电梯毕业设计 - 图文

东北大学秦皇岛分校毕业论文

电梯控制系统设计及实现

Design and Realization of Elevator Control System

系 别：自动化工程系 学生姓名：郑卫新

专 业：测控技术与仪器 班 级：5003 指导教师：顾德英 教师职称：教授

2001年6月16日

东北大学秦皇岛分校毕业论文

摘 要

本文搭建了以实际的电梯模型为控制对象，基于罗克韦尔公司工业网络的电梯控制系统。该系统采用三层网络结构即以太网(Ethernet/IP)、控制网(ControlNet)、设备网(DeviceNet)，以ControlLogix处理器实现多电梯运行优化控制算法，采用柔性Flex I/O方便地解决了电梯繁多的硬接线，采用变频器驱动电梯运行，运用RSView32实现系统的监控画面。

本文深入研究了电梯控制系统的算法，利用ControlLogix5550高速、大存储、数据结构灵活等特点，提出了一种全新的基于数据库原理的编程方法，实现了更简便的电梯调度的PLC控制。运用设备网ODVA(Open DeviceNet Vendor Association)协议进行网络优化，实现了变频器故障的自动设备替换(ADR)功能，提高了系统的可靠性。根据电梯的控制要求，通过建立新的数据结构体实现了一个标准化的虚拟电梯，提高了电梯控制算法实现的效率。吸收了工业监控的特点，采用RSView32、ADS、IIS、WebServer等实现了电梯系统不同层次的本地及远程监控。

本文实现部分都经过实际模型运行的检验，所得出的结论对电梯控制理论及其实现、电梯在实际工程的应用都有很大的指导意义和参考价值。

关键词：电梯控制；三层网络；虚拟电梯；RSView32

- I -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

Abstract

This paper designed an elevator control system, which take the actual elevator model as control object, based on Rockwell NetLinx architecture. This system adopts three network architectures --Ethernet/IP, ControlNet, DeviceNet, and has realized the multi-elevators movement optimization control arithmetic by ControlLogix processor, has overcame inconveniences of various hardware connections through utilizing Flex I/O, has driven the elevator to perform by using 160SSC driver, has realized data monitoring through applying RSView32.

This paper did some deep research into the arithmetic of elevator control system, making use of the advantages of ControlLogix5550, such as high speed, large storage, flexible data construction, brought forward a brand-new programming method grounding on database principle, thus realized a simpler and more convenient elevator dispatches PLC control. It used ODVA (Open DeviceNet Vendor Association) agreement to optimize the DeviceNet, has realized the function of automatic device replace (ADR) when the driver break down, thus enhanced the reliability of the system. According to control requirement of the elevator, it realizes a standard virtual elevator by way of establishing a new data construction body, and greatly improved the realization efficiency of the elevator control algorithm. It realizes different level of structure in elevator system of local and long-distance control, by absorbing the characteristics of industry monitoring, through RSView32, ADS, IIS and WebServer.

All the realized part of the paper has been proved by practical performances, and the conclusions drew from it are of great instructive meaning and referenced value to the theory and realization of elevator control, and to the elevator application in practical project.

Keywords：Elevator control; NetLinx; Virtual elevator; RSView32

- II -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

目 录

摘 要 ·················································································································· I Abstract ················································································································ II 第1章 绪 论 ····································································································· 1

1.1 1.2

电梯及其控制技术发展概述 ······························································· 1 本文的工作目的及意义 ······································································ 2

第2章 整体设计 ································································································· 3

2.1 2.2

设计目标······························································································ 3 多层次的功能设计 ·············································································· 3

第3章 模型搭建 ································································································· 5

3.1 3.2

电梯模型硬件介绍 ·············································································· 5 控制系统硬件构成 ·············································································· 6

3.2.1 3.2.2 3.2.3

拓扑结构 ································································································ 7 实际硬件搭建 ························································································· 8 安全设计 ······························································································ 12

3.3 3.4

控制系统软件构成 ············································································ 14 本章小结···························································································· 15

第4章 调度策略实现 ························································································ 16

4.1 4.2

调度策略实现方式的重要性 ····························································· 16 调度设计及编程 ················································································ 16

4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5

PLC的硬件及编程特点 ········································································ 17 电梯控制常用设计 ················································································ 18 数据库模式的编程思想 ········································································ 18 模块化的程序设计 ················································································ 19 单梯控制的实现 ··················································································· 23

4.3 4.4

多梯调度···························································································· 24 本章小结···························································································· 25

- III -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

第5章 监控及远程发布 ···················································································· 26

5.1

RSView32监控设计 ·········································································· 27

5.1.1 5.1.2

RSView32功能、特点 ·········································································· 28 RSView32的电梯监控设计 ··································································· 32

5.2 RSView ADS方式 ············································································· 39

5.2.1 5.2.2

现实需求，特点 ··················································································· 39 实现架构、效果 ··················································································· 40

5.3 RSView WebServer方式···································································· 42

5.3.1 5.3.2

现实需求、特点 ··················································································· 42 实现架构、效果 ··················································································· 42

5.4 5.5 5.6

其他发布方式 ···················································································· 44 数据安全设计 ···················································································· 46 本章小结···························································································· 47

第6章 结论和建议···························································································· 48

6.1 6.2 6.3

结 论 ······························································································· 48 尚待解决的问题 ················································································ 49 对今后的建议 ···················································································· 49

致 谢 ··············································································································· 51 参考文献 ··············································································································· 52 有参考价值的网站 ······························································································· 53 附 录 ················································································································· a 个人简历 ·················································································································· f

- IV -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

插图清单

图 3.1 电梯模型正面外观尺寸 ..................................................................... 5 图 3.2 电梯模型结构图 ................................................................................. 5 图 3.3 系统的网络结构图 ............................................................................. 7 图 3.4 电机运行的S型曲线 ......................................................................... 9 图 3.5 ADR的功能设置 ............................................................................... 13 图 3.6 ADR的两步实现 ............................................................................... 13 图 3.7系统软件结构 .................................................................................... 14 图 4.1 数据库模式程序示例 ....................................................................... 19 图 4.2 电梯控制系统模块结构图................................................................ 20 图 4.3 自定义变频器输入数据格式 ............................................................ 22 图 4.4 电梯输入信号含义 ........................................................................... 23 图 4.5 电梯所用标志位功能说明................................................................ 23 图 5.1 常规过程控制中软件硬件配置 ........................................................ 31 图 5.2 OPC系统中的软、硬件配置 ............................................................ 31 图 5.3 建立通道 ........................................................................................... 33 图 5.4 建立节点 ........................................................................................... 33 图 5.5 OPC服务器的建立(在RSLinx中) ................................................... 34 图 5.6 OPC连接的建立 ............................................................................... 35 图 5.7 设置数据采集时间间隔 ................................................................... 35 图 5.8 标签库的建立 ................................................................................... 36 图 5.9 一般操作员界面 ............................................................................... 37 图 5.10 安全管理功能条 ............................................................................. 37 图 5.11 高级管理员界面 ............................................................................. 38 图 5.12 用户登陆管理窗口 ......................................................................... 38 图 5.13 标志及辅助功能块 ......................................................................... 39 图 5.14 ADS启动界面 ................................................................................. 40 图 5.15 ADS客户端通讯建立 ...................................................................... 40 图 5.16 ADS方式的浏览器插件 .................................................................. 41 图 5.17 通过浏览器访问的监控界面 .......................................................... 43 图 5.18 WebServer方式监控主界面 ............................................................ 44 图 5.19 通过拨号到ISP(VPN) .................................................................... 46 图 5.20 直接连接到Internet(VPN) ............................................................. 47

- i -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

附表清单

表 3.1 设备网设备地址分配 ....................................................................... 10 表 3.2 电梯端子排对照表 ........................................................................... 11 表 4.1 数码管与电梯位置对照表................................................................ 22 表 5.1 国内知名的监控组态软件................................................................ 26 表 5.2 国际上知名的监控组态软件 ............................................................ 27

- ii -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

缩写词及名词术语注释表

缩写词：

A-B：Allen-Bradley

ADR：Automatic Device Replace AAR：Auto-Address Recovery CR：Configuration Recovery MAC：Machine Aided Cognition

ODVA：Open DeviceNet Vendor Association EGCS：Elevator Group Control System DCOM：Distributed Component Object Model IIS：Internet Information Server OPC：OLE for Process Control

