摘要現(xiàn)今，隨著人們對(duì)工作生活環(huán)境便捷性要求的提高以及電梯行業(yè)的不斷成熟與發(fā)展，電梯產(chǎn)品已成為高層建筑和公共基礎(chǔ)設(shè)施必不可少的配套設(shè)備，電梯作為現(xiàn)代城市建筑工程的核心，已迅速發(fā)展成為人們生活中不可或缺的一個(gè)部分。它們?cè)谖覀兊纳钪邪缪葜絹碓街匾慕巧?，不僅為城市的高層建筑提供必要的交通方式，也為人們生活提供舒適便捷的體驗(yàn)。對(duì)于醫(yī)院、商場、寫字樓等人流較大的場所單部控制的電梯早已無法滿足要求。需要對(duì)多部電梯同時(shí)進(jìn)行控制減少人們的等待時(shí)間，因此本項(xiàng)目以四部十層電梯的群控系統(tǒng)作為研究對(duì)象。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)以西門子S7-1200系列PLC作為控制核心，對(duì)電梯進(jìn)行邏輯控制。選用MCGS組態(tài)軟件進(jìn)行界面設(shè)計(jì)，模擬仿真運(yùn)行電梯的運(yùn)動(dòng)控制過程，同時(shí)對(duì)界面的運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行監(jiān)視反饋。最終設(shè)計(jì)成功由PLC控制系統(tǒng)和MCGS組態(tài)兩部分組成，可通過MCGS界面的模擬輸入信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電梯的內(nèi)梯樓層選擇、外梯的上下按鈕信號(hào)輸入、PLC通過MCGS輸入的信號(hào)進(jìn)行邏輯計(jì)算控制對(duì)應(yīng)電梯達(dá)到目標(biāo)樓層，減少人們候梯時(shí)間。關(guān)鍵詞：電梯控制；MCGS上位機(jī)；PLC控制；自動(dòng)控制[11]。開門到位后將轎廂開門為false，關(guān)門到位后將轎廂關(guān)門為false，并且熄滅對(duì)應(yīng)開關(guān)門指示燈。通過當(dāng)前樓層-1的方式將到達(dá)對(duì)應(yīng)樓層的按鍵指示燈的狀態(tài)位false，從來實(shí)現(xiàn)熄滅對(duì)應(yīng)樓層指示燈的動(dòng)作。圖3.8梯內(nèi)按鍵控制——指示燈滅、允許開關(guān)門程序3.5梯外按鍵控制FB2如圖3.9所示，F(xiàn)B2有：四部電梯的準(zhǔn)備就緒信號(hào)、當(dāng)前樓層、目標(biāo)樓層、開門到位、梯外上下按鍵、上下行派梯這些數(shù)據(jù)輸入。經(jīng)過FB2功能塊內(nèi)部程序運(yùn)算處理后會(huì)輸出：梯外指示燈上、梯外指示燈下、四部電梯的轎廂開門信號(hào)、上目標(biāo)樓層、下目標(biāo)樓層幾個(gè)數(shù)據(jù)輸出。梯外按鍵控制FB2內(nèi)部變量表見圖3.10圖3.9梯外按鍵控制FB2圖3.10梯外按鍵控制FB2內(nèi)部變量表如圖3.11、3.12、3.13所示，目標(biāo)樓層信息、按鍵指示燈的亮滅、目標(biāo)樓層確定以及開關(guān)門的輸出與內(nèi)梯按鈕類似，在此就不在進(jìn)行介紹。圖3.11梯外按鍵控制——目標(biāo)樓層數(shù)據(jù)記錄程序圖3.12梯外按鍵控制——目標(biāo)樓層確定圖3.13梯外按鍵控制——指示燈滅、允許開關(guān)門程序3.6開關(guān)門控制FB4圖3.14開關(guān)門控制FB4如圖3.14所示，F(xiàn)B4有：光柵信號(hào)、轎廂到位、轎廂開門、轎廂關(guān)門、開門到位、當(dāng)前樓層、限位器到位、轎廂運(yùn)行狀態(tài)這些數(shù)據(jù)輸入。經(jīng)過FB4功能塊內(nèi)部程序運(yùn)算處理后會(huì)輸出：開門輸出、限位輸出、允許轎廂啟動(dòng)、內(nèi)梯開關(guān)門指示燈幾個(gè)數(shù)據(jù)輸出。梯外按鍵控制FB4內(nèi)部變量表見圖3.15。圖3.15開關(guān)門控制FB4內(nèi)部變量表如圖3.16所示首先聲明了一個(gè)5秒的延時(shí)接通定時(shí)器TON，開關(guān)門到位不等于0和光柵信號(hào)為false，兩個(gè)條件都同時(shí)滿足5秒后才能接通。當(dāng)轎廂運(yùn)行到位或者有轎廂開門信號(hào)的時(shí)候轎廂開門，并把開門指示燈常亮，關(guān)門指示燈滅，讓限位器工作，開門到位后開門指示燈熄滅，開門后就不允許轎廂啟動(dòng)防止發(fā)生安全事故。當(dāng)開門到位后5秒都沒有人進(jìn)出則自動(dòng)關(guān)門，關(guān)門指示燈亮，開門指示燈滅，關(guān)門到位后關(guān)門指示燈熄滅。如有人經(jīng)過轎廂自行開門。轎廂運(yùn)行狀態(tài)不等于0（電梯不處于停止?fàn)顟B(tài)）的時(shí)候，限位器才復(fù)位，保障電梯運(yùn)行安全。