基于MCGS的電梯監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用研究

李小珊

(福州職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 福州 350000)

基于MCGS的電梯監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用研究

李小珊

(福州職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 福州 350000)

電梯運(yùn)行的安全與穩(wěn)定是評(píng)價(jià)電梯性能的一個(gè)重要依據(jù),為提高電梯的安全運(yùn)行，設(shè)計(jì)一個(gè)基于MCGS的電梯監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)通過(guò)RS485/RS232采集PLC控制的電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)，在MCGS設(shè)計(jì)的電梯監(jiān)控系統(tǒng)中可以實(shí)時(shí)地監(jiān)視、遠(yuǎn)程控制電梯運(yùn)行，提高電梯運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。

MCGS； 電梯； 監(jiān)控

隨著社會(huì)的發(fā)展，電梯成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚慕煌üぞ?，樓層因?yàn)橛须娞莸靡越ǖ酶撸娞葸\(yùn)行的可靠性越來(lái)越受人們關(guān)注?，F(xiàn)在大多數(shù)的電梯依然采用定期檢查，發(fā)生故障-呼叫-上門維修的管理模式，無(wú)法及時(shí)獲得每臺(tái)電梯的運(yùn)行狀態(tài)的信息，影響電梯正常運(yùn)行，甚至導(dǎo)致事故發(fā)生。因此，為提高電梯的安全可靠性，使電梯管理人員可以時(shí)刻監(jiān)控電梯的運(yùn)行，快速解決電梯的故障和隱患，構(gòu)建電梯監(jiān)控系統(tǒng)意義重大。本文采用MCGS嵌入式組態(tài)軟件設(shè)計(jì)電梯監(jiān)控系統(tǒng)，由RS485通信接口采集由PLC控制的模擬電梯的運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控以及遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

在電梯控制柜的PLC中載入電梯控制程序，使模擬電梯能夠正常運(yùn)行，通過(guò)RS485實(shí)現(xiàn)MCGS與PLC之間的通信，實(shí)現(xiàn)電梯的實(shí)時(shí)監(jiān)控。本文的電梯監(jiān)控系統(tǒng)主要包括三個(gè)模塊：用戶登錄、電梯基本運(yùn)行、電梯遠(yuǎn)程控制。用戶登錄主要是為電梯監(jiān)控系統(tǒng)操作設(shè)置權(quán)限，針對(duì)不同用戶，給予不同級(jí)別操作權(quán)力，以保證電梯的可靠安全。電梯基本運(yùn)行界面主要是對(duì)電梯運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，直觀、準(zhǔn)確地反映電梯的運(yùn)行狀況，在電梯發(fā)生故障時(shí)發(fā)出警報(bào)。電梯遠(yuǎn)程控制界面主要是電梯管理人員利用監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程操縱電梯運(yùn)行。

1.1用戶登錄

在進(jìn)入電梯監(jiān)控系統(tǒng)之前需要進(jìn)行登錄操作，之前設(shè)置兩組用戶，分別為管理員組和普通用戶組，管理員組成員可以監(jiān)控電梯運(yùn)行狀態(tài)并進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，普通用戶組成員僅可以監(jiān)控電梯運(yùn)行狀態(tài)，并且每個(gè)成員可以設(shè)置相應(yīng)的登錄密碼，如圖1所示。設(shè)置用戶權(quán)限可以保證電梯安全可靠地運(yùn)行，防止無(wú)關(guān)人員誤操作。

1.2電梯運(yùn)行監(jiān)控

電梯運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)主要是監(jiān)控電梯的運(yùn)行狀況，如圖2所示。在此系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)地反饋電梯運(yùn)行狀況，包括電梯內(nèi)、外呼顯示，電梯開關(guān)門，電梯運(yùn)行方向，電梯轎廂位置，樓層顯示，電梯工作狀態(tài)如運(yùn)行、超載、鎖梯等。電梯內(nèi)部包括在4個(gè)樓層的內(nèi)選按鈕、開門按鈕、關(guān)門按鈕、電梯上行和下行顯示器、樓層顯示按鈕、超載指示燈。電梯外部每一層均有電梯廳外呼叫按鈕， 1層只有上呼按鈕，4層只有下呼按鈕，2、3層均有上呼和下呼按鈕。此外，也同樣有樓層顯示器和電梯上行和下行顯示器。

圖1 用戶權(quán)限設(shè)置

圖2 電梯運(yùn)行監(jiān)控

1.3設(shè)計(jì)過(guò)程

1.3.1 監(jiān)控畫面設(shè)計(jì)

