组态软件在电梯模型中的应用

1、 毕业设计论文题目：组态软件在电梯模型中的应用专题：用rsview32软件实现电梯模型的实时监控摘 要本文以电梯模型为对象，以组态软件rsview32为工具，用一套完整工程项目的设计方法，设计电梯模型的实时监控系统程序。首先介绍了组态软件的产生与发展趋势及rockwell software公司的组态软件rsview32的特点，其次介绍了电梯模型的硬件结构，分析了电梯的机械、电气控制装置及其作用，电梯的逻辑控制系统及其所实现的控制功能，进而详细地描述了电梯模型监控程序的设计过程，包括通信网络的组态，系统的初始化，创建图形界面、组态趋势图，建立报警系统，建立活动记录和数据记录，添加安全保护和工程的

2、运行。经过多次调试及试运行，本系统已成功投入到东北大学罗克韦尔实验室仿真电梯模型的运行中，它的监控图形界面清晰直观，满足了试验电梯模型的演示效果。其他功能如报警、趋势图、数据记录等，可以向管理员提供电梯模型运行的高级信息。表明工业自动化组态软件在电梯模型实时监控中应用的可行性。关键字：电梯模型、组态软件、实时监控、rsview32、可行性abstractin this paper, i design the program of the real-time monitor and control system of elevator model using configuration soft

3、ware-rsview32. the emergence and developing trend of the configuration software is also introduced. based on the hardware structure of the elevator model, i also analyse the mechanical and electrical control equipments their functions. the logic control system the control function it achieves and fe

4、atures of rsview32. in this paper, i demonstrate the process of the monitor and control design including: configuration of communication network, initialization of the system, creation of the graphic display, attaching control to the graphic object, configuration of the trends, alarming system, acti

5、vity record and data record, adding security and running project. the debug and running of the elevator model demonstrate the feasibility of the industry automation configuration software in the monitor and control system of the elevator model.key word: elevator model configuration softwarereal-time

6、 monitor and controlrsview32feasibility目录摘要英文摘要4第一章 绪论51.1 组态软件的产生背景51.2 组态软件的发展现状及发展趋势81.3 本文的工作及意义10第二章 试验用电梯模型简介122.1电梯模型的机械装置及其作用122.2电梯模型的电气装置142.3 电梯的逻辑控制系统16第三章 rsview32软件简介19第四章 用rsview32软件实现电梯模型的实时监控244.1设计思想244.2系统的初始化294.3 创建图形界面364.4 组态趋势图454.5建立报警系统484.6组态活动记录与数据记录514.7添加安全保护524.8工程的运行5

7、5第五章 结束语56致 谢57参考文献59附录61第一章 绪论1.1 组态软件的产生背景在电子计算机出现后不久，人们就在工业自动化领域找到了它的用武之地。起初，计算机的主要用途是做数值计算。然而，计算机的特长不仅仅是数值计算，它还有极强的逻辑判断和其它处理能力。因此，在文字和各种其它信息的数字化技术逐步成熟之后，计算机的应用逐步扩展到信息的处理和各种事物处理领域。在工业生产过程中，有各种各样反映过程状态的物理量，如温度、压力、电流、电压等过程信息。近年来，随着这些过程信息的数字化技术逐步发展成熟，计算机的应用领域又扩展到了工业过程及生产制造领域，这就是人们常说的计算机工业自动化系统。 随着现代

8、工业生产规模的不断扩展、工艺过程复杂程度的提高，生产中不断涌现和采用各种各样的现代高新技术等等因素，它们都对过程及其参数的检测、计量和控制提出了更高、更快、更优等方面的要求，分布式控制系统(dcs)就是基于此而产生和发展起来的。dcs就是一种以分散的数据采集、控制和集中的监视和管理为主要结构特征的计算机控制系统。一般的dcs是由四个基本部分组成的，即系统网络、现场io控制站、操作员站和工程师站。在dcs中，现场io控制站、操作员站和工程师站都是由独立的计算机构成的，它们分别完成数据采集、控制；监视、报警、记录；系统组态、系统管理等功能，所有的dcs都要求有系统组态功能，可以说，没有系统组态功能

9、的系统就不能称其为dcs。自1975年honeyweil公司推出第一套dcs系统tdc2000以来，dcs已经历了二十多年的发展历程。在这二十多年中，dcs虽然在系统的体系结构上没有发生重大改变，但是经过不断的发展和完善，其功能和性能都得到了巨大的提高，并呈现出以下特点：dcs逐步向综合化、开放化和cims方向发展；大型dcs进一步完善和提高的同时，中小型dcs发展迅速；网络系统的功能增强，更加开放化、标准化：人工智能技术的采用。总之，dcs正在向着更加开放，更加标准化，更加产品化的方向发展。在dcs不断发展和完善的过程中，系统的硬件逐渐趋向于单元化、功能模块化，加之标准总线的运用，使得在设计