圖3.16開關(guān)門控制——內(nèi)部程序3.7轎廂控制FB5如圖3.17所示，F(xiàn)B5有：允許轎廂啟動(dòng)、運(yùn)行方向、當(dāng)前樓層、目標(biāo)樓層、準(zhǔn)備就緒這些數(shù)據(jù)輸入。經(jīng)過FB5功能塊內(nèi)部程序運(yùn)算處理后會(huì)輸出：轎廂位置、允許轎廂開門、轎廂運(yùn)行狀態(tài)、電機(jī)上下運(yùn)行、速度模式幾個(gè)數(shù)據(jù)輸出。該功能塊控制電梯的上下運(yùn)動(dòng)控制，速度模式包含三級(jí)制動(dòng)和高低速，通過高低速切換讓電梯平穩(wěn)啟動(dòng)高速運(yùn)行減少突然加速的不適感。三級(jí)制動(dòng)能準(zhǔn)確到達(dá)樓層，確保不出現(xiàn)運(yùn)行不到位轎廂與梯門位置不平行的狀況。梯外按鍵控制FB5內(nèi)部變量表見圖3.18。圖3.17轎廂控制FB5圖3.18轎廂控制FB5內(nèi)部變量表如圖3.19所示，在這個(gè)功能塊中，需要轎廂平穩(wěn)啟動(dòng)降低突然啟動(dòng)對(duì)乘梯人員的不適感，啟動(dòng)后需要高速運(yùn)行減少運(yùn)行時(shí)間。在達(dá)到目標(biāo)樓層時(shí)需要緩慢停止確保轎廂和梯門處于一個(gè)水平面，在此用使用三級(jí)制動(dòng)來達(dá)到精確定位停止。程序首先對(duì)速度進(jìn)行定義，當(dāng)收到允許轎廂啟動(dòng)信號(hào)或者運(yùn)動(dòng)方向不為0的時(shí)候，觸發(fā)上升沿將臨時(shí)樓層計(jì)數(shù)清零、允許轎廂開門為false（轎廂運(yùn)行中不允許開門），將當(dāng)前樓層信息賦值到啟動(dòng)樓層。轎廂信號(hào)為true時(shí)，根據(jù)目標(biāo)運(yùn)行方向?qū)⒎较蛐畔①x值給轎廂運(yùn)行狀態(tài)。目標(biāo)運(yùn)行方向=1表示需要向上運(yùn)行，目標(biāo)運(yùn)行方向=2表示需要向下運(yùn)行，目標(biāo)運(yùn)行方向=0表示上下都不需要運(yùn)行。轎廂運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)=1，代表轎廂目前在上升，轎廂運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)=2，代表轎廂目前在向下移動(dòng)，轎廂運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)=0，代表轎廂目前在睡眠和停止。圖3.19轎廂控制FB5部分程序如圖3.20所示轎廂運(yùn)行速度程序較為復(fù)雜，需要用到上訴程序中的樓層計(jì)數(shù)變量，目標(biāo)運(yùn)行方向不等于0的時(shí)候，當(dāng)啟動(dòng)樓層不等于當(dāng)前樓層的時(shí)候觸發(fā)上升沿，讓樓層計(jì)數(shù)+1。在比較樓層計(jì)數(shù)變量里的值，樓層計(jì)數(shù)小于1的時(shí)候中低速啟動(dòng)運(yùn)行，速度模式改為1。當(dāng)樓層計(jì)數(shù)大于等于1并且目標(biāo)樓層減當(dāng)前樓層的絕對(duì)值大于1的時(shí)候高速平穩(wěn)運(yùn)行，速度模式改為2。當(dāng)上面那個(gè)條件都不滿足時(shí)表示馬上到達(dá)目標(biāo)樓層，則應(yīng)執(zhí)行制動(dòng)步驟。當(dāng)前轎廂位置減去當(dāng)前樓層減一的差乘以十的結(jié)果大于7并且小于9的時(shí)候使用一級(jí)制動(dòng)，速度模式改為3。當(dāng)前轎廂位置減去當(dāng)前樓層減一的差乘以十的結(jié)果大于9并且小于9.9的時(shí)候使用二級(jí)制動(dòng)，速度模式改為4。當(dāng)目標(biāo)樓層等于當(dāng)前樓層的時(shí)候使用三級(jí)制動(dòng)，速度模式改為5。并且將轎廂運(yùn)行狀態(tài)改為0、電機(jī)上下行輸出都為false，清空樓層計(jì)數(shù)和速度模式。一級(jí)一級(jí)的勻速制動(dòng)，確保轎廂?？烤?。根據(jù)轎廂運(yùn)行狀態(tài)輸出電機(jī)上行還是電機(jī)下行信號(hào)，轎廂運(yùn)行狀態(tài)為1時(shí)將電機(jī)上行置為true，電機(jī)下行置為false。轎廂運(yùn)行狀態(tài)為2時(shí)將電機(jī)上行置為false，電機(jī)下行置為true。轎廂運(yùn)行狀態(tài)為0時(shí)將電機(jī)上行和電機(jī)下行都置為false。圖3.20轎廂控制FB5部分程序3.8上電初始化FB6圖3.21上電初始化控制FB6如圖3.21所示，此功能塊較為簡單，但也是不可缺少的一步，為了保障設(shè)備安全運(yùn)行電梯首次上電都會(huì)進(jìn)行上下運(yùn)行開關(guān)門自檢動(dòng)作，自檢完畢后輸出準(zhǔn)備就緒信號(hào)，設(shè)備才能正常運(yùn)行。