仿真电梯控制系统设计上位机监控
目 录
1 绪论 1
1．1 课题研究背景和意义 1
1．2 电梯的基本结构 1
1．3 电梯的控制方式 3
1．5 电梯远程监控系统的介绍 5
2 内容与原理介绍 7
2．1 课题主要研究内容 7
2．2 组态软件概述及主要特点 7
2．3 WinCC简介 9
3. 1 系统结构 10
3. 2 wincc项目建立 10
3. 3 wincc组态画面分析 11
3. 4 winncc定义变量 12
3. 5 电梯画面元素设计 12
3. 6 六层电梯运行画面调试 23
结 论 26
致 谢 27
参 考 文 献 28
附录A：电梯监控程序 29
1 绪论
1．1 课题研究背景和意义
随着如今社会的飞速发展，高层建筑也越来越多，电梯便成了建筑物中方便人们上下楼的重要设备。它不仅节约了人们上下楼的时间，还大大的节省了人们的体力。电梯是一种对安全可靠性要求很高的设备。采用PLC控制不仅可以提高电梯运行的安全可靠性，而且还有着编程容易、检修方便、抗干扰性强等优点。因此PLC控制系统已经成为目前电梯系统中应用最为广泛的控制方式。另外为了保证电梯的安全性，实时监控电梯的运行画面十分有必要。对电梯的运行进行监控既可以时刻都在知道电梯在运行中的状态，还能够随时对电梯进行操控管理。通过对电梯实时的运行状态画面的监控,既方便了对电梯故障的维修和分析,又增加了电梯的工作效率和安全性。
电梯的普及也促进了电梯行业的不断发展， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
电梯渐渐地融入到人们的生活之中，成为日常生活中不可活缺的设备之一。因此大家对电梯的安全可靠性越来越重视。也因此促进了人们对如何提高电梯安全可靠性方面的研究。就目前而言，大家主要研究电梯系统中的两个方面，一是监测控制电梯运行方面的研究，二是对电梯进行群控的算法研究。
1．2 电梯的基本结构
1.2.1 曳引系统
主要作用：输出动力、传递动力，让电梯能够运行起来。?
结构功能：曳引机—电动机、制动器、曳引轮、减速箱四部分构成，给电梯提供运行的动力；曳引绳—用来连接电梯轿厢和对重的绳，通过其与曳引轮绳槽间的摩擦力来为电梯传递运行的动力。导向轮—安置于曳引机上（也可以安置于承重梁上），把曳引绳向对重或轿厢悬挂中心引导的绳轮。反绳轮—是一种用于电梯轿厢、对重、机房或井道上的定滑轮。
1.2.2 导向系统
主要作用：限定电梯轿厢和对重的运行方向，确保它们沿导轨方向上下运行。
结构功能：导轨—用来了解电梯轿厢和对重的相对位置，而且还能能够引导它们的运行方向。导靴—设置在电梯轿厢和对重上，通过与导轨的共同作来控制电梯轿厢和对重的运行方向。导轨支架—设置在井道壁上，对导轨起支撑作用。
1.2.3 轿厢?
主要作用：给乘客和货物提供搭乘空间。
结构功能：轿厢体—为电梯的搭载提供合适的空间相当于一个容器。轿架—用于固定轿厢体的承重架构。
1.2.4 门系统
主要作用：进出电梯的出入口。
结构功能：轿厢门—用于搭载的货物或者人的出入。层门—安装在每层的入口，又称厅门。开门机—控制轿厢门和层门的开关。层门框架—安置层门，并且可以通过外力控制层门开关。门锁装置—安装在各层门的内侧，当层门关闭后，通过该装置将层门锁住，并且反馈到电梯控制系统，确保轿厢能够安全运行的联锁装置。
1.2.5 重量平衡系统?
主要作用：让电梯在运行过程中轿厢的重量和对重之前平衡在一个限定范围内，确保电梯能够正常的工作。
结构功能：对重—包含对重架和对重块两部分，作用时保持电梯轿厢和其在重量上的平衡。重量补偿装置—起到避免当电梯运行至较高的楼层时，由于曳引绳过长从而增加了的重量对平衡产生影响的作用。常见的有补偿链、补偿缆、补偿绳。
1.2.6 电力拖动系统?
主要作用：是电梯运行的动力源，并且可以调整电梯运行的速度。
结构功能：曳引电动机—提供牵引电梯所需的动力。供电系统—为电动机提供运作的电能。电动机调速装置—用于曳引电动机转速的调节。速度反馈装置—用于反馈电梯速度的装置，通过反馈信息调节曳引电动机转速。
1.2.7 电气控制系统?
