基于组态软件监控的群控电梯系统设计

丁焕++刘建强

摘 要：为了保证高层建筑中人们对电梯服务质量的要求，智能电梯群控系统已经广泛应用到人们生活的方方面面，文章设计了一种基于组态软件监控的电梯群控智能调度的方法，并且利用MCGS组态软件设计出了嵌入式监控软件，实时监控电梯运行状态，实现了多电梯高效运行，提高了多电梯运行效率以及电梯服务质量和控制水平。

关键词：电梯群控系统；组态；智能调度

中图分类号：TP29 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）27-0090-03

1 概述

隨着现代化城市的高速发展，一幢幢高楼拔地而起。电梯成为高楼中生活的人们重要的特种交通运输设备[1，2]。近些年来，电梯技术高速发展，智能电梯成为了新的研究方向。从单台电梯到两台电梯，再到多台电梯，电梯智能调度逐渐成为了电梯控制技术的主要研究方向[3]，将基于组态软件监控技术应用到智能电梯控制系统中，可以有效的配合智能电梯群控系统的设计，对整个智能电梯群控系统有效的监控，优化控制系统。本文以三菱PLC为控制核心，采用N：N网络通讯方式，实现两台电梯同时控制，采用基于北京昆仑通态自动化软件科技有限公司的MCGS组态监控软件设计监控系统[4，5]，并且设计多种运行模式，有效的提高了电梯的运行效率，降低电梯的能耗。

2 群控电梯结构

智能电梯采用三菱FX2N-64MR型号的PLC设计，采用N：N网络通讯方式实现多台电梯的监控，以MCGS设计嵌入式监控系统，以两台电梯为控制对象，设计控制系统，控制结构图如图1所示。

嵌入式监控系统是整个系统的监控中心，通过RS-232总线的方式与PLC实现通讯，实时监测和控制整个系统，电梯之间采用N：N网络通讯方式，实现电梯楼层信息、呼叫信息以及电梯运行状态等信息的通讯。用户首先通过电梯呼叫单元呼叫电梯，各台电梯通过智能判断自身运行状态，实现响应用户需求，同时通过嵌入式组态监控系统实时监测各台电梯运行状态，实现智能控制。

嵌入式监控控系统是整个系统的监控中心，通过RS-232总线的方式与PLC实现通讯，实时监测和控制整个系统，电梯之间采用N：N网络通讯方式，实现电梯楼层信息、呼叫信息以及电梯运行状态等信息的通讯。用户首先通过电梯呼叫单元呼叫电梯，各台电梯通过智能判断自身运行状态，实现响应用户需求，同时通过嵌入式组态监控系统实时监测各台电梯运行状态，并且实现智能控制。

3 群控电梯智能运行策略

首先在PLC中配置N：N网络通讯，网络配置中主要需要正对各站的站点号，站点数以及各种连接信息设置，具体设计如表1所示[6]。

从站参数参数只需要设置站点号号即可，从站站点设置为1。

本群控电梯系统的运行策略以时间最少、路程最近原则以及顺带原则综合设计，即可以最快响应乘客呼叫电梯需求，同时满足节能要求，使电梯更加智能运行[7，8]。同时利用组态监控系统根据时间智能实现上班、下班两种控制模式，优化电梯运行策略。

设计主站电梯响应策略，首先判断主站电梯和从站电梯的运行状态。第一种主站电梯处于静止状态，如图2所示，共有3种满足状况时，主站响应：（1）判断从站电梯运行状态，当从站电梯运行，并且满足顺带原则，但是主站电梯距离乘客更近，则主站电梯响应；（2）从站电梯不满足顺带原则，则主站电梯响应；（3）当从站电梯静止，并且主站电梯距离乘客更近，主站电梯响应响应。

第二种是主站电梯处于运行状态，共有满足四种状况时，如图3所示，主站电梯响应：（1）从站电梯处于静止状态，主站电梯满足顺带原则；（2）从站电梯运行，主站电梯满足顺带原则，从站电梯不满足顺带原则；（3）从站电梯运行，主站电梯和从站电梯均满足满足顺带原则，主站电梯距离乘客更近；（4）从站电梯运行，主站于从站电梯均不满足顺带原则，主站电梯最大运行距离小与从站电梯运行距离。

