基于PLC和組態(tài)王的電梯控制設計

基于PLC和組態(tài)王的電梯控制設計摘要這個設計論文主要是關于PLC及組態(tài)王在電梯控制上的應用，設計了一個能夠實現遠程監(jiān)控的四層電梯控制系統(tǒng)。首先應用PLC對此系統(tǒng)進行了程序設計，然后運用組態(tài)王軟件進行了模擬控制實驗，實驗結果說明此控制系統(tǒng)設計能夠滿足實驗要求。本文簡要介紹了可編程控制器〔PLC〕及其在電梯中的應用，分析了使用PLC進行四層電梯控制系統(tǒng)的設計思路與方法，并描述了使用組態(tài)王建立電梯監(jiān)控系統(tǒng)的方法，以及如何實現程序和組態(tài)的連接，從而實現了對電梯的遠程監(jiān)控。通過這個設計和調試運行的過程，到達了學習和使用PLC和組態(tài)的目的。關鍵詞：電梯控制系統(tǒng)，PLC，組態(tài)王AbstractThisdesignpaper,whichmainlyaboutPLCandKingviewintheelevatorcontrolapplications,designedafourlayerselevatorcontrolsystemswhichcanautomaticcontroltheelevatorandremotemonitoring.FirstlyapplyingthePLCprogrammingforthissystem,thenusingofKingviewsoftwaretosimulatethecontrolexperiment,theexperimentalresultsshowthatthiscontrolsystemdesigncanmeetthetestrequirements.ItgenerallyintroducesthePLCanditsapplicationsintheelevatorcontrol，analyzesthewayhowtousethePLCtocarryonafourlayerselevatorcontrolsystemdesign,describeshowtoestablishanelevatormonitoringsystemandhowtorealizestheprogramandKingview’sconnections.Itrealizesremotemonitoringcontrol.RunningthroughthedesignanddebuggingprocesstolearnandusePLCandConfigurationpurposes.Keywords:elevatorcontrolsystemPLCKingview目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第一章前言3第二章可編程控制器(PLC)介紹及電梯應用42.1可編程控制器(PLC)的概述42.2電梯的簡介72.3PLC在電梯中的應用及開展方向8第三章電梯控制系統(tǒng)的PLC設計103.1設計任務分析103.2電梯的運行原那么103.3PLC選型及輸入輸出符號表113.4電梯控制流程圖143.5PLC程序板塊分析15第四章組態(tài)王軟件的使用及組態(tài)畫面設計194.1組態(tài)王軟件介紹194.2組態(tài)畫面設計214.3程序與組態(tài)的運行與調試27結束語29致謝30參考文獻31附錄32第一章前言本設計的主要任務是使用PLC設計一個四層電梯控制系統(tǒng)并使用組態(tài)王設計其監(jiān)控系統(tǒng)。PLC〔ProgrammableLogicController〕是工業(yè)專用計算機，這種計算機采用面向用戶的指令，因而編程方便。它能完成邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術操作，還具有數字量,模擬量輸入/輸出控制的能力，并且容易與工業(yè)控制系統(tǒng)連為一體，易于擴充。