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电梯的本地监控和远程监控

信息来源:gkong.biz  时间:2010-04-21  浏览次数:104

  作者:岳培劼单位:
  前言
  随着科学技术的迅速发展和人们现代化生活水平的提高,电梯已经步入了人们的生活。为了使人们的生活更加安全、舒适,对电梯的安检工作成为小区物业和电梯生产厂家比较头痛的事情。本文的主要讲述了如何运用计算机控制器、远程终端、现有的GPRS网络和Internet对电梯进行远程和本地的监控,从而使电梯安全的运行。
  现在人们正在使用的电梯的主要的控制核心是可编程与逻辑控制元件,即我们平时所说的PLC。它的编程语言主要是梯形图(LAD)和指令表(STL),控制方式主要是顺序控制。用它编写的程序可读性比较差,而且通信方式也比较单一。
  可编程计算机控制系统(Programmable Logic Controller,简称PCC)是集计算机技术、通信技术、自动控制技术(简称3C技术)为一体的新型工业控制系统。可编程计算机控制系统以极高的可靠性、丰富的编程语言、实用的编程方法、强大的功能、优良的性能、良好的耐恶劣环境的能力而成为工业控制领域中增长速度最迅猛的工业控制设备。
  本文系统的叙述了当今世界上先进的可编程计算机控制器技术和它的编程方法,并用其作为电梯控制的核心模块。
  此外,本文所讲述了如何运用GPRS网络传输数据、控制远端设备的运行、修改远端设备的工作参数;如何运用VB进行上位机软件的设计等等。
  第一章系统方案设计
  1.1可编程计算机控制系统的介绍
  1.1.1贝加莱2003系列的PCC
  可编程计算机控制系统(Programmable Logic Controller,简称PCC)是集计算机技术、通信技术、自动控制技术(简称3C技术)为一体的新型工业控制系统。可编程计算机控制技术从20世纪六十年代诞生以来,经历了可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,简称PLC),可编程控制器(Programmable Controller,简称PC),到今的PCC,均以极高的可靠性、丰富的编程语言、实用的编程方法、强大的功能、优良的性能、良好的耐恶劣环境的能力而成为工业控制领域中增长速度最迅猛的工业控制设备。随着3C技术的迅速发展,新一代的PCC已经能够胜任大型的集散控制和复杂的过程控制。其良好的兼容性、强大的通信功能、优良的适时性、丰富的功能函数、品种繁多的硬件模块、多种编程语言的使用等,使PCC可以适应各种工业控制的需要。
  2003系列的PCC具有以下特点
  (1)具有硬件模块化;
  (2)具有网络功能;
  (3)具有与HMI通信的接口;
  (4)具有工业计算机功能;
  (5)EMC符合EN61131-2;
  (6)可靠的I/O总线协议;
  (7)独立的I/O总线和系统总线;
  (8)一个周期中位或字的处理;
  (9)多I/O总线系统的高性能;
  (10)具有工业强度的端子排。
  PCC的内核是一个强有力的标准系统元件。由于集成了RISC(精简指令计算机)作为外部通信,可以减轻CPU的负担。和串口的通信与主处理器实际操作同时发生,这样可以避免发生在传统控制系统中的通信瓶劲问题。因为PCC与工业计算机相结合,所以PCC在一个周期内可以处理位、字节、字,这样可以提高速度。
  传统控制系统的另一个瓶颈是总线系统,即总线系统要处理所有的数据传送。在B&R2003的PCC中,应用了全新的总线的概念,那就是系统总线和I/O总线的分离。工业计算机所需要的模块(大量的存储控制器、附加的处理器模块、远程主站、网络模块等)运行在系统总线上,很自然的,系统总线也具有多处理器能力。I/O总线的模块主要用于机械或系统接口,例如,数字量和模拟量I/O模块,定位模块,智能I/O处理器等。
  所有的I/O模块都是电气隔离的,并且用EMC(符合EN31131-2)方法进行保护,这样可以屏蔽外部干扰。
  I/O总线的结构和长度是极其灵活的。B&R2003系列可以进行本地或远程I/O扩展,这样,若有必要,I/O模块可以靠近机器或设备按装。
  B&R的PCC都是采用的模块化的设计方法,我们可以根据工程的需要和客户的要求选择不同的模块,进行构建一个不仅符合用户要求,而且还十分经济的工程系统。在本次的设计中主要用到了以下几个模块,其功能如下述:
  1.1.2编程软件的介绍
  与通常的可编程控制器一样,可编程计算机控制器(PCC)也是专门为工业自动控制而开发的装置,其主要使用对象是广大电气技术人员及现场操作人员.