FB6有：上電使能和當(dāng)前樓層兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入。經(jīng)過FB6功能塊內(nèi)部程序運(yùn)算處理后會(huì)輸出：目標(biāo)樓層、準(zhǔn)備就緒、目標(biāo)運(yùn)行方向和允許轎廂啟動(dòng)這幾個(gè)數(shù)據(jù)輸出。上電初始化控制FB6內(nèi)部變量表見圖3.22所示圖3.22上電初始化控制FB6內(nèi)部變量表如圖3.23所示，設(shè)備上電觸發(fā)上升沿信號(hào)，將初始化步驟=0，準(zhǔn)備就緒=0，程序按步驟依次執(zhí)行，先判斷當(dāng)前樓層是否為1，如果不等于1轎廂下行到1層，等待當(dāng)前樓層等于1，跳轉(zhuǎn)20步清空目標(biāo)方向和允許轎廂啟動(dòng)，跳轉(zhuǎn)30步增加一個(gè)掃描周期，跳轉(zhuǎn)31步目標(biāo)樓層賦值為10目標(biāo)運(yùn)行方向賦值為1允許轎廂啟動(dòng)賦值為1，等待運(yùn)行到10層，跳轉(zhuǎn)40步清空目標(biāo)方向和允許轎廂啟動(dòng)，跳轉(zhuǎn)50步目標(biāo)樓層賦值為1目標(biāo)運(yùn)行方向賦值為2允許轎廂啟動(dòng)賦值為1，跳轉(zhuǎn)60步等待當(dāng)前樓層等于目標(biāo)樓層初始化步驟賦值為999準(zhǔn)備就緒賦值為1。設(shè)備上電初始化完成。圖3.23上電初始化控制FB6內(nèi)部程序3.9單部整機(jī)控制FB7如圖3.24所示，F(xiàn)B7有：上下行目標(biāo)樓層數(shù)據(jù)接收、當(dāng)前樓層、準(zhǔn)備就緒、開門到位、派梯樓層和派梯執(zhí)行這些數(shù)據(jù)輸入。經(jīng)過FB7功能塊內(nèi)部程序運(yùn)算處理后會(huì)輸出：目標(biāo)樓層、目標(biāo)運(yùn)行方向、允許轎廂啟動(dòng)這三個(gè)數(shù)據(jù)輸出。該功能塊是將前面的單獨(dú)的動(dòng)作鏈接在一起的紐帶，能根據(jù)內(nèi)梯按鍵控制功能塊、外梯按鍵控制功能塊以及群控控制功能塊的輸出信號(hào)進(jìn)行收集整理在輸出給開關(guān)門控制功能塊和轎廂控制功能塊讓整部電梯能自動(dòng)運(yùn)行。梯外按鍵控制FB7內(nèi)部變量表見圖3.25。圖3.24單部整機(jī)控制FB7圖3.25單部整機(jī)控制FB7內(nèi)部變量表圖3.26單部整機(jī)控制——派梯優(yōu)先執(zhí)行程序如圖3.26所示派梯執(zhí)行信號(hào)為true時(shí)，系統(tǒng)優(yōu)先執(zhí)行派梯動(dòng)作。目標(biāo)樓層等于派梯樓層，允許轎廂啟動(dòng)賦值為1，如果目標(biāo)樓層等于當(dāng)前樓層將允許轎廂啟動(dòng)賦值為0，然后進(jìn)行方向確定，派梯樓層大于當(dāng)前樓層時(shí)目標(biāo)運(yùn)行方向?yàn)?（向上運(yùn)行）；派梯樓層小于當(dāng)前樓層時(shí)目標(biāo)運(yùn)行方向?yàn)?（向下運(yùn)行）；派梯樓層等于當(dāng)前樓層時(shí)目標(biāo)運(yùn)行方向?yàn)?（上下都不運(yùn)行）。派梯執(zhí)行信號(hào)為false時(shí)，系統(tǒng)執(zhí)行正常的運(yùn)動(dòng)流程。系準(zhǔn)備就緒信號(hào)為true時(shí)，進(jìn)行目標(biāo)運(yùn)行方向確定，如圖3.27所示目標(biāo)樓層大于當(dāng)前樓層或者當(dāng)前樓層等于1或者上行目標(biāo)樓層數(shù)據(jù)接收不等于0并且下行目標(biāo)樓層數(shù)據(jù)接收等于0并且當(dāng)前樓層不等于10；滿足上訴條件將目標(biāo)運(yùn)行方向賦值為1（轎廂向上運(yùn)行）。目標(biāo)樓層小于當(dāng)前樓層或者當(dāng)前樓層等于10或者上行目標(biāo)樓層數(shù)據(jù)接收等于0并且下行目標(biāo)樓層數(shù)據(jù)接收不等于0并且當(dāng)前樓層不等于1；滿足上訴條件將目標(biāo)運(yùn)行方向賦值為2（轎廂向下運(yùn)行）。當(dāng)前樓層不等于10也不等于1并且上下目標(biāo)樓層數(shù)據(jù)接收都為0的時(shí)候?qū)⒛繕?biāo)運(yùn)行方向賦值為0（轎廂上下都不運(yùn)動(dòng)）。收到準(zhǔn)備就緒信號(hào)觸發(fā)上升沿將目標(biāo)樓層等于當(dāng)前樓層，再進(jìn)行目標(biāo)運(yùn)行方向判斷，轎廂向上運(yùn)行就讀取向上運(yùn)行的樓層數(shù)據(jù)，轎廂向下運(yùn)行就讀取向下運(yùn)行的樓層數(shù)據(jù)。