西门子模块6ES7511-1TK01-0AB0参数详细
引言
**的电梯远程监控系统可以远程在线随时掌握电梯的运行情况, 检测电梯故障,可大大**电梯发生故障时的修复速度。将新型控制系统应用于电梯控制及远程监控, 不仅是现代楼宇大型化和高层化的发展要求,是目前楼宇智能化发展的迫切需要。
1 PCC - 可编程计算机控制器概述
PCC ( Programmable Computer Controller ) 是奥地利贝加莱公司推出的可编程计算机控制器,它除了具有PLC 的所有功能外, 还具有通用计算机的强大的数据处理能力、高运算速度和大存储容量。PCC的明显特点在于其类似大型计算机的分时多任务操作系统和多样化的应用软件运行平台。如图1 所示, PCC 应用了系统总线与I/O总线分离的总线技术, 存储器、处理器、远程主站、网络模块等运行在系统总线上； I/O 总线上的模块主要用于机器或系统接口,如数字量和模拟量I/O 模块、定位模块、智能I/O 处理器等。PCC 具有网络通信的能力,如B&R2003、2005、2010 等都可以进行R IO、以太网、CAN BUS、PROF IBUS、N ET2000 等网络通信。
2 电梯远程监控的功能
电梯远程监控所应具备的功能包括: 故障监测、语音服务、监控服务、远程保养和诊断。各功能所包括的内容为:
(1) 故障监测内容: 关人故障、安全装置动作、电源异常、控制系统异常、门开闭异常、不能启动故障。
(2) 语音服务: 与监控中心直接通话引导语音、乘客被困在轿厢时轿厢内自动播放安抚语音。
(3) 监控服务: 24小时全天候联网监控、受困乘客与监控中心直按通话、监控中心与轿厢乘客主动通话、故障情报分析、维修人员工作反馈。
(4) 远程故障诊断内容:各楼层门开关工作状态、各楼层门安全开关动作状态、各楼层召唤按钮动作状况、轿厢各按钮动作状态、轿厢安全触板动作状态、轿厢门安全开关动作状态、极限开关动作状态、平层误差状况、超载开关状态。
图1 PCC 系统总线与I/O 总线分离的结构框图
3 PCC 控制电梯的远程监控系统体系构成
远程监控是利用计算机网络集中监控, 既能掌握用户电梯的运行工作状态,又能在用户电梯发生故障时及时处理和排除故障。远程监控系统由现场信号采集/发送子系统、信号传输子系统、监视中心子系统三大环节组成。信号的采集直接来自电梯控制中心,各个电梯(现场) 与监视中心之间的联系通过公用电话网进行传送。其主要功能有: 电梯紧急故障时应答远程电梯轿厢内受困人员的询问;查询紧急状态电梯的有关信息；非定期的特定要求电梯的数据查询请求； 根据初步的故障分析,统一调度管理安排技术人员赴现场维修服务等。
PCC 控制电梯的远程监控体系结构如图2 和图3 所示, 各台电梯的PCC 从站完成对电梯运行控制和运行状态的数据采集, PCC主站通过现场总线PRO FIBUS与各控制从站进行通信。并将采集到的电梯运行数据发送到本地终端计算机。远程终端计算机通过Internet 网络与本地终端计算机相连,执行对各电梯(现场)的远程监控。
图2 为PCC控制电梯的远程监控系统, 系统中PCC 主站与下位机PCC 从站之间采用RIO (远程扩展) 方式进行通信,PCC 主站通过各PCC 从站完成对各电梯的运行控制及其运行数据采集任务；PCC 主站与上位机本地终端计算机之间采用PROFIBUS方式进行通信, PCC 主站将采集到的电梯运行数据信息传输到本地终端计算机；本地终端计算机与远程终端计算机之间通过公用电话网络进行通信, 远程监控中心得到电梯运行数据信息后,通过监控中心的故障诊断专家系统对数据信息进行处理, 并根据诊断结果将相应的紧急处理控制指令通过公用电话网络发送到本地终端计算机,由PCC 主站将控制指令传送到对应的PCC 从站, 完成对电梯运行故障的紧急处理。