  可编程计算机控制器(PCC)的控制能力是由编程实现的.为了满足PCC使用对象的传统习惯和掌握能力,与通常的可编程控制器的一样,PCC也常常采用面向控制过程,面向问题的简单而控制型语句,直接表达被控对象的动作及输入输出的关系.以往可编程控制器的编程语言有梯形图LAD(Ladder Diagram),指令表IL(Instruction List),结构文本ST(Structure Text),顺序功能图SFC(Sequential Function Chart),B&R Automation Studio以及标准C语言(ANSI C)等,其中梯形图LAD和指令表IL语言目前仍在可编程计算机控制器(PCC)的使用中很流行,而B&R Automation Studio以及标准C语言(ANSI C)由于其强大的功能,得到越来越广泛的应用.
  可编程计算机控制器(PCC)的软件可分为系统软件和应用软件两大类.
  A 系统软件
  可编程计算机控制器的系统软件一般可分为编程器的系统软件和PCC的操作系统两部分.
  B 应用软件
  可编程计算机控制器的应用软件是指用户根据自己的控制要求编写的应用程序,用于完成特定的控制任务.
  分时多任务操作系统:
  模块化的B&R PCC系统的分时多任务操作系统(PCCSW)由操作任务内核和PCC的专用软件包两部分组成.
  (1) 操作系统内核.
  本操作系统内核是一个具有多任务处理能力的标准操作系统,它能完成多任务时间的处理与应用程序的管理等最基本的功能.
  (2) PCC专用软件包
  PCC专用软件包,具有多任务处理能力的操作系统便可以被运用到控制技术中了.PCC专用软件包的组成如下.
  系统管理器:系统管理器根据操作系统时钟每10ms执行一次.
  标准任务层:标准任务层的任务由系统管理器来协调他们的运行.
  高速任务层: 高速任务层的任务由硬件定时器来激发.
  通信软件:通信软件由系统管理器或通信中断激发.
  功能库:功能库可以被系统或应用程序调用.
  系统任务:系统任务由系统或应用程序设置.
  中断任务/例外处理任务: 中断任务/例外处理任务是特殊的任务
  (3) 多任务
  为了使各个PCC任务具有不同的优先级,用户可以将任务设置在不同的任务级别中.用户也可以给每个任务等级设置不同的循环时间.在设置的循环时间内,相应的任务被执行一次.
  用户可以使用两种不同的任务层:标准任务层和高速任务层.
  任务优先级:
  1.2无线通信模块的应用
  在本次设计中我选用了上海英硕自动化公司的数据终端DataFairy.
  1.2.1 GPRS的介绍
  附图2.1所示为GPRS网络的简化模型。GPRS在一个发送实体和一个或多个接收实体之间提供数据传送能力。这些实体可以是移动用户或终端设备,后者被连接到一个GPRS网络或一个外部的数据网络。
  -GPRS是基于现有的GSM网络实现的,需要在现有的GSM网络中增加一些节点:网关GPRS支持节点GGSN(Gateway GPRS Supporting Node)、服务GPRS支持节点SGSN(Serving GPRS Supporting Node)。GGSN在GPRS网络和公用数据网之间起关口站的作用,它可以和多种不同的数据网络连接,如ISDN和LAN等。SGSN记录移动台的当前位置信息,并在移动台和各种数据网络之间完成移动分组数据的发送和接收,为服务区内所有用户提供双向的分组路由。系统共用GSM基站,但基站要进行软件更新,移动台也要采用新的GPRS移动台。GPRS要增加新的移动性管理程序,通过路由器实现GPRS骨干网互联。
  1.3 GPRS数据终端主要功能一览
  1.3.1功能介绍
  数据终端DataFairy的主要功能:
  功能强大
  内嵌了TCP/IP协议栈,既可以作为普通的GPRS modem,通过PC连接Internet,也可以无须PC的拨号网络,用户设备仅仅通过RS232接口与DataFairy相连,就可以轻松与Internet交换数据。
  此外,用户还可以借助于手机、PDA等移动终端,将控制指令透过DataFairy发给用户设备,实现遥控、遥测等
  使用简单
  用户设备通过RS232接口就可轻松实现与Internet交换数据,无须任何其他设备;