因向上運(yùn)行是從低到高運(yùn)動(dòng)所以可使用FOR循環(huán)使用進(jìn)行自變量自加1實(shí)現(xiàn)由低到高掃描運(yùn)行。而向下運(yùn)動(dòng)是從高到底，無法使用FOR循環(huán)進(jìn)行，在此使用while循環(huán)，手動(dòng)對(duì)對(duì)變量進(jìn)行自減1實(shí)現(xiàn)由高到低的掃描運(yùn)行。如圖3.28所示，向上運(yùn)行使用FOR循環(huán)掃描上行樓層數(shù)據(jù)狀態(tài)為1的狀態(tài)位，掃描到狀態(tài)為1的狀態(tài)為時(shí)跳出循環(huán)，將自變量A+1之后賦值到目標(biāo)樓層從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)樓層確定。向下運(yùn)行使用while循環(huán)掃描下行樓層數(shù)據(jù)狀態(tài)為1的狀態(tài)位，掃描到狀態(tài)為1的狀態(tài)為時(shí)跳出循環(huán)，將自變量A-1之后賦值到目標(biāo)樓層從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)樓層確定。確定樓層后將允許轎廂啟動(dòng)賦值為1，當(dāng)前樓層等于目標(biāo)樓層后將允許轎廂啟動(dòng)信號(hào)賦值為0。圖3.27單部整機(jī)控制——運(yùn)行方向確定程序圖3.28單部整機(jī)控制——正?？刂屏鞒坛绦?.10派梯控制如圖3.29所示，F(xiàn)B8有：四部電梯的準(zhǔn)備就緒信號(hào)、四部電梯的當(dāng)前樓層數(shù)據(jù)、四部電梯的轎廂運(yùn)行方向數(shù)據(jù)、四部電梯的開門到位信號(hào)以及外梯上下按鍵指示燈狀態(tài)輸入。經(jīng)過FB8功能塊內(nèi)部程序運(yùn)算處理后會(huì)輸出：上下行派梯號(hào)和上下行派梯樓層。派梯控制FB8內(nèi)部變量表見圖3.30圖3.29派梯控制FB8圖3.30派梯控制FB8內(nèi)部變量如圖3.31所示，當(dāng)外梯上指示燈不等于0的時(shí)候首先獲取每部電梯到臨時(shí)目標(biāo)樓層的距離，然后將獲取到的值進(jìn)行比較，求出最小值，在進(jìn)行判斷最小值與那部電梯的距離一致，那部電梯一致則派哪一步電梯，然后比較那部電梯是不是處于關(guān)門狀態(tài)，處于關(guān)門狀態(tài)將臨時(shí)目標(biāo)樓層賦值到派梯樓。在此上行派梯號(hào)和上行派梯樓層信息就確認(rèn)了。下行與上行類似就不在進(jìn)行說明。如圖3.32所示，將四部電梯的開門到位數(shù)據(jù)賦值到開門到位數(shù)組中，方便后續(xù)程序編寫。然后根據(jù)外呼按鍵指示燈的狀態(tài)確定臨時(shí)目標(biāo)上下樓層信息，確認(rèn)方法與內(nèi)梯按鍵確認(rèn)樓層類似，在此不在進(jìn)行說明。最后當(dāng)外梯上或下知識(shí)燈沒亮?xí)r，將派梯號(hào)和樓層都賦值為0，不進(jìn)行派梯運(yùn)動(dòng)。圖3.31派梯控制FB8內(nèi)部程序圖3.32派梯控制FB8內(nèi)部程序

4MCGS上位機(jī)界面設(shè)計(jì)4.1MCGS上位機(jī)介紹MCGS是一套建構(gòu)在Windows平臺(tái)上的智慧型HMI開發(fā)軟件，針對(duì)工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它支援多種人機(jī)界面的開發(fā)，例如觸控屏、個(gè)人電腦軟件和手機(jī)APP等，能夠滿足不同使用場景下的需求。該軟件具備強(qiáng)大的圖形編輯功能，支持多語言、多分辨率、多設(shè)備和多屏幕等特性，可迅速創(chuàng)建、編輯和發(fā)布HMI應(yīng)用。同時(shí)，它還提供了豐富的控件庫和圖形庫，能夠滿足各行業(yè)的應(yīng)用需求，是一款功能豐富且易于使用的HMI開發(fā)工具。在本項(xiàng)目中，我們需要利用MCGS的圖形庫和插件來設(shè)計(jì)電梯運(yùn)行過程的動(dòng)畫仿真。具體實(shí)現(xiàn)方法是通過編輯，設(shè)計(jì)出一個(gè)易于理解的電梯運(yùn)行過程。變量輸入和上位機(jī)控制界面則利用其人機(jī)交互編輯功能，設(shè)計(jì)生成控制主頁。4.2MCGS組態(tài)軟件與PLC通訊4.2.1設(shè)備選擇圖4.1設(shè)備工具箱圖圖4.2設(shè)備屬性編輯本項(xiàng)目中MCGS組態(tài)軟件和PLC通訊為工業(yè)以太網(wǎng)地址鏈接，因無實(shí)物連接，所需要用到Nettoplcsim軟件進(jìn)行虛擬連接。在本項(xiàng)目通訊連接中首先需在MCGS組態(tài)軟件中選擇正確的設(shè)備。