名词术语注释表：

调度策略：一种算法，根据采集到的电梯信息，按一定的规则进行分析计算后向电梯发出控制信号，指挥电梯协调运行

虚拟电梯：将电梯的功能提取出来，虚拟的、抽象的电梯模型 DeviceNet Scaner：网络设备扫描器，是网络设备的管理者

信息层网络：Ethernet(以太网)、工业标准的10/100 MB/1G Ethernet网络 控制层网络：DH-485，Data Highway Plus(DH+)和ControlNet 设备层网络：Device Net(设备网)和Universal Remote I/O

- iii -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

第1章 绪 论

电梯有广义和狭义两个概念：

广义的电梯是垂直运行的电梯、倾斜方向运行的自动扶梯、倾斜或水平方向运行的自动人行道的总称。

狭义的电梯是指服务于规定楼层的固定式升降设备。它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15度的刚性导轨之间。轿厢尺寸与结构型式便于乘客出入或装货物。

本文主要讨论狭义电梯。

1.1 电梯及其控制技术发展概述

很久之前，人们就使用一些原始的升降工具运送人和货物。公元前1100年前后，我国古人发明了辘轳，它采用卷筒的回转运动完成升降动作，因而增加了提升物品的高度。公元前236年，希腊数学家Archimedes设计制作了由绞车和滑轮组构成的起重装置。这些升降工具的驱动力一般是人力或畜力。19世纪初，在欧美开始用蒸汽机作为升降工具的动力。1845年，威廉?汤姆逊研制出1台液压驱动的升降机，其液压驱动的介质是水。尽管升降工具被一代代富有革新精神的工程师们进行不断改进，然而被工业界普遍认可的升降机仍未出现，直到1852年世界第1台安全升降机诞生。

1889年，升降机开始采用电力驱动，真正出现了电梯。

有了电梯，摩天大楼才得以崛起，现代城市才得以长高。据估计，截至2002年，全球在用电梯约635万台，其中垂直电梯约610万台。电梯已成为人类现代生活中广泛使用的人员运输工具。人们对电梯安全性、高效性、舒适性的不断追求推动了电梯技术的进步。

电梯在驱动控制技术方面的发展经历了直流电机驱动控制，交流单速电机驱动控制，交流双速电机驱动控制，直流有无齿轮、无齿轮调速驱动控制，交流调压调速驱动控制，交流变压变频调速驱动控制，交流永磁同步电机变频调速驱动控制等阶段。

电梯在操纵控制方式方面的发展经历了手柄开关操纵、按钮控制、信号控制、集选控制等过程，对于多台电梯出现了并联控制、智能群控等更高层次的控制。

电梯的其他方面也出现了一些更高的要求，如为了使电梯的维护的工作能更高效，科学，添加一个监控中心已经成为必须了。

- 1 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

1.2 本文的工作目的及意义

毕业设计主要做了以下工作：

1. 对电梯及电梯控制进行了系统的学习，包括电梯的主要应用，实际的需求，

实践的反馈，包括亲身体验与一些私人的调查，对电梯文化的简单了解。在此基础上搭建了以实际的电梯模型为控制对象，基于罗克韦尔公司工业网络的电梯控制系统。

2. 应用罗克韦尔自动化公司的可编程控制器ControlLogix5550及其CAN总线

控制技术的三层网(Ethernet、ControlNet、DeviceNet)技术实现网络化控制。 3. 深入研究了电梯控制系统的算法，利用ControlLogix5550高速、大存储、

数据结构灵活等特点，提出了一种全新的基于数据库原理的编程方法，实现了更简便的电梯调度的PLC控制

4. 根据电梯的控制要求，通过建立新的数据结构体实现了一个标准化的虚拟

电梯，对可编程控制器及组态软件进行程序编制，通过这个虚拟电梯实现对电梯模型的控制，提高了电梯控制算法实现的效率。

5. 采用软件RSView32、RSView ADS、WebServer和Windows IIS等，实现电

梯系统不同层次的本地及远程监控。

本文的主要目的及意义：

1. 以电梯模型的逻辑控制为实例，对ControlLogix系统的网络组态、系统配

置和基于数据标签的梯形图编程进行一次尝试，为今后的更好地开发ControlLogix系统的工程应用积累经验。

2. 以一种全新的编程思想进行PLC的梯形图编程，对于将来高性能的PLC的

编程具有开拓性的意义。

3. 对于电梯控制实现的研究也给后续的研究开辟了一个全新的方式，为更简

捷完善的电梯群控的实现打下了坚实的基础，对电梯控制理论及其实现、电梯在实际工程的应用都有很大的指导意义和参考价值。

4. 对于不同层次的本地及远程监控设计的探索与实践，也为开拓更广阔的控

制领域做了很多工作，使得对设备的控制拓展到原来不敢想象的领域。

- 2 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

第2章 整体设计

在整体上对电梯的控制进行提炼和规划，将一些控制要求提取出来，站在一个全局的高度对电梯系统的架构进行设计，主要为了方便下面的工作，使接下来的工作有计划地展开。

2.1 设计目标

设计目标：用一种全新的编程思想设计一个安全可靠具有相当实用性的典型电梯控制(群控)系统，使之具有正常电梯系统所具有的绝大部分功能并能有所突破。

设计思想：运用全局设计观念来进行整个系统的设计实现，全面地考虑实际使用时的需要，不满足于实现基本功能，而是致力于实现一个完整的电梯控制系统。

在此基础上将更多的精力投入到以下几点的实现：

1. 着重对编程方式进行了突破，首度采用数据库结构的方式来实现电梯的调

度策略

2. 实现了ADR(Automatic Device Replace)功能，使设备的连续安全运行的能

力和快速硬件修复能力全面提升。

3. 建立了一个虚拟电梯的概念，将电梯控制提高的一个更抽象的高度。 4. 将远程监控及客户服务支持的功能进一步完善，实现了有安全级别的受控

制的访问。

2.2 多层次的功能设计

注重功能的层次化，全力设计一个模块化的，深入融合电脑程序设计思想的，结构清晰、合理，功能紧凑的电梯控制程序。并为功能更强大的群控的实现打下坚实的基础。

1. 将各个电梯采用一种统一的格式，类似于建立一个虚拟的、抽象的电梯模

型，(通过建立新的结构体实现具有电梯功能的但没有实际物理连接的虚拟模型)，将电梯控制提高的一个更抽象的高度，对于今后不同网络架构的相同设备的控制设计具有很好的参考意义。

- 3 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

2. 用一小块指令实现虚拟模型到实际模型的转换，即实现通过不同的转换程

序，将标准的虚拟电梯模型的控制指令转化为实际电梯的动作。

3. 用循环嵌套指令来实现四个单梯的控制，在程序中循环嵌套实现功能的完

善――如主程序套“单”梯控制程序，“单”梯控制程序嵌套各个功能模块。 4. 进一步完善群控，通过完善请求分配来提高调度的效率，提高垂直交通运

输能力。 设计要求：

? 功能合理：参考实际电梯的工作需求分析、程序可行性的分析 ? 程序简单：思路清晰，可读性好

? 扩展性好：包括楼层的扩展性、程序的扩展性，与其他程序的接口简单，

便于互相调用，互相兼容

? 稳定、不易出错：体现模块化设计的内聚性、意外数据出错后自动调整，

没有累积效应

? 明确的功能划分：各个模块应该功能明确，内聚性强，耦合性小，对外

接口简单、统一，对上层程序而言底层是“透明”的，从而让上层的程序编写方便、直观、有效。

? “再生性”好：可移植性好能够方便、快捷地进行再设计，能够迅速地

进行类似系统的设计。

- 4 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

第3章 模型搭建

3.1 电梯模型硬件介绍

设计中使用的模型电梯为在沈阳北方电梯厂专门定做，共四台。模型电梯在基本遵照实际电梯设计，基本可以反映真实的电梯的控制过程。 模型电梯的机械结构图 220*9=1980mm 轿箱导轨 对重导轨 轿箱 框架 2950mm 图 3.1 电梯模型正面外观尺寸 对重 曳引机 图 3.2 电梯模型结构图