10、各种控制系统时，只要选择相应的模块单元，采用搭积木的方法，即可完成硬件系统的设计。但是在硬件系设计趋于简单化的同时，控制软件的编写却日益成为系统设计的瓶颈。在过去的过程控制系统中，很多软件功能(如控制回路生成、数据记录点生成及图形报表等)是靠软件设计人员通过编程来实现的，工作量大、出错率高、难以维护，而且设计出来的软件适应性差，对不同的应用对象都要重新设计或修改大量的程序难以保证工业控制的质量。组态软件就是为适应这个需要而开发出来的。组态软件是将硬件系统上的工程化特点引入到软件设计中来，从而使软件的设计也呈现出工程化的特点，即软件功能模块化、标准化和通用化。组态软件通过采用面向目标的编程思想，

11、把过程控制系统中的每一个受控元素及其控制算法都作为一个编程对象，并根据其功能和特性将它们分为不同的类别，然后为它们提供相应的组态功能模块。它可以用于一大类应用对象，系统的执行代码部分一般是固定不变的，为了适应不同的应用对象，只需要改变数据实体(控制回路文件、图形文件或报表文件等)，这样既提高了系统的成套速度，又保证了系统软件的成熟性和可靠性，使用非常方便、灵活，而且也便于修改、维护和扩展。 对于一般的dcs系统，尤其是中小型企业的低成本自动化系统，由于结构框架基本固定，而要适合于不同企业复杂的工艺过程，更多的要依靠软件的灵活性。组态软件提供了灵活的组态工具和模块，更适合于不同的工艺过程。组态软

12、件提供了良好的人机交互界面，利用各种图形工具、参数组态界面，使得系统功能更易于实现，从而加快了系统开发速度，简化了编程工作。组态软件具有易于修改和维护的特点，提供了二次开发能力允许用户根据需要扩充系统功能。dcs系统软件直接影响系统的控制功能，而采用组态软件才能使开发人员能把更多的精力投入到对系统控制策略和算法的研究中去，以便实现最佳的控制方案。另外，组态软件提高了系统的可靠性。开发这种通用的软件工具一般都是由有实力的软件公司完成，且代码经过周密设计和严格测试，相对为某一特定系统编程要可靠得多。由于在dcs中采用组态软件有上述优点，所以dcs系统软件的可组态性成为众多用户选用软件的前提。1.2

13、 组态软件的发展现状及发展趋势1.2.1 组态软件的发展现状在国外，dcs已经成为工业控制领域中一门十分成熟的技术，它的广泛应用不仅提高了技术生产水平，也为企业带来了可观的经济效益。目前，国外dcs组态软件已发展到了一个很高的水平，拥有了大批优秀的组态软件，如美国西雷公司的onspec、ta engineering公司的aimax、ab公司的rsview32、wonderware公司的intouch、teledenken公司的viewpoint、intec公司的paragon、citechn010gies公司的citect、labtech公司的1abtech、usdata公司的 factory

14、link iv、grayhill公司的paradym；intellution公司的fix等。这些产品在我们国内也都得到了不同程度的应用。 在这方面我国虽然起步较晚，但出于给予了足够的重视，通过引进、消化和吸收国外先进技术，近年来也得到了较快的发展，国内许多公司都推出了自己的产品，如清华紫光公司的组态王kingview、北京微艾系统工程有限公司的微艾可视人机界面开发系统、上海contect公司的condac监控软件包等。从整体上看，国外组态软件发展得较为成熟，软件的功能强大，性能可靠，但价格相当昂贵，而且普遍无中文界面；相比之下，国内组态软件仍处于发展阶段，其功能和性能同国外优秀软件相比还具有一

15、定差距，但价格、汉化方面具有较明显的优势，极其适合我国中小型企业的要求。1.2.2 组态软件的发展趋势组态软件是控制领域软件发展的必然结果，它的便捷性、实用性已广泛得到验证，所以说过程控制系统中软件编程的组态化是大势所趋。以组态软件系统的运行实时数据库为核心，向多功能综合软件包方向发展是目前组态软件的一个重要的发展趋势。下面具体介绍一下当前组态软件的发展趋势的特点：（1） 多平台运行：大多数软件产品不断向多平台扩展，从pc到主机，从dos到windows、windownt，到os2、vms，适合各种系统规模；（2） 实时性能增强：这些软件或利用实时操作系统平台，或自行开发实时系统，并不断提高系

16、统实时性能；（3） 向多功能综合软件包发展：各软件不断扩充系统功能，增加了自适应、模糊、神经元等先进的控制算法和统计分析、质量管理能力；（4） 网络功能增强：除了提供自己的网络软件，还支持大多数网络产品，可共享资源、文件和实时数据；（5） 硬件支持能力提高：通过不断开发各种设备驱动程序，可与多种硬件产品进行通讯。（6） 图形界面功能增强：采用面向对象的图形目标操作方式，并使用最新的界面技术，如多媒体等；（7） 模块化、开放式的结构设计：各功能以模块行以模块形式挂接在基本模块上，每个模块相互独立，提高了系统可靠性和可扩展性，并提供模块的接口标准，允许用户自行开发功能模块。1.3 本文的工作及意义