當今電梯已經成為高層建筑不可缺少的運輸工具，用于垂直運送乘客和貨物，傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)主要采用繼電器--接觸器進行控制，其缺點是觸點多，故障率高、可靠性差、維修工作量大等，而采用PLC組成的控制系統(tǒng)可以很好地解決上述問題，而且它的抗干擾能力遠遠強于傳統(tǒng)電梯，使電梯運行更加平安、方便、舒適。該設計首先分析設計任務，結合電梯結構與工作原理，提出電梯的電氣控制系統(tǒng)的根本功能要求，為實現這些功能，再從硬件和軟件兩個方面入手設計：硬件方面，主要從PLC的選型、PLC輸入輸出的編址方面考慮；軟件方面，系統(tǒng)分為啟動初始化、用戶呼叫指示、電梯到層指示、電梯開門控制、電梯上下行控制、和超載報警、限位保護等根本模塊。完成硬件和軟件局部的設計，整體工程就完成了重要的一局部，然后進行組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的設計。此后還需要反復修改、運行調試。鑒于作者水平有限，缺乏之處還請各位老師批評指正。第二章可編程控制器(PLC)介紹及電梯應用2.1可編程控制器(PLC)的概述2.1.1可編程控制器(PLC)的定義IEC在1987年對可編程控制器(PLC)下的定義是：可編程控制器(PLC)是一種數字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計；它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯計算、順序控制、定時、計數和算術操作等面向用戶的指令；并通過數字式或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P外部設備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個整體、易于擴充其功能的原那么設計。由上述定義可見，PLC是工業(yè)專用計算機，這種計算機采用面向用戶的指令，因而編程方便。它能完成“邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術操作〞，還具有“數字量,模擬量輸入/輸出控制〞的能力。并且容易與“工業(yè)控制系統(tǒng)連為一體〞，易于擴充。因而可以說PLC是近乎理想的工業(yè)控制計算機。2.1.2PLC的特點及分類PLC能如此迅速開展，除了工業(yè)自動化的客觀需求外，還因為其具有許多獨特的優(yōu)點。如較好地解決了工業(yè)控制領域中普遍關心的可靠、平安、靈活、方便、經濟等問題。以下是其主要特點:〔1〕硬件的可靠及抗干擾能力〔2〕編程簡單，使用方便〔3〕接線簡單，通用性好〔4〕可連接為控制網絡系統(tǒng)〔5〕易于安裝，便于維護〔6〕體積小、耗能低2.1.3PLC的分類目前，可編程控制器(PLC)產品種類很多，按照其用途、功能、結構、點數等有多種分類方法。〔1〕按點數和功能分類為滿足不同控制系統(tǒng)處理信息量的需求，PLC具有不同的I/O點數、用戶程序存儲量和控制功能。由I/O點數的多少可將PLC分成小型，中型和大型。小型PLC的I/O點數小于256點，以開關量控制為主，具有體積小，價格低的優(yōu)點。適合小型設備的控制。中型PLC的I/O點數在256—1024之間，功能比擬豐富，兼有開關量和模擬量的控制能力，適用于較復雜的邏輯控制和閉環(huán)過程控制。大型PLC的I/O點數在1024點以上，用于大規(guī)模過程控制，集散式控制和工廠自動化網絡?！?〕按結構形式分類根據結構形式不同，可編程邏輯控制器可分為整體式和模塊式結構兩大類。小型PLC一般采用整體式結構，即將所有電路安裝于1個箱內為根本單元，另外可以通過并行接口電路連接I/O擴展單元。中型以上PLC多采用模塊式，不同功能的模塊，可以組成不同用途的PLC，適用于不同要求的控制系統(tǒng)?！?〕按用途分類根據可編程控制器的用途，PLC可分為通用性和專用型兩大類。通用型PLC作為標準裝置，可供各類工業(yè)控制系統(tǒng)選用。專用型PLC是專門為某類控制系統(tǒng)設計的，由于其專用，結構設計更為合理，控制性能更完善。2.1.4PLC的工作原理PLC具有微機的許多特點，但它的工作方式卻與微機有很大不同。微機一般采用等待命令的工作方式。