在設(shè)備窗口中進(jìn)入設(shè)備窗口頁面，調(diào)出設(shè)備工具箱，見圖4.1，根據(jù)所選型的PLC選擇相同型號(hào)的PLC設(shè)備，添加至設(shè)備窗口。填設(shè)完畢之后進(jìn)行IP地址的連接配對(duì)。見圖4.2，在本地IP地址中輸入電腦的IP地址，在遠(yuǎn)程IP地址中輸入PLC的IP地址。點(diǎn)擊確認(rèn)，完畢后再次點(diǎn)開反復(fù)檢查兩個(gè)IP地址是否變更，因?yàn)檐浖匦杂袝r(shí)編輯完畢后系統(tǒng)沒有錄入，依舊為原始的IP數(shù)值，完成后設(shè)備選擇部分基本完成。4.2.2設(shè)備通道圖4.3增加設(shè)備通道在圖4.3所示的界面中，完成IP地址設(shè)置后，需要在所選設(shè)備中增加設(shè)備通道。設(shè)備通道對(duì)應(yīng)著PLC變量中的輸入/輸出端口分配，將需要的通道按照類型添加至設(shè)備中。在添加過程中，有四種類型：輸入繼電器I，輸出繼電器Q，內(nèi)置繼電器M，數(shù)據(jù)寄存器V。在本項(xiàng)目中，采用了內(nèi)置繼電器（M）與輸出繼電器（Q）兩種方式。也應(yīng)該按照需求來選取數(shù)據(jù)類型，通常是開關(guān)型，個(gè)別的時(shí)候需要選取數(shù)值型，這時(shí)應(yīng)選取32位的浮點(diǎn)型。通道地址是添加設(shè)備之后的第一個(gè)數(shù)字，通道的數(shù)目是一次性添加的的通道數(shù)量。讀取和寫入模式取決于通道的類型，可以選擇“只讀”，“只寫”或“讀寫”。一般情況下都是選擇讀寫。以下為設(shè)備通道連接的具體內(nèi)容，表中列出部分內(nèi)容，詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參考附錄。表4.1設(shè)備通道連接變量通道名稱一號(hào)梯內(nèi)按鍵指示燈1讀寫Q000.0一號(hào)梯內(nèi)按鍵指示燈2讀寫Q000.1一號(hào)梯內(nèi)按鍵指示燈3讀寫Q000.2一號(hào)梯內(nèi)按鍵指示燈4讀寫Q000.3一號(hào)梯內(nèi)按鍵指示燈5讀寫Q000.4一號(hào)梯內(nèi)按鍵指示燈6讀寫Q000.5一號(hào)梯內(nèi)按鍵指示燈7讀寫Q000.6一號(hào)梯內(nèi)按鍵指示燈8讀寫Q000.7一號(hào)梯內(nèi)按鍵指示燈9讀寫Q001.0一號(hào)梯內(nèi)按鍵指示燈10讀寫Q001.1一號(hào)梯內(nèi)按鍵指示燈開讀寫Q001.2一號(hào)梯內(nèi)按鍵指示燈關(guān)讀寫Q001.3一號(hào)梯內(nèi)按鍵指示燈上讀寫Q001.4一號(hào)梯內(nèi)按鍵指示燈下讀寫Q001.5一號(hào)梯外開門01讀寫Q002.04.2.3設(shè)備通道圖4.4數(shù)據(jù)對(duì)象屬性設(shè)置在圖4.4所示的界面中，在設(shè)備屬性中添加完設(shè)備通道后，還需要在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中添加數(shù)據(jù)對(duì)象。在該頁面中，點(diǎn)擊“新增對(duì)象”即可進(jìn)行對(duì)象添加。添加完畢后，還需要修改對(duì)象的屬性，包括修改對(duì)象名稱和對(duì)象類型兩項(xiàng)。對(duì)象名稱應(yīng)與設(shè)備屬性中添加的設(shè)備通道名稱保持一致。對(duì)象類型則根據(jù)設(shè)備通道中的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行選擇。以下為具體的數(shù)據(jù)變量，部分內(nèi)容請(qǐng)參考下表，完整內(nèi)容請(qǐng)查看附錄。表4.2對(duì)應(yīng)對(duì)象名稱類型一號(hào)梯外上下指示燈上開關(guān)量一號(hào)梯外上下指示燈下開關(guān)量一號(hào)梯內(nèi)樓層顯示整數(shù)一號(hào)梯外樓層顯示整數(shù)一號(hào)梯轎廂位置浮點(diǎn)數(shù)二號(hào)梯內(nèi)按鍵指示燈1開關(guān)量二號(hào)梯內(nèi)按鍵指示燈2開關(guān)量一號(hào)梯外上下指示燈上開關(guān)量一號(hào)梯外上下指示燈下開關(guān)量4.3電梯運(yùn)行過程動(dòng)畫仿真在設(shè)計(jì)頁面時(shí)，提前構(gòu)思功能分布是非常重要的，確保頁面簡潔明了、功能布局合理。功能布局規(guī)劃：在設(shè)計(jì)頁面之前，先明確頁面需要實(shí)現(xiàn)的功能，并將其進(jìn)行合理的布局規(guī)劃?？梢酝ㄟ^流程圖、草圖或者簡單的原型設(shè)計(jì)來幫助構(gòu)思。元件圖庫利用：大部分設(shè)計(jì)軟件都提供了豐富的元件圖庫，包括按鈕、文本框、圖標(biāo)等?？梢院侠砝眠@些內(nèi)置元件來加速頁面設(shè)計(jì)過程。