  在DataFairy的永远在线模式下,用户只要简单地设置服务器的IP地址、端口号两个参数,DataFairy就可以自动建立起与服务器的通信连接、传输用户数据,并自动完成通信链路的断线检测、断线后的自动重拨,而无须用户设备去关心具体的拨号过程、通信链路管理过程等。
  配置灵活
  DataFairy提供多种工作模式:参数配置模式、永远在线模式、定时传输模式、数据触发模式以及AT命令模式,用户可通过菜单进行配置,也可以由用户软件控制,在不同模式之间切换。
  应用接口丰富
  DataFairy提供了非常灵活的消息接口,用户可以据此实现强大的、特定的功能,此外,用户还可以根据特殊的要求,对消息接口进行扩展。
  支持的协议丰富
  支持PPP,TCP/IP,UDP、SMTP、HTTP、FTP、TFTP、SNMP等协议。
  扩展性强
  DataFairy为用户的应用提供了消息的接口方式,使得用户实现功能扩展非常方便,对于特殊的要求,还可以通过扩展消息来实现。
  1.3.2 DataFairy的技术指标
  下表给出DataFairy的主要技术指标。
  表2.2 主要技术指标
  1.4数据终端的工作原理
  DataFairy内部结构有四个主要部分:内嵌TCP/IP协议栈的CPU系统、GPRS模块、电源系统及外部接口。
  其中,CPU系统完成TCP/IP协议栈、通信链路管理及对GPRS模块的控制,GPRS模块完成与GSM网络的无线通信,电源系统为整个系统供电,外部接口包括RS232、RS485、开关量输入、天线接口及SIM卡接口。
  整个系统组成如图2.3所示。
  1.5数据终端的工作模式
  DataFairy数据终端在设计中充分考虑到用户使用的方便性,提供了常见的外部接口。
  硬件上,提供了两个RS232电平或TTL电平接口与用户串口设备相连;或者1个RS232、1个RS485接口;软件上,提供了灵活、强大的用户消息接口及AT指令集,用户对数据终端的控制手段非常方便、丰富。
  GPRS数据终端DataFairy可工作在5种模式下,分别是:参数配置模式、永远在线模式、定时传输模式、数据触发模式以及AT命令模式,4种模式之间的切换由初始配置选择,或者由用户通过软件控制选择。
  1.6数据终端的工作过程
  如前面所述,GPRS数据终端DataFairy可工作在5种模式:参数设置、AT命令接受、永远在线、定时传输以及数据触发。工作模式的选择是通过初始的配置来确定的。
  当DataFairy工作在永远在线、定时传输及数据触发模式下,必须先进行参数设置才能正常工作。
  如用户不进行参数配置,系统将按照缺省的参数开始工作。
  1.6.1系统的上电启动
  DataFairy上电启动后,首先等待用户是否进入参数设置模式,等待时间为15秒,如用户连续键入3个以上回车,则进入参数配置状态,此时,用户可对相关参数进行设置;如等待15秒后无回车键键入,则转入设定的工作模式。启动过程如图2.5.1 所示:
  图2.5.1数据终端的上电工作过程
  1.6.2数据终端以永远在线模式下工作的工作过程
  1.完成系统参数设置
  必须设置的参数包括:
  ? 要连接的服务器IP地址、端口号;
  ? 短消息中心号码;
  ? 数据终端的ID号;
  可根据需要设置的参数包括:
  ? 用户串口的通信设置;
  ? 接入网络的名称设置;
  ? GPRS用户名、密码设置;
  ? 密码设置(参数配置的密码);
  产品在出厂时,已有缺省参数设置,它们是:
  服务器的IP地址:10.10.10.10
  短消息中心号码:+8613800210500
  数据终端ID:03
  用户串口:9600,8N1
  接入网关名称:CMNET
  进入参数设置的密码:2002
  2.进入永远在线模式
  参数设置好后,DataFairy自动复位、重新启动,然后将开始自动连接网络,自动与服务器建立通信链路。
  当DataFairy与服务器建立起TCP连接后,指示灯DATA开始闪烁,同时,用户也可通过消息接口查询通信链路的连接状态。当链路状态指示“连接OK”时,用户即可进行数据传输。
  当因某种原因造成通信链路断链,DataFairy会自动重拨,直至连接,或自动重拨次数超过预先设置值仍不能连接,发送短消息告警。此时,在服务器端也可以看到通信链路的故障。
  一般而言,如果数据终端正常登录在GSM网络,并且GSM网络开通了GPRS业务,即使有通信断链情况出现,自动重拨总是会连接上的。除非天线等发生故障,此时,就连短消息也发不出了,只好需要人工干预了。