170mm 220mm 300mm 10mm 0 图 3.1 电梯模型正面外观尺寸

0 0 图 3.2 电梯模型结构图

- 5 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

? 模型电梯的主要数据如下：

1. 楼层数：10层(各带搂层上下呼梯信号灯) 2. 提升高度：2m 3. 线速度：5cm/s 4. 噪声：不大于55dB

5. 曳引式升降。交流电机拖动，机械齿轮传动。

6. 直流电动开门机、中分式轿门(开关速度快，客梯常用) ? 电梯的主要零部件如下： 1. 曳引机

型号：D-DF电机功率：0.55kw 曳引轮直径：60mm 产地：德国 额定转速：16r/min； 2. 轿厢

外型尺寸：200x250x200(深×宽×高) 重量：7kg 3. 开门机构：

电机型号：PB-35GM 电压：12VDC 产地：日本 开门宽度：130mm 4. 对重：6.5kg 5. 接近开关：PK80461

Honeywell

瑞士

七段代码管×2

6. 磁双稳态开关：KCB—1 8. 上下行信号灯

7. 电梯位置指示器：24VDC

3.2 控制系统硬件构成

为了体现控制的典型性，在系统设计的时候特意将四个电梯模型分别连接到四种不同的网络类型上，通过四种不同的网络介质、不同的途径，以一种最复杂的情况来搭建我们的控制平台，使本电梯系统的设计具有典型性与复杂性，也给电梯调度系统的设计增加了难度。

- 6 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

3.2.1 拓扑结构

电梯的控制从性质上可以分为两个方面： 1. 传动系统的控制

它是以速度给定曲线为依据，针对牵引机的不同调速方式构成开环或闭环的速度控制系统，从而实现电梯运动状态的控制。――主要执行机构是变频器。 2. 逻辑系统的控制

电梯控制系统实时地接受来自厅站、轿厢、井道、机房等不同位置、不同性质的外部信号，将它们按一定的逻辑关系进行综合处理，并利用其处理结果驱动显示系统、控制传动控制系统中各个执行机构控制电梯的运行。 工 业 三层 网

远程I/O Flex I/O 图 3.3 系统的网络结构图 4# 电梯 160SSC-1 160SSC-2 160SSC-3 160SSC-4 Flex I/O 3# 电梯 ControlLogix系统 控制网 Flex I/O 1# 电梯 以太网 外部以太网 PC—Server 内部局域网(企业办公网) Flex I/O 设备网 2# 电梯

逻辑控制系统的硬件主要采用了Rockwell公司的三层网络体系，PLC选用了基于ControlLogix平台的Logix5550处理器，该处理器具有强大的运算处理能力和强大的网络连接能力。

- 7 -

图 3.3 系统的网络结构图

东北大学秦皇岛分校毕业论文

Rockwell的三层网络划分：

信息层网络:Ethernet(以太网) 工业标准的10/100 MB/1G Ethernet网络

特点： 传输数据速度快，数据量大

特点： 确定性 – 可以确定数据被传送的时间

重复性 – 按固定的时间周期性地传送数据

设备层网络:DeviceNet(设备网)和Universal Remote I/O

特点： 开放技术、网络规范由ODVA管理

在单一网络上完成信号和供电

网络带电情况下，可以完成设备的撤消，加入和更换

由于该人机界面建立在工业以太网上，因此系统具有传输数据速度快，数据量大的优点，而且工业以太网使用了控制和信息协议(Control and Information Protocol简称CIP)，因此系统的实时性又得到了提高；EGCS(Elevator Group Control System) [5]的控制部分由ControlLogix系统来实现，它主要控制电梯的运行，包括：电梯的上行和下行、轿箱的开关门等，同时通过三个不同的网络模块可以分别采集来自以太网、控制网以及设备网上的I/O模块的数据作为ControlLogix处理器的输入量和状态量。三层网络都采用了全新的网络模式：生产者/消费者(Producer/Consumer)的模式，在该通讯模式下，不同的消费者(信息接收者)可以有选择的接受来自生产者(信息产生者)的信息，这样系统的网络通讯量可以显著减少，网络效率大大提高；EGCS的数据采集/发送部分由Flex I/O来实现，它一方面将采集到的电梯模拟量信号转换成数字量信号，经过相应的适配器传送到相应的网络上后，最终送到处理器，另一方面将处理器发送的数字量信息，通过网络传送给相应的Flex I/O，经Flex I/O进行数模转换后，最终控制电梯[5]。

控制层网络:DH-485，Data Highway Plus(DH+)和ControlNet

3.2.2 实际硬件搭建

PLC是一种采用集成电路和大规模集成电路等电子技术，专门为在工业环境下应用而设计的工业专用微机。它比继电器控制更可靠、功能更齐全、响音速度更快、使用和操作也更灵活方便。由于PLC采用面向问题、面向用户的指令语言来完成工业现场的逻辑运算、顺序控制、定时计数、数据运算和模拟控制；由于PLC可靠性高、抗干扰能力强、扩展方便所以它与数控技术、工业机器人被认为是机械工业自动化的三大支柱。

PLC是一种顺序控制器，它的程序是由前到后一步一步执行，每执行完一遍为一个扫描周期，然后从头开始循环执行。

- 8 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

电梯工作特点：

电梯为位能性负载；要求电机在四象限运行；要求启动频繁，要求各种负载下启动、换速、换向平稳无冲击(舒适感好)，平层精度高(定位准确)；要求低速力矩大。

实践证明变频调速应用在电梯调速上能体现出良好的调速性能和稳定性，变频调速电梯越来越受到青睐，本控制系统就采用了先进的变频调速控制系统。

近年来，电梯调速系统很多采用变频调速控制，而电梯属位能负载，并且要求频繁起停。随着载客量多少的变化、上下行的变换，要求电动机在四象限内运行。更重要的是要满足乘客的舒适感和保证平层的精度。因此变频器的选择对电梯的运行起着至关重要的作用。

传动系统选用A-B(Allen-Bradley实时控制和系统链接方案)公司的160SSC变频器实现。 160SSC变频器特点：

提供4种控制方式；提供高激活转矩(0.5Hz180%以上高激活转矩实现0.0Hz130%以上制动转矩实现)，能在低速下实现平稳启动；速度控制精度高；采用32位RISC芯片，反应快；提供PG03和PG04接口，能检测外部脉冲反馈或接收脉冲作为主频率给定；能预设两组电机参数；提供多种保护。 系统工作过程：

变频器驱动曳引机从启动、中速运行、减速爬行、到停车的一个过程为电梯的一个完整的运行过程。

图 3.4 电机运行的S型曲线

- 9 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

160SSC参数设置：

设P30-[启动时间]为2.5秒，根据电梯实际运行需要，满足人体舒适性需要 设P31-[停止时间]为2.5秒，根据电梯实际运行需要，满足人体舒适性需要 设P32-[最小频率]为0

设P33-[最大频率]为50HZ，电梯曳引机额定频率为50HZ，电机运行的最小/最大频率为0-50Hz

设P34-[停止模式]为Ramp to stop，S曲线斜坡停止

设P35-[正常频率]为50HZ，电梯曳引机额定频率为50HZ，即电机的铭盘频率 设P46-[输入模式]为2，即编程键盘模块或通讯模块控制模式 设P53-[S曲线]为50%，电机S曲线斜坡按照50%的S曲线加减速 设P56-[Reset模式]为2，使新P46-[输入模式]参数值有效 设P58-[内部频率]为50，即电机稳态运行时的频率为50Hz 设P59-[通讯模式]为网络控制，表示电机运行的频率通过网络设定 设P107-[输入集]为21 设P108-[输出集]为71

输入、输出格式取决于系统的设定，在本系统中将ControlLogix5550的输入、输出集合分别设置为21和71。而具体的区别可以参考参考文献[6] Bulletin 160 DeviceNet[M]。

The choice of which Input and Output Assembly to use should be based on what sort of information is appropriate in a particular system. See Appendix B for a description of the various Input and Output assemblies. In the example system, we will use Iutput Assembly 21 and Onput Assembly 71[6].