利用MCGS中的畫圖工具模擬實(shí)際電梯的各個(gè)功能，用按鈕、標(biāo)簽、各種圖形形象地畫出電梯的模擬畫面，如圖2所示。1.3.2 建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，并與圖2中相應(yīng)圖形對(duì)象連接

根據(jù)電梯實(shí)際部件功能以及畫面顯示狀態(tài)，建立電梯監(jiān)控系統(tǒng)所需的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，如表1所示。由各種圖形元件組成的畫面是靜止的，因此需要對(duì)這些圖形元件進(jìn)行動(dòng)畫設(shè)置，將圖形對(duì)象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)變量進(jìn)行動(dòng)畫連接，以真實(shí)地反映外部對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)變化，達(dá)到過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。

表1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)變量定義

1.3.3 建立MCGS與PLC的通信

將模擬電梯中PLC的輸入輸出信號(hào)通過(guò)PLC電纜傳輸?shù)接?jì)算機(jī)內(nèi)，在設(shè)備窗口中添加子設(shè)備——PLC中的三菱_FX系列編程口，在設(shè)備通道中將PLC的輸入輸出點(diǎn)與MCGS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)建立連接，實(shí)現(xiàn)MCGS與PLC之間的通信，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制功能。

1.3.4 編寫腳本程序

電梯的門的打開與關(guān)閉是在水平方向上變化的，轎廂是垂直移動(dòng)的，相對(duì)應(yīng)的圖形變化需要通過(guò)腳本程序控制，表1中定義了電梯門的數(shù)據(jù)變量(即f1,f2,f3,f4)和電梯轎廂的變量(即轎廂)，變量類型均為數(shù)值型。

以一層門為例，電梯門包括左門和右門，動(dòng)畫屬性設(shè)置時(shí)左右門的大小變化方向相反。腳本程序控制如下：

if 樓層=1 and 開門=1 and f1>0 then

f1=f1-15

endif

if 樓層=1 and 關(guān)門=1 and f1<100 then

f1=f1+15

endif

由于電梯轎廂的位置變化是通過(guò)編碼器的所計(jì)的數(shù)值確定的，所以可通過(guò)編碼器中對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器(設(shè)為C235)來(lái)控制電梯轎廂的移動(dòng)。變量“轎廂”表達(dá)式為:

1.4電梯遠(yuǎn)程控制

電梯遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中，用戶可對(duì)電梯進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。本系統(tǒng)中包括設(shè)置電梯不同工作模式的功能、鎖梯功能、消防功能。電梯遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畫面如圖3所示。

圖3 電梯遠(yuǎn)程控制

工作模式包括早間上班模式、區(qū)間工作模式、晚間下班模式，根據(jù)人們不同時(shí)間段使用電梯的頻率設(shè)置不同的工作模式可以提高電梯的利用效率，節(jié)電節(jié)能，方便人們出行，以及減少等待時(shí)間。不同工作模式下的功能如下：

1.4.1 早間上班模式

設(shè)置為早間上班模式，2臺(tái)電梯自動(dòng)?？?樓，主梯響應(yīng)1層和3層內(nèi)外呼信號(hào)，2樓和4樓不?？浚桓碧蓓憫?yīng)1層和4層內(nèi)外呼信號(hào)，2樓和3樓不?？?；相同情況下主梯優(yōu)先相應(yīng)。電梯門關(guān)閉，等待8秒沒(méi)有呼梯信號(hào)，2臺(tái)電梯自動(dòng)返回并停靠1樓。在主梯觸摸屏上顯示相應(yīng)電梯的停靠信息。

1.4.2 區(qū)間工作模式

設(shè)置為區(qū)間工作模式，主梯自動(dòng)?？?樓，副梯自動(dòng)?？?樓，當(dāng)有呼梯信號(hào)時(shí)，按照群控邏輯響應(yīng)信號(hào)，呼梯信號(hào)響應(yīng)完成，電梯門關(guān)閉，等待8秒沒(méi)有呼梯信號(hào)，主梯自動(dòng)?？?樓，副梯自動(dòng)停靠3樓。

