摘要:從工程實際出發，分析了國內外電梯監控系統的基本現狀，結合計算機組態技術，提出了基于MCGS工控組態軟件設計電梯監控系統的方案。該系統應用計算機構建動畫，模擬電梯運行，直接、直觀、準確地反映電梯的實際運行狀態。及時對電梯系統中的故障進行報警，分析判斷故障原因，并可通過計算機直接控制電梯的運行。

引言

隨著城市化進程的加速，電梯已成為人們日常生活中不可缺少的交通工具，其運行的可靠性也成為人們關注的焦點，所以開發和研制電梯監控系統具有十分重要的現實意義。電梯監控的目的在于以最少的人員配備來加強對電梯的管理，提供較為直觀、清晰、準確的電梯運行狀態，進而為維修和故障診斷提供多方面的可能性，充分提高系統的工作效率。本文從工程實際出發，全面分析國內外電梯監控系統的基本現狀，結合計算機組態技術，提出了基于MCGS工控組態軟件設計電梯監控系統的方案，系統應用網絡通過計算機的串行口采集電梯的實時數據，應用計算機構建動畫模擬電梯運行，直接、直觀、準確地反映電梯的實際運行狀態。及時對電梯系統中的故障進行報警，分析判斷故障原因，并可通過計算機直接控制電梯的運行。

1 系統的總體設計

圖1所示為系統整體框圖，圖中主控計算機通過RS-232/485轉換器與多個PLC相連，每個PLC分別賦子各自的地址以識別身份，這樣上位機就能通過485通信線與掛在下面的所有PLC(下位機)進行串口通信，實現對電梯的分布式控制。

圖1系統整體構架框圖

2 開發環境

系統上位機監控部分應用MCGS(MonitorandControlSystem)組態軟件來實現。MCGS是一套基于Windows平臺用于快速構造和生成上位機監控系統的組態軟件系統。MCGS為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發平臺，能夠完成現場數據采集、事實和歷史數據處理、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出等功能。MCGS軟件系統包括組態環境和運行環境兩個部分。組態環境相當于一套完整的工具軟件，幫助用戶設計和構造自己的應用系統。運行環境則按照組態環境中構造的組態工程，以用戶指定的方式運行，并進行各種處理，完成用戶組態設計的目標和功能。運行環境本身沒有任何意義，必須與組態結果數據庫一起才能構成用戶應用系統。一旦組態工作完成，運行環境和組態結果數據庫就可以離開組態環境而獨立運行在監控計算機上。MCGS組態運行環境見圖2所示。

圖2MCGS組態運行環境

3 電梯的監控分析

PLC能實時地采集電梯運行狀態參數，如指令、召喚、運行方式、開關門信號等;動態顯示電梯的運行狀態，如方向、位置、開關門、平層等;及時進行故障分析判斷，提示和告知維修人員，同時進行應急處理。

4 設計過程

(1)制作監控界面。值得注意的是在此過程中建立了16個電梯監控畫面，這是為了達到實時監控的目的，因為在剛進入運行環境后，電梯各自可能處在任意樓層，這16個窗口將電梯的可能初始畫面一一列舉，在開始進入運行環境后，只須根據具體的條件調用畫面即可。

(2)建立實時數據庫。實時數據庫是MCGS系統的核心，是工程各個部分的數據交換與處理中心，它將MCGS工程的各個部分連接成一個有機的整體。在此過程中將電梯對應的各種內呼、外呼信號定義出來，以便屬性設置和編程時使用。

(3)進行畫面屬性設置。將實時數據庫中定義的各種開關型或數值型變量和監控畫面中相對應的按鈕、指示燈等相連接起來，以便能使動畫按照要求動起來。

(4)與PLC進行通信。在設備窗口中選用COM口編程協議建立設備通道，將實時數據庫中定義的各種變量與PLC中相對應的I/0分配相對應起來，通過讀寫PLC中的信號來實現監控。這是整個過程中最關鍵和最重要的部分。

(5)報警分析。報警分析是電梯監控系統的一個重要環節。電梯在運行過程中可能出現各種各樣的故障，這時監控系統要能檢測出故障類型并組織報警。系統涉及到的報警情況主要有:①電梯由于某種原因沒有在平層停止，處理方法是使電梯上行或下行到就近的平層停止;②電梯不能正常開、關門，就是電梯在運行到指定的平層后，門無法正常關閉，這時通過故障檢測通知相關人員進行維修;③電梯運行超過了上行或下行限位，處理方法是使電梯初始化到1層平層;④電梯轎廂內出現超載現象，這時伴隨有鈴聲來告知用戶。此外，在電梯轎廂內還有應急按鈕，當電梯出現意外故障時，用戶可按下按鈕來告知監控系統，以便盡快進行維修。

(6)完成腳本程序的編制。腳本程序包括電梯門控部分、轎廂上行或下行部分、進入運行環境調用畫面部分和報警部分。

5 系統調試

(1)監控系統脫機調試

在制作完監控界面以后，首先要進行的是脫機調試，使電梯能夠響應內呼或外呼信號，根據不同的信號上行或下行，電梯門適時開與關。這需要很好的編程技巧，熟練掌握MCGS腳本程序的編程環境和編程語句。要確保電梯很好地動起來，首先動畫界面屬性要設置的完全正確，并且和實時數據庫里的數據變量對應起來，然后通過腳本程序來控制畫面的運行。由于會遇到并聯或群控電梯的監控系統，要考慮到電梯運行時的各種情況，還要考慮到很多因素，比如信號的重疊。在開始時會遇到這樣的問題，當按下電梯1一層內呼信號后，電梯1開門，之后再按下電梯1二層內呼信號后，電梯上升到二層，可馬上又回到一層，電梯就始終在一、二層之問運行，這是由于一層信號沒有清零的緣故。由于兩部電梯的信號很多，要同時綜合考慮各種情況，使所有信號都不沖突。

(2)與PLC通信調試

在進行完最初的畫面運行之后，開始進行與PLC之問的通信調試。首先是選擇串口通信父設備，進行各種屬性設置，之后選擇PLC設備，建立輸入、輸出寄存器，進行通道的連接。在連接過程中遇到了很多問題，如在將各種通道值設置好后，通信標志位始終顯示為1，這說明沒有和PLC通信上，如果通信成功，通信標志位應該顯示為0，經過多次測試，最終解決了此問題。隨后是多部電梯的通信問題，雖然是同樣的設置，但只有一部電梯可以正常地通信，經分析研究表明PLC編程協議選擇的對象是錯誤的，因為PLC的編程口是一對一通信，而COM口才是一對多通信，經過努力終于完成了多臺PLC的同時通信。最后就是監控與控制PLC的運行，這時只需要選擇正確的信號作為編程的對象就可以了，不過選擇信號也需要一定的經驗，否則程序不能做到簡單而實用。

6 結論

MCGS組態軟件功能強大，操作簡單，易學易用，普通工程人員經過短時間的培訓就能迅速掌握多數工程項目的設計和運行操作。本文作者創新點:能夠在上位機由MCGS組態的監控界面上觀察到電梯的運行動態曲線，它可以實時地反映出電梯的運行狀況及其運行舒適感等動態信息，并可預先分析出電梯潛在的故障隱患，工程人員就可集中精力去解決工程問題本身。所以說，研制電梯遠程監控系統是具有很重要的現實意義。