电子论文-虚拟电梯系统中的plc通讯技术设计

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1、虚拟电梯系统中的PLC通讯技术设计朱晓东曾庆山冯冬青(郑州大学电气工程学院郑州450002Email:zhu_xd@zzu.edu.cn)摘要：介绍了虚拟电梯的概念和功能以及通讯技术，设计了通讯中可扩展的协议格式，分析了虚拟电梯系统的通讯过程，利用VB语言和西门子S7－200PLC梯形图开发设计通讯程序，实现了计算机与PLC之间的实时通讯，并成功应用到了多部电梯的虚拟电梯系统中。关键词：虚拟电梯;PLC；通讯协议；VB中图分类号：TP15文献表示码：A和并道，其右侧为轿箱门和内外呼叫信号以及显0．引言示搂层信号，上部为电梯的运行状态。通过菜单随着计算机技术的发展，人们逐渐通过计算的设置，可以配

2、置电梯的数量、搂层数、电梯的机软件来模拟实际的物理模型。“虚拟模型”就是运行方式（自动、司机、消防和检修等方式）。以计算机技术为基础，数字接口技术为支持，对系统的硬件主要是计算机、西门子S7－200模型进行研究和利用。虚拟电梯系统是指将计算型PLC和通讯电缆。系统的工作过程为：:通过机和PLC控制虚拟成一台实际运行的电梯，计算设置运行状态以及点击仿真界面上的按钮，使计机通过动画显示电梯的轿厢和井道并模拟电梯的计算机虚拟PLC电运行，同时将信号传送到PLC控制器。PLC控制通讯电梯仿真界梯控制器运行电梯控制程序，通过通讯程序将控制结果程序面程序传回计算机，计算机上的虚拟电梯根据控制信号来进行电梯

3、的运行和信号的指示，从而模拟电梯图1虚拟电梯系统组成的运行过程，并能模拟实际电梯的各种运行状态Fig1thestructureofvirtualelevatorsystem和故障状态。算机将虚拟电梯的信号通过通讯程序发送给与传统的物理模型电梯相比，虚拟电梯具有PLC，PLC根据接收到的信息，运行电梯控制程以下优点：序，并将控制程序的控制信号发送给计算机，计（1）成本低，使用方便，便于自行设计开发电梯的控制功能。（2）虚拟电梯可以作为电梯操作人员的培训软件，熟悉电梯正常的运行规律和各种控制信号的功能。虚拟电梯设置灵活，楼层数、梯速和电梯数量都可以改变，而实际物理模型都是不可更改的。（3）虚拟电梯

4、可以作为PLC控制器的控制对象，对实际电梯控制系统的PLC控制程序及功能进行调试和完善。因此虚拟电梯技术为开发电梯控制系统以及电梯操作人员的培训提供了良好的应用前图2虚拟电梯仿真界面景。Fig.2interfaceofvirtualelevator1．虚拟电梯系统的结构及原理算机则通过相应的解释程序，一方面将运行状态显示在仿真界面上，另一方面控制虚拟电梯动画虚拟电梯控制系统由PLC电梯控制程序、模块的动作，从而达到虚拟电梯控制的目的。计系统通信程序和虚拟电梯仿真界面三部分构成。算机中的软件采用VB编程，通讯方式采用串口如图1所示。虚拟电梯仿真界面如图2所示，这通讯。是两个电梯的群控，画面对称地

5、分为左右两个电梯系统。以左梯为例，左侧模拟虚拟电梯的轿厢2．通讯协议格式设计基金项目：河南省自然科学基金项目资助（0511010800）作者简介：朱晓东（1970.1），男，汉族，讲师，硕士，主要从事计算机控制方面的教学和科研活动。整个系统中将计算机虚拟电梯模型和电梯是外呼方向0为下行，1为上行，2为上下均有呼控制器PLC有机连接起来的就是计算机和PLC叫，另两位表示层数。如数据W005112S则表示的通讯程序。通讯协议就是定义的使计算机与五层有下行呼叫，12层有上行呼叫。PLC能够识别相互之间通讯数据的通讯格式。本平层信号用两位表示。系统中S7-200与计算机间的数据传输，是以正文数据为A、

6、B两梯的数据，其格式相同，“帧”为单位进行的。本系统采用定长的通讯其中A梯数据在前，B梯数据在后。帧，每一帧的格式为：（2）响应字是计算机或PLC接收到数据后开始命令正文校验码结束返回发送方的的响应。用于判断通讯数据是否字符类型数据字符正确。正文包括：当异或校验码正确时用00表定义：示，错误时用11表示。当计算机向PLC发送如1）．开始字符标志着通讯帧的开始，在本系统中前所示状态字后，由PLC返回计算机的响应为：被定义为ASCII码的"@"。@RS00或11校验码#2）．结束字符标志着通讯帧的结束，在本系统中（3）当计算机向PLC发送的数据格式为被定义为ASCII码的"#"。RS22校验码#3

7、）．校验码为正文各数据的异或和，用两个字节表明计算机作为主机，要求PLC传送数据，主的十六进制ASCII码表示。机处于数据接收状态，此时PLC向计算机传送计算机与PLC通信时，为了避免通信中的冲突，的数据帧称为控制字，通过它来控制虚拟电梯采用主从方式，即计算机为主机，PLC为从机。的运行，控制字格式为只有主机才有权主动发送请求报文（或称为请求@CT正文数据校验码#帧)，从机收到后进行校验，若校验正