目录
第一章 电梯控制的基本概念 ............................................................................... 1
1.1电梯的基本概念 ........................................................................................................... 3
1.1.1电梯的电力拖动系统 ..................................................................................... 3 1.1.2电梯的控制系统 .............................................................................................. 3 1.1.3电梯的主要性能指标 ..................................................................................... 4 1.2 计算机数据通讯技术 ................................................................................................ 5
1.2.1 概述 .................................................................................................................... 5 1.2.2 基本概念 ........................................................................................................... 6 1.2.3 利用MSComm控件进行串口编程................................................................ 7 1.3 可编程逻辑控制器概述 ............................................................................................ 9
1.3.1 可编程控制器的定义及构成 ...................................................................... 9 1.3.2 可编程控制器的工作原理 ........................................................................... 9 1.4 小结 .............................................................................................................................. 10
第二章 系统功能简介及本次课程设计的创新 ................................ 11
2.1 本次课程设计的创新 .............................................................................................. 11 2.2 对电梯的正常的调度与响应 ................................................................................. 11 2.3 调试系统 ..................................................................................................................... 12 2.4 模拟系统 ..................................................................................................................... 13 2.5 用户管理系统 ............................................................................................................ 13 2.6 登录系统 ..................................................................................................................... 14 2.7 日志管理系统 ............................................................................................................ 14 2.8 帮助系统 ..................................................................................................................... 15 2.9 小结 .............................................................................................................................. 15
第三章 系统的硬件设计实现 .......................................................................... 16
3.1 硬件电器设备 .......................................................................................................... 16
3.1.1 电梯模型的硬件参数 .................................................................................. 16 3.1.2 变频器的硬件参数....................................................................................... 16 3.1.3 PLC的硬件参数 ............................................................................................ 17 3.2 主电路及其电源电路设计 ..................................................................................... 18
3.2.1 主电路设计 .................................................................................................... 18 3.2.2 AC220V电源设计 .......................................................................................... 18 3.2.3 DC24V电源设计 ............................................................................................ 20 3.2.4 DC5V电源的设计 .......................................................................................... 22 3.3 楼层指示数码管设计 .............................................................................................. 22 3.4 小结 .............................................................................................................................. 23
第四章 系统的软件设计实现 .......................................................................... 24
4.1上下位机的不同分工产生两种实现方法 ........................................................... 24
现代电梯的信息处理及计算机监控系统的设计 第一章 电梯控制的基本概念
4.2 核心调度位于上位机的一套系统的设计 .......................................................... 25
4.2.1. 实现上位机调度的过程分析 .................................................................. 25 4.2.2 实现上位机调度的核心代码及其逻辑分析 ......................................... 26 4.2.3 上位机调度的系统的下位机设计 ........................................................... 39 4.3 核心调度位于下位机的另一套系统的设计 ...................................................... 43
