基于WebAccess和ADAM5510的六层电梯监控系统设计

出处：chunyang 发布于：2010-11-13 16:46:47

引言

　　电梯是机械和电气结合的机电产品，其控制方法主要有3种：继电器控制，微机控制，PLC控制。然而继电器控制系统的故障率较高，微机控制系统的抗干扰能力不足。PLC控制方法简单可靠，维修方便，抗干扰能力强，成为当前电梯控制的主流。同时组态软件的不断发展，使电梯监控系统具有良好的人机界面系统更加人性化，更加直观，成为当前电梯控制的研究热点。本文以电梯模型为监控对象，采用研华ADAM5510软逻辑可编程控制器和WebAccess组态软件开发了一个六层电梯的监控系统。

　　1 系统的整体方案设计

　　六层电梯的监控系统主要有电梯，微机（安装有组态软件），ADAM5510，电机等组成。主要实现的功能有：（1）实现电梯的自动运行，主要实现电梯外呼信号、内呼信号的检测和电梯上行、下行；（2）实现WebAccess与ADAM5510 之间的通讯连接；（3）利用WebAccess软件监视并控制电梯的运行状态。控制系统总体框图见图1。

　　系统的底层控制由软逻辑可编程控制器ADAM5510，变频器，交流电机，减速装置等完成。微机作为上位机完成对电梯运行状态的监控。电梯的运行由ADAM5510编程控制电机转动完成控制，上位机则采用网际组态软件WebAccess监控电梯的运行状态，实现电梯的实时监控和报警功能。

图1 系统总体设计框图

　　2 ADAM5510控制系统的设计

　　2.1 I/O点的估算

　　为了选择合适的模拟量输入输出模块和系统组态的便利性，应该首先分析出整个电梯控制系统的I/O点数[2]。

　　(1)门厅呼叫按钮：位于电梯厅门旁，除了顶层(6楼)只有向下呼叫按钮和底层(1楼)只有向上呼叫按钮以外，其余每层均有向上和向下2个呼叫按钮，共有10个按钮，即10个输入点。当每个按钮按下时，按钮内部的指示灯会自动亮起。

　　(2)厢体内呼叫按钮：位于电梯厢体内，是电梯的内选信号，6层电梯对应着6个按钮，即6个输入点。当每个按钮按下时，按钮内部的指示灯会自动亮起。

　　(3)平层检测信号的输入与输出：在每一楼层上均装有平层信号检测装置，当电梯到达或者位于该层即被检测装置检测到，6层共有6个检测信号的输入点。相应地外部有6个输出灯显示电梯所在楼层。

　　(4)运行状况显示输出：电梯上行、下行以及所在楼层各有1个外部输出点对应。

　　通过以上分析可知，本系统输入点为22个数字量，输出点为9个数字量。因此选用2块ADAM5051和和2块ADAM5056，因此我们在ADAM5510的0、1号槽上各架设模拟量采集模块ADAM5051，2、3号槽上各架设模拟量输出模块ADAM5056。

　　2.2 ADAM5510与计算机通信设置

　　为实现ADAM5510和其他硬件通信，ADAM5510提供了两个串行通信口，COM1为RS232方式，COM2为RS485方式；此外ADAM5510本身还有一个Ethernet以太网口，方便与其它硬件通过TCP/IP协议进行连接，本系统采用此种通信方式。在Multiprog软件工程树的资源设置属性中做相应的通信端口设置，选择DLL端口，ADAM5510的IP地址设置成与计算机本身处在同一网段内，两者即可通过以太网口进行通信。

　　2.3 ADAM5510软件编程实现

　　下位机编程软件Multiprog符合IEC61131-3标准，而且支持LD、FBD等五种标准编程语言[3]。此编程软件具有图形化编程界面，在一个工程的程序中可以使用不同的语言，同时支持浮点运算、复杂的算法并支持仿真测试和在线监控、支持串口和网络程序。本系统采用的是梯形图的设计方法。程序流程如图2所示。

图2 程序流程图

　　3 WebAccess监控画面的设计

　　Advantech（研华）WebAccess是完全基于IE浏览器的自动化人机控制界面（HMI）、监控和数据采集（SCADA）网际组态软件，全部的工程项目、数据库维护、图画制作和软件的管理都可以通过Internet在异地使用浏览器完成操作。

　　3.1 通信设置

　　组态软件与ADAM模块的接口包括OPC Sever和Modbus协议两种方式。此系统选用Modbus通信协议，利用Modbus/TCP Sever功能，根据Modbus地址与I/O口地址的对应关系，将ADAM5510中的变量与WebAccess中的变量动态链接。例如变量2DownFloor_Modbus的I/O地址是%MW3.0.0，根据Modbus的地址映像，在WebAccess中的地址应设置为02001。在WebAccess中建立的部分变量如图3所示。

图3 WebAccess外部变量

　　3.2 界面设计

　　整个监控系统主要包括主控、报警摘要、记录查询、系统帮助等画面。实时监控界面(如图4) 主要应该包括六层电梯模型图以及电梯到达该层的显示灯，六个楼层的外呼信号，厢体内部的内选信号，楼梯上、下行输出显示灯和该楼层的外部数码管楼层显示灯。满足的工作要求是：在工作过程中，当电梯上行、下行以及到达某一楼层时，外部显示灯及数码管显示会监测到电梯的运行情况；当操作人员想要改变电梯运转情况时，可以直接在上位机的监控界面中使用鼠标左键操作界面中的外呼按钮和内选按钮，使电梯自动运转到指定楼层。

　　4 系统测试及结果分析

　　在实际的设计过程中，在上位机编辑好控制程序后，到ADAM5510。首先手动调试使电梯运行良好后，再使用WebAccess电梯系统的监控界面测试。要对实际系统进行直接监控，关键在于WebAccess中各个显示器件和按钮所需的外部变量要与ADAM5510的内部Modbus地址对应。图4为经过调试以后的监控界面，各个显示器件能够较好地跟踪电梯实物的运行状况，而使用各个按钮又能够控制电梯地运行，达到了设计目标。

图4 主监控界面

　　5 结束语

　　本文设计了一种使用研华WebAccess组态软件来监控六层电梯运行的控制系统，在设计过程中运用Modbus技术解决了ADAM5510与WebAccess通信的问题。经过实践证明，运用此WebAccess系统既能监视电梯的运行情况，又能在人机界面上控制电梯的运行，并且监控情况较为理想。此种方法简便易行，可操作性强，成本低廉，具有很强的实用价值。