠
主控窗口是工程的主窗口或主框架。
在主控窗口中可以放置一个设备窗口和多个用户窗口，负责调度和管理这些窗口的打开或关闭。
主要的组态操作包括：
定义工程的名称，编制工程菜单，设计封面图形，确定自动启动的窗口，设定动画刷新周期，指定数据库存盘文件名称及存盘时间等。
设备窗口是连接和驱动外部设备的工作环境。
在本窗口内配置数据采集与控制输出设备，注册设备驱动程序，定义连接与驱动设备用的数据变量。
用户脚本程序是由用户编制的、用来完成特定操作和处理的程序，脚本程序的编程语法非常类似于普通的Basic语言，但在概念和使用上更简单直观，力求做到使大多数普通用户都能正确、快速地掌握和使用。
对于大多数简单的应用系统，MCGS勺简单组态就可完成。
只有比较复杂的系统，才需要使用脚本程序，但正确地编写脚本程序，
可简化组态过程，大大提高工作效率，优化控制过程
用户窗口主要用于设置工程中人机交互的界面，诸如：
生成各种
动画显示画面、报警输出、数据与曲线图表等。
实时数据库是工程各个部分的数据交换与处理中心，它将MCGS：
程的各个部分连接成有机的整体。
在本窗口内定义不同类型和名称的变量，作为数据采集、处理、输出控制、动画连接及设备驱动的对象。
运行策略主要完成工程运行流程的控制。
包括编写控制程序
（if…then脚本程序），选用各种功能构件，如：
数据提取、历史曲线、定时器、配方操作、多媒体输出等。
1.3电梯控制的要求
用MCG组态软件设计一个6楼层单个载客箱的电梯演示实验，
1,
2,若有呼梯信号，运行至呼叫所在楼层后经1秒钟自动开门，然后进过3秒后自动闭门
3
达的楼层，到达后开门3
5
2、组态界面设计
2.1用户窗口画面设计
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MCG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开始。
通过对电梯内外部图像的处理，例如电梯的外形以及电梯开门后的背景图像，使电梯更逼真，且这些都可以在MCGS工具箱中的工具里找到。
例如电梯门就是矩形工具，可以是图形对象库中的元件，例如楼层也是可以用大的凹面形画出来，还有在等待电梯的时候，上下按钮也可以在工具箱中找到。
此外，整个用户窗口中背景画面也可以自己装载位图。
用户窗口界面如下图所示：
图一电梯外部设计
图二电梯内部设计
图三楼梯上下移动界面
2.2实时数据库链接
MCGS用数据对象来表述系统中的实时数据，用对象变量代替传
统意义的值变量。
把用数据库技术管理的所有数据对象的集合称为实
时数据库。
实时数据库是MCGS勺核心，是应用系统的数据处理中心，如下图所示，系统各个部分均以实时数据库为公用区交换数据，实现
各个部分协调动作。
设备窗口通过设备构件驱动外部设备，将采集的数据送入实时数据库；由用户窗口组成的图形对象，与实时数据库中的数据对象建立连接关系，以动画形式实现数据的可视化；运行策略通过策略构件，对数据进行操作和处理。
实时数据库是MCG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，而过程需要对这些图形对象进行动画设计真实地描述，以
达到对外界对象的状态变化达到过程实时监控的目的。
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。
MCG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。
本次设计中的数据链接如下图所示:
名字
I类星
1注释
a
敎值星
延迟参数
$0d
数億型
down
幵关星
帝樺向下运动
gat
开关塑
电捧门的内部控能
S©gatl
数億里
电梯外部控制按任
S©gat2
数值星
电梯外部控制按抵
餐日gat3
数億型
电律外部控制按赶
S©gal4
电样外部控制按钙
^0gat5
电樺外部控制按衽
gat6
sias
帝律外部控制按衽
^0InputETime
字符星
系疑内建数据对JS
lirrputSTime
字符型
系统内建数蝎对薯
S0InputUser1
系统内建数揚对隽
虑日InputUserZ
字符型
系统内建数蝎对窸
开关星
g©K2
开关星
电樺内部按键
g©K3
开关型
电樺内部按键
gQK4
电釋内部按键
K5
开关型
电樺内部按键
g@K6