主要作用：控制电梯的运行。
结构组成：操纵装置—为电梯的运行提供具体操纵信号的装置；即轿内操纵箱和厅外召唤箱。楼层显示装置—用数码管或显示屏显示电梯当前所在的位置和电梯将要运行的方向。电气控制柜—实现电梯的控制功能。平层装置—通过感应器传感，确定是否平层并发出信号。
1.2.8 安全保护系统
主要功能：确保电梯的安全性，保护乘客的人生安全。
结构组成：限速器—当电梯由于意外而导致轿厢运行速度过快时，限速器起到限制电梯的速度，让电梯能够慢慢地停下了。安全钳—受限速器控制，意外发生时可以使电梯轿厢停住。安装在轿厢（或对重）的两侧。缓冲器—装于井道的底部。当电梯发生意外坠落时，可以减缓高出坠落带来的冲击力，一定程度上保护了乘客的生命安全。端站保护装置—装在井道的最高层和最底层，用于避免电梯发生意外导致电梯撞顶和坠落事故的发生。端站保护有三种：强迫换速装置，限位装置，极限开关[1,2]。
1．3 电梯的控制方式
电梯的控制方式主要有以下几种：
（1）手柄控制。是由司机转动电梯内的手柄位置，来控制电梯轿厢的启动和停止。当电梯快要运行至平层的时候，可以通过转动手柄回到零位置，电梯就会慢慢减速直至平层，然后打开电梯门。?
（2）按钮控制。是通过电梯轿厢内的按钮或者每层层门旁边的呼叫按钮，来对电梯进行操控。当其中一层呼叫按钮处于选中状态，电梯轿厢就会向所在楼层运行。在此运行过程中，如果遇到其他楼层的呼叫信息，只能先等待电梯先到达之前呼叫的楼层，然后再响应第二次的呼叫。这种控制多用于货物电梯。?
（3）信号控制。这种控制方式是将所有呼叫电梯的信号全部集中处理，如果信号与电梯当前运行方向相同，则按照楼层顺序逐个响应。如果呼叫信号与当前运行方向不同，则运行至当前方向呼叫的最高或最低层，然后再换方向按楼层顺序逐个响应。电梯运行上下一个来回，可以响应所有的呼叫信号。这种控制的电梯起动运行需要司机操控，之后就根据呼叫信号自行运行。
（1）司机控制：司机控制电梯的启动和电梯门的开关，电梯的运行方向由轿厢内选定的楼层决定，只对顺向的外部呼叫信号响应，到达指定楼层时可以自动平层。
（2）集选控制：集选控制是将所有信号集中起来，然后进行综合分析处理，有选择的响应。它能对轿厢内的指令、每层的呼叫信号，自动地完成停站、关门、启动等动作，对于同向的呼叫信号作出逐个应答，并且能够自动平层，自动换向，自动响应呼叫信号。
（3）独立操作：只能通过电梯内的控制按钮使电梯驶向特定的楼层，其他楼层无法响应。
1 绪论 1
1．1 课题研究背景和意义 1
1．2 电梯的基本结构 1
1．3 电梯的控制方式 3
1．5 电梯远程监控系统的介绍 5
2 内容与原理介绍 7
2．1 课题主要研究内容 7
2．2 组态软件概述及主要特点 7
2．3 WinCC简介 9
3. 1 系统结构 10
3. 2 wincc项目建立 10
3. 3 wincc组态画面分析 11
3. 4 winncc定义变量 12
3. 5 电梯画面元素设计 12
3. 6 六层电梯运行画面调试 23
结 论 26
致 谢 27
参 考 文 献 28
附录A：电梯监控程序 29
1 绪论
1．1 课题研究背景和意义
随着如今社会的飞速发展，高层建筑也越来越多，电梯便成了建筑物中方便人们上下楼的重要设备。它不仅节约了人们上下楼的时间，还大大的节省了人们的体力。电梯是一种对安全可靠性要求很高的设备。采用PLC控制不仅可以提高电梯运行的安全可靠性，而且还有着编程容易、检修方便、抗干扰性强等优点。因此PLC控制系统已经成为目前电梯系统中应用最为广泛的控制方式。另外为了保证电梯的安全性，实时监控电梯的运行画面十分有必要。对电梯的运行进行监控既可以时刻都在知道电梯在运行中的状态，还能够随时对电梯进行操控管理。通过对电梯实时的运行状态画面的监控,既方便了对电梯故障的维修和分析,又增加了电梯的工作效率和安全性。
电梯的普及也促进了电梯行业的不断发展， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
电梯渐渐地融入到人们的生活之中，成为日常生活中不可活缺的设备之一。因此大家对电梯的安全可靠性越来越重视。也因此促进了人们对如何提高电梯安全可靠性方面的研究。就目前而言，大家主要研究电梯系统中的两个方面，一是监测控制电梯运行方面的研究，二是对电梯进行群控的算法研究。
1．2 电梯的基本结构
1.2.1 曳引系统
主要作用：输出动力、传递动力，让电梯能够运行起来。?
