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1、,.组态软件与触摸屏控制技术课程设计报告书题目：四层电梯控制系统的MCGS界面控制设计二级学院（直属学部）： 专业： 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师姓名： 职称： 2012年 11月1日目录绪论2第一章 课题介绍3第二章 控制要求4第三章 MCGS控制界面531设计监控界面532定义数据变量833动画连接1034编制循环策略18第四章 设备连接21第五章 PLC程序说明2351 I/O分配2352 PLC程序语句24第六章 触摸屏控制画面及制作说明30第七章 运行调试33第八章 小结34第九章 问题回答35绪论20世纪60年代末，为了克服传统继电器的种种应用上的缺点，人们研制出了一种先进
2、的可编程序控制器PLC（Programmable logic Controller），由于PLC具有优良的技术性能，因此它一问世就很快得到了推广应用。随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，PLC在工业控制领域内得到广泛的应用愈加明显。PLC是一种基于数字计算机技术，专为在工业环境下应用而设计的电子控制装置，它采用可编程程序的存储器，用来存储用户指令，通过数字或模拟的输入/输出，完成一系列逻辑、顺序、定时、记数、运算等确定的功能，来控制各种类型的机电一体化设备和生产过程。具体来讲PLC主要具有以下的特点：（1）可靠性高，抗干扰能力强；（2）编程方法简单、直观；（3）体积小、耗能低、重量轻；（4）
3、硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强；（5）系统的设计/安装、调试工作量少；（6）维修工作量小、维护方便；（7）接口模块功能强、品种多。第一章 课题介绍PLC在电梯控制上的应用主要体现在它的逻辑开关控制功能。由于PLC具有逻辑运算，计数和定时以及数据输入输出的功能。在电梯控制过程中，各种逻辑开关控制与PLC很好的结合，很好的实现了对电梯的控制。本设计是以三菱广泛应用的整体中型机FX2N-128为背景机，详细介绍其系统配置，兼顾介绍，指令系统，编程方法和控制系统设计方法，同时也介绍了模块式PLC的一些智能单元。本人设计的电梯包括电梯自动运行、PLC综合控制两个系统。此次课题对PLC的结构、特点、
4、性能以及与现场控制对象的连线进行了具体的研究，并通过PLC实现了电梯的自动控制。MCGS 是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，它能够在基于Microsoft 的各种32位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、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际问题的方案，在工业控制领域有着广泛的应用。本设计通过MCGS组态动画与三菱PLC的连接，模拟控制四层电梯的运动。实验模版如下图：第二章 控制要求所设计的电梯模型共有四层。电梯的每一层面均有升降及轿厢所在楼层的指示灯显示；14所对应的指示灯表示楼层号，每层的楼厅均有输入（分上行和下行）按钮召唤电
5、梯。工作中的电梯主要对各种呼梯信号和当时的运行状态进行综合分析，再确定下一个工作状态，为此它要求具有自动选向，顺向截梯和反向保号，外呼记忆，自动开、关门，停梯信号，自动达层等功能。分析以上控制要求，将电梯控制要实现的功能罗列如下：1. 开始时，电梯处于任意一层。2. 当有外呼梯信号到来时，电梯响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门自动打开，延时3秒后自动关门。3. 当有内呼梯信号到来时，电梯响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门自动打开，延时3秒后自动关门。4. 在电梯运行过程中，轿厢上升（或下降）途中，任何反向下降（或上升）的呼梯信号均不响应；如果某反向呼梯信号前方再