17、2000年3月，东北大学罗克韦尔实验室向沈阳电梯厂订购的仿真电梯模型到货。实验室成立了包括本人在内的4人电梯小组，开发电梯的逻辑控制系统。本人的工作是开发电梯模型的实时监控系统，所使用的软硬件工具都是罗克韦尔公司向实验室捐赠的国外先进的工业自动化产品。其中组态软件在工业自动化监控和数据采集系统领域得到了广泛的应用。本文主要是以电梯模型为对象，利用组态软件rsview32，设计电梯模型的网络实时监控系统。主要工作有：1 在收集了大量的国内外文献资料的基础上，对组态软件的产生背景、现状及发展趋势进行了分析。2 以电梯模型的硬件结构为基础，分析了电梯的机械、电气控制装置及其作用；详细介绍了电梯的逻辑

18、控制系统及其所实现的控制功能。3 详细介绍了编程工具组态软件rsview32的特点。4 从一个完整工程项目的角度出发，对电梯模型实时监控系统的设计构想及其所实现的功能进行了描述，详细给出了系统设计的全过程：通信网络的组态、rsview32工程的建立、通信连接、建立tag库、创建图形界面、向图形对象添加动画、建立趋势图、建立报警系统、建立活动记录和数据记录、添加安全保护和工程的运行。本文是组态软件在电梯模型实时监控中应用的一种尝试。第二章 试验用电梯模型简介2.1电梯模型的机械装置及其作用312456序 号名 称1框架2曳引机3轿厢4对重铁5轿厢导轨6对重铁导轨图2.1 电梯模型的结构图此实验用

19、电梯模型是根据真实载客电梯按比例缩小，并简化了一些实际电梯功能的仿真电梯模型。它的机械装置同真实电梯的机械装置基本相同，包括：轿厢、门系统、导向系统、对重系统等，电梯模型的结构，如图2.1所示。1 轿厢轿厢是乘客或货物的载体，它在曳引钢丝的牵动作用下，沿敷设在电梯井道中的导轨，做垂直上、下的快速、平稳的运行。它包括：厢顶、厢底、厢壁及轿厢门组成。2 门系统门系统是由电梯门（轿厢门），开门电机、门连锁装置构成。开门类型属于中分式。3 导向系统导向系统由导轨架、导轨及导靴等组成。导轨限定了轿厢与对重在井道中的相对位置。4 曳引系统曳引系统有曳引机组、曳引轮、导向轮、曳引钢丝绳等组成。其中曳引机组由

20、曳引电动机、制动器及减速器等组成，它是电梯的主要传动设备。曳引电动机采用的是三相异步电动机。制动采用的是电磁制动器，当电机接通时松闸，而当电机断电时抱闸制动。5 对重系统对重也称重量平衡系统，它起到平衡轿厢自重及载重的作用，从而可大大减轻曳引电动机的负担。2.2电梯模型的电气装置电气装置是构成电梯传动与控制的核心部分，电气装置的使用直接关系到电梯运行质量与控制性能。它主要包括电气传动系统与电气控制系统。2.2.1 电梯模型的电气传动系统电梯的传动系统是只驱动曳引电动机旋转的电气系统。它包括：电梯的理想速度给定装置、速度调节器、执行机构、曳引电机、速度反馈装置、电气安全保护装置等。此电梯模型采用

21、pwm通用变频器作为电梯的理想速度给定装置和速度调节器。没有速度反馈装置，因而是一个开环控制系统，其系统方块结构如图2.2所示。通用变频器曳引电动机轿厢速 度设定值 w v(m/s)图2.2 电梯模型传动系统方块结构图2.2.2 电梯模型的电气控制系统电梯的控制系统是指对电梯运行实行监控操纵的系统，它主要包括电梯的起、停、自动定向、自动选层、自动平层及顺向截梯等。它的主要电气装置有：1 操纵装置它实际就是设置在电梯轿厢内的按钮盘及厅门口的呼梯按钮盒。此电梯模型没有设计操纵装置，可以用rsview32图形对象代替它。2 指层、换速/平层装置这些装置实际就是产生电梯指层、换速/平层信号的传感器。3