PLC那么采用循環(huán)掃描工作方式。在PLC中，用戶程序按先后順序存放，CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直至遇到結束符后又返回第一條。如此周而復始不斷循環(huán)。每一個循環(huán)稱為一個掃描周期。所謂I/O刷新即對PLC的輸入進行一次讀取，將輸入端各變量的狀態(tài)重新讀入PLC中存入內部存放器，同時將新的運算結果送到輸出端。這實際是將輸入、輸出狀態(tài)的存放器內容進行了一次更新，故稱為“I〔輸入〕/O(輸出)刷新〞。由此可見，假設輸入變量在I/O刷新期間狀態(tài)發(fā)生變化，那么本次掃描期間輸出端也會相應的發(fā)生變化，或者說輸出輸入產生了響應。反之，假設在本次I/O刷新之后，輸入變量才發(fā)生變化，那么本次掃描輸出不變，即不響應，而要到下一次掃描期間輸出才會產生響應。由于PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，所以它的輸出對輸入的響應速度要受掃描周期的影響。掃描周期的長短主要取決于這幾個因數：一是CPU執(zhí)行指令的速度，二是每條指令占用的時間，三是指令條數的多少，即程序的長短。2.1.5PLC的編程語言PLC為用戶提供了完整的編程語言，以適應編制用戶程序的需要。PLC提供的編程語言通常有以下幾種：梯形圖、指令表、功能圖和功能塊圖?！?〕梯形圖(LAD)梯形圖語言簡單明了，易于理解，是所有編程語言的首選?！?〕指令表(STL)指令表(STL)編程語言類似于計算機中的助記符語言，它是可編程控制器最根底的編程語言。所謂指令表編程，是用一個或幾個容易記憶的字符來代表可編程控制器的某種操作功能。〔3〕順序功能流程圖(SFC)順序功能流程圖(SFC)編程是一種圖形化的編程方法，亦稱功能圖。使用它可以對具有選擇等復雜結構的系統(tǒng)進行編程，許多PLC都提供了用于SFC編程的指令?！?〕功能塊圖(FBD)S7—200的PLC專門提供了FBD編程語言，利用FBD可以查看到像普通邏輯門圖形的邏輯盒指令。它沒有梯形圖編程器中的觸點和線圈，但有與之等價的指令，這些指令是作為盒指令出現的，程序邏輯由這些指令盒之間的連接決定。本設計中，選擇用梯形圖作為編程語言。2.2電梯的簡介2.2.1電梯的定義一種以電動機為動力的垂直升降機，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運貨物。也有臺階式，踏步板裝在履帶上連續(xù)運行，俗稱自動電梯。效勞于規(guī)定樓層的固定式升降設備。它具有一個轎廂，運行在至少兩列垂直的或傾斜角小于15°的剛性導軌之間。轎廂尺寸與結構形式便于乘客出入或裝卸貨物。習慣上不管其驅動方式如何，將電梯作為建筑物內垂直交通運輸工具的總稱。2.2.2電梯的組成及功能現代電梯主要由曳引機〔絞車〕、導軌、對重裝置、平安裝置(如限速器、平安鉗和緩沖器等)、信號操縱系統(tǒng)、轎廂與廳門等組成。這些局部分別安裝在建筑物的井道和機房中。通常采用鋼絲繩摩擦傳動，鋼絲繩繞過曳引輪，兩端分別連接轎廂和平衡重，電動機驅動曳引輪使轎廂升降。電梯要求平安可靠、輸送效率高、平層準確和乘坐舒適等。電梯的根本參數主要有額定載重量、可乘人數、額定速度、轎廂外廓尺寸和井道型式等。2.2.3電梯的結構電梯是機、電一體化產品。其機械局部好比是人的軀體，電氣局部相當于人的神經，控制局部相當于人的大腦。電梯主要分為幾個局部：曳引系統(tǒng) 、導向系統(tǒng)、轎廂、門系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)、平安保護系統(tǒng)。各局部通過控制局部調度，密切協(xié)同，使電梯可靠運行。盡管電梯的品種繁多，但目前使用的電梯絕大多數為電力拖動、鋼絲繩曳引式結構。從電梯空間位置使用看，由四個局部組成：依附建筑物的機房、井道；運載乘客或貨物的空間——轎廂；乘客或貨物出入轎廂的地點——層站。即機房、井道、轎廂、層站。2.2.4電梯的工作原理電梯的曳引繩兩端分別連著轎廂和對重，纏繞在曳引輪和導向輪上，曳引電動機通過減速器變速后帶動曳引輪轉動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產生的牽引力，實現轎廂和對重的升降運動，到達運輸目的。