表 3.1 设备网设备地址分配

节点地址 21 22 23 24 02 试车运行：

设备名称 160SSC 160SSC 160SSC 160SSC 1794-ADN 分配地址(DNB) 1：I.Date【1】 1：I.Date【2】 1：I.Date【3】 1：I.Date【4】 1：I.Date【10】-【15】 文件大小 4个字节 4个字节 4个字节 4个字节 22个字节 为防试车时冲顶或蹲底，手动将轿厢升到中间位置，然后从慢车开始调试，根据调试情况调整S参数、加减速时间、多段运行频率，力求达到舒适感好、平层精度高。

- 10 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文 表 3.2 电梯端子排对照表

类 型意 义符 号模 块接口号开门指令信号KM第一个输出10关门指令信号GM第一个输出11a第一个输出0b第一个输出1c第一个输出2楼层显示七段码d第一个输出3e第一个输出4f第一个输出5g第一个输出6h第一个输出7上行方向显示S第一个输出8下行方向显示X第一个输出91楼上呼梯信号灯S1第一个输出122楼上呼梯信号灯S2第一个输出133楼上呼梯信号灯S3第一个输出14输出4楼上呼梯信号灯S4第一个输出155楼上呼梯信号灯S5第二个输出06楼上呼梯信号灯S6第二个输出17楼上呼梯信号灯S7第二个输出28楼上呼梯信号灯S8第二个输出39楼上呼梯信号灯S9第二个输出42楼下呼梯信号灯X2第二个输出53楼下呼梯信号灯X3第二个输出64楼下呼梯信号灯X4第二个输出75楼下呼梯信号灯X5第二个输出86楼下呼梯信号灯X6第二个输出97楼下呼梯信号灯X7第二个输出108楼下呼梯信号灯X8第二个输出119楼下呼梯信号灯X9第二个输出1210楼下呼梯信号灯X10第二个输出13上行限位 （24V）SXW第零个输入9下行限位 （24V）XXW第零个输入10上平层信号，高有效（SPC24V）第零个输入5下平层信号，高有效（XPC24V）第零个输入6上减速信号，高有效（SHS24V）第零个输入7输入下减速信号，高有效（XHS24V）第零个输入8WZ1第零个输入1WZ2第零个输入2电梯位置信号，二进WZ3第零个输入3制编码，高有效WZ4第零个输入4门联锁信号MLS第零个输入0 - 11 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

3.2.3 安全设计

硬件故障处理实现(ADR部分)

重要概念：

? Automatic Device Replace (ADR)：

自动设备替换

? electronic key(vendor,product code,

product type)：设备电子识别码(厂家、产品代码、产品类型) ? Auto-Address Recovery(AAR)：自

动地址设置(恢复)

? Configuration Recovery(CR)：自动

构造(配置)恢复

? Electronic Data Sheet(EDS)：电子

数据表格

? [Switches MAC ID]：非易失性机

器辅助识别码This read only parameter reflects the state of the Node Address DIP switches ? Machine Aided Cognition(MAC)：

机器辅助识别

硬件故障处理一直是设计过程中的难点问题，怎么才能够迅速有效地提高实际系统的安全性，这是一个一直困扰无数工程技术人员的问题，随着自动化程度的提高，实际应用中迫切需要解决这个问题，ADR就是应这个实际需求而产生的。

在ODVA协议里对设备故障的处理被设计为ADR的方式，通过Scanner的工作来处理设备故障。

ADR的工作过程是这样的，如果设备出现故障，则Scanner的AAR功能自动将硬件的节点地址改为与故障设备相同，再由Scanner的CR功能自动恢复故障设备的原结构到新换入的设备，使系统迅速恢复工作，减少应停止生产而造成的经济损失。

- 12 -

主要条件：

? 网络上最好只有一个主扫描设备

(如果有多个，则只能有一个设置ADR功能，其他侦听) ? 主扫描设备支持ADR

? 主扫描设备存储容量足够(所有

设备设置都保存在主扫描设备) ? 更换设备的电子识别码完全吻合 ? 设备支持软件设置节点号 ? 设备支持网络设置 ? 设备在主扫描设备清单内 ? 设备支持ADR

? 每次只能有一个同种设备故障

(同时出现多个故障就难以处理――相同设备的电子识别号是一样的)

? 新换入的设备必须是节点号为

63(设备出厂设置默认为63)。

东北大学秦皇岛分校毕业论文

设置过程：

1. 首先将160SSC的DN2的拨码开关7、8位都设置为1――波特率和节点地址都就由网络设定。 2. 从ScanList剔除无关设备。

3. 设定ADR启动方式为(CR&AAR)。 4. 切断节点地址为24的160SSC的电源――模拟设备故障。 5. 将事先准备好的将节点地址软件改为63号的160SSC换上，Scanner自动找到新的160SSC并自动改节点地址为24。

图 3.5 ADR的功能设置 6. 同时CR功能直接将原有参数设置都导回

图 3.5 ADR 功能设置

到新的设备，大约五秒钟后，系统恢复正常，原有工作可以继续运行。 7. 采用1784-PCIDS作为Scanner实现ADR功能的实验，同时对故障恢复时间进行计时，从将节点地址改为63到恢复正常(仅从DN2的状态指示灯判断)共用了4秒，DNB上甚至没有出现通讯中断的迹象，加上自动构造恢复及其他时间可以控制在十秒以内，这个足够满足大多数实际使用的需要了。

实际应用的时中，重要的设备应该可以事先安装一个作为备份，设置节点地址为63，开机待命。针对于整个设备网中只有一个这样的设备或者为重要的设备单独安装一个备份设备(预先设定节点地址63，开机但不加入Scanlist中)，并单独构建一个设备网。

这对于现实安全功能的设定具有十分重要的作用，可以运用于实际的工程之中，这对于提高系统的安全级别具有突破瓶颈的作用。

图 3.6 ADR的两步实现 图 3.6 ADR的两步实现 - 13 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

3.3 控制系统软件构成

RSNetWorx for DeviceNet 图 3.7 系统软件结构

Internet Explorer RSView ADS Client RSView ADS Server Windows IIS WebServer RSView32 RSLogix5000 RSNetWorx for Ethernet RSNetWorx for ControlNet RSLinx (OPC/DDE) 现场设备 图 3.7系统软件结构

RSLinx是A-B可编程控制器在Windows环境下建立工厂所有通信方案的工具，是一款优秀的通讯组态软件，在整个网络中占有非常重要的地位。它为A-B的可编程控制器与各种Rockwell Software及A-B应用软件，如RSLogix5/500、RSView32、RSBatch、PLC-5等软件之间建立起通信联系。RSLinx的Advance DDE接口支持处理器与MMI(人机界面)和组件软件间进行通信，也可与DDE兼容软件，如Microsoft Excel、Access及其它用户定制的DDE应用软件通信。它的C应用程序接口(API)支持用户使用RSLinx CSDK开发的应用软件。作为开发出真32位应用程序，RSLinx充分利用了Windows操作系统的多处理性能。通过各种通信接口，Reline可以同时为所支持的应用程序组合运行服务。

- 14 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

本系统采用RSLinx提供的OPC Server（OLE for Process Control），来与PLC建立连接，在该软件中建立一个OPC对话，将该对话路径指向已经找到的ControlLogix5550，选择数据刷新时间，然后将RSLinx作为服务启动，这样系统启动后，RSLinx便自动启动。

RSNetWorx for DeviceNet是基于32位的Windows应用程序，它能够给用户提供设备网组态。使用图形或电子数据表格，用户可以组态设备网上所有的设备。

附：OPC简介

OPC是以OLE/COM和DCOM(Distributed Component Object Model)机制作为应用程序的通信标准。OLE/COM是一种客户服务器模式，具有语言无关性、代码重用性、易于集成等优点。OPC规范了接口函数，不管现场设备以何种形式存在，客户都以统一的方式去访问，从而保证软件对客户的透明性。OPC是一种设备服务器的标准接口，他能被连接到I/O装置、PLC、现场总线等，该技术能提供一种即插即用的硬、软件组件，用户很容易将他们集成为完整的自动化系统。再者，利用OPC技术开发标准的OPC服务器来代替过去专用的I/O设备驱动器软件，并将各种应用设计成客户，这样在OPC客户和OPC服务器之间就可进行通信和互操作，OPC硬件和软件制造商就能够在互联问题上花费很少的时间，而将大量的精力放在应用问题上，从而减少大量的劳动。

OPC可以充当现场设备、数据传输和向上层的应用程序的接口。当作为下层现场设备的标准接口时他代替传统的“I/O驱动器”来完成与现场设备的通信。当作为数据传输服务器时，实际上是一个I/O驱动器。当OPC服务器向上层应用程序提供标准接口时，使上层的应用程序能够取到OPC服务器中的数据，从而向上实现互联。OPC提供了访问工业控制中的站端数据的一种通用方式。按此标准设计调度自动化系统，可使不同厂家的产品实现通用化，使系统能够实现即插即用和无缝连接。