  在永远在线模式下,无论与服务器的通信链路是否建立,都可以收发短消息。
  3.用户数据的处理
  在“永远在线”模式下,DataFairy对用户数据的处理存在下列两种情况:
  第一、完全透明地传输
  在该情况下,DataFairy对用户数据不作任何解析,完全是透明地传送到服务器上。这适合大多数的应用情况;
  第二,对数据进行解析
  在有些应用中,当数据终端处在GPRS连接状态时,用户还需要发送、接受短消息、查询无线信号质量、查询通信链路的状态等等,这时候,就需要DataFairy对用户的数据进行分析,以决定相应的处理。
  由透明传输状态进入数据解析状态,需要用户发送5个“+”的字符串:即“+++++”;由数据解析状态恢复透明传输状态,需要用户发送5个“-”的字符串:即“―――――”。
  举例:
  用户需要在GPRS连接状态下,发送短消息
  操作步骤:
  step1:用户向DataFairy发送 “+++++”;
  step2:用户通过消息接口(在错误!未找到引用源。中定义)向DataFairy发送短消息;
  step3:用户向DataFairy发送 “―――――”;
  注:当通信链路上正在进行数据传输时,无法收发短消息。
  1.7数据终端的硬件接口说明
  DataFairy在硬件接口上作了特别考虑,更适合于各种工业上的应用。对外接口提供有电源、DB9插针、DB15插座三种形式。下面分别给出这三种接口的信号定义。
  (1)DB9插针接口
  DataFairy03提供DB9(插针)作为2路RS232或者1路RS232加1路RS485接口。DB9的定义如下:
  DB9(插针):
  (2)DB15插座接口
  DB15插座上,有如下接口:4路开关量输入、4路开关量输出以及语音接口,另外,电源也可以通过DB15提供。
  (3)电源输入
  可输入9V ~ 40V DC。
  (4)天线接口
  由厂家提供专用的转接线连接到标准的天线接口,转接线须弯曲后固定,避免受力。为保证良好的无线通信性能,建议采用双频(900/1800MHz)吸顶天线。
  1.8数据终端的参数配置菜单的操作
  1.8.1数据终端的物理连接
  串口B(插针P1)连线,见表4.1。
  表4.1 参数配置物理连接
  通信设置(缺省设置):
  9600bps,8位数据位,1位停止位,无校验位。
  参数配置软件:
  无须特殊的配置软件,通过超级终端即可。
  1.8.2操作说明
  注:每次操作均以回车键结束。
  打开超级终端,设置串口为9600- 8- N-1,在“文件/属性/设置/ASCII码设置”中选中“回显本地”。
  1、 进入配置菜单
  操作:上电后15秒内,连续输入3个回车键,进入系统配置菜单。
  屏幕显示:
  DataFairy Controller
  Copyright 2002 -2003 All Rights Reserved
  Shanghai Ensure Automation Technology Co., Ltd
  Please input password:
  >
  此时输入口令,回车(系统初始口令为2002,用户可以修改该口令)
  屏幕显示:
  DataFairy Controller Main Menu
  1 Setup Network
  2 Setup Serial Port
  3 Set Controller ID
  4 Set Password
  5 Show Type and Version
  6 Show all settings
  7 Factory Default
  8 Save and Exit
  9 Exit without Save
  >
  2、菜单功能说明
  (1)使改动生效
  在主菜单中选择9:Save and Exit,新的参数就会立即生效。
  (2)返回上级菜单
  在命令提示符“>”下,键入回车键即可返回上级菜单。
  (3)设置Network
  输入1 回车,屏幕显示
  DataFairy Set Network menu
  1 Set server IP address
  2 Set server port number
  3 Set GPRS access name
  4 Set short message centre number