1.4.3 晚間下班模式

設(shè)置為晚間下班模式，主梯自動(dòng)?？?樓，副梯自動(dòng)?？?樓，當(dāng)有呼梯信號(hào)時(shí)，按照群控邏輯響應(yīng)信號(hào)，呼梯信號(hào)響應(yīng)完成，電梯門關(guān)閉，等待8秒沒(méi)有呼梯信號(hào)，主梯自動(dòng)停靠3樓，副梯自動(dòng)停靠4樓。兩部電梯2樓都不?？?，2樓內(nèi)外呼都不作響應(yīng)。在主梯觸摸屏上顯示相應(yīng)電梯的?？啃畔ⅰ?/p>

選擇某一工作模式時(shí)，通過(guò)相應(yīng)的變量去觸發(fā)PLC控制程序中該樓層的按鈕，電梯即可依靠在規(guī)定樓層。當(dāng)某一臺(tái)電梯出現(xiàn)故障時(shí)，管理人員使用鎖梯開關(guān)可以及時(shí)關(guān)閉電梯，停止電梯的使用，保證人員的安全。當(dāng)出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，啟動(dòng)消防按鈕，使電梯進(jìn)入消防狀態(tài)。

當(dāng)某一臺(tái)電梯出現(xiàn)故障時(shí)，管理人員使用鎖梯開關(guān)可以及時(shí)關(guān)閉電梯，停止電梯的使用，保證人員的安全。當(dāng)出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，啟動(dòng)消防按鈕，使電梯進(jìn)入消防狀態(tài)。如果電梯正在運(yùn)行中，就近平層后不開門，然后電梯返回消防層；如果電梯處于待梯狀態(tài)則直接返回消防層。電梯返回消防層途中顯示樓層，在開門到位后關(guān)閉轎廂照明和風(fēng)扇。按住關(guān)門按鈕，電梯開始關(guān)門，如果在沒(méi)有關(guān)門到位時(shí)松開關(guān)門按鈕，電梯立即開門；當(dāng)電梯關(guān)門到位后，可以進(jìn)行內(nèi)選操作，每次只能選擇1個(gè)目的樓層或選擇多樓層后只應(yīng)最近樓層，當(dāng)電梯到達(dá)目的樓層后，不會(huì)自動(dòng)開門，按住開門按鈕后，電梯開始開門，如果在沒(méi)有開門到位時(shí)松開開門按鈕，電梯立即關(guān)門；消防梯回到消防層后自動(dòng)開門并保持。在進(jìn)行消防服務(wù)時(shí)，安全觸板和光幕無(wú)效。消防服務(wù)的時(shí)候，按住目標(biāo)樓層，電梯也可以開始關(guān)門。

2 運(yùn)行與調(diào)試

進(jìn)入電梯監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，首先需要進(jìn)行用戶登錄，如果是普通用戶組的成員登錄，則只可以監(jiān)視電梯的運(yùn)行狀態(tài)，沒(méi)有權(quán)限進(jìn)入電梯遠(yuǎn)程控制界面操控電梯；如果是管理員組的成員登錄，則既可以監(jiān)視電梯運(yùn)行又可以遠(yuǎn)程操作電梯，選擇不同的工作模式，電梯可進(jìn)行相應(yīng)的模式進(jìn)行工作。如果電梯出現(xiàn)故障，還可以進(jìn)行鎖梯操作，停止故障電梯的使用。當(dāng)出現(xiàn)為火災(zāi)時(shí)，啟動(dòng)消防開關(guān)，進(jìn)入消防狀態(tài)。

3 結(jié)論

電梯監(jiān)控系統(tǒng)完成之后，下載工程，即可對(duì)電梯進(jìn)行監(jiān)控，既能動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地顯示電梯運(yùn)行狀態(tài)，起到監(jiān)視作用，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可通過(guò)internet遠(yuǎn)程操縱電梯，通過(guò)該監(jiān)控系統(tǒng)，電梯管理人員可以隨時(shí)觀察電梯運(yùn)行狀態(tài)，并且遠(yuǎn)程操控電梯，提高電梯運(yùn)行的安全和穩(wěn)定。

[1] 鄒偉, 楊平, 徐德.基于MCGS組態(tài)軟件的上位機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].制造業(yè)自動(dòng)化, 2008, 30(12):103-108.

[2] 吳其洲.MCGS組態(tài)軟件在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化, 2006(4):113-115.

[3] 陳美謙.基于PLC/MCGS的電梯系統(tǒng)研究[D].廈門：廈門大學(xué),2007.

2017-06-21

李小珊(1989-)，女，福建龍巖人，福州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，碩士，助教,研究方向?yàn)殡娞菘刂啤?/p>

TP277

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1671-4733(2017)05-0007-02