22、 可编程控制器（plc）可编程控制器是电梯电气控制系统的核心装置。电梯的逻辑控制，如：选向、选层、呼梯信号的登记等都是由它实现的。通过编程，它可以实现集选控制电梯的各种功能，例如：有/无司机控制；无司机时可延时自动关门，也可通过按关门按钮实现关门；平层停靠时自动开门；根据轿内楼层指令或厅外召唤信号自动定向，自动保持最远层站决定的方向；实现顺向截车及最远层站反向截车；自动起动运行，减速制动及平层等。2.3 电梯的逻辑控制系统电梯的控制从性质上可以分为两个方面，一时传动系统的控制，它是以速度给定曲线为依据，利用模拟或数字控制装置，针对拽引电机的不同调速方式构成闭环或开环的速度控制系统，从而实现电梯

23、运行状态的控制。但电梯作为一种多层站、长距离的垂直交通工具，他必须实时地接收来自厅站、轿厢、井道、机房等不同位置、不同性质的外部信号，将它们按一定的逻辑关系进行综合处理，并将其处理结果反映到传动系统中控制电梯的运行。这就是电梯控制的另一方面，称为电梯的逻辑控制系统，也称为电梯的操纵系统。电梯逻辑控制的性能决定着电梯操纵自动化程度的高低。因此电梯在操纵方式上有按钮控制、信号控制、集选控制、并联控制和梯群控制等不同的控制方式。在不同的控制方式中，逻辑控制的任务不完全一样，但都必须实现几个基本功能。1 轿内指令功能有司机或乘客在轿内控制电梯的运行方向和到达任一层站。2 厅外呼梯功能由使用人员在厅外呼

24、唤电梯前往该层执行运送任务。3 减速平层功能电梯到达目的层站前的某一位置时，能自动地使电梯开始减速，当到达目的层站平面时，能自动使电梯停止。4 选层、定向功能当电梯接受到若干个叫内、厅外指令时，能根据电梯目前的状态选择最合理的运行方向及停靠层站。5 指示功能能在各层停站及轿内指示电梯当前所处位置，能在某按钮信号被相应时，消去其记忆。6 保护功能当电梯出现异常情况如超速、断绳、越限、运行中开门、过载等现象时，控制电梯停车或不能开动。7 检修功能应有检修开关、检修主令元件，便于检修人员在机房、轿顶或轿内独立控制电梯以检修方式运行。除上述基本功能外，不同类型电梯的逻辑控制系统还有一些特殊功能，如直驶

25、、消防、顺向截梯等。电梯的拖动控制系统和逻辑控制系统虽然在控制任务上侧重点不同，但两者又是紧密联系的，它们之间的关系如图2.3所示：平层感应器平层控制线 路主拖动系统减速控制线路换速点信号指层楼层信号号轿内指令厅门召唤检修控制线 路选层定向控制线路信号指示控制线路显示输出图2.3 电气控制系统各部分的关系第三章 rsview32软件简介rsview32是由rockwell software公司开发的一种对自动控制设备或生产过程进行高速与有效的监视和控制，以microsoft windows nt或windows 95 为平台的mmi（人机接口）软件包; 它是第一个在图形显示中利用activex

26、，visual basic application，opc(面向过程控制的ole)的mmi产品，提供了监视、控制和数据采集功能；是一个可扩展性强，监视性能高并有很高再利用性的监控组态软件包。提供面向对象的动画图形、开放的数据库格式、历史数据存储、增强的趋势分析、报警、引导的标签创建和事物探测的能力。rsview32软件的特点如下：1 与winteligent linx、winteligent recipe、winteligent logic软件和panelview 1200e终端具有互操作性 协调rockwell软件和ab产品，增强功能和节省时间。winteligent linx 软件向ab、

27、miodicon 、square d、ge、reliance 和超过100家第三家公司提供dde驱动程序。支持开放型数据库，容易实现与microsoft 产品的数据共享，采用符合odbc特征的数据库，使用microsoft access等数据库工具，可进行标签的参照及管理。由于rsview32的图像为ole，当嵌入excel、word、access等应用程序时，不需要进行文件的输入/输出。以及其他的屏幕或应用程序。另外，linx软件可协调所有的linx工具和linx诊断工具所有的功能（如superwho ,表明网络组态），不必的二次开发标签。浏览和选择winteligent logic和a.i

28、.标签，并将他们用于resview软件中。当某事件发生时（如报警），可以显示对应的梯形图。兼容winteligent recipe软件和panelview 1200e中断，避免重复开发。按照需要下载winteligent recipe,并在rsview32软件和paneview1200e终端之间共享标签。2 与微软产品兼容 rsview32软件可以和微软产品，如：excel、word和visual basic等兼容。3 面向对象的图形 利用完善的定向对象的图形，rsview32软件是开发既快捷又容易。利用ole的拖放操作，rsview32软件是用户易于从大范围的对象库中选择仪表、容器、管道、面