  >
  输入1 回车,屏幕显示
  DataFairy Set IP and Mask menu
  1 Set IP
  2 Set Mask
  >
  输入1 回车 ,屏幕显示
  DataFairy set My IP Address menu
  Current IP Address is: 10.10.10.168
  >
  在此种状态下键入新的IP地址,(注意IP地址格式必须与显示的格式一样,否则系统会提示输入错)
  (4)设置Controller ID
  先返回主菜单(输入口令登录后或者键入回车键返回上级菜单均可进入主菜单)
  输入2 回车,屏幕显示:
  DataFairy Set Controller menu
  Current ID is: 03
  Please Input new ID
  >
  输入新的值 回车(需在主菜单中选择保存才生效,ID值范围:1 ~ 255。
  (5)设置串口通讯参数
  返回主菜单,输入4 回车,屏幕显示:
  DataFairy Set SerialPort menu
  1 Set COMA
  2 Set COMB
  3 Set COMC
  4 Set COMD
  >
  输入 1 回车,屏幕显示:
  DataFairy Set Serial port menu
  DataBit:7,8
  Parity :O(Odd),E(Even),N(No),S(Space),M(Mark)
  StopBit:1,2
  Current COMA: 2400-8-N-1
  >
  输入新的参数 回车即可,
  注:参数中间需要用”-”分开,
  其中波特率取值为:(具体配置视实际需要而定)
  300,600,1200,2400,4800,9600,19200,38400,57600,115200
  数据位:8,7
  校验:O(Odd),E(Even),N(No),S(Space),M(Mark)(不区分大小写)
  停止位:1,2
  (6)修改登录口令
  在主菜单下输入5 回车,屏幕显示:
  DataFairy Set Password
  >
  输入新的口令,回车。(口令必须小于8位)屏幕显示:
  Please input confirm password
  >
  重新输入确认口令 回车,即可
  (7)显示当前版本号及设备类型
  在主菜单输入6 回车,屏幕显示:
  DataFairy Current Type and Version:
  Type: DataFairy
  Version : 2.03
  >
  (8)显示所有设置
  在主菜单状态下输入 5 回车 屏幕将会显示当前所有配置
  (9)工厂默认值
  在主菜单下输入6回车,系统将会使用工厂默认值来设置系统。
  (10)保存并退出(此时改动将生效)
  在主菜单状态下输入7 回车,屏幕显示
  DataFairy Goodbye!
  All setting have been saved
  (11)不保存并退出
  在主菜单状态下输入8 回车,屏幕显示
  DataFairy Goodbye!
  Exit without save
  此时,改动的参数没有生效。
  1.9用户串口连接指示灯说明
  1.9.1串口连接
  DataFairy提供2路RS232串口供用户使用,即:串口B、串口C,均为三线制,可同时接驳两台设备,并且串口C还可以作为RS485使用。
  串口可独立地进行配置,如:波特率、数据位、停止位等,可通过参数配置菜单进行,支持的速率(bps)包括:1200,2400,4800,9600,19200,57600,115200。
  串口B、C的信号定义见第4章“硬件接口说明”。
  1.9.2指示灯含义和常见故障现象
  DataFairy外壳上有3个指示灯,根据其亮或者灭,可初步判断数据终端的工作状态。
  表6.2 指示灯说明
  1.10本次设计中数据终端的设置和说明
  在这次设计中数据终端是与PCC的扩展RS232口相连的,因此数据终端的设置为:9600,N,8,1;无校验位。数据终端的工作模式选为永远在线。此时用户发送的数据对数据终端来说是透明的,数据终端不关心用户所发送的数据的内容。数据终端在与上位机建立连接后就根据下位机和上位机的要求发送或接收数据。它在本次设计中只起到媒介的作用。