4.3.1 下位机调度的系统的上位机设计 ........................................................... 43 4.3.1 下位机调度的系统的下位机设计 ........................................................... 43 4.4 调试系统的设计 ........................................................................................................ 44 4.5 模拟系统的设计 ........................................................................................................ 45 4.6 用户管理系统的设计 .............................................................................................. 47 4.7 登录系统的设计 ........................................................................................................ 48 4.8 日志运行系统的设计 .............................................................................................. 48 4.9 帮助系统的设计 ........................................................................................................ 49 4.10 系统运行结果 .......................................................................................................... 49 4.11 小结 ............................................................................................................................ 50
第五章 系统调试时遇到的问题及注意事项： .................................. 51
5.1 调试的阶段与策略 ................................................................................................... 51 5.2 上位机通信调试的注意事项： ............................................................................ 52 5.3 PLC调试的注意事项： ........................................................................................... 54 5.4 上位机实现调度时序控制时的注意事项 .......................................................... 56 5.5 使用全局变量及模块来进行不同窗体间的同一文件的操作 ...................... 58 5.6 涉及不同窗体操作时的文件开启、关闭操作的对称性 ............................... 59 5.7 下位机接收数据时不要忘了写中断程序 .......................................................... 61 5.8 小结 .............................................................................................................................. 61
第六章 结束语 ................................................................................................................. 62 参考文献 ................................................................................................................................ 63
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现代电梯的信息处理及计算机监控系统的设计 第一章 电梯控制的基本概念
第一章 电梯控制的基本概念
电梯是一种用电力拖动的特殊升降设备，是现代城市生活中必不可少、且应用最广泛的垂直交通运输工具。目前，全世界共拥有电梯1000万台以上（据2000
[7] [6]
年资料介绍），它的普及也的确给人们的生活带来了极大的优越性，且作为一种重要的垂直交通运输工具，电梯的需要量还将随着房地产业的迅猛发展而日益大幅度增长。展望未来，随着各种科学技术的不断进步，电梯技术也将紧跟新技术的发展步伐不断改进、不断创新。[9]
1.1电梯的基本概念
1.1.1电梯的电力拖动系统
目前，常用电梯拖动大多为交流拖动。交流调速的方法很多，在电梯领域应用较为广泛的有交流变级调速、交流调压调速以及变压变频调速。其中，变压变频调速以其在节能、舒适感、噪声、平层精度等方面都有着明显的优越性，成为当今电梯业的主流[8]。本次课程设计所使用的电梯的电力拖动系统就是变压变频调速系统。
交流异步电动机的转速表达式为： N?n0?1?s??60f(1?s)
（1.1） p其中，N—电动机转速；f—供电电源频率；p—电动机极对数；s—电动机转差率
当转差率S变化不大时，S<<1，因此，N基本上正比于f。所以，要改变交流电动机转速，只需改变定子频率f即可。但是，在改变转速的同时，我们希望励磁电流和功率因数基本保持不变。磁通太弱，则没有充分利用铁芯，电机容许的输出转速下降，电机的功率得不到充分利用而浪费；若增大磁通，将引起磁路过分饱和而使励磁电流增加，功率因数降低，严重时会因绕组过热损坏电机[11]。
我们知道，在交流异步电动机中： Eg?4.44fNk?11N1m （1.2）
1为了达到控制磁通?m的目的，需要控制好Eg与
f的关系，为此，基频以下
实行恒转矩的恒压频比控制，基频以上实行恒功率控制。[4] 1.1.2电梯的控制系统
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从控制系统的实现方法来看，电梯的控制系统经历了继电器电梯控制、可编程序控制、单片机控制、多微机控制等多种方式。
对于可编程控制系统，其接线简单、可靠性高、通用性好、使用方便，但只能完成逻辑运算，无法实现梯群控制、数字调节、故障诊断等复杂的数字运算。
对微机控制系统，微机的应用取代了选层器和大部分继电器甚至全部，它具有以下几个优点：缩小控制装置的占地面积，使控制系统的结构紧凑；微机的功能灵活多变，可以根据不同用户的要求改变程序，以取得不同的控制功能；微机用群控管理系统可以大大提高电梯运行效率，节省能源，减少乘客的待梯时间；免去继电器之间复杂的接线，提高劳动生产率；微机采用无触点逻辑的电路，提高了系统的可靠性；维修简便；采用数字电路给定最佳速度曲线，可根据不同情况灵活多变提高运行效率和乘坐舒适感[7]。
对于可编程控制系统，除具有微机控制系统的绝大部分优点以外，还具有独特的优越性：结构简单，加强了直接控制逻辑运算功能和计数、计时、步进等功能，从而使造价大大降低；将I/O接口标准化，与控制器组装在一起，采用隔离、滤波的方法加强抗干扰能力，适用于生厂现场等环境比较恶劣的地方；可将程序固化在专用集成电路(EEPROM)中，不易丢失和损坏，且更换方便；编程器和控制器分离，编程器可一机多用，大大降低了成本，编程器具有编程、现场调试、模拟运行、在线测试、故障检测等多种功能，使用和维修非常方便；采用模块化结构，扩展容易对简单或复杂的系统都适用，并且具有通信功能；程序编制简单，容易掌握；体积小，结构紧凑，接插件少，可靠性高，有停电保护数据和状态的功能。因此，PLC控制系统已逐步成为老式电梯改造和新式电梯安装中所使用的主流系统[6]。
通过比较，考虑到PLC控制系统的巨大优越性和广泛的适用性，结合现有的实验条件，选用可编程控制器作为下位机直接控制电梯，用微机作为上位机控制可编程控制器来实现电梯的控制。 1.1.3电梯的主要性能指标
电梯的工作性能主要以满足乘坐的舒适和安全为目的，常以速度特性、工作噪声和平层准确度作为主要性能指标。根据我国标准《GB 10058—88电梯技术条件》对其分别规定如下：
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速度特性
1.当电源为额定频率，电动机施以额定电压时，电梯轿厢以半载向下运行至行程中段（除去加速和减速段）时的速度，应不超过额定速度的5%。
2.起、制动，加、减速度最大值不应大于1.5米/平方秒；额定速度在2米/秒（包含2米/秒）的电梯平均加、减速度应不小于0.5米/平方秒；额定速度在2米/秒以上的电梯，其平均加、减速度应不小于0.7米/平方秒。
3.乘客电梯和病床电梯的轿厢在运行时，合格品的垂直振动加速度和水平振动加速度应分别小等于25厘米/平方秒和15厘米/平方秒[6]。
工作噪声
1.工作噪声指电梯在运行时，机房中噪声测量的平均值、电梯在起动运行至减速停止的全过程中轿厢内的噪声最大测量值。
2.乘客电梯和病床电梯的合格品的机房噪声应小等于80分贝，运行中轿厢内噪声应小等于55分贝，开关过程噪声应小等于65分贝[6]。
平层准确度
1.平层准确度与电梯的载重量和运行方向有关，测量时，应分别以空载、满载作上、下运行到达同一层站取其误差最大值。
2.对合格品的平层准确度而言，交流双速≤0.63米/秒的电梯应达到±15毫米，交流双速≤1.00米/秒的电梯应达到±30毫米，交直流调速≤2.50米/秒的电梯应达到±15毫米[6]。
1.2 计算机数据通讯技术
1.2.1 概述
在本课程设计中，很重要的一点就是上下位机的通讯，可以说，它是上下位机功能连接的桥梁。尽管以后将介绍到，系统的一些功能模块既可以放在上位机，也可以放在下位机，但这些都是以上下位机之间的正常通信为基础的。要想把上下位机的功能连接成为一个系统，就要它们之间在事件发生时通过互传命令进行协同，进行相互功能的调用。而以上这些，就是计算机与PLC上下位机通信所要实现的。
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