固定在轎廂上的導靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導軌往復升降運動，防止轎廂在運行中偏斜或擺動。常閉塊式制動器在電動機工作時松閘，使電梯運轉，在失電情況下制動，使轎廂停止升降，并在指定層站上維持其靜止狀態(tài)，供人員和貨物出入。轎廂是運載乘客或其他載荷的箱體部件，對重用來平衡轎廂載荷、減少電動機功率。補償裝置用來補償曳引繩運動中的張力和重量變化，使曳引電動機負載穩(wěn)定，轎廂得以準確停靠。電氣系統(tǒng)實現對電梯運動的控制，同時完成選層、平層、測速、照明工作。指示呼叫系統(tǒng)隨時顯示轎廂的運動方向和所在樓層位置。平安裝置保證電梯運行平安。2.3PLC在電梯中的應用及開展方向隨著科技的開展，工業(yè)控制的自動化程度不斷提高，以微處理器為核心組成的可編程序控制器〔PLC〕得到了廣泛的應用。很多工廠的生產流水線、加工設備、船舶上貨物的裝卸裝置、電梯的運行等都由PLC控制，只要把預定的控制任務編成程序，用一串指令的形式存放到存儲器中，然后根據各種指令，經過模擬量、數字量等輸入輸出部件對生產過程和設備進行控制。目前，PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè),在電梯行業(yè)中也迅速開展。PLC在電梯中的應用也已很成熟。PLC作為主控制器，一方面要采集電梯的各種輸入信號，包括電梯的位置、狀態(tài)、內外指令的按鈕信號、門鎖信號、門區(qū)信號、井道內的強迫減速信號、防沖信號以及消防信號等。另一方面要把采集到的信號進行計算和處理給出電梯的樓層信號和速度信號，并驅動相應的開關門信號、方向繼電器和抱閘繼電器，以控制電梯的運行。當今，微機控制已成為電梯技術的開展方向，許多生產廠家與科研單位合作，相繼推出了用可編程控制器取代繼電器控制系統(tǒng)和用微機控制的電梯新機型，使電梯的控制功能增強，性能明顯改善，可靠性及舒適性有所提高。第三章電梯控制系統(tǒng)的PLC設計3.1設計任務分析本設計的要求為：〔1〕利用PLC〔S7—200〕及電梯模型組建電梯控制系統(tǒng)的硬件。〔2〕利用STEP7編制電梯控制程序梯形圖?！?〕利用組態(tài)王編制遠程監(jiān)控程序。根據任務分析，首先應該了解電梯的構造和工作原理，弄明白電梯的電氣局部主要元器件的作用，列出電梯正常工作時，控制系統(tǒng)應該滿足的要求，以此估算輸入輸出點數和編址，選擇所用PLC的型號，結合電梯模型組建硬件。其次，根據電梯的運行原那么，畫出流程圖，然后使用STEP7軟件編寫電梯控制程序的LAD圖，程序梯形圖完成后，進行調試與修改。接下來，使用組態(tài)王〔Kingview〕軟件，建立電梯的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，完成后再結合程序與電梯模型進行反復調試和修改，直至順利到達設計要求任務，表示設計的完成。3.2電梯的運行原那么〔1〕電梯剛開啟時，初始化使之回到一樓，并初始化各項數據；〔2〕在電梯運行過程中，只響應順向外呼叫，不響應反向外呼叫，只在無同向呼叫信號時才響應反向呼叫；〔3〕電梯運行方向由內呼叫信號決定，順向時優(yōu)先執(zhí)行；〔4〕內外呼叫信號都具有記憶保持，執(zhí)行后解除；〔5〕內外呼叫信號、運行方向以及行進中的樓層均由信號燈指示；〔6〕到達某一樓層經短暫延時后可自動或手動開門，超重報警時不能進行自動或手動關門，關門過程中，有本層順向外呼叫信號時響應開門；〔7〕電梯上下行時不能手動開關門,開門時不能上下行?！?〕電梯應當具有最遠反向外呼叫響應功能，比方，電梯轎廂在一樓，而同時有二層向下外呼梯、三層向下外呼梯，那么電梯轎廂先去四樓響應四層向下外呼叫信號。根據電梯運行原那么，可以列出電梯控制系統(tǒng)的流程圖，并進行程序的編寫。3.3PLC選型及輸入輸出符號表電梯系統(tǒng)電氣局部的主要組成就是電機拖動、信號元件以及轎內和外部的控制按扭，設計中根據這些給出的信息可以了解控制對象的特點，從而確定有關的PLC輸入、輸出點的選擇?！?