6、无其他呼梯信号，则电梯响应该呼梯信号。5. 电梯未平层或运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。平层且电梯停止运行后，按开门按钮可使电梯门打开，按关门按钮可使电梯门关闭。第三章 MCGS控制界面31设计监控界面新建工程“四层电梯模拟控制”。在用户窗口新建窗口“四层电梯模拟控制”，窗口属性设置如下：进入窗口“动画组态”，利用组态工具绘制四层电梯模拟控制界面。先在工具箱中选中“标签”，在窗口拖动成大小合适的矩形框，输入“四层电梯控制系统演示工程”。属性设置如下：以1层电梯为例绘制轿厢：然后绘制1层电梯的指示灯和外部按钮，如下图： 其他3层电梯的绘制方法相似，最后效果图如下：绘制电梯内部指示,楼层指示
7、为4个指示灯,1至四层内选为4个按钮,效果如下图所示:四层电梯的整个效果图如下所示:32定义数据变量(1)对象列表名称类型注释名称类型注释S1开关型一层内呼叫S2开关型二层内呼叫S3开关型三层内呼叫S4开关型四层内呼叫D4开关型四层下呼D3开关型三层下呼D2开关型二层下呼U1开关型一层上呼U2开关型二层上呼U3开关型三层上呼DOWN开关型下降指示UP开关型上升指示L4开关型四层指示L3开关型三层指示L2开关型二层指示L1开关型一层指示F1LEFT数值型一层门开F2LEFT数值型二层门开F3LEFT数值型三层门开F4LEFT数值型四层门开F1flag开关型一层门开标志F2flag开关型二层门开标
8、志F3flag开关型三层门开标志F4flag开关型四层门开标志OPEN开关型手动开门CLOSE开关型手动关门（2）属性设置将开关型变量的设置，以S1为例:基本属性中的对象初值设置为0；数值型变量的属性设置，以F1LEFT为例：基本属性的对象初值设置为100，最小值为0，最大值为100，其他变量的设置与其相似。（3）MCGS中定义的实时数据库如下：33动画连接在用户窗口中双击“四层电梯模拟控制”窗口进去动画组态。（1）指示灯的属性设置。以一层电梯为例：选中指示灯双击，弹出单元属性设置窗口，设置如下：其他几层指示灯的属性设置和上面基本相同，只要把表达式的值该成：第二层L2，第三层L3，第四层L4。
9、(2)电梯门的设置还是以第一层电梯为例：电梯左门的属性设置如下：电梯右门的属性设置与左门相似，不同点在于方向相反，如下图：其余几层电梯门的属性与第一层的相同。（3）电梯上下运动设置属性设置如下图：（4）呼叫按钮的设置以一层电梯为例：属性设置如下图：“脚本程序”与“可见度属性”内不设置参数。其他几层和内选呼叫的设置基本相似，只要把数据对象值操作的表达式改成对应的即可，二层上呼U2,二层下呼D2，三层上呼U3,三层下呼D3，四层下呼D4，一层内呼叫S1,二层内呼叫S2，三层内呼叫S3，四层内呼叫S4。(5)手动开关门按钮的设置手动开门的属性设置如下：手动关门与手动开门的设置类似，把操作属性中的表达
10、式OPEN改成CLOSE，脚本程序区别在于：34编制循环策略在“运行策略”中，双击“循环策略”进入，双击图标进入“策略属性设置”，把“循环时间”设为：100ms，按“确定”。双击进入脚本程序编辑环境，程序如下：if L1=1 and UP=0 and F1flag=1 and F1LEFT0 then F1LEFT=F1LEFT-3if UP=1 and L1=1 and F1LEFT0 thenF2LEFT=F2LEFT-3if(UP=1 and L2=1)or(DOWN=1 and L2=1)and F2LEFT0 then F3LEFT=F3LEFT-3if(UP=1 and L3=1)
