现场总线技术与电梯监控系统初探

1、现场总线技术与电梯监控系统初探一、项目设想购物中心, 商场面积好几万平方米, 这几年本市的大型购物中心亦如雨后春笋般出现, 象银川东方红购物广场, 分六层, 商场的东、南、北三个方向配有双向运行的自动扶梯, 南面入口还配制有双向自动人行道。东南为三部客用电梯, 北部是二部货用电梯, 由于商场面积很大, 电梯、扶梯排列又散, 这就为设备的报修, 应急放人, 及时检修等方面带来了相当的难度。某部电梯故障, 要花很长时间才能通知到后勤管理部, 倘若能建立设备运行情况的监控, 那么就能在第一时间上掌握电梯的运行情况, 使维修人员及赴现场实施排故, 在最短时间内恢复商场交通运输的正常。此外还能对各个电梯

2、运行情况作统计, 对繁忙程度最高的电梯进行加强维护, 适时配件更换。医学院附属医院是宁夏地区最大的, 也是最繁忙的医院, 有着类似的情况, 快速的反应对困在电梯中病人来说尤其重要, 如果有了这种监控系统, 我们就能实时知道哪部电梯发生故障, 在最短的时间内赶到现场, 将被困的人解救出来。二、现场总线技术与电梯监控系统伴随着4C 技术, 即计算机(Computer , 控制器(Controller、通讯(Communication、显示器(CRT技术的发展, 过程控制系统控制, 发展到今天已是第五代现场总线控制系统FCS ( Fieldbus ControlSystem。现场总线所组成的工业控制

3、网络共分五层, 即工厂级、车间级、单元级、工作部级和现场级, 面电梯的远程监控系统只是应用现场总线的现场级、工作部级和部分的理论, 当整个楼宇采用现场总线智能管理后, 电梯远程监控系统可作为一个分站而纳入系统管理, 因此具有相当广阔的发展前景。(1PROFIBUS在众多的总线技术中, 因德国西门子公司除了拥有型号众多的PLC 产品外, 还提供了灵活、丰富的PLC通讯网络产品与S5PLC的SINEC LI LAN和SINEC HI LAN 到现在的AS- 1 接口、PROFIBUS 现场部线、工业以太网和工业级IT网络等, 覆盖了工业控制系统的现场级、过程级、控制级、监控级和管理等所有级别的数据

4、通讯和信息交换, 使得西门子PLC系统可以直接嵌入到这些体统中去。西门子同时还提供了品种齐全、功能强大的网络软件产品, 使用户可按需实现PLC系统互连, 基于西门子产品的众多优点, 因此电梯的远程监控系统选用西门子的PROFIBUS现场总线系统。(2PROFIBUS与电梯的远程监控网络PROFIBUS根据实际应用的需要有多种系统结构, 如果商场的电梯、自动扶梯采用PLC控制的, PLC选择具备PROFIBOS接口的机型,直接与总线相连; 不是PLC 控制现场设备可通过分散的I/O 与PROFIBOS 总线相连。通过一条贯穿全部现场设备的总线, 完成在线电梯状态的监视, 及电梯运行情况的统计等功

5、能实现,主站: 选择西门子S7- 300 系列, 如CPU315- 2DP, 该机型内置PROFIBUS- DP 接口, 主要完成总线通讯控制与管理。监控站: 通过串行口与PLC主站一对一连接, 这种结构监控站不在PROFIBUS网上, 所需的从站数据只能从主站中读取。由于电梯属特种设备, 牵涉到使用的安全性, 远程系统多为监而不控, 监控站以这种方式设置可节省成本。从站: 每台电梯分别为PROFIBUS上的一个从站, 电梯控制选用西门子S7- 200 系统如: CPU224- 2DP PLC, CPU 224- 2DP PLC 具有内置PROFIBUS- DP 接口, 是一种固定式小型PLC

