1  引言
                
　　随着高层和智能化建筑不断出现，人们对电梯服务质量提出了越来越高的要求，单台电梯往往不能满足建筑内的运行需求，需要合理安装多台电梯。安装在一起的多台电梯要求每台电梯的控制系统相互联动，且具有监控系统。但是现有的监控系统多数都是在电梯轿厢里安装摄像头，仅仅是对电梯运行的简单的监视。这样就产生了一个如何使多电梯运行系统的响应时间最短、运行最节能的问题。
                
　　目前解决多电梯运行问题的一个趋势是利用现有比较成熟的底层组网技术，如can总线，将各个电梯进行组网。然后，将can总线与上位机(如pc机)相连接，在上位机上实时监视各个电梯的运行状态，利用上位机强大的信息处理能力，对电梯运行状态进行实时监测与分析，实现电梯的远程控制，提高电梯系统服务质量和服务效率，体现多电梯系统的候梯时间最短，运行效率最高等优点。
                
　　本文设计一种高可靠性的电梯群控系统二级监控网络，在现场控制级将电梯各个部分如电梯现在所处层数、电梯外部响应、电梯开关门状况等的主要参数采集并通过can总线发送到服务器；在远程监控级，用户可以通过局域网或internet远程监控电梯现场，使电梯的运行与管理实现网络化，解决多电梯系统的运行效率问题。
            
        2  can总线技术
                
　　can(controller area network)即控制器局域网是国际上应用最广泛的现场总线之一。它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，位速率可高达1mbps，具有现场总线开放式、数字式、多点通信的特点。由于can具有高可靠性和实用性，应用范围遍及从高速网络到低成本的多线路网络，可以应用在汽车控制系统，自动化电子领域中的各种部件(传感器、灯光，执行机构等)与主机连接组成 can 网络。同时，在其它领域的应用也越来越广泛[1]。
                
　　can总线的通信网络，与其他通信网络的不同之处有两点：一是报文传送中不包含目标地址，它是以全网广播为基础，各接收站根据报文中反映数据性质的标识符过滤报文，该收的收下，不该收的弃而不用，其好处是可在线上挂总线或脱离总线、即插即用、主动发送和多站接收；二是特别强化了对数据安全性的关注，满足控制系统以及对数据有较高要求的系统的需求。
            
        3  工业组太软件
                
　　工业监控软件是随着工业控制和计算机技术日趋成熟而发展起来的，它与工业控制系统集成实现对工业过程监视与控制。如今，在工业现场监控软件的开发过程中，主要采用两种方式。一种是用户通过使用通用软件开发语言(如vc、vb等)进行自行开发；另外一种是借助第三方开发的组态软件(如德国西门子公司的wincc，国内的组态王、三维力控等)进行开发。在两种开发过程中，前一种开发方式针对性强，但是由于从底层到顶层都得自己开发，所以技术难度较大，比较费时、费力，并且可移植性不强；后一种开发方式开发效率高，技术难度较小，开发周期也比前一种短了许多[2]。
            
        4  控制系统方案
                
　　在电梯群控系统中，微机需要与接受群控的多台电梯控制器通讯，完成对群控系统所有呼叫的统一调度，从而提高系统的整体的性能。电梯控制器是电梯的核心部分，它把电梯的各个部件协调起来以形成一部完整的可运行的电梯，它不仅能控制电梯本身的运行，对电梯呼叫进行记录分析和处理，而且还能与外界微机进行通讯，从而为整个群控系统的构建提供了硬件的必要条件。除此之外，控制器还控制电梯外呼板、内呼板的亮灯熄灯等等[3-4]。
                