3.4 本章小结

本章主要对模型的设计及实现做了一下简要的介绍，对于整个系统的架构问题做了阐述，分别说明了硬件网络体系的架构和软件层次结构，这是整个实验的基础平台，本文所有的内容都是建立在以上模型的基础之上的。

- 15 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

第4章 调度策略实现

调度策略是电梯控制中最重要的一项内容，是整个电梯控制的灵魂所在，也是众多专家所关注研究的对象之一，提出了很多不同的理论，对于电梯的发展产生了深远的意义。

但不知出于何种原因，众多研究都集中在调度策略的设计上，而对于具体的实现问题(特别使在PLC中的实现问题)都没有详细的研究探索，使得调度策略是实现大大滞后于理论的发展。使得理论的研究缺少实践的检验，也阻碍了理论的继续发展。

本章主要针对调度策略的实现方式进行一些尝试，同时程序的良好的兼容性也是程序的特点之一。

4.1 调度策略实现方式的重要性

调度策略在很大程度上决定电梯的运行效率、客户满意程度、机械磨损、能量损耗等电梯的主要参数，而其中调度策略的实现又是其中的瓶颈。本章针对这一情况，着重研究了调度策略在PLC上的实现方式与手段的问题。以一种全新的方式进行PLC的编程，使PLC对电梯调度及其他一些高级功能的支持达到一个全新的高度。并且使复杂的编程更为简单和容易理解、并更少产生错误。 电梯调度策略可以分为： ? 基于专家系统 ? 基于模糊逻辑 ? 基于计算机图像监控 ? 基于神经网络控制 ? 基于遗传基因法则 ? ??

4.2 调度设计及编程

最新的PLC都具有强大的功能，主要体现为超高速，大容量，超大型，编程语言高级化(已经有部分选用BASIC实现)，网络化，软PLC等趋势。这些都符合了数据库方式的运用条件。

基于以上原因，本文选择了在PLC部分实现整个电梯的控制，包括调度策略与算法，这对于电梯控制来讲是具有实际应用价值的一种设计。

- 16 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

4.2.1 PLC的硬件及编程特点

PLC的产生：

最初的PLC是为了用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能，由此日本称它为顺序控制器(Sequence Controller)。控制器硬件是标准的、通用的，因而不需要每次另行设计；根据实际应用对象，将控制内容做成软件写入控制器的程序存储器内；控制器和被控对象连接方便。 PLC硬件的基本构成：

中央处理器(Central Processor Unit简称CPU)：

它是可编程序控制器的心脏部分。CPU由微处理器(Microproce-ssor)存储实际控制逻辑的程序存储器和存储数据、变量的数据储器构成。 电源(Power Supply)：

给中央处理器和其他设备提供必需的工作电源。 输入组件(Inputs)：

输入组件的功能是将操作开关和现场信号送给中央处理器。现场信号可能是开关量、模拟量或针对某一特定目的使用的特殊变量。 输出组件(Outputs)：

输出组件接收CPU的控制信号，并把它转换成电压或电流等现场执行机构所能接收的信号后，传送控制命令给现场设备的执行器。

PLC的编程特点：

PLC通常不采用微机的编程语言，而是采用面向控制过程、面向问题的自然语言编程。国际电气技术联合会IEC于1993年制定了PLC编程语言的国际标准(IEC1131-3)。该标准规定了5种编程语言，其中3种图形化语言，2种文体化语言。图形化语言有梯形图(Ladder Diagram-LD)，顺序功能图(Sequential Function Chart-SFC)，功能块图(Function Block Diagram-FBD)。文本化语言有指令表(Instruction List-IL)和结构文本(Structures Text-ST)。这5种语言够成了PLC的官方语言，而其中的梯形图和功能块图由于可操作性好，得到了大家的肯定，发展较快。

罗克韦尔自动化公司推出PLC5系列处理器的时候，相应推出了与之配套的RSLogix5软件。推出SLC500系列处理器的同时，相应的开发了RSLogix500。

RSLogix5000软件是ControlLogix5550系列处理器专用的编程开发环境。利用RSLogix5000编程软件可以组态ControlLogix系统的I/O和通讯模块，以及对ControlLogix5550处理器编程，包括对运动控制编程。

RSLogix5000继承了RSLogix500及RSLogix5系列编程软件的特点，用工

- 17 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

程(Project)来管理每个工作项目，所有的梯形图、数据标签等都要一起存放在以工程名命名的文件里。

与RSLogix系列其他编程软件相比，ControlLogix5000最大的不同在于它全新的数据组织形式——Tag(数据标签)，这与RSLogix500及RSLogix5系列软件的用来组织数据的N、B、T型等文件有着内在联系，但又有了重大的改进。Tag的使用不仅可以使编程人员随意使用能反映自己编程思想的数据名称，还为模拟量的传输带来了很多方便，因为它能通过直接向模拟量型Tag写数据来避免以前PLC、SLC编程中为处理模拟量的传输而使用的块传送指令。

在Logix5000出现之前，Tag的用法还在罗克韦尔的人机交互组态软件——RSView32中出现过。在Logix5000中直接使用数据标签Tag可以省略PLC、SLC的N、B、T等类型数据文件向Tag的转化过程。使编程软件与人机交互软件结合更紧密，实现更迅速，使用更方便。

4.2.2 电梯控制常用设计

传统的电梯都是采用继电器控制的方式，也常被称为经典控制方式。但继电器控制有许多缺陷，如因为要依靠机械装置动作而使电梯控制系统的可靠性较差，并且存在接线复杂，故障率高，检修维护困难等问题。

由于继电器控制的局限性，可编程控制器被广泛的应用于电梯控制中。可编程序控制器应用于电梯控制之中与传统电梯控制系统相比具有许多优势。由于可编程序控制器是采用程序控制，可以有效避免繁杂的接线，并且由于采用高性能的精密元器件，故能使电梯控制系统的可靠性大大提高。

虽然与继电器控制相比，可编程序控制器的成本较高，但可编程序控制器的可编程特性和其具有的高级运算功能可以实现电梯控制的高度自动化和人工智能化，这是继电器控制所无法比拟的，并且成本问题可以通过节省输入点、使用中间继电器的办法来得到一定程度上的解决。

由于这些历史原因，电梯控制的PLC编程一直没有摆脱原始电器原理图的一些痕迹。基本局限于梯形图的单一思路，而一直没有突破。在实际的控制设计中虽然采用了PLC作为控制的中心，但主要的控制实现也还是基本按照原先电器原理图那样庞杂的继电器的简单逻辑的原理进行设计的，所以体现在程序上是逻辑复杂、不易读懂、不易修改。

4.2.3 数据库模式的编程思想

PLC的发展背景

现代突飞猛进的电子技术和更加苛刻的控制要求使得原本简单的PLC在功能上有了新的发展。同时控制过程的复杂化也要求PLC系统及其控制程序能够

- 18 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

适应这些新的变化。

生产自动化的大背景为PLC提供了一个广阔的市场前景。正因为如此，除了SIEMENS、ROCKWELL、ABB、GE、三菱、OMRON等老牌PLC厂商之外，FUJI、日立(HITACHI)、TOSHIBA、LG等国际大公司都相继涉足PLC领域，适时推出自己的PLC系统。这些PLC都具有强大的功能，主要体现为超高速，大容量，超大型，编程语言高级化(已经有部分选用BASIC实现)，网络化，软PLC实现等趋势。这些都符合了数据库方式的运用条件。

成本因素：

图 4.1 数据库模式程序示例

原来设备供应商提供的程序都是最基本的程序，只有懂生产工艺的用户写的程序才最具商业价值，因为它在同行业间不通用，这也就意味着高昂的成本；而运用数据库方式后，设备供应商就可以针对行业推出有极大价值的通用的集成数据库(而通用的东西价值是很低的)，后续编程将变得和组态过程一样简单。这就意味着更低的成本和大大节约了的用户宝贵的时间。

基于以上原因，数据库思想在PLC编程中的应用将刺激用户对PLC的兴趣，大大加快PLC及其系统自动化的推广速度，加快自动化的实现。

目前PLC的主要应用领域有开关量逻辑控制；模拟量的闭环控制；数字量的智能控制；数据采集与监控；分布式控制系统。而将来的控制任务将更加复杂。

正是如此，更高级的编程手段将取代原先简单的梯形图编程。

4.2.4 模块化的程序设计

人们在求解一个复杂的问题的时候，通常采用逐步分解、分而治之的方法。也就是把一个大问题分解为几个比较容易求解的小问题，然后分别求解。程序员在设计一个复杂的应用程序时，往往也是把整个程序划分为若干个功能