结构功能：曳引机—电动机、制动器、曳引轮、减速箱四部分构成，给电梯提供运行的动力；曳引绳—用来连接电梯轿厢和对重的绳，通过其与曳引轮绳槽间的摩擦力来为电梯传递运行的动力。导向轮—安置于曳引机上（也可以安置于承重梁上），把曳引绳向对重或轿厢悬挂中心引导的绳轮。反绳轮—是一种用于电梯轿厢、对重、机房或井道上的定滑轮。
1.2.2 导向系统
主要作用：限定电梯轿厢和对重的运行方向，确保它们沿导轨方向上下运行。
结构功能：导轨—用来了解电梯轿厢和对重的相对位置，而且还能能够引导它们的运行方向。导靴—设置在电梯轿厢和对重上，通过与导轨的共同作来控制电梯轿厢和对重的运行方向。导轨支架—设置在井道壁上，对导轨起支撑作用。
1.2.3 轿厢?
主要作用：给乘客和货物提供搭乘空间。
结构功能：轿厢体—为电梯的搭载提供合适的空间相当于一个容器。轿架—用于固定轿厢体的承重架构。
1.2.4 门系统
主要作用：进出电梯的出入口。
结构功能：轿厢门—用于搭载的货物或者人的出入。层门—安装在每层的入口，又称厅门。开门机—控制轿厢门和层门的开关。层门框架—安置层门，并且可以通过外力控制层门开关。门锁装置—安装在各层门的内侧，当层门关闭后，通过该装置将层门锁住，并且反馈到电梯控制系统，确保轿厢能够安全运行的联锁装置。
1.2.5 重量平衡系统?
主要作用：让电梯在运行过程中轿厢的重量和对重之前平衡在一个限定范围内，确保电梯能够正常的工作。
结构功能：对重—包含对重架和对重块两部分，作用时保持电梯轿厢和其在重量上的平衡。重量补偿装置—起到避免当电梯运行至较高的楼层时，由于曳引绳过长从而增加了的重量对平衡产生影响的作用。常见的有补偿链、补偿缆、补偿绳。
1.2.6 电力拖动系统?
主要作用：是电梯运行的动力源，并且可以调整电梯运行的速度。
结构功能：曳引电动机—提供牵引电梯所需的动力。供电系统—为电动机提供运作的电能。电动机调速装置—用于曳引电动机转速的调节。速度反馈装置—用于反馈电梯速度的装置，通过反馈信息调节曳引电动机转速。
1.2.7 电气控制系统?
主要作用：控制电梯的运行。
结构组成：操纵装置—为电梯的运行提供具体操纵信号的装置；即轿内操纵箱和厅外召唤箱。楼层显示装置—用数码管或显示屏显示电梯当前所在的位置和电梯将要运行的方向。电气控制柜—实现电梯的控制功能。平层装置—通过感应器传感，确定是否平层并发出信号。
1.2.8 安全保护系统
主要功能：确保电梯的安全性，保护乘客的人生安全。
结构组成：限速器—当电梯由于意外而导致轿厢运行速度过快时，限速器起到限制电梯的速度，让电梯能够慢慢地停下了。安全钳—受限速器控制，意外发生时可以使电梯轿厢停住。安装在轿厢（或对重）的两侧。缓冲器—装于井道的底部。当电梯发生意外坠落时，可以减缓高出坠落带来的冲击力，一定程度上保护了乘客的生命安全。端站保护装置—装在井道的最高层和最底层，用于避免电梯发生意外导致电梯撞顶和坠落事故的发生。端站保护有三种：强迫换速装置，限位装置，极限开关[1,2]。
1．3 电梯的控制方式
电梯的控制方式主要有以下几种：
（1）手柄控制。是由司机转动电梯内的手柄位置，来控制电梯轿厢的启动和停止。当电梯快要运行至平层的时候，可以通过转动手柄回到零位置，电梯就会慢慢减速直至平层，然后打开电梯门。?
（2）按钮控制。是通过电梯轿厢内的按钮或者每层层门旁边的呼叫按钮，来对电梯进行操控。当其中一层呼叫按钮处于选中状态，电梯轿厢就会向所在楼层运行。在此运行过程中，如果遇到其他楼层的呼叫信息，只能先等待电梯先到达之前呼叫的楼层，然后再响应第二次的呼叫。这种控制多用于货物电梯。?
（3）信号控制。这种控制方式是将所有呼叫电梯的信号全部集中处理，如果信号与电梯当前运行方向相同，则按照楼层顺序逐个响应。如果呼叫信号与当前运行方向不同，则运行至当前方向呼叫的最高或最低层，然后再换方向按楼层顺序逐个响应。电梯运行上下一个来回，可以响应所有的呼叫信号。这种控制的电梯起动运行需要司机操控，之后就根据呼叫信号自行运行。
（1）司机控制：司机控制电梯的启动和电梯门的开关，电梯的运行方向由轿厢内选定的楼层决定，只对顺向的外部呼叫信号响应，到达指定楼层时可以自动平层。
（2）集选控制：集选控制是将所有信号集中起来，然后进行综合分析处理，有选择的响应。它能对轿厢内的指令、每层的呼叫信号，自动地完成停站、关门、启动等动作，对于同向的呼叫信号作出逐个应答，并且能够自动平层，自动换向，自动响应呼叫信号。
（3）独立操作：只能通过电梯内的控制按钮使电梯驶向特定的楼层，其他楼层无法响应。
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