从站电梯运行策略与主站电梯运行策略刚好相反，排除上述几种状况，即为从站电梯的响应策略。

利用嵌入式组态软件设计上班和下班两种工作模式。第一种为上班模式，在上班时间段，大部分乘客为一楼乘坐电梯，在上班模式中，设置电梯在空闲时段，电梯轿厢自动回到一楼。这样可节省乘客用梯时间，第二种为下班模式，在下班时间段，大部分乘客为一楼之上楼乘坐电梯，在下班模式中，设置电梯在空闲时段，电梯轿厢自动回到顶楼，上下班模式使电梯更加方便于乘客，提高电梯的运行效率。

4 组态软件设计

系统监控软件采用MCGS软件，它是一套能够在Windows平台上运行并且可以将程序固化到MCGS嵌入式触摸屏。对现场设备数据的采集和处理，监控电梯控制系统的实时的运行情况。利用组态软件可完成对画面的设计、动画的连接等工作。同时完成报警、历史记录、趋势曲线等监视功能，并可生成历史数据文件。本文在软件中设置电梯运行两种运行模式，可实现手动和自动切换运行模式。

本文中电梯监控系统中，组态软件主要完成的任务数据采集、运行状态监控、故障记录与报警以及工作模式设置。具体步骤可以分为五步[9]。

（1）设备配置

利用用组态软件实时监控电梯运行，首先需要建立通讯方式，本文采用触摸品支持的RS232通讯方式与PLC进行通讯，通讯参数设置，波特率：9600；数据位：8位；停止位：1位；校验位：偶校验。

（2）建立运行数据变量

触摸屏与PLC通讯需要通过变量完成，在MCGS中需要定义相关的I/O变量以及中间变量，利用这些变量实现数据的交换。

（3）设计监控画面连接变量

组态监控画面设计，是用来模拟电梯运行状况，通过连接变量后，实现电梯运行状态实时模拟监控，组态画面的动态设计主要依靠变量的实时更新变换。

（4）故障与报警设计endprint

（5）运行调试

在组态软件中，添加两种运行模式，分为上下班模式，可以分为手动和自动两种方式进行运行模式切换。

在手动方式切换实现方式中，设计一个开关按钮如图4所示。新建变量：设备0-读写M0004，在PLC程序设计中，若PLC读取M0004为0则为上班模式，程序执行上班模式，若PLC读取M0004为1则为上班模式，程序执行下班模式。

在自动模式中，上班切换开关失去控制功能，系统利用函数自动读取时间，利用脚本程序设计实现M0004自动从0到1变换，从而实现上下班模式切换。画面设计如图5所示。

在自动模式下需要脚本程序进行设计，首先需要读取系统时间，表3是MCGS提供系统时间函数，可以精确到秒，在PC将程序固化到触摸屏时，可更行时间。

脚本程序设计中，判断系统处于自动还是手动模式，若是手动模式，则不需要读取系统时间，判断上下班切换状态即可。当处于自动模式，需要分别比较系统时间与所设定时间，最后得出运行模式，如图6所示。

5 结束语

本文以三菱FX2N-64MR系列PLC为控制核心，采用MCGS设计了组态监控系统，主要依据时间最少、路程最近原则以及顺带原则设计了智能群控电梯的运行策略，优化群控电梯的运行性能，利用MCGS设计上下班运行模式，使电梯在使用高峰期满足乘客需求，同时对电梯的实时运行情况进行监控系统可靠性得提高，MCGS的监控也有利于监控智能群控电梯系统的运行状态的控制效果。本文已经在高仿真设备得到验证，系统具有很高的实用价值。

参考文献：

[1]闫妍.智能电梯控制中的PLC节能设计与实现[J].电子制作，

2015，16（13）：17.

[2]姚建峰，倪永军.基于LonWorks技术的城市电梯监控系统的设计[J].信阳师范学院学报：自然科学版，2009，22（02）：293-295.

[3]欧哲.智能电梯控制系统的开发[J].机电工程技术，2006，35（03）：60-61.

[4]于玲，杜向军.基于MCGS监控的智能电梯群控系统设计[J].天津职业院校联合学报，2015，2（17）：63-64.

[5]姚存刚，庞伟伟.组态王在电梯智能控制系统中应用[J].现代显示，2011，06（125）：38-41.

[6]王坚，段振刚，叶晓剑.基于三菱PLC的群控电梯智能系统设计与实现[J].电气应用，2013，10：93-96.

[7]李东，王伟，邵诚.电梯群控智能系统与智能控制技术[J].控制与决策2001，16（05）：513-517.

[8]宗群，童玲，薛丽华.电梯群控系统智能优化调度方法的研究[J].控制与决策，2004，19（08）：939-942.

[9]李智光.基于組态软件监控的智能电梯群控系统设计[J].微处理机，2013，48（04）：90-92.endprint