返回结果 CPU 查询 数据表 - 19 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

较为单一的程序模块，然后分别予以实现，最后再把所有的程序模块像搭积木一样搭起来，这种在程序设计中分而治之的策略，被称为模块化程序设计方法。 安 全 功 图 4.2 电梯控制系统模块结构图

图 4.2 电梯控制系统模块结构图 上电处理 主程序 PLC及其系统故障处理 *搂层呼梯请求处理、分配 能设 定 紧急情况处理 运行方向控制 运行状态控制 停梯处理 厅内呼梯请求处理 搂层呼梯请求处理 搂层显示系统输出 呼梯信号显示输出 *模块化设计

注重功能的层次化，全力设计一个模块化的，深入融合电脑程序设计思想的，结构清晰、合理，功能紧凑的电梯控制程序。并为功能更强大的群控的实现打下坚实的基础。

在PLC中把群控的模型提炼到一个核心调度、分配程序和若干个功能子程

- 20 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

序，而不同的调度策略只需要编制不同的核心调度、分配程序就可以实现高效率的群控调度，并可以简单实现功能的转换。

各个模块应该功能明确，内聚性强，偶合性小，对外接口简单、统一，对上层程序而言底层是“透明”的，从而让上层的程序编写方便，直观，有效。

使PLC对电梯调度及其他一些高级功能的支持达到一个全新的高度。并且使复杂的编程更为简单和容易理解、并更少产生错误。同时程序的兼容性也得到很大程度的提高。也使PLC的控制能力得到更全面的发挥。同时采用模块化的编程，通过合理的功能划分，将复杂的电梯调度简化到八个子程序和一个核心程序，通过他们之间的互相调用和变量传递，实现整个调度的全过程。整个系统思路清晰、分工明确、功能齐全，也正是在这个系统之上通过设计核心的请求分配程序来达到高效调度的功能的。 控制器访问数据的方式

Logix5550控制器使用标签来访问数据。标签类似于其他编程语言中使用的变量。一个标签有一个名称(用以描述标签储存的数据)和一种数据类型(用以识别标签能存储的数据大小和格式)。

当用户创建标签并且它们适合于控制器内存时，控制器将存储这些标签。但没有类似于PLC控制器那样的与定义数据表。Logix5550控制器通过按需要存储标签并将其置于内存中作恰当的位置来实现高效率的内存使用与组织。相同数据类型的标签不需要在内存中组合在一起。如果要组合数据，可以使用数组。

标签有三种类型：

? 基本型(base):基本型标签用于定义存储数据元素的内存

? 别名型(alias):别名型标签可以引用由其他标签定义的内存。一个别名型

标签可以引用一个基本型标签或另一个别名标签。别名标签在创建标准化程序是十分有用，标准化程序可以复制而无需重写指令。通过使用别名型标签，每一个复制的程序都可以引用不同的基本型标签。 ? 接受型(consumed):接受型标签的数据值来自其他的控制器。

同时RSLogix5550还支持自定义标签，和数据类型、结构，这对于发挥高级语言的编程都有了一些启发性的设计，有利于实现更成功的程序设计。

在PLC中把群控的模型提炼到一个核心调度、分配程序和若干个功能子程序，而不同的调度策略只需要编制不同的核心调度、分配程序就可以实现高效率的群控调度，并可以简单实现功能的转换。

各个模块应该功能明确，内聚性强，偶合性小，对外接口简单、统一，对上层程序而言底层是“透明”的，从而让上层的程序编写方便，直观，有效。

- 21 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文 表 4.1 数码管与电梯位置对照表

楼层 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

数位置输入 a 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 b 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 数码管显示 c 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 d 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 e 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 f 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 g 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 h 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 值 WZ4 WZ3 WZ2 WZ1 1 3 2 6 7 5 4 12 13 15 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0

图 4.3 自定义变频器输入数据格式

- 22 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

数据接口功能和数据库存取功能的软件，可大大节约开发时间和费用。

RSView32为生产过程提供交互窗口、面向对象的动画图形、开放的数据库格式、历史数据存储、增强的趋势分析、报警、引导标签创建和事物探测的能力。

5.1.1 RSView32功能、特点

RSView32软件的功能 1. VBA Script(脚本)语言

用VBA Script语言进行用VBA Script语言编制的机构化程序，可以方便的与其它Windows应用程序和数据库进行数据交换，内嵌VBA程序使用户可以实现所需的特殊功能。 2. ActiveX控件功能

数万个具有程序标准接口的ActiveX控件，极大的丰富了RSView32应用的扩展功能。OLE(面向对象的链接与镶嵌)的自动化应用，能与Microsoft Office或Back Office及其它ActiveX产品完美统一。 3. 绘图及动画功能

采用基于MS Windows的标准的图形工具能够编制、编辑及显示画面。利用丰富的面向对象的图形库，动画功能以及拖放、剪切、拷贝等功能，使绘图及配置更加简单化。并可直接利用AutoCAD、CorelDRAW、Photoshop等绘图程序包所绘制定图形。面向对象的图形元素具有分解及智能路径功能，使用户能轻易的组态图形任一部分画面，并自动完成动画所需的象素计算。 4. 趋势图功能

RSView32趋势分析能力非常灵活—数据可来自实时数据值或来自历史数据文件。甚至数据不被纪录时，用户也可以显示信息。每个趋势图可以绘制实时数据、历史数据等最多16条数据曲线，而且可以显示用户期望的趋势的值，这样就进一步增强了其灵活性。最后，趋势分析对象为透明的，允许实际值和期望值进行比较，可形成数值一览表、参照特征将数据的交叉部分予以强调显示，也可将显示结果放大和缩小。 5. 报警功能

RSView32报警器具有8个阀值和8级强度的数字和模拟报警。报警摘要可被嵌入RSView32显示中，可快速查询一个或全部报警。模拟报警具有预防从其它RSView32标签值中间接近阀值求改进的措施，这样可排除令人头疼的季节性报警问题。当数据值改变时就启动数字报警，并且每一个报警值都被纪录和打印，随后经由一系列的工具进行筛选。 6. 安全防护功能

- 28 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

项目级的安全措施给予用户或用户组以权力，对所使用的显示画面、命令、标签加以不同限制。在系统方面，可使用户只在RSView32提供的项目应用程序范围内操作，使之不能随意退回到Windows系统。 RSView32的特点

1. 全汉化的人机监控软件

友好的中文界面，包括菜单、组态运行画面及在线帮助等，支持Windows NT中文版，帮助中国用户摆脱语言障碍。 2.

与WINteligent Linx、WINteligent Recipe、WINteligent Logix软件和协调Rokwell软件和A-B产品，增强功能和节省时间。WINteligent LINX软件向A-B、Miodicon 、Square D、GE、Reliance和超过100家第三家公司提供DDE驱动程序。支持开放型数据库，容易实现与Microsoft产品的数据共享，采用符合ODBC特征的数据库，使用Microsoft Access等数据库工具，可进行标签的参照及管理。由于RSView32的图像为OLE，当嵌入Excel、Word、Access等应用程序时，不需要进行文件的输入/输出。以及其他的屏幕或应用程序。另外，LINX软件可协调所有的LINX工具和LINX诊断工具所有的功能(如SuperWho，表明网络组态)，不必的二次开发标签。浏览和选择WINteligent LOGIC和A.I.标签，并将他们用于RSView软件中。当某事件发生时(如报警)，可以显示对应的梯形图。兼容WINteligent RECIPE软件和Panelview 1200e中断，避免重复开发。按照需要下载WINteligent RECIPE，并在RSView32软件和PaneView1200e终端之间共享标签。 微软产品兼容

RSView32软件可以和微软产品，如：Excel、Word和Visual Basic等兼容。 3. 面向对象的图形

利用完善的定向对象的图形，RSView32软件是开发既快捷又容易。利用OLE的拖放操作，RSView32软件是用户易于从大范围的对象库中选择仪表、容器、管道、面板和按钮等。基于Microsoft标准，RSView32软件的图形编辑器允许用户从图库中利用拖放操作选择对象，从RSView32软件的外部或内部从剪贴板上将对象剪贴/粘贴，以任意显示分贝开发和显示图形，以及输入第三方厂商的图形，和.dxf、.bmp、.wmf等图形文件。为了图形显示更有用，用户可将趋势分析、数据显示、及时报警和OLE应用嵌入到图形屏幕中。 4. 高效率工具