6、, 本机有14IN/10OUT,PROFIBUS- DP: 使用一根电缆将现场设备连接起来, 使用数字化通讯代替4- 20mA/24VDC信号。完成现场设备监控、监测、远程参数化功能。PROFIBUS- DP 在电梯的远程监控系统中采用单主系统, 在同一总线上最多可连接126 个站点, 系统配置描述包括: 站数、站地址、输入/输出地址、输入/输出数据格式、诊断信息格式、及使用的总线格式。三、PROFIBUS 的传输技术RS- 485 传输是PROFIBUS最常用的一种传输技术, 采用的电缆是屏蔽双绞铜线。RS- 485 传输设备的安装要点为:全部设备均与总线连接。每个分段上最多可接32 个站(

7、主站或从站 , 超过32 个站可用中间继电器连接。每段的头和尾各有一个总线终端电阻, 确保操作运行不发生误差, 两端总线电阻必须永远有电源。四、监控组态软件西门子公司的监控组态软件WinCC是Windows Control Center(视窗控制中心 的简称, 它为用户提供了Windows 操作系统(Windows2000 或XP环境下使用各种通用软件的功能。WinCC运行于个人计算机环境, 可以与多种自动化设备及控制软件集成, 具有丰富的设置项目、可视窗口和菜单选项, 使用灵活, 功能齐全。用户可在其友好的界面下组态、编程和数据管理, 可形成所需的操作画面、监视画面、控制画面、报警画面、实时

8、趋势曲线和打印报表等。为操作者提供了图文并茂、形象直观的操作环境。(1WinCC系统构成WinCC基本系统是很多应用程序的核心, 它包含以下九大部件,电梯的远程监控系统可选用如下组件:( 1量管理器管理WinCC中使用的外部变量和通讯驱动程序。图形编辑器用于设计各种图形画面。报警记录负责采集和归档报警信息。变量归档负责处理测量值。报表编辑提供许多标准的报表, 也可设计各种格式的报表,并按照预定的时间进行打印。用户管理器用来分配、管理和监控用户对组态和运行系统的访问权限。(2安装WinCC系统的基本要求WinCC V6.0 是运行在IBM- PC兼容机上, 基于Microsoft Windows

9、2000/XP 的组态软件, 在安装WinCC之前必须配置适当的硬件和软件。安装硬件条件: 在实际配置时, 根据应用需要, 为WinCC配置适应当的硬件, 这些配置比最低要求大一些。硬件选择包括: CPU、主存储器/RAM、硬盘上的可用存储器空间、图形卡、颜色数量和分辨率等。安装软件要求: 安装WinCC的机器上应安装Microsoft 消息队列服务和SQL Server2000。WinCC 的安装:WinCC 安装光盘上提供了一个自动运行程序, 可自动启动安装。五、WinCC 与SIMATIC S7 PLC 的通讯WinCC提供了一个称为SIMATIC S7 Protocol Suite 的

10、驱动程序,此通讯驱动程序支持多种网络协议和类型, 通过它的通道单元提供与各种SIMATIC S7 PLC 的通讯。电梯的远程监控系统中WinCC 与SIMATIC S7- 300 的通道类型如下:WinCC通讯结构:WinCC通讯层次如下:2.使用WinCC建立电梯远程监控系统图像处理: 包括建立过程画面、编辑图面、运行过程等。组态变量: 使用变量管理器来管理组态变量, 变量管理器对项目使用的变量和通讯驱动程序进行管理。消息系统: 报警记录编辑器负责消息的采集和归档。消息系统给操作员提供了关于操作状态和过程状态的信息。报表系统: 提供报表创建和输出功能。六、S7- 200(从站通讯PPI(点对

11、点接口是西门子为S7- 200 系统开发的通讯协议, PPI是一个主从协议: 主站发送要求到从站, 从站设备响应。从站不主动发信息, 只等待主站的要求作出响应。在S7- 200 系列的CPU中, CPU222, CPU224, CPU226 等都可以通过EM227 PROFIBUS- DP 扩展模块支持PROFIBUS- DP 网络协议,M227 通过模块扩展电缆连接到S7- 200 CPU。EM227 能读写S7-200CPU中在主站方面定义地址的变量数据块。S7- 200CPU提供了多种参数选项, 以适应具体应用, 这些参数选项在SystemBlock(系统块内设置。当S7- 200CPU作为DP 从站时, 需设置通讯口的属性, 系统块内的Port(s标签用来设置CPU 的通讯属性, 具体包括: 要为同一网络上的设