  第二章 系统的硬件设计
  2.1系统的原理图
  本系统的控制核心是贝加莱2003系列的PCC。PCC根据电梯外部和内部的上升或下降要求,控制电梯上行或下行。PCC通过本身自带的RS232口与本地计算机相连,把电梯的状态发送到本地计算机上。此外,通过2003系列的PCC的扩展口,我扩展了一个RS232口与GPRS远程终端相连,把电梯的运行状态通过GPRS终端发送到连接在Internet网络上的计算机。这样就可以实现本地和远程的监控。
  2.2电梯的概要设计
  2.2.1电梯的控制设计
  1 梯的运动分析
  电梯的运行遵循了方向优先的原则,无论是在上行,还是在下行的过程中,电梯只会响应向上或向下的一种按钮,例如,在上行过程中,电梯只会响应每个楼层的向上请求的按钮,当向上的请求全部响应完毕后,电梯才回响应向下请求的按钮。
  此外,轿箱里的按钮在电梯的运行过程中起着很重要的作用,它代表着使用者的最终目的地。因此在设计时对轿箱按钮,应单独的考虑。
  在电梯运行过程中,楼层的向上按钮、向下按钮和轿箱内的按钮,优先级都是相同的,电梯对他们的响应应符合电梯现在的运行状态。只有当电梯静止且没有任何动作时,才会根据向上、向下和轿箱按钮的按动的先后响应。
  2 电梯的状态图
  电梯的状态图如1-1所示。
  可编程计算机控制器(PCC)在上电后,首先检查电梯所在位置,判断此层有无向上的请求,即有无向上按钮或轿箱的本层按钮按下,如果没有,则检测上层有无向上、向下或轿箱的高层按钮按下,有则进入上行状态。上行状态又分为响应上层或轿箱内向上请求的上行和响应上层下降请求的上行。当电梯处于响应上层的下降请求的上行时,电梯的目的地址是最高层的下降按钮,当电梯在响应下降的上行过程中,高层有上升要求,电梯则跳入响应上升要求的上行状态中。当上层的上升要求和轿箱内的上升要求都响应完后在转入响应下降的上升状态。电梯轿箱中有向上要求或上层有上升要求时,电梯直接进入响应上升的状态。当所有上升要求(轿箱内、高层上升要求、高层的下降要求)都响应完毕后,电梯转入扫描下层要求。当下层有下降要求或轿箱内有下降要求时电梯进入下降状态,直至响应完毕。当下层无下降要求,但有上升要求时,电梯进入响应上升的下降状态 。电梯处于响应上升的下降时,他的最终目标地址是最底的一层的上升要求,当电梯扫描到下层有下降要求时,就会从响应上升的下降状态跳入到响应下降的下降状态。当所有的下降要求都响应完毕后,电梯再进入响应上升的下降状态。
  这个电梯程序在编写过程中遵循了上行优先的原则。这是指电梯处于“空闲”状态时的判断;当电梯处于上行时,响应上升按钮、轿箱内的上升要求或响应高层的下降按钮为先;当电梯处于下降过程中时,即电梯处于下行中时,响应向下按钮、轿箱内的下降要求或下层上升要求为先。
  2.2.2电梯中用到的串口发送的报文的格式
  1 通信格式
  A:上位机发送格式
  B:PLC发送格式
  2 格式说明
  A: 本地上位机格式说明
  0代表没有按钮按下,1代表有按钮按下
  以UP1-4层按钮为例
  发送0000 0000:1-4层没有向上按钮按下
  发送0000 0001:1-4层中一层向上按钮按下
  发送0000 0010:1-4层中二层向上按钮按下
  发送0000 0011:1-4层中一、二层向上按钮按下
  发送0000 0100:1-4层中三层向上按钮按下
  发送0000 0101:1-4层中一、三层向上按钮按下
  发送0000 0110:1-4层中二、三层向上按钮按下
  发送0000 0111:1-4层中一、二、三层向上按钮按下
  发送0000 1000:1-4层中四层向上按钮按下
  发送0000 1001:1-4层中一、四层向上按钮按下
  发送0000 1010:1-4层中二、四层向上按钮按下
  发送0000 1011:1-4层中一、二、四层向上按钮按下
  发送0000 1100:1-4层中三、四层向上按钮按下
  发送0000 1101:1-4层中一、三、四层向上按钮按下
  发送0000 1110:1-4层中二、三、四层向上按钮按下
  发送0000 1111:1-4层中全部向上按钮按下
  其它格式的说明如上
  注:在电梯中共有9个up和down按钮,在发送的帧数据中up10和down1为零
  B:远端上位机格式说明
  基本格式如上所述。需注意的是报文发送的第一个字节为远端对下位机的操作的功能说明:0000 0001:读电梯的状态