图2 PCC 控制电梯的远程监控系统组成结构图
图3 为PCC 从站电梯的主控制系统, 其控制功能有: 采集轿厢外上/下呼梯信号、轿厢内选层信号、轿厢位置信号和电梯门状态信号,通过对这些信号的综合分析处理和判断, 决定轿厢的运动方式后, 将控制指令发送给VVVF变频器、主回路接触器、轿厢开关门电路、运行状态显示电路和抱闸电路, 完成优服务。
图3 PCC 从站电梯主控系统图
4 PCC 控制电梯远程监控系统对故障信号的采集
微机控制电梯的故障信号是通过信号采集器来采集受监控电梯设备的运行信号、层楼信号、安全回路信号,在整个远程监控系统中每台电梯需要设置一套信号采集器, 与本地终端计算机进行串行通信。PCC控制电梯的故障信号可以通过系统的各控制从站PCC 来采集, 不需要增加信号采集器。
电梯的远程监控系统要完成远程监控的任务, 需要采集以下信号:快车信号、慢车信号、上行信号、下行信号、轿厢位置信号、开门信号、关门信号、开门限位信号、关门限位信号、门锁信号、检修信号、司机(或自动)信号、重复开门信号、重复关门信号、直驶信号、超载信号、门区信号、上行减速信号、下行减速信号、上行强迫减速信号、下行强迫减速信号、上行方向限位信号、下行方向限位信号、轿顶安全窗开关信号、轿顶急停开关信号、安全钳开关信号、轿厢限速器开关、热保护继电器信号、各层楼层门锁开关信号、轿门锁开关信号。
为了确保采集的信号不影响电梯控制系统的正常工作, 信号采集一般采用并联引出法, 即各控制从站的PCC除了执行对本台电梯的运行控制外, 还负责采集本台电梯的运行信号、层楼信号、安全回路信号。因为电梯控制系统的输入和输出都是数字量信号,其信号采集不需要专用的A/D 转换信号采集装置, 而是可以通过PCC 远程扩展主站模块和各个PCC 远程扩展从站的通信, 由PCC主站通过软件控制程序读取各个PCC 从站I/O 模块的状态来完成故障信号的数据采集。
5 结论
将PCC - 可编程计算机控制器这一自动化产品的新锐应用于电梯控制, PCC 从站和主站和本地用户终端计算机之间通过CAN总线技术进行数据通信, 利用互联网通信技术将远程控制计算机和本地用户终端连接从而实现对PCC 控制电梯的远程监控,在线掌握电梯的运行情况, 实时在线检测电梯运行故障, 确保电梯安全运行, 是现代楼宇智能化的发展要求。
科学技术的飞跃发展给当前工业自动化带来了革命性的变革，传统的依靠继电器和分离的电子线路来实现的系统控制方法已经远远不能满足控制要求。PLC控制技术应运而生，这使得全世界的工业控制技术得到质的飞跃。其单纯的逻辑顺序控制功能以及控制过程中的不透明性在某些领域还存在缺陷。 为此，本文提出了以B&R为下位机的控制系统和上位机采用组态王进行组态的新的人工模拟降雨系统设计思路，这大大**了控制过程中的稳定性、监控性和有效性，很好地解决了问题。
1 人工降雨器简介
本标准径流场人工模拟降雨系统建在自然坡面上，高约10m,96个X型下喷式喷头均匀分布在20m×5m的范围内，其喷头由四组不同喷嘴孔径组合而成，分为24组，分别由24个电磁阀控制其开闭；供水管道上设置一台电动**调节阀和一块压力表，通过调节**调节阀的开度控制管道**并显示当前管道压力。
通过对人工降雨供水管道**以及对人工降雨喷头的控制，实现不同强度、分布和历时的人工降雨模拟过程；并由该系统提供实时准确而有效的原始数据，对不同降雨强度、不同降雨历时和不期土壤含水量对土壤下渗的影响及降雨时土壤水分运动规律等进行模拟研究，这一系统的实施必将有助于径流研究的发展。
2 系统硬件构成