〕輸入信號首先要確定PLC的輸入，根據電梯控制的特點，輸入點應該包括轎內及各層門廳控制按鈕，主要有轎內的樓層選擇數字鍵1-4，各層門廳外呼叫按鈕中，除一層只設置上升按鈕，四層只設置下降按鈕外，二三層均設置上升和下降兩個按鈕。各層均應有一個限位器輸入，然后還有開關門及其限位，最后還要有超重檢測，共計19個輸入量?！?〕輸出信號輸出時，4個內呼叫信號和6個外呼叫信號都需要有指示燈，顯示其按鈕是否被按下及是否被響應，還要各樓層是否到達的數碼顯示，以及電梯上下行、開關門繼電器的控制，和到位音響、超重報警?？傆嬘?0個輸出量。因此根據控制要求，PLC控制系統(tǒng)選用西門子公司S7—200系列CPU224，加上幾個擴展模塊，可以滿足電梯對電氣控制系統(tǒng)的要求。小型PLC系統(tǒng)由主機〔主機箱〕、I/O擴展單元、文本/圖形顯示器、編程器等組成。其中CPU224型PLC的主機外形結構如下圖:CPU224型PLC的主機外形結構CPU224型PLC主機箱體外部設有RS—485通信接口，用以連接編程器〔手持式或PC機〕、文本/圖形顯示器、PLC網絡等外部設備，還設有工作方式開關、模擬電位器、I/O擴展接口、工作狀態(tài)指示和用戶程序存儲卡、I/O接線端子排及發(fā)光指示等。CPU224外部電路接線電路圖如下圖：

通過以上分析，確定輸入輸出量的地址，如下表所示：符號地址符號地址四層下I5.1二層上燈Q5.3三層上I5.2二層下燈Q5.4三層下I5.3三層上燈Q5.5二層上I5.4三層下燈Q5.6二層下I5.5四層下燈Q5.7一層上I5.6內叫一層燈Q6.0一層限位I5.7內叫二層燈Q6.1二層限位I6.0內叫三層燈Q6.2三層限位I6.1內叫四層燈Q6.3四層限位I6.2超重報警Q6.4內叫一層I6.3一樓數碼顯示Q6.5內叫二層I6.4二樓數碼顯示Q6.6內叫三層I6.5三樓數碼顯示Q6.7內叫四層I6.6四樓數碼顯示Q7.0開門I6.7電梯上行Q7.1關門I7.0電梯下行Q7.2開門限位I7.1開門繼電器Q7.3關門限位I7.2關門繼電器Q7.4超重檢測I7.3到位音響Q7.5一層上燈Q5.23.4電梯控制流程圖上電用戶命令輸入初始化回到一樓檢測電梯狀態(tài)上電用戶命令輸入初始化回到一樓檢測電梯狀態(tài)執(zhí)行上行是否有呼叫？是否開門？是否上行？是否下行？執(zhí)行下行到達目標樓層?關門結束？到達目標樓層?執(zhí)行開關門NONONONONONONOYESYESYESYESYESYESYES初始化程序段使用初始存放器SM0.1在程序開始運行階段把程序中用到的存放器初始化，并使電梯轎廂回到一樓。呼叫信號燈的控制以“二層下外呼叫〞為例，當有二層下外呼叫而電梯轎廂未到達二層時，二層下燈亮；或電梯處于上行過程中，或者即將要上行，二層下信號燈保持。只有在電梯下行到達二樓時，二層下燈滅。超重檢測檢測到超重時，超重報警立即反響，發(fā)出報警信號。如下：到位音響在到達某一樓層時到位音響發(fā)出聲音，持續(xù)短暫的0.5秒。在程序中，是使用了電梯上行〔Q7.1〕或下行〔Q7.2〕的下降沿來觸發(fā)到位音響及定時器，定時器計時0.5s即斷開音響。如下：開關門程序滿足開門條件時，觸發(fā)開門繼電器開門。門開到位，開門限位斷開，停止開門。開門條件有：滿足條件自動開門，到達樓層手動開門，到達某一樓層時該樓層有外呼叫信號開門。自動開門是使用各個呼叫信號燈的下降沿來觸發(fā)開門延時定時器，延時2s來實現的。滿足關門條件時，觸發(fā)關門繼電器開門。門關到位，關門限位斷開，停止關門。關門條件有：自動關門和手動關門。自動關門條件仍是延時關門定時器計時4s到，手動關門是在轎廂停在某一樓層時可以進行手動關門。關門過程中，假設有超重報警信號，或者正在開門，那么不能關門。程序如下：上下行控制程序滿足上行條件時，電梯轎廂執(zhí)行上行。上行條件是，有二樓呼叫〔包括內呼和外呼〕時，轎廂在一樓；或有三樓呼叫時，轎廂在一樓或二樓；或有四樓呼叫時，轎廂在一樓或二樓或三樓，同時，電梯門已關到位，且不處于下行或即將下行或開門狀態(tài)。