基于PLC-MCGS技术的电梯监控系统.pdf

166现代制造技术与装备基于 PLC-MCGS 技术的电梯监控系统2023年第8 期总第32 1期罗丽华（广东创新科技职业学院，东莞52 396 0）摘要：采用三菱可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PL C）和监视与控制通用系统（MonitorandControlGenerated System，MC G S）触摸屏技术，实现使用MCGS模拟仿真操控电梯、MCGS动画监控电梯实时状态参数以及PLC控制电梯系统程序。如果电梯出现故障，可以在触摸屏上按下故障按钮，使电梯紧急停止运行。维修工人到达现场后，可通过观察MCGS触摸屏显示的数据，快速找出电梯故障的所在位置，大大提升了电梯的安全性。关键词：可编程逻辑控制器（PLC）；监视与控制通用系统（MCGS）；监控系统Elevator Monitoring System Based on PLC-MCGS TechnologyLUO Lihua(Guangdong Vocational College of Innovation and Technology,Dongguan 523960)Abstract:In this paper,Mitsubishi Programmable Logic Controller(PLC)and Monitor and Control Generated System(MCGS)touch screen technology are mainly used to realize MCGS simulation control elevator,MCGS animation monitoring elevatorreal-time status parameters,and PLC control elevator system procedures.If the elevator fails,you can press the fault button onthe touch screen to make the elevator stop running.When maintenance workers arrive at the scene,they can quickly find outthe location of the elevator fault by observing the data displayed on the MCGS touch screen,which greatly improves the safetyperformance of the elevator.Keywords:Programmable Logic Controller(PLC);Monitor and Control Generated System(MCGS);monitoring system1总体设计针对6 层电梯，在充分发挥可编程逻辑控制器(ProgrammableLogic Controller,PLC）优点的基础上，设计电梯的控制系统，其电气系统包括拖动系统和控制系统。系统采用可编程逻辑控制器，不仅功能灵活，而且易编程，使得故障频率变低，噪声低，维护方便，节省能源，抗干扰能力强，占地面积小。在乘客进入电梯后按下楼层按钮，电梯自动关闭，可根据轿厢的位置和乘员所处的位置判断轿厢的运行方向，在选定的楼层停靠电梯，同时根据楼层的呼应到达该楼层时自动关闭。另外，电梯内外有信号灯指示运行方向和楼层数。2设备选型2.1 PLC 的选型方案一：选用西门子可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PL C）ET 2 0 0 系列，避免系统损坏。该PLC的抗震能力高达2 5g（g 为重力加速度），能够连接电机启动器、变频模块、气动设备和射频识别等功能模块，在各种应用中实现自动监测和控制。S7-200/200CN系列的强大功能可实现复杂的控制功能，无论是独立操作还是连接网络。方案二：三菱的FX系列PLC具有高速度、高逻基金项目：广东创新科技职业学院2 0 2 3年度校级科研青年人才项目“基于PLC-MCGS技术的电梯监控系统”（2 0 2 3QNRC01）。辑功能选项和位置控制等特性。FX2N应用广泛，拥有16 2 56 通道的输入输出。FX2N系列具有小型化、高速化以及高性能化等特点，对应FX系列最高端的微编程器。