当用户进行修改时，RSView32软件提供的工具可保持过程的正常运行。编辑图形显示的同时，既可运行其它的显示程序，也可在线PLC处理器运行之前在图形编辑内测试动画以及更改标签地址、节点地址、PLC网络和设备驱动器。

- 29 -

PanelView 1200e终端具有互操作性。

东北大学秦皇岛分校毕业论文

5. 动画链接

RSView32软件是唯一的包含编辑方式应用软件—修改定制对象属性时，不必首先删去原有对象，然后再重新建立。对象的每个部分可以由位置、填充、触摸、可视性、旋转、OLE动作以及其它的动画控制进行测试。RSView32软件引入Object Smart Path，可以交互选择动画对象的尺寸和位置，抛弃过去煞费苦心的计算对象像素的方法。 6. 开放数据链接(ODBC)。

开放数据链接是微软开发的标准，使数据库格式可被第三方的工具使用。所有的RSView32标签和系统组态都被存入ODBC支持的数据库中，允许第三方的工具创建组态/修改。这些第三方用户的工具可被用于创建定制报告，并把组态内容和其他数据库融合。 7. 与Microsoft产品共享数据

由于支持开放型数据库，与Microsoft产品的数据共享是很容易的。采用符合ODBC特征的数据库，使用Microsoft AccessTM等数据库工具，可进行标签的参照及管理。

由于RSView32的图象为OLE，当嵌入Excel、Word、Access等应用时，不需进行文件的输入输出，以及其它的屏幕或应用的启动操作。 8. OLE(目标链接和嵌入)

RSView32提供完全的OLE应用程序无缝的嵌入RSView32图形中显示，并进行]在先编辑。在线编辑使所有应用功能可在RSView32软件中实现，使其能力超越传统的MMI。例如，RSView32软件可容纳电子表格，可以直接在RSView32的显示中改变电子表格的内容。 9. 网络支持

RSView32软件提供创建网络系统的能力。RSView32节点可利用文件服务器检索大部分组态数据。RSView32软件的输入输出信息最佳吞吐量依赖于AdvanceDDE格式全局报警和远程历史数据检索，使节点操作更容易，可以创建灵活的、易于维护的系统。 10. 支持OPC规范

Rockwell Automation公司支持OPC(OLE for Process Control)规范。使用开放性的驱动程序OPC来设计系统可以使系统集成更为可靠，数据的处理速度更快，并具有更强的开放性。OPC规范的第一个版本是在1996年秋颁布的，几年里OPC规范得到了巨大的发展和补充。以下面的例子来说明系统改进原理。常规的过程监控中硬件和软件的设置情况如下图。

- 30 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

有专用软件的 SCADA 设备A 有专用软件的PC 有专用软件的PLC-A 有专用软件的PLC-B 设备B 设备C 图 5.1 常规过程控制中软件硬件配置 图5.1 常规过程控制中软件硬件配置

从该图例中可以看出各种应用软件都必须提供这三种设备的驱动程序，总

计需要十二种驱动程序系统才能正常运行，同时任何新设备的添加都需要为每个软件单独设计驱动程序。

而OPC规范的引入，硬件制造商只用开发出符合OPC规范的驱动程序，即如图5.2中的OPC服务器，就可一劳永逸，因为这个服务器为所有支持OPC的客户软件所用。也就是说新的设备只需要开发一个OPC驱动服务程序就可以了。这就大大增加了设备的通用性。

OPC Client (SCADA) OPC Server A OPC Server B OPC Server C 图 5.2 OPC系统中的软、硬件配置 OPC Client (PC) OPC Client (PLC-A) OPC Client (PLC-B) 设备A 设备B 设备C 图5.2 OPC系统中的软、硬件配置

- 31 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

11. 通信

RSView32软件的通信系统的动态优化，使网络阻塞降至最低，并且得到最佳性能。对每一个标签都进行错误检测，若出错，则在驱动器之间进行热转换。RSView32软件可在A-B处理器的直接驱动程序或DDE服务器间进行选择。RSView32软件支持A-B处理器的WINteligent Linx软件、Data Highway Plus、DH-485、DF1、EtherNet以及其它可编程序控制器和设备的OPC/DDE驱动程序，这为其在工业自动化领域的广泛应用提供了前提和保证。

5.1.2 RSView32的电梯监控设计

对于大多数本机和远程设备之间的通讯，RSView32采用OPC或DDE连接。OPC(OLE for Process Control)使RSView32可以作为一个客户端或服务器，允许在不同的RSView32站以及其它OPC服务器之间进行点对点通讯。RSView32使用标准或高级AdvanceDDE(动态数据交换)数据格式与DDE服务器(例如：Rockwell Software RSServer产品或其它第三方的服务器)和DDE客户端(例如：Microsoft Excel)通讯。

RSView32和Rockwell Automation公司的新一代的产品Contrologix5550建立通讯，其中所使用的网络层次可以是Rockwell公司的ControNet网，ControNet网采用了生产者/消费者(prodllcer/consumer)的通讯传输方式，大大提高了信息传送效率。这样RSView32站只需要在ControNet上知道Contrologix5000的处理器名即可。

通讯是ControlLoglx平台的核心。Contro1Logix的无源数据总线背板消除了通讯瓶颈现象，ControlLogix的无源数据总线背板采用了生产者/消费者(prodllcer/consumer)技术，可提供高性能的确定性数据传送。

在使用OPC使RSView32作为一个客户端的时候，我们必须先打开RSLinx，选择OPC服务器与任何支持OPC的应用程序通信。OPC服务器可以是本机或通过远程网络。 建立通道：

首先需要建立一个通道，选择一个通道序号。该通道一定要经“通道”编辑器设置过。如果该通道未经设置，在下拉列表中会有标志。

键入通信通道内可编程控制器的物理站地址。地址格式取决于该节点所用通道和网络类型，详细说明请参照可编程控制器的有关文件。

如果在计算机已经安装并运行了RSLinx，单击RSWho窗口，该窗口里将显示选定通道所连接的全部活动的PLC站。当您从RSWho窗口里选定一个站时，“站”和“类型”框将被自动填写。这里我们选择TCP/IP的网络类型，因为我们实际采用的就是TCP/IP类型的物理连接。

- 32 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

图 5.3 建立通道

建立节点：

节点名输入自定义的可编程控制器、网络服务器或Windows程序名。本系统中所用的节点名称是OPC_Server，服务器采用RSLinx OPC Server，对于具体的RSLinx的设置可以参考其他资料，因为不是重点，这里就不再具体介绍，类型选择运行进程。

图 5.4 建立节点

- 33 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

通常情况下总是启用节点，允许数据采集。但在安装和排除故障时可能需要禁止节点以防止出现通信超时或无效的数据。禁止节点时，仍可以读写与节点相关的标记，只是它们用内存而不是设备作为数据源。此时标记数值读取或写入到数值表而不是一个外部设备，例如一个可编程控制器。

通讯是ControlLoglx平台的核心。Contro1Logix的无源数据总线背板消除了通讯瓶颈现象，ControlLogix的无源数据总线背板采用了生产者/消费者(prodllcer/consumer)技术，可提供高性能的确定性数据传送。

在使用OPC使RSView32作为一个客户端的时候，我们必须先打开RSLinx，选择OPC服务器与任何支持OPC的应用程序通信。OPC服务器可以是本机或通过远程网络。

在RSLinx中建立OPC服务器：

图 5.5 OPC服务器的建立(在RSLinx中)

首先需要在RSLinx中建立OPC服务器，建立OPC服务器，需要使用软件RSLinx进行OPC服务器的配置。RSLinx是罗克韦尔软件公司为现场设备连接提供全套服务的一种软件，它不仅支持本地OPC客户端连接，而且支持远程OPC客户端连接。这里启动RSLinx后，在“DDE/OPC”选项的“Topic Configuration”中进行设置。可以自己设定一个OPC服务的名称，并将这个OPC服务与具体设备建立映射，这样一个OPC服务器就建立好了。

- 34 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

建立OPC连接：

图 5.6 OPC连接的建立

在RSLinx中建立好OPC服务器之后就可以在RSView32中调用了，具体需要先选择OPC服务器，然后选择具体的OPC服务，并将各个标签与实际变量建立一一对应的关系。