S®keyl
开关型
檢层控制按钮
g©key2
开关塑
儼层控制按钮
^0key22
开关星
極层控制按钮
key3
开关型
極层控制按钮
S©key32
开关星
棲层控制按钮
S®key4
开关型
播层控制按钮
SQkey42
开关星
機层控制按钮
S©key5
开黄型
極层控制按钮
虑目key52
开关型
搂层控制按钮
S©key6
开关塑
檢层控制按钮
up
开关型
电样向上运动
g©X
數值塑
运岳檬层参数
g®Y
檢屋显示鑫数
翟囹N
敎值星
链裟控制参数
&9显直移动
数值星
电律的上下运动
2.3运行策略设计
运行策略是MCG为用户提供的一个较为高级的开发平台。
在这
一平台中MCG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。
还可以编写与设计有关的动画运动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。
本次课程设计中，主要用到运行策略中的循环策略，在循环策略中写脚本程序，对电梯运行的控制。
循环策略厲性
策略名称
策略执行方式
定时循环执厅，循环时间（ms）：
|200
C在指定的固定时刻执行：
［3
|厂耳号厂耳日厂±1时卩自分—3
策略內容注释
］按照设定的时间循环运行
检杳（19
确认凶
取消Q
帮助凹
图一策略属性的设置
按时何循环运行
躍腳本稈序¥1腳本稈序<1脚本程序可|脚本程序可|腳不程序T1w*s序
图二循环策略的运行
3、程序的设计
在本次课程设计中，控制电梯的运行主要是程序的设计。
在运行策略中主要完成工程运行流程的控制，在循环策略中添加脚本程序，主要应用脚本程序里自带的库函数，使之可以对电梯的开关门、上下
移动进行操作。
程序中主要设置了时间延时函数a向下运动down向上运动up、运行到楼层参数X、楼层显示Y、以及门内外控制gatn、kn，楼层控制keyn。
在楼层的上升下降过程中，门的宽度为132个单位，竖直运动以10个单位的速度移动，楼层的高度是125,则显示的楼层Y=Y+0.08（由1/125得到）。
以门为例的简单控制程序:
IFgat=1ANDX=1THEN
gat仁gat1+10
ENDIF
IFgat1>132THEN
gat仁132
ENDIF
IFgat1=132THEN
a=a+1
IFa>10THEN
a=1
gat=0
ENDIF
ENDIF
当门在一楼的时候，且门是开着的，此时门的移动自动加10,
当加到大于们的宽度132时，延时函数自动加1,加到大于10的时候，延时自动变为1,门已经关上。
在程序中出现的问题有：
电梯里在按键按得太多的时候会出现按键的失灵，出现跳变的情况，例如，有人在六楼按下到一楼的时候有人在二楼按下打开电梯门，会先在二楼停下来。
改正的方法就是在下
楼的时候先设置优先级，具体的就是在先按下的上楼或者下楼的情况下，先设置优先级。
4、运行结果
本设计能实现最基本的电梯功能，能进行电梯的上下移动，能在所在楼层看见电梯所处位置指示及电梯的位置，能看见上升或下降指示。
每层电梯入口处设有上下请求开关，能随时对楼体进行操作，最后当电梯处于运行模式上升或者下降时，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再继续使用。
5、结论
本设计简单分析了电梯的运行方式，利用MCG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MCG组态软件知识较好的串联起来。
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]吴中俊，黄永红可编程控制原理及应用北京：
机械工业出版社，2004.
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机械工业出版社，2005.
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高等教育出版社，2002.
[4]齐占庆，王振臣.电气控制技术北京：
机械工业出版社，2002.
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化学工业出版社，2003.
[6]郁汉琪•电气控制与可编程序控制器应用技术南京：
东南大学出版社,
2003.