11、or(DOWN=1 and L3=1)and F3LEFT0 then F4LEFT=F4LEFT-3if DOWN=1 and L4=1 and F4LEFT-150)or(L3=1 or U3=1 or D3=1)and jiaoxiang-300)or(L4=1 or D4=1)and jiaoxiang-450)and(F1LEFT=100 and F2LEFT=100 and F3LEFT=100)and UP=1 then jiaoxiang=jiaoxiang-2轿厢上升控制if(L3=1 or U3=1 or D3=1)and jiaoxiang-300)or(L2=1 or
12、U2=1 or D2=1)and jiaoxiang-150)or(L1=1 or U1=1)and jiaoxiang=100 and F3LEFT=100 and F4LEFT=100)and DOWN=1 then jiaoxiang=jiaoxiang+2轿厢下降控制第四章 设备连接在MCGS组态软件开发平台上，单击“设备窗口”，再单击“设备组态”按钮进入设备组态。在“设备工具箱”中，选中“通用串口父设备”和“三菱FX系列编程口”。基本设置如下图：第五章 PLC程序说明51 I/O分配表5-1 I/O分配表52 PLC程序语句第六章 触摸屏控制画面及制作说明第1页制作开机动画，其中校标
13、设置为，换页面按钮跳转至“主菜单”。第2页设置主菜单，4个跳页按钮分别连接对应的页面。第3页和第4页设置操作说明。第5页设置系统操作。第6页设置电梯外控制。第7页设置电梯内控制。第8页设置实时监控页面。第七章 运行调试第一步：将四层电梯的梯形图写入PLC。然后关闭FX-2N软件。第二步：检查PLC与MCGS是否连接正常。第三步：操作电梯的控制面板，并观察MCGS组态动画是否与之对应。电梯由安装在各楼层门口的上升和下降呼叫按钮进行呼叫操纵，其操纵内容为电梯运行方向。电梯轿箱内设有楼层内选按钮S1S4，用以选择需停靠的楼层。L1为一层指示、L2为二层指示，SQ1SQ4为到位行程开关。电梯上升途中只
14、响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向的呼叫均无效。例如，电梯停在一层，在三层轿箱外呼叫时，必须按三层上升呼叫按钮，电梯才响应呼叫（从一层运行到三层），按三层下降呼叫按钮无效；反之，若电梯停在四层，在三层轿箱外呼叫时，必须按三层下降呼叫按钮，电梯才响应呼叫，按三层上升呼叫按钮无效。第八章 小结在科学技术发展的推动下，电梯技术将产生各种新的变化，新的功能。基于PLC的电梯传动控制系统充分利用PLC的功能，速度给定及波形均由软件产生，系统结构简单，体积小，操作更方便，更灵活。与MCGS组态动画配合起来更加形象生动。展望未来，超高层建筑物的出现将需要发展更高的运行速度的电梯，电梯工业产品将
15、更加五彩缤纷。超高速电梯、无机房电梯、磁悬浮电梯、无绳电梯、“绿色电梯”等电梯将会出现，它们必将会给我们的生活带来更方便的服务。现代电梯技术的发展，不仅代表着科学技术的飞速发展，同时也标志着人类生活走向现代和文明。通过这次比较完整的电梯控制系统设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富。总之，这次课程设计让我受益匪浅。第九章 问题回答1如何使电梯的轿厢上下移动到适当的位置？答：在MCGS
16、中，电梯轿厢是手绘的矩形，想让它动起来必须在其属性设置里勾选出垂直移动这个选项。而轿厢又不能随便移动，不然会超出屏幕范围，所以得设置相应的脚本程序，让它有上下限值，并能在呼叫相应的地方停下。具体程序可参见本电梯中的循环脚本“电梯上下脚本程序”。2如何使电梯具有开关门功能？答：电梯想要实现开关门的功能，画轿厢时必须画左右2个门，然后每个门属性勾选出大小变化（注意不能选择水平移动），在大小变化属性中可以选择缩小的方向。再编制相应的脚本程序，就可以实现电梯的开关门动画啦！具体程序可参见本电梯中循环脚本“电梯开关门程序”。3如何使PLC与MCGS顺利连接？答：在MCGS的设备窗口中，注意选对PLC的型号，改对相应的参数，需要注意的是，PLC的通道要通过“内部属性”增加，不能直接增加虚拟通道，那样会是连接不上。连接过程中MCGS和Gppw软件最好不要同时开启，避免连接不上等问题。