图 5.7 设置数据采集时间间隔

RSView32允许建立多种不同需要的数据刷新速度，以求在满足实时性要求的同时尽量少的占用带宽。可以根据系统的实际需要，设置几个前台后台的频率。

- 35 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

图 5.8 标签库的建立

建立标签库的过程比较死板，这里就不再详细叙述，本系统总共建立了210个用户标签。 设计监控画面：

监控画面的设计主要遵循一个简洁、高效的原则，主要是考虑到监控人员需要长时间不间断地工作，所有主色调采用了柔和的颜色，为了方便监控，主要功能都集中在了一个界面中，体现了高密度的信息量，但还是注意主次分明，能比较直观地看到重要的信息，不需要频繁的切换。

考虑到实际应用中，有不同级别的操作人员对系统进行不同级别的操作与控制，在一般情况下只需要日常维护就可以了，如果出现意外情况则需要迅速进行紧急处理，这就会涉及到一些高级指令的使用了，而这些指令需要由专门的技术人员控制，否则容易引起更大的问题。

- 36 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

图 5.9 一般操作员界面

RSView32本身就带有帐户的管理功能，根据不同安全码的设定来限制人们在合理的权限范围内实施操作，同时也可以利用它与VBA的程序接口来编制自定义的不同权限的限制使用。

本系统特别建立了不同安全级别的分级别管理系统，能够有效地避免意外出错，避免越权操作，能够有效地进行电梯系统的管理和维护支持，包括远程支持。

图 5.10 安全管理功能条

- 37 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

图 5.11 高级管理员界面

系统中同时区分了中高级用户的权限，用户帐号和安全码共同决定了用户的授权权限。

可以在“用户帐号”编辑器里输入用户名和口令。如果使用的是Windows NT，可以用Windows NT的用户名单，而不需新建一个RSView32用户名单。

图 5.12 用户登陆管理窗口

为限制使用某些命令、宏、图形显示和标记，设定它们的安全码(从A到

- 38 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

P)，然后改变Default用户帐号禁止使用您设定的安全码。如果要访问设定了这些安全码的某一条目，用户必须有一个拥有相应安全码的帐号。

同时不同的辅助功能也全面地支持了系统的控制，对于一些常用的功能，我们将它集成在一个常用的功能模块中，方便调用。

5.2 RSView ADS方式

图 5.13 标志及辅助功能块

RSView ADS将你的生产过程监控系统从车间扩展到办公室甚至更远的地方。RSView32 Active Display System支持多种RSView32的运行功能。通过它，你可以在客户端上：

? 查看并且可控制实时的监控画面 ? 查看并管理报警

? 可以从RSView32 Messenger接收音频等的报警信息 ? 查看和控制历史数据和实时趋势 ? 改变设定值，输入参数

5.2.1 现实需求，特点

以PLC为控制器的电梯群也有不足之处，如系统人机交互性差，管理人员不能及时了解现场情况等。这就需要采用一套PC-PLC监控管理系统，根据现场情况，合理调度，使多部电梯协调运转，提高电梯群的运行效率和服务效果，从而避免资源浪费。而在此系统中，其核心问题是PC与PLC之间的通信。 RSView32 Active Display System可以将RSView32的监控延伸成客户端/服务器结构。用户可以在远程的客户端实时地看到监控画面，并且可以控制。这是一个完全互动的远程监控，用户可以在任何网络上不同的客户端上都看到相同的监控画面，并根据权限的许可进行控制。通过这种方案，可以将监控延伸到工厂的任何需要的地方，包括办公室。RSView32 Active Display System充分利用了微软的分布式组件对象模型-DCOM和ActiveX技术，让远程的客户端得到快速的，实时的监控画面，就如在本地一样。

每一个运行着RSView32的ADS服务器可以支持20个客户机的同时访问。客户机的访问授权方式既可以安装在服务器上，也可以安装在特定的客户机上。加上访问时必要的登陆认证，这样可以灵活控制什么机器可以访问，什么机器

- 39 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

不可以；什么人可以访问；什么人不可以和RSView32远程互动。

图 5.14 ADS启动界面

5.2.2 实现架构、效果

1. RSView32 Active Display System包含以下组成部分：

2. Active Display Server安装并运行在装有RSView32开发版或者运行版的计

算机中。不需要单独开发，直接和RSView32集成，向网络中客户机提供ADS服务。

3. Active Display Station客户端专用软件，可以自动安装。

4. Active Display Browser浏览器客户。可以通过微软的IE浏览器浏览并控

图 5.15 ADS客户端通讯建立

- 40 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

图 5.16 ADS方式的浏览器插件

实时的监控画面

RSView32 Active Display系统将RSView32 MMI软件扩展为Client/Server结构系统。RSView32服务器不仅可以在现场而且可以通过国际互联网(Internet)在世界的任何地方连接进入。而在客户端产生完整的(security)安全功能来进行监视或控制功能。此外，由于采用ActiveX Document/DCOM的技术，系统更为高速、安全，客户端可选择RSView32软件或Internet Explorer作为监控软件平台，提供用户更大的灵活性。

RSView32 ADS为客户/服务器结构。ADS服务器不仅可在现场，而且可以通过国际互联网(Internet)在世界任何地方连接进入。客户端可以采用ADS软件或Internet Explorer作为监控软件平台。它最多可以同时支持20个特许的客户连接。系统的安全策略利用Windows NT和RSView32提供的双重安全功能，Windows NT在企业网络系统层面负责管理操作人员或系统管理员的登录，而RSView32通过设置不同的安全级别在应用层面对各用户的操作权限进行控制，从而保证系统的正常操作，防止越权操作。 可以根据需要选择合适的客户访问方式

RSView32 Active Display System提供了可以在任何一个地方，针对不同的操作、监控人员的监控客户站。通过这种方案，每一个RSView32可以支持20个客户端的同时访问。可以为访问客户采取以下不同的访问方式： 一、浮动式客户访问：

这种访问的认证是装在Active Display Server服务器上的。任何一个接入在网络中的计算机都可以来访问-只要不超过20台客户机/每台服务器的同时访问限制。当一台客户机结束访问断开连接以后，这个访问的权证就自动转让出来，供其它可能会来访问的客户机使用。如果您的系统中，拥有大量的客户端，但不是所有客户都需要同时访问，这将是一种非常经济合理的方案。 二、确定式客户访问：

- 41 -

东北大学秦皇岛分校毕业论文

访问认证安装在客户机上，而不是服务器。这样，只有指定的客户机才有权利访问ADS服务器，其它的计算机即使接入在网络中也会被拒绝访问。 三、浮动式只读访问客户：

访问认证安装在ADS服务器上，和浮动式客户访问一样。唯一不同的是，这种客户只能执行任何在客户端本身的命令，而传达到服务器的任何命令都被禁止，也就是说，他不能对服务器和PLC进行控制。这种方案适用于仅仅需要监视实时画面，但不允许控制的客户。

使用浏览器进行ADS远程监控方式则需要先安装一个浏览器地ADS插件，只用这样才可以进行授权的访问。

注：访问方式和客户登陆认证不同。任何可以访问服务器的用户还必须有合格的用户名和密码才能真正的访问服务器。

5.3 RSView WebServer方式

RSView32 WebServer网页服务器让你通过标准的Internet浏览器来察看RSView32项目的图形显示、标签和报警。RSView32 WebServer是真正的瘦客户端服务系统，它不需要在客户端进行任何的软件安装和设置。

5.3.1 现实需求、特点

还有一些用户需要在更简单的条件下访问系统，但并不对系统进行直接操作，在这种情况下，WebServer就能够很好的满足这种需要，能够通过通用的平台，把实时的生产信息传送到需要的各个地方。 在客户端你可以：

? 使用URL地址通过Internet与RSView32 WebServer服务器建立连接 ? 浏览RSView32图形显示画面的快照 ? 浏览所选择标签或报警的数据 ? 通过刷新按钮实现数据更新

5.3.2 实现架构、效果

一个分布式HML系统包括Server组件和Client组件。Client组件提供了系统操作员使用的接口，一般是动态更新的图形显示。这些图形显示描述了生产系统的当前状态，并且允许操作员监视和控制其操作。图形显示中的动态信息包括动态图画、报警汇总更新标签值以及实时和历史趋势。都是有HMI系统中的Server提供。Server同时记录历史数据和执行其它的后台监视和控制功能。

通过浏览器直接访问WebServer的效果如下图所示：

- 42 -

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6szr.html