除独立输入16 2 56 点的用途外，它还可应用于多个基本元件之间的连接、模拟量控制以及位置控制等，具有丰富的软件组件应用指令，方便命令从数字开关读取数据、读取矩阵输入、7 段显示输出等。文章的6 层电梯控制系统共需要31个输入端口和8 个输出端口。根据实际情况，选择三菱的FX系列。所选三菱的PLC有6 4个输入端口和6 4个输出端口，能够适应电梯性能的扩展，可以很好地满足系统的设计要求。2.2组态软件的选择近年来，国产组态软件因其自身优势，逐渐被国人接受并使用，其中较为突出的有监视与控制通用系统(Monitor and Control Generated System,MCGS)、组态王以及力控等。MCGS组态软件是北京昆仑通态自动化软件科技有限公司研究开发的组态软件系统，采用全中文、可视化、窗口开发接口。以窗口为单位，构建用户执行系统的图形接口，使MCGS的构成工作简单、直观、富于变化，实时性强，并行处理系统167自动化与控制性能良好。实际的32 位系统充分利用实时多任务、通，电梯开始上行。当电梯到达所在楼层后，该楼基于顺序优先度的时间共享动作的关键功能，将线程层的限位开关的常闭触头（X22、X2 3、X2 4、X2 5、作为操作单位，在工程作业中同时处理实时性强的关X26）将立即断开，电梯会马上运行。键任务和线程实时性低的其他非关键任务，可以广泛3.1.2下层呼叫上层程序设计应用于现代工程控制领域。因此，在数据处理中的数下层呼叫上层程序主要采用分层呼叫程序，分别是据收集、设备驱动、异常事件处理等关键任务情况下，1层、2 层、3层、4层、5层呼叫。呼叫程序加上各层驱动主机系统在一个周期的短时间内自动插入空硬件的限位开关，得电时电梯上行执行和指示灯会得电。处理驱动非关键性能的工作，并自动打印主机数据实电梯门处于闭合状态时，X28常开触头处于闭合现并行处理。生动的数字多媒体视频图像丰富，以图状态。按下电梯上行按钮或下行按钮，若电梯位于所像、符号、报告、曲线等形式，及时向系统操作员提在楼层上方，会促使M2、M3、M5、M7、M9 其中供系统运行中的状态、品质、异常警报等各种相关数一个常开触头闭合，这时Y1整条电路都会接通，电据信息。通过形状大小变化、颜色变化、明暗颜色闪烁、梯开始上行。当电梯到达所在楼层后，该楼层的限位移动翻转变化等显示方式，增强每个图片的图形动态开关的常闭触头（X22、X2 3、X2 4、X2 5、X2 6）将显示处理效果 2 。定义每个图形动画元素的显示状态立即断开，电梯停止运行。和图片动画显示效果，实现相应的图形元素。它还为电梯门处于闭合状态时，按下厢内楼层按钮，若用户提供丰富的动图标画组件，每个动画图标组件都是低于当前楼层，会促使M2、M3、M5、M7、M9会对应一个特定的图标动画功能。其中一个常开触头闭合，这时Y1整条电路都会接MCGS可提供多种报警功能方式，报警类型丰富，通，电梯开始上行。当电梯到达所在楼层后，该楼能实时自动显示报警信息并对所有报警信息数据做出层的限位开关的常闭触头（X22、X2 3、X2 4、X2 5、实时响应，为保证工业现场安全可靠的工业生产设备X26）将立即断开，电梯会马上运行。运行环境提供了有力保障 3。不同的操作应用组件具3.1.3电梯关门程序设计有不同的应用程序功能，并且独立。MCGS结合其他电梯关门程序主要采用定时器去实现，电梯停相关硬件设备，不仅可以快速自行开发各种工程文件留在某一楼层的时候，电梯上行YO常闭触头、电梯程序，也可以在现场收集、处理和控制各种工程程序，下行Y1常闭触头处于闭合状态，按下厢内关门按钮操作简单。MCGS还可自行搭建智能应用管理系统，X8，关门Y5电路接通，电机接通电源，电梯开始关灵活组建形成各种智能仪表、无人值守实时现场采集门。当电梯完全闭合时，关门限位开关X28常闭触头站、人机交互界面等专用设备。断开，关门Y5电路断开，电机断开电源，电梯停止3软件设计关门。3.1PLC 设计3.1.4电梯开门程序设计3.1.1上层呼叫下层程序设计当电梯处于某一楼层静止不动且门没有完全打开上层呼叫下层程序主要采用分层呼叫程序，分别的状态下，电梯上行YO常闭触头、电梯下行Y1常是6 层、5层、4层、3层、2 层呼叫。呼叫程序加上各闭触头、开门限位开关X27常闭触头都处于闭合状态。层的限位开关，得电时电梯上行执行和指示灯会得电。按下厢内开门按钮X7，Y 4电路接通，电机通电，电电梯门处于闭合状态时，X28常开触头处于闭合梯门打开。打开到位时，开门限位开关X27常闭触头状态。按下电梯上行按钮或下行按钮，若电梯位于所立即断开，电机断电，电梯门停止运动。