　　由于群控系统需要对多部电梯进行实时控制，而电梯的状态变化较快，从而导致了微机和电梯之间通讯数据量较大，因此采用总线方式结构简单，也便于系统的扩展。
            
　　4.1 控制系统硬件结构
                
　　本次远程控制系统涉及到软硬件有：硬件：pc机、pci5110can卡、can485mb智能协议转换器、plc(西门子s7-200)、电梯模型。软件：组态王、opc服务器、can485mb设计参数软件、s7-200编程软件。硬件组网如图1所示。整个系统由一台微机、多个电梯和can总线构成。微机和电梯都配有can总线的收发器件挂接在can总线上，形成一个底层的控制网络。在这个网络中，每一种设备都是一个网络节点。根据群控系统规模的大小，网络节点数可多可少，以现场总线为纽带，把它们连接成可以相互沟通信息、共同完成自控任务的控制系统。通过微机的人机界面，可以对每一个节点的参数。如电梯运行速度、停梯时间、语音种类和大小等进行设置。在系统运行期间可进行调整。微机负责给各节点发送分配呼叫、有呼叫亮灯、到站熄灯、有故障报警等控制信号，并接收各电梯控制器(plc和can485mb的组合)的数据，如电梯状态、呼叫登记成功、电梯到站及电梯故障信息等。电梯控制器将接收到的微机指令结合电梯本身的运行规则控制电梯运行，从而实现微机对群控电梯调度功能。微机上配有一块周立功公司生产的pci5110卡[1]，由该can卡实现通信过程的管理。

 图1  系统硬件框图　　

        4.2 控制系统软件设计
                
　　电梯群控制系统的软件设计包括群控系统总控模块、电梯运行状态监控模块、群控状态监视模块和通信管理模块。
            
　　4.2.1 群控系统总控模块
                
　　群控系统总控模块负责调度电梯和协调各个模块之间同步运行。该模块主要是在人机界面(组态王)中通过程序命令语言完成。命令语言如图2所示。

图2  群控系统总控模块命令语言
            

　　4.2.2  电梯运行状态监控模块
                
　　电梯运行状态监控模块主要显示电梯运行状态和电梯系统的主要硬件参数指标。该模块界面采用形象的电梯图形动画，真实、准确、及时、形象的向客户显示电梯运行的楼层、方向、开门关门动作等等。该监控模块是利用组态王中的开发系统界面开发完成并将其运行来实现。如图3所示。

图3  电梯运行状态监控画面  

  
            4.2.3  群控状态监视模块
                
　　群控状态监视模块主要显示所有电梯的整体运行情况，具体包括每部电梯运行的楼层、每层楼的外呼内选情况以及电梯的运行、停止状态等等。群控状态监视模块是在组态王中将每部电梯的状态放进一个界面内，如图4所示。

图4  电梯群控状态监视画面
            

　　4.2.4 通信管理模块
                
　　由于上位机与底层智能节点的通讯是电梯群控软件的核心部分，故通信管理模块是使整个系统有机运行的关键，该模块包含了两部分的程序模块。
                
　　(1) opc服务器的通信模块
                
　　opc服务器是连接组态王和pci5110can卡的通信模块，由组态王中定义和opc服务器中参数设定来完成通信的功能。该模块如图5所示。

图5   opc服务器设置界面
          

      
　　(2) plc通信模块
                
　　plc通信模块是电梯的运行状态上传和can总线上数据下传的桥梁，是上位机与底层设备连接的核心。该通信模块是利用西门子s7-200自身所具有的功能，利用自身特殊寄存器的不同赋值来达到不同的功能。如波特率设定、通信端口模式设定、信息字符的结束定义、信息字符的开始定义等等。
            
　　4.2.5 底层控制电梯的控制逻辑
                
　　电梯模型的逻辑实现是采用了西门子的s7-200 plc来完成的，电梯的程序思路打破以前的那种plc的梯形图程序一般不采用多子程序的调用的思想。这次大胆地运用了多子程序调用和多中间继电器的使用，且取得了很好的效果。电梯的程序框架如图6所示。

图6  电梯程序框图
          

  
        5  结束语
                
　　由于多电梯远程控制系统中的微机可以跟网络相连。将电梯的一些重要的运行参数直接通过网络传给企业、企业通过这些反馈资料又可以对电梯的设计和生产进行修改。从而提高企业在市场中的竞争力。总之can总线是最具有前途的现场总线之一，组态王在人机交互界面中具有强大的功能，在电梯群控系统中的应用，以及在其他各行业的应用中都足以证明这一点。其可靠性高、实时性好、价格低廉、设计独特等特点，使其在工业界的应用将来越广泛。