第四章組態(tài)王軟件的使用及組態(tài)畫面設計4.1組態(tài)王軟件介紹4.1.1組態(tài)王〔Kingview〕軟件概述組態(tài)王〔Kingview〕開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件是一種新型的工業(yè)自動控制系統(tǒng)及以標準的工業(yè)計算機軟件、硬件平臺構成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)。它具有適應性強、開發(fā)性好、易于擴展、經濟開發(fā)周期短等優(yōu)點。通常可以把這樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個層次結構。其中監(jiān)控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實現對現場的實時監(jiān)測與控制，且在自動控制系統(tǒng)中完成上傳下達、組態(tài)開發(fā)的重要作用。組態(tài)軟件也為實驗者提供來可視化監(jiān)控畫面，有利于試驗者實現現場監(jiān)控。而且，它能充分利用Windows的圖像編輯功能，方便地構成監(jiān)控畫面，并以動畫方式顯示控制設備的狀態(tài)，具有報警窗口、實時趨勢曲線、歷史趨勢曲線等，可以便利的生成各種報表。它還具有豐富的設備驅動程序和靈活的組態(tài)方式、數據連接功能。組態(tài)王具有一個集成開發(fā)環(huán)境“組態(tài)王工程瀏覽器〞，在工程瀏覽器中您可以查看工程的各個組成局部，也可以完成構造數據庫、定義外部設備等工作。畫面的開發(fā)和運行由工程瀏覽器調用畫面制作系統(tǒng)TOUCHMAK和畫面運行系統(tǒng)TOUCHVEW來完成的。TOUCHMAK是應用程序的開發(fā)環(huán)境。在這個環(huán)境是用來完成設計畫面、動畫連接等工作。TOUCHMAK具有先進完善的圖形生成功能；數據庫中有多種數據類型，能合理地抽象控制對象的特性；對變量報警、趨勢曲線、過程記錄、平安防范等重要功能都有簡單的操作方法。TOUCHVEW是“組態(tài)王〞軟件的實時運行環(huán)境，在TOUCHMAK中建立的圖形畫面只有在TOUCHVEW中才能運行。TOUCHVEW從工業(yè)控制對象中采集數據，并記錄在實時數據庫中。它還負責把數據的變化用動畫的方式形象地表示出來，同時完成變量報警、操作記錄、趨勢曲線等監(jiān)視功能，并生成歷史數據文件。4.1.2組態(tài)王的使用“組態(tài)王〞把第一臺下位機都看作是外部設備，在開發(fā)過程中可以根據“設備配置向導〞的提示一步步完成連接過程。在運行期間，組態(tài)王通過驅動程序和這些外部設備交換數據，包括采集數據和發(fā)送數據指令。如下圖：每一個驅動程序都是一個COM對象，這種方式使通訊程序和組態(tài)王構成一個完整的系統(tǒng)，既保證了運行系統(tǒng)的高效率，也使系統(tǒng)能夠到達很大的規(guī)模。這樣的通訊方式使得我們可以通過“動畫連接〞來建立起畫面的圖素與數據庫變量之間的對應關系，這樣，工業(yè)現場的數據，比方溫度、液面高度等變量，當它們發(fā)生變化時，通過驅動程序，將引起實時數據庫中變量的變化，畫面上的對應圖素就會將變化量通過形象的畫面反映出來，快速而簡便。動畫連接的引入是設計人機接口的一次突破它把程序員從重復的圖形編程中解放出來，提供了標準的工業(yè)控制圖形界面，并且有可編程的命令語言連接來增強圖形界面的功能。建立應用程序大致可分為以下四個步驟：

〔1〕設計圖形界面

〔2〕構造數據庫

〔3〕建立動畫連接