  0000 0002:写电梯的状态
  0000 0003:下位机定时发送电梯的状态
  0000 0004:下位机停止发送
  C:PLC发送格式说明
  格式说明如上。
  注:PLC发送的报文中的Arrival项是代表电梯目前所在的楼层
  CW和RCW项是代表电机的正反转状态:
  0:为电机停止,即电梯处于停止状态
  1:为电机正转,即为电梯处于上升状态
  2:为电机反转,即为电梯处于下降状态
  2.3 上位机的编写语言的选择
  由于本次设计中上位机不仅要用到串口,而且还要使用Internet网络,所以我选用了VB6.0来编写上位机软件,它有很多优点,下面我将详细介绍。
  2.4 VB6.0的介绍
  Visual Basic是功能强大的Windows环境下的编程语言,它简单易学的特点及可视化程序设计设计的机制使编程工作变的轻松愉快。使用Visual Basic6.0的另外一个优势在于它对风格的继承,它可以实现与Windows相同的界面,制作一样的动画,图标工具,这使它成为开发Windows应用软件首选编程语言的原因之一。
  Visual Basic6.0不仅设计窗体界面简单,它的编程语言也非常易学。在代码设计时能够尽量给出对象的属性、方法、事件的提示,使编程者通过选择来使用它们,从而在很短的时间内就可以掌握编程方法,不必死记硬背繁琐的内容,这是其他语言所不及的。
  Visual Basic6.0里有大量的控件供用户使用,极大的方便了用户编写程序。此外,用Visual Basic6.0编写程序时,还可以调用大量的API函数,从而使用户的软件更加完美、可靠性更高。
  2.5 本地上位机软件的设计
  因为本地上位机是通过串口与下位机PCC相连的,所以本地上位机软件中用到了MSCOMM这个控件。
  2.5.1 MSCOMM控件的介绍
  1 MSCOMM控件的通讯方式
  MSComm 控件通过串行端口传输和接收数据,为应用程序提供串行通讯功能。MSComm控件在串口编程时非常方便,程序员不必去花时间去了解较为复杂的API函数,而且在VC、VB、Delphi等语言中均可使用。 Microsoft Communications Control(以下简称MSComm)是Microsoft公司提供的简化Windows下串行通信编程的ActiveX控件,它为应用程序提供了通过串行接口收发数据的简便方法。具体的来说,它提供了两种处理通信问题的方法:一是事件驱动(Event-driven)方法,一是查询法。
  A:MSComm控件两种处理通讯的方式
  MSComm控件提供下列两种处理通讯的方式:事件驱动方式和查询方式。
  事件驱动方式:
  事件驱动通讯是处理串行端口交互作用的一种非常有效的方法。在许多情况下,在事件发生时需要得到通知,例如,在串口接收缓冲区中有字符,或者 Carrier Detect (CD) 或 Request To Send (RTS) 线上一个字符到达或一个变化发生时。在这些情况下,可以利用 MSComm 控件的 OnComm 事件捕获并处理这些通讯事件。OnComm 事件还可以检查和处理通讯错误。所有通讯事件和通讯错误的列表,参阅 CommEvent 属性。在编程过程中,就可以在OnComm事件处理函数中加入自己的处理代码。这种方法的优点是程序响应及时,可靠性高。每个MSComm 控件对应着一个串行端口。如果应用程序需要访问多个串行端口,必须使用多个 MSComm 控件。
  查询方式:
  查询方式实质上还是事件驱动,但在有些情况下,这种方式显得更为便捷。在程序的每个关键功能之后,可以通过检查 CommEvent 属性的值来查询事件和错误。如果应用程序较小,并且是自保持的,这种方法可能是更可取的。例如,如果写一个简单的电话拨号程序,则没有必要对每接收一个字符都产生事件,因为唯一等待接收的字符是调制解调器的“确定”响应。
  2 MSCOMM控件的常用属性
  MSComm 控件有很多重要的属性,但首先必须熟悉几个属性。
  CommPort 设置并返回通讯端口号。
  Settings 以字符串的形式设置并返回波特率、奇偶校验、数据
  位、停止位。
  PortOpen 设置并返回通讯端口的状态。也可以打开和关闭端口。
  Input 从接收缓冲区返回和删除字符。
  Output 向传输缓冲区写一个字符串。