29、板和按钮等。基于microsoft标准，rsview32软件的图形编辑器允许用户从图库中利用拖放操作选择对象，从rsview32 软件的外部或内部从剪贴板上将对象剪贴/粘贴，以任意显示分贝开发和显示图形，以及输入第三方厂商的图形，和.dxf、.bmp、.wmf等图形文件。为了图形显示更有用，用户可将趋势分析、数据显示、及时报警和ole应用嵌入到图形屏幕中。4 高效率工具 当用户进行修改时，rsview32 软件提供的工具可保持过程的正常运行。编辑图形显示的同时，既可以运行其它的显示程序，也可在线plc处理器运行之前在图形编辑内测试动画以及更改标签地址、节点地址、plc网络和设备驱动器。5 动画

30、链接 rsview32 软件是唯一的包含编辑方式应用软件修改定制对象属性时，不必首先删去原有对象，然后再重新建立。对象的每个部分可以由位置、填充、触摸、可视性、旋转、ole动作以及其它的动画控制进行测试。rsview32 软件引入object smart path ，可以交互选择动画对象的尺寸和位置，抛弃过去煞费苦心的计算对象像素的方法。6 开放数据链接（odbc） 开放数据链接市微软开发的标准，使数据库格式可被第三方的工具使用。所有的rsview32 标签和系统组态都被存入odbc支持的数据库中，允许第三方的工具创建组态/修改。这些地第三用户的工具可被用于创建定制报告，并把组态内容和其他数据

31、库融合。7 ole(目标链接和嵌入) rsview32提供完全的ole应用程序无缝的嵌入rsview32图形中显示，并进行在先编辑。在线编辑使所有应用功能可在rsview32软件中实现，使其能力超越传统的mmi。例如，rsview32 软件可容纳电子表格，可以直接在rsview32的显示中改变电子表格的内容。8 报警 rsview32报警器具有8个阀值和8级强度的数字和模拟报警。报警摘要可被嵌入rsview32显示中，可快速查询一个或全部报警。模拟报警具有预防从其它rsview32标签值中间接近阀值求改进的措施，这样可排除令人头疼的季节性报警问题。当数据值改变时就启动数字报警，并且每一个报警值

32、都被纪录和打印，随后经由一系列的工具进行筛选。9 趋势分析 rsview32趋势分析能力非常灵活数据可来自实时数据值或来自历史数据文件。甚至数据不被纪录时，用户也可以显示信息。每个趋势可以具有16中表示，而且可以显示用户期望多的趋势，这样就进一步增强了其灵活性。最后，趋势分析对象为透明的，允许实际值和期望值进行比较。10 网络特性 rsview32软件提供创建网络系统的能力。rsview32 节点可利用文件服务器检索大部分组态数据。rsview32软件的输入输出信息最佳吞吐量依赖于advancedde格式全局报警和远程历史数据检索，使节点操作更容易，可以创建灵活的、易于维护的系统。11 通信

33、rsview32软件强健的通信系统的动态优化，使网络阻塞降至最低，并且得到最佳性能。对每一个标签都进行错误检测，若出错，则在驱动器之间进行热转换。rsview32软件可在ab处理器的直接驱动程序或dde服务器间进行选择。rsview32软件支持 ab处理器的winteligent linx软件、data highway plus、dh485、df1、以太网。以及其它可编程序控制器和设备的dde驱动程序。第四章 用rsview32软件实现电梯模型的实时监控4.1设计思想4.1.1 电梯模型实时监控的通信网络结构图及其实现方法通信网络rslinx软件rsview32软件计算机电梯模型可编程处理器（

34、plc）变频器i/o模块设备网图4.1 系统的通信网络图如图4.1所示，rsview32网络组态软件是通过网络连接软件rslinx同支持不同网络类型的可编程处理器进行通信，这是上层的控制网。rsview32软件利用可编程控制器中程序的i/o地址,把不同的地址赋给不同tag，在通过tag值的变化控制或监视地址中值的变化。可编程控制器通过设备网和变频器或i/o模块进行通信，这是下层的设备网，它把数字量或模拟量数据上传到可编程控制器使可编程控制器中相对应的地址中的值发生变化或把可编程控制器地址中的值通过变频器或i/o模块下载到电梯模型中，从而实现了rsview32同电梯模型之间的数据交换即实现电梯的

35、实时监控。4.1.2 可编程控制器(plc)及通信网络的选择根据实验室的实际情况，我们选用了美国a-b公司的slc500系列中的slc553处理器，它属于中型可编程控制器。slc553支持rs-232串口和tcp/ip以太网协议，它有64k内存，可以支持4096个输入和输出点。用它实现电梯的逻辑控制及电梯信号的上传。slc500系列处理器所使用的通信网络为以太网，因此在计算机中必须安装以太网卡，在rslinx软件中，组态以太网通信通道，使rsview32软件与slc500进行通信。4.1.3 变频器的选择近年来，电梯调速系统很多采用变频调速控制，而电梯属位能负载，并且要求频繁起停。随着载客量多