〔4〕運行和調試這四個步驟并不是各自獨立的，而常常是交錯進行的。在使用組態(tài)王開始一個新工程時，在“組態(tài)王〞中，開發(fā)的每一個應用系統(tǒng)稱為一個工程，每個工程必須在一個獨立的目錄中，不同的工程不能共用一個目錄。工程目錄也稱為工程路徑。在每個工程路徑下，組態(tài)王為此工程生成了一些重要的數據文件，這些數據文件一般是不允許修改的。4.2組態(tài)畫面設計4.2.1建立一個新的工程啟動組態(tài)王6.5〔本次設計所使用的版本〕，運行后，默認翻開的是組態(tài)王工程管理器。在工程管理器中選擇菜單“新建〞，出現“新建工程〞對話框。單擊“瀏覽〞按鈕，選擇想要存放的文件夾，之后輸入工程名稱和工程描述，然后組態(tài)王將在工程路徑下生成初始數據文件。至此，新工程已經可以開始建立了。具體操作如下列圖所示：這之后，組態(tài)王已自動指定工程路徑為當前目錄下以工程名稱命名的子目錄，單擊“是〞，就完成了新建工程。4.2.2建立新畫面并繪制各種圖素在工程瀏覽器中左側的樹形視圖中選擇選擇“畫面〞，在右側視圖中雙擊“新建〞。在“新畫面〞對話框設置中可以自己隨意指定大小所示，之后單擊“確定〞。建立了新的畫面之后，就需要繪制電梯監(jiān)控系統(tǒng)的根本畫面了，其中包括四層電梯樓層的主體圖素、各層電梯門、樓層數碼顯示、上下行顯示、各種操控按鈕以及超重報警指示燈等圖素。繪制過程中，工具欄里有很多常用的，例如工具箱、調色板，還有圖庫里面很多樣板圖素可以使用。繪制過程不再贅述，最終繪制畫面如下圖：4.2.3定義外部設備組態(tài)王把那些需要與之交換數據的設備或程序都作為外部設備，包括：下位機〔PLC、儀表、板卡等〕，它們一般通過串行口和上位機交流數據；其他Windows應用程序，它們之間一般通過DDE交換數據；外部設備還包括網絡上的其他計算機。只有在定義了外部設備之后，組態(tài)王才能通過I/O變量和它們交換數據。如何定義外部設備呢？首先，在組態(tài)王工程瀏覽器左側選“COM1〞，在右側雙擊“新建〞，運行“設置配置向導〞。選擇PLC/西門子/S7-200系列/PPI,如下圖：鍵入設備名稱或默認為新IO設備，選擇串口COM1,輸入地址2,通信參數默認即可，設備安裝向導信息總結如下圖：4.2.4定義變量從下位機采集來的數據發(fā)送給下位機的指令，比方“內叫一層按鈕〞、“開門按鈕〞等變量，都需要設置成“I/O變量〞。I/O離散變量類似一般程序設計語言中的布爾〔BOOL〕變量，只有0，1兩種取值，用于表示一些開關量。那些不需要和其它應用程序交換只在“組態(tài)王〞內需要的變量，比方計算過程的中間變量，就可以設置成“內存變量〞。內存整型變量：類似一般程序設計語言中的有符號長整數型變量，用于表示帶符號的整型數據，取值范圍為-2147483648至2147483647。具體定義方法為，在左側樹形視圖中單擊“數據詞典〞，在右側雙擊新建，然后在這個變量定義對話框中，輸入變量名，按照本節(jié)所述，判斷并選擇變量類型。假設是按鈕輸入或輸出量，那么為I/O離散，連接設備選擇剛定義過的新IO設備。如圖：由于需要定義的變量較多，但方法相同，此處不再一一舉例，定義最終結果如下圖：4.2.5畫面的動畫連接動畫連接的目的是為了讓圖素動起來，從而到達檢測和控制的要求。具體操作如下：數碼管是用立體管道畫出來的，動畫連接設置時，哪些數字的顯示需要哪些小段點亮，應對每一小段分別設置，如圖：開關門的填充動畫定義如下圖：對門的開關移動的命令語言如下圖：退出系統(tǒng)按鈕的命令語言為：“Exit(0);〞。其余不再贅述。4.3程序與組態(tài)的運行與調試畫面完成后點擊菜單欄的“全部存〞進行保存，然后點擊“切換到view〞，然后選擇對象“翻開〞，進入運行狀態(tài)，進行操作，然后根據要求看是否能實現監(jiān)控功能，不能完全實現的話，再進行進一步的調試與修改?！?〕監(jiān)視功能的實現與調試將程序編譯并下載到PLC，通過實物實地操作觀察組態(tài)畫面的動作顯示是否正確。如果不正確就從定義、設置及命令語言等方面逐一排查，直至運行成功?！?〕遠程操控的實現與調試實地不再進行操作，通過運行狀態(tài)下的組態(tài)畫面上的按鈕進行遠程控制，觀察實物的動作是否正確。如果不正確,應從變量定義、動畫連接的設置及命令語言等方面進行排查，直至成功。系統(tǒng)運行到三樓的畫面如圖：結束語此次設計主要以PLC為核心，利用PLC的強大的控制功能，實現了對四層升降電梯的控制，并使用組態(tài)王軟件對電梯的運行情況進行監(jiān)控。通過梯形圖可以很直觀的看出電梯控制系統(tǒng)的運行情況，利用可編程控制器控制電梯升降，具有接線簡單、編程直觀、擴展容易等特點。當建筑物的層樓增加時，硬件接