  2.5.2本地上位机软件的详细设计
  1:界面的设计
  2.6远程上位机界面的设计
  2.6.1 winsock控件的介绍
  Winsock控件,提供了访问TCP和UDP网络服务的方便途径。你只需通过设置控件的属性并调用其方法就可轻易连接到一台远程计算机中,并且还可以双向交换数据,而这一切都不需你了解TCP的细节或调用低级的Winsock APIs。
  Winsock控件可以使用两种协议:TCP协议和UDP协议,下面来分别介绍。
  TCP协议即数据传输协议,它允许创建和维护与远程计算机的连接,使其彼此可以进行数据传输。利用TCP协议通讯必须分别建立客户应用程序和服务器应用程序。
  在创建客户应用程序时,必须知道服务器计算机名或其IP地址(存于RemoteHost属性)、及服务器计算机进行侦听的端口(存于RemotePort属性),然后调用Connect方法。
  创建服务器应用程序时,就应相应设置一个侦听端口(LocalPort属性)并调用listen方法。当客户机需要连接时(connect),就会发生ConnectionRequest事件。为了完成连接,你可以在ConnectionRequest事件中调用Accept方法。建立连接后,任何一方计算机都可以发送、接收对方数据。如果你要发送数据,需调用SendData方法。当接收到数据时,会发生DataArrival事件,调用DataArrival事件中的GetData方法就可以获得对方传送的数据。
  2.6.2 Winsock控件的属性
  ①Protocol=0 //使用TCP协议;
  ②RemoteHost //准备连接远程机的IP地址
  ③RemotePort //连接远程机的IP端口号 (1024—65535之间)
  ④LocalPort //本地机监听IP端口号必须与呼叫机端口号相同
  2.6.3 Winsock控件的方法
  ①connect //申请连接远程机
  ②listen //设置监听
  ③accept //建立实际连接
  ④senddata //发送数据
  ⑤getdata //接收数据
  ⑥close //关闭连接
  2.6.4 Winsock控件的事件
  ①connectionrequest //一方请求连接时另一方产生
  ②connect //一方机接受连接时另一方产生
  ③close //一方机关闭连接时另一方产生
  ④dataArrival //一方发送数据另一方产生
  ⑤error //请求连接失败时产生
  结论
  电梯的本地和远程监控这个设计主要是通过PCC来实现电梯的逻辑控制,然后通过本地或远程计算机对其进行监控。为了实现开始时设想的系统功能,我作了大量的工作,归纳起来可以分为以下几步:
  1:资料的查找,主要是查找一些设计的思路、硬件的功能说明和一些编程的算法。
  2:系统的搭建。这一步主要是对系统要实现的各个功能的分类,从而能更详尽的画出原理图。
  3:画状态图。把系统的各个状态和它们之间的转换换关系以图表的形式画出,为下一步的编码作好准备。
  4:编码。根据上步得出的状态图编码。
  5:测试。
  经过两个月的设计,我的这个设计也已经基本完成。开始设想的功能都得以实现。主要的功能是:电梯的逻辑控制、本地数据的监控、远程数据的监控。本系统运行后,操作人员可以通过本地计算机控制电梯的运行,在危机时刻(如火灾)可以通过此系统迅速疏导人员。另外,远程监控功能可以为电梯厂家提供电梯可靠的运行数据,可以通过电梯的运行状态数据得出电梯的故障。
  由于时间比较紧张,本系统还有一定的功能没有进行考虑,当多台电梯进行向远程终端传送数据时,由于在设计时只开放了一个端口,且一个端口可以建立50个连接,这就出现了一个数据存储杂乱的现象,当多个下位机发送数据给远程上位机时,上位机会把所有的数据存储在一个文件中,存储的次序与接受的时间有关,从而导致存储数据比较乱。
  参考文献
  1. 齐蓉. 可编程计算机控制器原理及其应用. 西安:西北工业大学出版社
  2.郭振波. Visual Basic6.0 . 北京:人民邮电出版社
  3.B&R 2003产品手册
  4.上海英硕自动化科技有限公司DataFariry手册
  5.北京博控自动化有限公司 RCM2300手册

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