36、少的变化、上下行的变换，要求电动机在四象限内运行。更重要的时要满足乘客的舒适感和保证平层的精度。这些要求是变频器在电梯上应用的特殊之处。因此变频器的选择对电梯的运行起着至关重要的作用。由于试验用电梯模型对调速和平层准确性的要求不是很高，这里选用a-b公司的b1305变频器实现电梯的传动控制。b1305变频器是开环控制的pwm小功率变频器，无法实现速度反馈控制，但其可以通过输出的电压和电流换算出速度的大小。它还可以方便的调节起动和制动曲线。通过设备网通信模块，它可以方便与设备网相连，从而可以通过网络控制变频器。4.1.4 输入/输出模块的选择输入/输出模块是把电梯所发出的信号经过隔离传送给可编程

37、控制器或把可编程控制器发出的控制信号经过隔离传送给电梯。根据实验室的实际情况，这里我们选用a-b公司的1794 flex i/o模块，这种柔性flex i/o模块提供了一个精巧的模块化i/o组件，其组成包括最多8个i/o模块，这些i/o模块可根据需要随时调换，这种灵活的设计使实验时可方便地利用各种模块的组和。1794 flex i/o模块通过1794 flex i/o设备网适配器，可以容易的连接到设备网上，实现网络化控制。4.1.5 rsview32软件所要实现的电梯模型的监控功能电梯模型实时监控系统的的功能如图4.2所示。电梯模型的实时监控系统图形界面远程监控控制趋势图显示报警系统报表系统安

38、全保护系统主图形界面管理员图形界面变频器趋势图变频器状态图形界面报警记录图形界面事件记录图形界面轿内指令、厅外召唤电梯模型运行状态变频器输出的电压、电流、频率、温度报警显示报警记录用户登录事件记录数据记录图4.2 电梯模型实时监控系统的的功能1 实时控制功能，把电梯的轿内指令和厅外呼叫指令用rsview32按钮图形对象代替，做在主图形界面中，即通过主图形界面可以实现电梯的实时控制。2 实时监视电梯的运行状态，通过rsview32可视性动画的功能，将电梯的运行状态用动画的方式显示出来。这种动态显示可以使操作员不必观察实际电梯，而通过图形对象的动画间接地得知电梯的位置。这也可以做在主图形界面中。3

39、 变频器的运行曲线监视功能，通过建立趋势图，可以实时的对变频器的运行曲线进行监视。4 变频器状态的监视功能，通过建立数字显示对象，把变频器的各种状态信息显示到图形界面中，方便了操作员对变频器状态的监视及对错误的清除。5 安全保护功能，通过建立操作员账号和安全等级，不同的操作员可以根据不同的账号和密码登录系统，实现不同的控制和监视功能。从而实现对系统的保护功能。6 报警功能，通过建立报警系统，当系统中指定的tag超过规定的报警值时，系统就会以不同的方式报警。还可以把报警信息记录到数据库文件中，供操作员察看和做文档。7 活动记录及数据记录功能，通过建立活动和数据记录，可把操作员的各种活动和电梯的数

40、据记录为数据库文件，作为文档供管理员查阅。4.2系统的初始化4.1.1 通信网络的建立在此电梯模型监控系统中，所用的可编程控制器（plc）是美国ab公司制造的中型可编程控制器slc500系列中的slc553以太网处理器。通过建立rslinx的以太网驱动程序，使rsview32软件和可编程控制器进行通信，从而实现计算机的实时监控。rslinx软件是网络连接软件，它可以使各种工业控制软件与现场连网的各种可编程控制器建立网络通信。1. 运行rslinx软件(如图4.3)图4.3 rslinx软件运行界面2. 在configure drivers对话框的available drivers框中选择eth

41、ernet to plc-5 or 5820-ei建立以太网通信通道，指定处理器的ip地址192.168.1.105，以便在以太网slc和计算机之间进行通信。4.2.2 建立rsview32工程建立rsview32工程是编制实时监控程序的开端，在建立了工程文件后系统将自动建立一个与工程文件同名的文件夹。所有与此工程有关的文件都将保存在此文件夹中。1 运行rsview32软件2 在create new project对话框（如图4.4）中，填入工程名称elevator，工程建立成功。图4.4 rsview32软件的运行界面4.2.3 组态通信通道和创建节点通信通道是rsview32站点和可编程控

42、制器（plc）进行通信的网络，在建立了rslinx驱动程序后，需要在rsview32软件中组态相应的网络通信通道，使rsview32与rslinx建立通信，rsview32的一个工程可以建立四个不同通信通道，每个通道又可以有两个通信驱动程序，它们可以起到互为冗余的目的。节点（控制设备）是连接到网络上的可编程控制器（plc）。只有创建了节点，rsview32才能真正同可编程控制器建立通信。1组态通信通道根据实验室的具体情况，在通道编辑器（如图4.5）中，只组态通道1，网络类型同rslinx中组态的相同，选择tcp/ip以太网进行通信；在第一和第二通信驱动程序中，只选择第一通信驱动程序：ab_et