2.1可编程计算机控制器(PCC)介绍。可编程计算机控制器（Programmable ComputerController简称PCC）是奥地利贝加莱（B&R）自动化公司于1994年在工控界提出的。它将工业控制计算机（IPC）与常规可编程控制器（PLC）的特点结合起来。无论是从内部的硬件功能，还是从外部的编程、开发环境的简便而言，它都比常规可编程控制器PLC有较大进步。PCC的硬件和软件具有如下特点：
2.1.1CPU模块采用多处理器结构。
2.1.2定性的分时多任务操作系统。
2.1.3模块式结构，系统配置灵活，便于安装。
2.1.4较大的程序存储空间。
2.1.5编程语言化。
2.2系统的组成和功能。根据人工模拟降雨控制系统的特点， 该控制系统采用研华工控计算机作为上位机，B&RPCC-2003系列模块作为下位机。上位机采用IPC2000 安装了B&R Automation StudioV2.40操作系统；下位机采 用高性能的可编程计算机控制器B&RPCC-2003系列的CPU474，模拟量输入模块AI774，模拟量输出模块AO352，数字量混合模块DM465等；上(下)位机的通讯采用CAN 总线或RS232总线。
系统硬件构成如图1所示：
图1系统硬件构成
整个系统采用二级分布式上、下位机结构，上位机系统的人机界面可全线监控，具备压力状态显示、动画模拟降雨，管道泵、电磁阀、**调节阀开度控制及显示等功能。 下位机由B&R2003系列可编程计算机控制器构成，CPU模块与上位机进行通讯并监控现场设备；模拟量输入模块AI774与压力表和**调节阀相接来显示压力和调节阀开度；模拟量输出模块AO352与**调节阀相接来控制调节阀的开度；数字量混合模块DM465的输出功能用来控制管道泵和电磁阀的开启。
3 系统软件设计
根据控制系统的要求，我们编制了系统控制软件，它主要由上位机组态软件和下位机控制软件构成。
3.1上位机组态软件设计。上位机组态软件的开发平台选用北京亚控公司的组态王6.0(Kingview6.0)软件,组态王软件是随着对工业自动化的要求越来越高,以及大量控制设备和过程监控装置之间的通讯的需要,为实现监控和数据采集系统而开发,运行在bbbbbbs9X/2000/NT上的一种组态软件。
组态王6.0软件具有完备的工业图形库，如阀门、管道、模拟传统显示仪表等，使操作画面更贴切用户，装置工艺流程、设备运行状态一目了然，**用户操作的安全性和可靠性。
系统的监控界面主要包括：操作界面、模拟降雨大厅界面、调节阀调节界面、组合方式设定界面、电磁阀组合界面等。操作界面用来在手动方式下监控管道泵和电磁阀的开启、调节阀的开度和管道的压力；模拟降雨大厅界面用来模拟降雨并具有监视现场设备工作运行情况的功能；调节阀调节界面具有调节其开度并显示的功能；组合方式界面和电磁阀组合界面用于组合方式下，其中组合方式界面用来设定降雨时间和调节阀开度以及时间段的选择；电磁阀组合界面用来控制电磁阀的开启。
3.2下位机控制软件设计。下位机控制软件利用贝加莱工业自动化公司的AutomationStudio（AS）编程软件，Automation Studio支持梯形图、指令表、结构文本、顺序功能图、AutomationBasic、标准C语言等6种的标准的开发语言；用户根据需要可以在同一个项目中选择一种或多种语言进行编程。编程环境中包含丰富的函数库及功能块， 根据需要可直接调用，大大减轻了开发人员的工作量。
下位机控制机软件设计主要包括上、下位机通讯，手动方式和组合方式等任务模块，其中手动方式和组合方式流程图分别如图2、图3所示。
图2 手动方式流程图 图3 组合方式流程图
4 结语
本文研究的以PCC为核心的人工模拟降雨控制系统于2004年10月成功地用于黄河水土保持西峰治理监督局南小河沟流域湫沟试验区，运行情况表明，系统的可靠性高，运行组态灵活，具有高度的适应性。