手動(dòng)繪制元件：如果軟件內(nèi)置的元件庫中沒有需要的元件，可以考慮通過手動(dòng)繪制的方式自主編輯。這需要一定的設(shè)計(jì)技巧和耐心，但可以實(shí)現(xiàn)更加個(gè)性化的頁面設(shè)計(jì)。簡潔明了的布局：頁面布局應(yīng)該簡潔明了，避免過多的裝飾和復(fù)雜的設(shè)計(jì)，以提高用戶體驗(yàn)和頁面加載速度。用戶友好性考量：在設(shè)計(jì)過程中，要考慮到用戶的操作習(xí)慣和需求，使頁面功能操作更加直觀、易用。多次優(yōu)化和調(diào)整：設(shè)計(jì)完成后，需要進(jìn)行多次的優(yōu)化和調(diào)整，包括布局調(diào)整、顏色搭配、字體選擇等，以確保最終的設(shè)計(jì)達(dá)到最佳效果。綜上所述，設(shè)計(jì)頁面時(shí)需要提前規(guī)劃功能布局，合理利用軟件內(nèi)置的元件圖庫，并在需要時(shí)手動(dòng)繪制元件，以確保設(shè)計(jì)簡潔明了、功能合理。如圖4.5所示在構(gòu)建出大致整體之后還需對(duì)其中的元件進(jìn)行屬性設(shè)置，使其具有動(dòng)畫效果，例如在指示燈的屬性設(shè)置中，指示燈的填充顏色需要根據(jù)PLC輸出進(jìn)行編輯，PLC輸出狀態(tài)為1則填充紅色，PLC輸出狀態(tài)為0則填充灰色。電梯上下運(yùn)行中對(duì)應(yīng)方向指示燈根據(jù)運(yùn)行方向進(jìn)行閃爍。還需根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)畫需要設(shè)置其垂直移動(dòng)屬性，使其能夠跟隨電梯轎廂進(jìn)行上下移動(dòng)。對(duì)開關(guān)門進(jìn)行大小變化屬性設(shè)置出實(shí)現(xiàn)開關(guān)門的效果。在整個(gè)動(dòng)畫頁面設(shè)計(jì)中，具體的動(dòng)畫設(shè)計(jì)類型有兩類，分別為垂直移動(dòng)動(dòng)畫設(shè)計(jì)和大小變化動(dòng)畫設(shè)計(jì)，下面對(duì)這兩類動(dòng)畫設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)介紹。圖4.5動(dòng)畫仿真頁面4.3.1電梯運(yùn)行動(dòng)畫電梯運(yùn)行動(dòng)畫在系統(tǒng)動(dòng)畫仿真中是設(shè)計(jì)重點(diǎn)，能直觀的看到電梯運(yùn)行方向及轎廂當(dāng)前位置。移動(dòng)動(dòng)畫是動(dòng)畫仿真頁面基本的組成部分，垂直移動(dòng)和大小變化都有移動(dòng)的效果，按照不同的使用場合選擇不同的更改屬性，垂直移動(dòng)可以讓目標(biāo)整體移動(dòng)，大小變化可以讓目標(biāo)只移動(dòng)一邊。因此在轎廂運(yùn)動(dòng)的時(shí)候選用垂直移動(dòng)的方法實(shí)現(xiàn)，開關(guān)門運(yùn)動(dòng)時(shí)選用大小變化的方法實(shí)現(xiàn)。如圖4.6所示，在這個(gè)動(dòng)畫設(shè)計(jì)過程中，需要注意的是移動(dòng)的偏移量以及對(duì)應(yīng)的表達(dá)式關(guān)系。根據(jù)樓層的總高度可知道最大偏移量，因本項(xiàng)目電梯都為地上電梯不涉及到負(fù)樓層，所以最小偏移量為0。其表達(dá)式設(shè)為每偏移一層表達(dá)式值增加10，設(shè)為整數(shù)便于后期程序編寫及調(diào)試。所以這里最小表達(dá)式設(shè)置為最小0，最大為90。0代表1層，90代表10層。會(huì)根據(jù)表達(dá)式的值自動(dòng)計(jì)算應(yīng)運(yùn)動(dòng)的偏移量。表達(dá)式的增大或減少就可實(shí)現(xiàn)轎廂上下運(yùn)行動(dòng)畫。圖4.6轎廂垂直移動(dòng)屬性設(shè)置4.3.2大小變化動(dòng)畫動(dòng)畫仿真頁面中使用大小變化開關(guān)門動(dòng)畫，因開關(guān)門有一個(gè)運(yùn)動(dòng)過程不能直接就打開到位，需要緩慢打開提升動(dòng)畫真實(shí)性。如圖4.7所示，在大小變化的屬性設(shè)置中，有四處更改項(xiàng)目，分別是表達(dá)式、最大變化百分比、變化方向和變化方式。表達(dá)式為外部輸入變量的鏈接數(shù)據(jù)變量，可以讓動(dòng)畫和外界變量輸入相連接；最大變化百分比控制目標(biāo)變化范圍，本項(xiàng)目中設(shè)置為一百，變化方向和變化方式是根據(jù)需要的效果來設(shè)定的，因?yàn)楸卷?xiàng)目中變化的目標(biāo)量為電梯門。是由兩扇門組合而成，所以設(shè)置時(shí)一扇為從左往右和縮放，另一扇從右往左和縮放的方式來實(shí)現(xiàn)。