IFK1=1ANDZ=1AND
up=1
ENDIF
X=1THEN
IF竖直移动＞125AND
K3=0
a=a+1
K2=1THEN
Z=0
IFa>80THEN
竖直移动=125
gat=1
竖直移动=竖直移动+10
IFY>2THEN
X=3
Y=Y+0.08
Y=2
up=0
up=1
ENDIF
ENDIF
IF竖直移动＜0AND
K2=0
ENDIF
K1=1THEN
Z=0
ENDIF
竖直移动=o
gat=1
IFY>1THEN
X=2
IFK4=1ANDZ=1AND
Y=1
up=0
X<=4THEN
ENDIF
ENDIF
a=a+1
K1=0
ENDIF
Z=0
ENDIF
IFa>80THEN
gat=1
竖直移动二竖直移动+10
X=1
IFK3=1ANDZ=1AND
Y=Y+0.08
up=0
X<=3THEN
up=1
ENDIF
a=a+1
IF竖直移动＞375AND
ENDIF
IFa>80THEN
K4=1THEN
ENDIF
竖直移动二竖直移动+10
竖直移动=375
Y=Y+0.08
IFY>4THEN
IFK2=1ANDZ=1AND
up=1
Y=4
X<=2THEN
IF竖直移动＞250AND
ENDIF
a=a+1
K3=1THEN
K4=0
IFa>80THEN
竖直移动=250
Z=0
竖直移动=竖直移动+10
IFY>3THEN
gat=1
Y=Y+0.08
Y=3
X=4
up=0
a=a+1
IF竖直移动＜0AND
ENDIF
K1=1THEN
ENDIF
IFa>80THEN
竖直移动=0
ENDIF
竖直移动二竖直移动+10
IFY<1THEN
IFK5=1ANDZ=1AND
Y=Y+0.08
Y=1
X<=5THEN
up=1
ENDIF
a=a+1
IF竖直移动＞625AND
K1=0
K6=1THEN
Z=0
IFa>80THEN
竖直移动=625
gat=1
竖直移动=竖直移动+10
IFY>6THEN
X=1
Y=Y+0.08
Y=6
up=0
up=1
ENDIF
ENDIF
IF竖直移动＞500AND
K6=0
ENDIF
K5=1THEN
Z=0
ENDIF
竖直移动=500
gat=1
IFY>5THEN
X=6
IFK2=1ANDZ=1AND
Y=5
up=0
X>=2THEN
ENDIF
ENDIF
a=a+1
K5=0
ENDIF
Z=0
ENDIF
IFa>80THEN
gat=1
竖直移动二竖直移动-10
X=5
IFK1=1ANDZ=1AND
Y=Y-0.08
up=0
X>=1THEN
up=1
ENDIF
a=a+1
IF竖直移动＜125AND
ENDIF
K2=1THEN
ENDIF
IFa>80THEN
竖直移动=125
竖直移动二竖直移动-10
IFY<2THEN
IFK6=1ANDZ=1AND
Y=Y-0.08
Y=2
X<=6THEN
up=1
ENDIF
K2=0
ENDIF
Z=0
ENDIF
IFa>80THEN
gat=1
竖直移动二竖直移动-10
X=2
IFK4=1ANDZ=1AND
Y=Y-0.08
up=0
X>=4THEN
up=1
ENDIF
a=a+1
IF竖直移动＜500AND
ENDIF
K5=1THEN
ENDIF
IFa>80THEN
竖直移动=500
竖直移动二竖直移动-10
IFY<5THEN
IFK3=1ANDZ=1AND
Y=Y-0.08
Y=5
X>=3THEN
up=1
ENDIF
a=a+1
IF竖直移动＜375AND
K5=0
K4=1THEN
Z=0
IFa>80THEN
竖直移动=375
gat=1
竖直移动=竖直移动-10
IFY<4THEN
X=5
Y=Y-0.08
Y=4
up=0
up=1
ENDIF
ENDIF
IF竖直移动＜250AND
K4=0
ENDIF
K3=1THEN
Z=0
ENDIF
竖直移动=250
gat=1
IFY<3THEN
X=4
IFK6=1ANDZ=1AND
Y=3
up=0
X>=6THEN
ENDIF
ENDIF
a=a+1
K3=0
ENDIF
Z=0
ENDIF
IFa>80THEN
gat=1
竖直移动二竖直移动-10
X=3
IFK5=1ANDZ=1AND
Y=Y-0.08
up=0
X>=5THEN
up=1
ENDIF
a=a+1
IF竖直移动＜625AND
K6=1THEN竖直移动=625IFY<6THENY=6
ENDIF
K6=0
Z=0
gat=1
X=6
up=0
ENDIF
ENDIF
ENDIF
答谢
衷心感谢我们的组长以及一起努力的成员们，在本次课程设计中大家都付出了无数的汗水，从题目的选择，方向的确立都离不开老师的指导和组长、组员们的辛勤劳动。
老师不厌其烦的指导，组长及组员的一直讨论修改，直到最后课程设计的完成大家才有松一口气的感觉，在这次的课程设计里大家的团结协作精神以及团队意识也为我们以后工作有更多的帮助。
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