在楼层下方，会促使M1、M4、M6、M8、M10 其中电梯处于某一楼层时，该楼层的限位开关常开触一个常开触头闭合，这时YO整条电路都会接通，电头处于闭合状态，其余楼层的限位开关的常开触头处梯开始上行。当电梯到达所在楼层后，该楼层的限位于断开状态。这时若有人员在该楼层电梯外部，按压开关的常闭触头（X22、X2 3、X2 4、X2 5、X2 6）将电梯外部上行按钮（下行按钮），其上一层按钮的常立即断开，电梯停止运行。开触头（下行按钮的常开触头）立即闭合，使得Y4电梯门处于闭合状态时，按下厢内楼层按钮，若整条电源线路接通，电机通电，电梯门打开。打开到高于当前楼层，会促使M1、M4、M6、M8、M10位时，开门限位开关X27常闭触头立即断开，电机断其中一个常开触头闭合，这时YO整条电路都会接电，电梯门停止运动 4。现代制造技术与装备1683.1.5电梯急停程序设计电梯处于任何状态下，按下急停按钮X30，电梯急停Y7线圈得电，电梯急停Y7常开触头闭合，电梯急停Y7线路持续通电，电梯停止运行。按下急停取消按钮，电梯急停Y7线圈断电，电梯急停Y7常开辅助触头电断开，电梯恢复运行。3.2MCGS组态设计监控系统控制界面由主控制面板和轿内指令控制面板构成。如图1所示，监控系统上的按钮和显示与实际电梯的相关按钮和显示一一对应。在监控系统中，当按下3楼上呼叫按钮，按钮旁边的灯亮起，指示操作成功，同时电梯上对应的灯亮起，相当于在电梯上按下了3楼上呼叫按钮。当在电梯上实际操作时，监控系统上会有相同的结果；当电梯处于下行状态时，电梯和监控系统中指示电梯下行的灯同时发亮；当电梯停在一楼时，电梯和监控系统上都显示“1”；当电梯开关门时，监控系统相应地开关门；当系统出现故障时，监控系统会立即报警，告知电梯维修人员进行维修5。封面电实时监控系统电位置6L5L4L3L2L1L图1是模拟轿厢内外各楼层（共6 层）监控界面。此设计在MCGS的“用户窗口”完成。使用MCGS工具包创建新用户窗口和动画工具箱内提供的3类图形，即图元、图符和动画构件，建立电梯监控的基本图形，在此基础上添加一些图片、图形使监控界面更加生动形象。例如：利用图元对象“立即按钮”作为电梯的内呼、外呼、开门控制信号以及关门控制信号；利用“常用图符”中的各种图符元件，作为各层内呼指示、外呼指示、上行指示灯、下行指示灯及各楼层的到层指示。动画连接的本质是在用户窗口中创建的图形对象和实时数据库定义的数据对象之间建立相应的连接。它可以用于不同领域2023年第8 期总第32 1期在数值范围内设置不同的状态属性（颜色、大小、位置变化以及闪烁效果等），通过改变数据值驱动图形的状态变化，使电梯在运行过程中生成逼真的动画效果，将动画连接的过程变成图形对象状态属性的建立过程。MCGS组态模拟软件设计具有操作简单、实时性强以及处理性能好等优点，可设置电梯模拟仿真系统和实时数据库，极大地方便了用户配置。采用数据库管理可有效提高系统的可靠性。其中，如果系统运行状态出现异常会及时报警，以方便操作人员进行修正。它通过界面图形尺寸变化、颜色变化等多种变换方式，改善动态显示效果，使机械、电气故障显示更直观，为生产安全提供有力的保障 6 。通过MCGS动画模拟电梯的运行情况，能够更直接地反映电梯的实际运行状态，有利于加强电梯运行控制系统的管理，旨在加强电梯运行控制系统。电梯系统出现故障及时报警，以及手动急停电梯功能，改善了电梯使用系统的工作效率和安全性能。基于MCGS组态软件自行开发设计PLC电梯监控系统测试，用组态软件控制PLC，测试结果表明，通过触摸屏可实现PLC控制，达到控制与监控的目的。4结语通过编程和调试，设计能实现组态画面中每个按钮的动作，能准确显示各指示灯、楼层、电梯运行方向、电梯与地面的实时距离、电梯历史轨迹等信息。监控系统在实验环境中运行稳定可靠，画面生动，能实时急停急停解除电梯实时/历史位置电梯仿真界面退出MCGS图1触摸屏监控界面监控电梯运行状态，便于检测和维护。参考文献1郭翠峰.基于PLC电梯远程监控系统的设计：以四层仿真电梯为例 J.晋城职业技术学院，2 0 2 1（2）：85-87.2崔玲玲.基于PLC-MCGS技术的电梯运行监控系统设计 J.现代农机，2 0 2 3（2：7 7-7 9.3张芬，王欢.四层升降电梯监控系统设计 J.西安航空职业技术学院，2 0 13（2 3）：6 4-6 5.4罗启平.电梯视频监控系统抗干扰技术研究 J.装备制造技术，2 0 12（4）：55-57.5曹爱国，毛美姣.基于PLC的五层模型电梯监控系统的研究 J.现代机械，2 0 0 7（2）：8 6-8 7.6栾荣华，郭志礼，崔守娟.基于MCGS的电梯仿真模拟控制系统 J.农业科技与装备，2 0 2 0（4）：36-38.