43、h-1。这样通信通道组态完成。图4.5 通道编辑器2创建节点创建节点即给rsview32将要通信的plc分配逻辑名称和地址。在节点编辑器（如图4.6）中，数据来源：选择direct driver；节点名称：定为elevator，通信通道：选择1-tcp/ip；plc的节点地址：根据plc所支持的网络类型不同，节点地址的写法不同，这里填入同rslinx中定义的相同slc553的ip地址：192.168.1.105；plc的类型：包括：plc-2 slc 5，这里选择slc 5（enhanced）。timeout：当rsview32发现网络错误时，延迟报告的时间，通常3秒足够。enable：节点使

44、能，当为被选中时，tag仍能读写，但只是写入内存的数值表（value table），而不是plc。图4.6 节点编辑器4.2.4 组态扫描等级当你的rsview32工程运行时，它必须周期性的刷新内存数值表中的tag值，这就是由扫描（scanning）来完成的。1 rsview32的扫描等级任何通过直接驱动程序方式与plc进行通信的tag，必须由rsview32分配扫描等级，总共可以划分11级扫描等级。每个tag都可以被分配不同的前台（foreground）和后台（background）扫描周期。前台扫描周期：它主要用于图形显示和tag监视部件。后台扫描周期：它主要用于那些在后台活动的部件，如：

45、导出tag、事件监测、报警和数据记录。当一个tag值由前台和后台部件同时使用时，它的扫描周期按照扫描周期快的进行。2 组态扫描等级由于电梯模型所涉及的tag个数不多，我们可以只使用两级扫描等级：a和b。a级用于那些变化比较快的tag，根据电梯模型的实际情况把它的前台/后台扫描周期分别定为0.5和1秒。b级用于那些变化比较慢的tag，把它的前台/后台扫描周期分别定为1和2秒。在扫描等级编辑器（如图4.7）中，只定义a和b的前/后台扫描等级，其他的留下其缺省状态。图4.7 扫描等级编辑器4.2.5 创建标签（tags）1关于tags和tag库tag是设备或内存中，一个变量的逻辑的名字。当需要时，当

46、前tag值可以由设备不断刷新。tag值被连接和存储到计算机的内存-数值表（value table）中，rsview32的各个部件可以迅速存取它。在tag库中，你可以定义或创建想要rsview32监控的tag。2关于tag的类型rsview32使用tag的类型如下：模拟量（analog）：一个值的范围；这类tag能够代表变量的状态，如：温度、压力和液位等。数字量（digital）：0或1；这类tag仅能表示设备的开关状态，如：开关、继电器和接触器等。字符串（string）：ascii字符串，或真个字（最多82个字符）；这类tag能够代表使用文本的tag，如：条形码扫描器。系统（system）：当

47、系统运行时，产生的信息，包括：报警信息、通信状态、系统时间和日期等。系统tag是创建工程时系统自动创建的，用户只能使用它，不能编辑和删除它3创建电梯模型的tag（1）关于电梯模型所用到的tag，本电梯模型共用到数字量/模拟量两种类型的tag，电梯模型的tag表见附录。根据电梯模型tag的不同使用场合，在tag库编辑器中建立几个不同的文件夹，用于存放不同类型的tag：call文件夹存放厅外召唤tag，command文件夹存放轿内指令tag，direction文件夹存放方向指示tag，door文件夹存放门信号tag，driverstatus文件夹存放变频器状态信息tag，zhc文件夹存放指层信号t

48、ag。（2）组态模拟量tag在tag库编辑器（如图4.8）中，tag名称：电梯模型tag的拼音缩写；类型：选择analog，模拟量；安全代码：选择不同的安全代码，可限制tag的存取；minimum和maximum：能写入plc或dde服务器的最小和最大值，它不能影响从plc或dde服务器读入的值。scale和offset：比例和偏移量，它可以修正来自或发送到plc的“原始数据”，在这些数据进入value table之前。公式如下：进入rsview32的值 = 从plc来的值 * scale + offset0units：单位，它是一个文本标签，可以定义tag值的单位，最多20个字符。data

49、type：数据类型，它包括：unsigned integer, integer, long integer, floating point, byte, 3-digit bcd, 4-digit bcd。在数据来源框中，type：tag值数据来源的设备类型，选择device；node name：数据来源的plc的名称，选择elevator。scan class：扫描等级。根据tag值变化的快慢，选择a级或b级。address：tag值所对应的plc的物理地址。图4.8 tag库编辑器（三）组态数字量tag在tag库编辑器中，tag名称：电梯模型tag的拼音缩type：键入digital，数字量