圖4.7大小變化4.4控制輸入及輸出反饋因項(xiàng)目為系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)沒有實(shí)際的接線，對(duì)于光柵信號(hào)、梯內(nèi)梯外按鍵、開關(guān)門到位信號(hào)、上下平層信號(hào)、梯內(nèi)外重量檢測等這些都需要通過MCGS上位機(jī)反饋給PLC。對(duì)于傳感器這類輸入信號(hào)需要通過MCGS上位機(jī)的循環(huán)腳本程序進(jìn)行輸出信號(hào)。如圖4.8所示轎廂位置到達(dá)某個(gè)范圍區(qū)間將對(duì)應(yīng)平層信號(hào)賦值為1。開關(guān)門到位信號(hào)和限位器到位信號(hào)與此程序類似就不在進(jìn)行解釋說明。圖4.8MCGS部分循環(huán)腳本程序4.4.1指示燈設(shè)置如圖4.9所示，指示燈的動(dòng)畫主要體現(xiàn)在工作狀態(tài)時(shí)的顏色改變，在其屬性設(shè)置中有兩項(xiàng)更改項(xiàng)目，分別是表達(dá)式和填充顏色連接，表達(dá)式為指示燈亮滅的信號(hào)來源，連接不同的信號(hào)指示燈會(huì)在不同的階段亮滅。填充顏色連接是亮滅兩種狀態(tài)下的顏色設(shè)定，可以根據(jù)需要設(shè)置。圖4.9指示燈屬性設(shè)置4.4.2按鈕設(shè)置如圖4.10所示，按鈕構(gòu)建用于選擇不同的樓層，電梯自動(dòng)運(yùn)行到達(dá)不同樓層。在屬性設(shè)置中有兩個(gè)更改項(xiàng)目，分別是數(shù)據(jù)對(duì)象值的操作方式和對(duì)應(yīng)對(duì)象。操作方式中選擇按下和松開的狀態(tài)，因使用環(huán)境選擇為按1松0或者置一置零或者取反，對(duì)應(yīng)對(duì)象為信號(hào)的接收對(duì)象，從增加的設(shè)備通道中進(jìn)行選擇。圖4.10按鈕構(gòu)建屬性設(shè)置4.4.3方向指示燈和當(dāng)前樓層顯示如圖4.11所示，閃爍效果構(gòu)建主要用于上下行運(yùn)行中指示箭頭的閃爍，在設(shè)置界面中存在三個(gè)可更改選項(xiàng)，分別涉及到對(duì)象表達(dá)式連接、閃爍速度快慢以及閃爍實(shí)現(xiàn)方式。對(duì)象表達(dá)式連接需要從所創(chuàng)建的設(shè)備通道中挑選，以確定輸入數(shù)據(jù)的對(duì)象。閃爍速度則是控制方向指示燈閃爍的快慢頻率，根據(jù)實(shí)際需要呈現(xiàn)的效果進(jìn)行調(diào)整。閃爍實(shí)現(xiàn)方式一般使用默認(rèn)用圖元可見度變化實(shí)現(xiàn)閃爍，可根據(jù)實(shí)際需要呈現(xiàn)的效果進(jìn)行調(diào)整。如圖4.12所示，可見度設(shè)計(jì)比較簡單。為實(shí)現(xiàn)上下方向顯示不沖突，在電梯上行的時(shí)候?qū)⑾滦兄甘緹綦[藏不可見，在電梯下行的時(shí)候?qū)⑸闲兄甘緹綦[藏不可見，在電梯不運(yùn)行的時(shí)候上下行指示燈都隱藏不可見。在設(shè)置界面中存在兩個(gè)可更改選項(xiàng)，分別涉及到對(duì)象表達(dá)式連接和在當(dāng)表達(dá)式非零時(shí)可見或者不可見。對(duì)象表達(dá)式連接需要從所創(chuàng)建的設(shè)備通道中挑選，以確定輸入數(shù)據(jù)的對(duì)象。當(dāng)表達(dá)式非零時(shí)可見或者不可見是根據(jù)實(shí)際需要呈現(xiàn)的效果進(jìn)行調(diào)整。圖4.11閃爍效果屬性設(shè)置圖4.12可見度屬性設(shè)置圖4.13顯示輸出屬性設(shè)置如圖4.13所示，顯示輸出構(gòu)建主要用于當(dāng)前達(dá)到樓層顯示，在設(shè)置界面中存在三個(gè)可更改選項(xiàng)，分別涉及到對(duì)象表達(dá)式連接、輸出值類型選擇和輸出格式。對(duì)象表達(dá)式連接需要從所創(chuàng)建的設(shè)備通道中挑選，以確定輸入數(shù)據(jù)的對(duì)象。輸出值類型則是選擇對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)類型。輸出格式可以更改輸出進(jìn)制格式和是否需要小數(shù)點(diǎn)。

5系統(tǒng)總體調(diào)試整體驗(yàn)證是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面調(diào)試的過程，涵蓋了硬件和軟件兩個(gè)層面。整體驗(yàn)證的主要目標(biāo)是驗(yàn)證系統(tǒng)是否正常運(yùn)行，識(shí)別和解決系統(tǒng)中的問題，以確保系統(tǒng)符合設(shè)計(jì)要求。首先需要讓MCGS與PLC連接起來，因?yàn)闆]有實(shí)物所以在此需要通過NetToPLCsim軟件進(jìn)行輔助連接。如圖所示，序號(hào)1這里選擇本機(jī)網(wǎng)卡的IP地址，序號(hào)2選擇仿真PLC的IP地址，這里兩個(gè)網(wǎng)段需要在同一網(wǎng)才能進(jìn)行連接成功。配置完成后點(diǎn)擊ok進(jìn)行保存，然后點(diǎn)擊左下角StartServer進(jìn)行啟動(dòng)。圖5.1NetToPLCsim配置界面MCGS的通訊配置需要和上面IP一致，MCGS的本地IP為序號(hào)2，遠(yuǎn)端IP為序號(hào)1。通訊成功后右下角通訊狀態(tài)指示燈會(huì)由紅燈常亮變?yōu)榫G燈常亮。通訊成功后先測試MCGS的按鈕按下后PLC狀態(tài)是否有變化如圖5.2、5.3所示。在此拿初始化使能信號(hào)做演示。當(dāng)按下MCGS界面的初始化使能按鈕后，PLC監(jiān)視初始化使能信號(hào)是否有變化。其余輸入輸出信號(hào)的檢測方法與此相同就不再進(jìn)行說明。圖5.2未按下初始化使能按鈕時(shí)狀態(tài)圖5.3按下初始化使能按鈕時(shí)狀態(tài)所有輸入輸出信號(hào)確認(rèn)無誤后，進(jìn)行程序驗(yàn)證。如圖5.4所示，首先進(jìn)入MCGS上位機(jī)界面按下初始化使能，電梯開始向上運(yùn)行，以低速啟動(dòng)模式運(yùn)行到2層，到達(dá)2層后自動(dòng)切換到高速模式平穩(wěn)運(yùn)行到9層中間開始一級(jí)制動(dòng)慢慢運(yùn)行再二級(jí)制動(dòng)緩慢運(yùn)行然后三級(jí)制動(dòng)電梯停止。自動(dòng)切換運(yùn)行方向往下運(yùn)行，與上行一樣先低速啟動(dòng)在高速平穩(wěn)運(yùn)行然后再級(jí)級(jí)制動(dòng)最后停止。打開轎廂門，等待5秒后關(guān)閉轎廂門，輸出準(zhǔn)備就緒信號(hào)MCGS準(zhǔn)備就緒指示燈由紅色常亮變?yōu)榫G色常亮如圖5.4所示。圖5.4初始化完成界面初始化程序調(diào)試正常后接著進(jìn)行開關(guān)門控制調(diào)試，按下梯內(nèi)開門按鈕后轎廂門自動(dòng)打開，梯內(nèi)開門按鈕后轎廂門自動(dòng)關(guān)閉，當(dāng)按下光柵模擬信號(hào)按鈕模擬有人進(jìn)出轎廂門（有人經(jīng)過時(shí)光柵信號(hào)指示燈由綠色變?yōu)榧t色，人員走出檢測區(qū)域后指示燈由紅色變?yōu)榫G色），轎廂門自動(dòng)打開。光柵信號(hào)未檢測到人員經(jīng)過10秒后自動(dòng)關(guān)閉轎廂門。這里以按下光柵模擬信號(hào)進(jìn)行演示說明如圖5.5所示，其余開關(guān)門按鍵與此相同不在進(jìn)行說明。圖5.5開關(guān)門調(diào)試界面開關(guān)門程序調(diào)試正常后接著進(jìn)行內(nèi)呼按鈕控制調(diào)試，按下內(nèi)呼樓層按鍵，按鍵指示燈亮紅燈，并且輸出目標(biāo)樓層信息，讓轎廂運(yùn)行到對(duì)應(yīng)樓層。到達(dá)對(duì)應(yīng)樓層后內(nèi)呼當(dāng)前樓層按鍵閃爍并且開門，等待一定時(shí)間自動(dòng)關(guān)門。關(guān)門到位后按鍵指示燈熄滅如圖5.6所示。依次對(duì)一到十層內(nèi)呼按鍵進(jìn)行測試圖5.6內(nèi)呼按鍵調(diào)試界面內(nèi)呼按鍵程序調(diào)試正常后接著進(jìn)行外呼按鈕控制調(diào)試，按下外呼樓層按鍵，按鍵指示燈亮紅燈，并且輸出目標(biāo)樓層信息，讓轎廂運(yùn)行到對(duì)應(yīng)樓層。到達(dá)對(duì)應(yīng)樓層后內(nèi)呼當(dāng)前樓層按鍵閃爍并且開門，等待一定時(shí)間自動(dòng)關(guān)門。關(guān)門到位后按鍵指示燈熄滅如圖5.7所示。依次對(duì)一到十層內(nèi)呼按鍵進(jìn)行測試。圖5.7外呼按鍵調(diào)試界面開關(guān)門控制、內(nèi)呼按鍵控制、外呼按鍵控制都調(diào)試沒有問題后為群控派梯控制打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。為了較少乘梯人員的侯梯時(shí)間和能源消耗，在群控派梯控制程序?qū)⒏鶕?jù)整個(gè)系統(tǒng)轎廂當(dāng)前樓層位置派出最接近呼叫樓的那部電梯進(jìn)行派梯運(yùn)行如圖5.8所示（當(dāng)8樓有外呼下行請(qǐng)求時(shí)，會(huì)優(yōu)先派出距離最近的4號(hào)梯進(jìn)行派梯運(yùn)行），從而減少乘梯人員的侯梯時(shí)間和能源消耗。同時(shí)設(shè)計(jì)有順路目標(biāo)樓層只派出一部電梯進(jìn)行派梯運(yùn)行的方案。比如當(dāng)前電梯停靠樓層為5樓，4樓外呼有一個(gè)上行的呼叫請(qǐng)求，10樓外呼有一個(gè)下行的呼叫請(qǐng)求。此時(shí)派梯方案會(huì)自動(dòng)計(jì)算出最優(yōu)派梯方案，先到4樓接乘