50、。off label和on label：文本标签，当tag=1时，显示on label；当tag=0时，显示off label。其余信息，同组态模拟量tag相同。4.3 创建图形界面4.3.1 关于图形界面与图形对象图形界面向操作员展现了整个工厂的生产活动。它能够显示系统和过程数据，还向操作员提供了一种向外部设备（如：plc）写入数据的方法。用来建立图形界面的部件被称作图形对象。所谓对象，可以包括以下几种：1 在图形界面编辑器中创建的。2 从图形库中，拖拽出来的。3 从其他windows应用程序中，拷贝和粘贴来的。4 由其他windows应用程序创建的，在图形界面中用ole (object l

51、inking and embedding) 插入的。5 在图形界面中嵌入的activex对象。4.3.2 关于电梯模型的图形界面1电梯模型的图形界面根据电梯模型控制与监视的需要，可以创建以下几个图形界面：登录图形界面，主图形界面，管理员图形界面，变频器状态图形界面，变频器运行趋势图形界面，报警记录界面，活动记录界面，退出图形界面。这些图形界面基本满足一般用户、司机和管理员的控制与监视要求。图形界面之间的链接结构图，如图4.9所示。登录图形界面主图形界面管理员图形界面变频器状态图形界面变频器运行趋势图形界面报警记录界面活动记录界面退出图形界面图4.9 图形界面之间的链接图4.3.3 创建电梯模型

52、的图形界面所有图形界面都是由图形对象和向图形对象添加的控制组成的，因此创建图形界面就是创建图形对象和向图形对象添加控制。rsview32包括以下几种图形对象：l 简单对象：简单的、徒手画的图形对象或文本等。l rsview对象：复杂的、要求有数据组态的图形对象，还有一些能由工程管理器创建，单独作为工程部件的对象。l ole对象：由其他windows应用程序产生的表格、图表、文本等对象。l activex对象（正式名：ole controls or ocxs）：一些诸如标准尺、滑条、按钮等控制对象；这些对象允许外部动作，如：鼠标点击、在rsview中对它们进行初始化等。它包括的控制有以下几种：l

53、 添加动画控制，把对象链接到tag上，当对象的外观发生变化时，tag值也发生变化。l 添加键盘控制，把对象或图形界面链接到键盘或鼠标按键上，操作员能够通过按键或点击鼠标来执行一个动作。l 向ole对象添加ole verb控制l 向activex对象添加控制1 主图形界面的设计与其所实现的功能主图形界面是实现电梯模型实时监控的最主要图形界面，其包括了简单的图形对象和rsview32图形对象，向图形对象所添加的动画有可视性动画和颜色动画。主图形界面的构成如图4.10所示，它包括三大部分：轿内指令控制面板、厅外呼叫和电梯运行状态显示。图4.10 主图形界面轿内指令控制面板包括：系统运行/关闭按钮，楼

54、层指令按钮，开关门按钮，有/无司机运行开关，检修运行开关，司机方向指令按钮，司机运行/停止按钮，司机直驶按钮和管理员监视按钮。它所实现的功能有：有/无司机运行和检修运行，还可以通过管理员按钮实现管理员对电梯的实时监控。厅外呼叫包括：19层的上呼叫按钮和210层的下呼叫按钮，它的功能同真实电梯的呼叫按钮完全相同。电梯运行状态显示就是用楼层指示继电器触发轿箱图形对象的可视性动画，使它可以动态的显示电梯的位置。2 登录图形界面的设计与其所实现的功能在程序编制完成的真正投入运行时，每个用户首先要进入就是登录图形界面，只有通过登录，用户才能根据自己的身份，实现对电梯的不同控制。登录图形界面如图4.11所

55、示，它包括两个按钮：登录和注销。图4.11 登录图形界面把login命令赋予登录按钮，当点击登录按钮时，将自动弹出登录对话框；把logout命令赋予注销按钮，当点击注销按时，用户所登录的账号将被注销。3 管理员图形界面的设计与其所实现的功能管理图形界面，只有管理员才能够进入。通过管理员图形界面，可以了解更多的电梯信息和各种活动及报警记录。管理员图形界面如图4.12所示，它包括了五个按钮：变频器状态按钮，变频器趋势图按钮，报警记录，活动记录按钮和关闭按钮。图4.12 管理员图形界面通过点击这些按钮可以进入不同的图形界面，观测电梯的不同状态。4 变频器状态图形界面的设计与其所实现的功能变频器状态图形界面，是用于察看变频器的运行状态的。如图4.13所示，它包括了变频器的五个主要参数：输出电压、输出电流、输出频率、变频器温度、变频器错误代码，和一个16位的变频器状态字。图4.13 变频器状态图形界面这里使用数字显示图形对象实现变频器的模拟量参数的显示，用清除错误命令按钮实现清除变频器出现的错误。5 变频器运行趋势图形界面的设计与其所实现的功能变频器运行趋势图形界面，可以把变频器输出的模拟量数据以动态曲线的形式表示出来，这样可以直观的