PLC智能信息处理的扶梯节能控制系统设计与开发(22)
图5-4 实验平台总接线图[21]
从图5-4可以看出，基于智能信息处理的扶梯节能控制系统实验平台总体上的工作方式及运行回路，各设备之间的相互联系。
图5-5 共直流母线供电系统整流回馈单元部分[21]
5.3.2 控制仿真软件设计
实验仿真平台控制程序、模拟画面的设计需要用到：MATLAB、WinCC、Step 7、Starter、Drivemonitor等软件。MATLAB功能强大、可实现复杂的控制算法，可以编程实现对现场设备的监控等任务；实验平台中使用到了西门子PLC控制，利用Step 7编写调试PLC控制程序，实现对电动机的运行控制等；用WinCC制作监控演示画面，在计算机上对扶梯运行状况进行模拟。使用Starter来对实验设备变频驱动部分的编程调试，Drivemonitor则用于负载模拟直流调速装置的编程调试。通过这些软件的配合，实现实验平台的正常运作[21]。
图5-6 实验平台仿真过程流程图[21]
通过监控画面可以实时看到扶梯运行状况和能耗等问题，通过监控画面可以实现对扶梯不同工作状态的调节，便于测试扶梯在不同状态下的能耗问题。监控画面分为五部分内容，并可以在一个画面上任意切换到其他画面，有自动扶梯运行示意画面、实验平台设备状态画面、实验平台网络结构图、自动扶梯节能分析画面、实验平台负载模拟设置画面。
（1） 自动扶梯运行示意画面
该画面实时演示扶梯运行情况，分别显示上行和下行扶梯的速度、乘客量、当前的负载转矩等信息；中间的扶梯画面根据扶梯的速度形成动态演示效果；在动态演示画面下设置了三个指示灯，分别为红、绿、黄对应扶梯停止、运行、故障三种状态，这样就可以更直观的观察到扶梯所处的状态。
（2） 实验平台设备状态画面
图5-7即为实验平台设备状态示意图，该画面上还可以显示实验平台网络结构图。
图5-7 实验平台设备状态示意图
图中绿色粗线表示元器件之间用以太网进行通讯，粉红色粗线表示元器件之间以Profibus进行通讯。该画面通过颜色变化实时显示出各线路的通断情况，绿色表示此线路通路，黑色表示开路，开关和继电器方面则以红色表示接通，黑色表示未接通。点击画面上的元器件，在右上角会显示出该器件相关技术参数信息，方便查看。在该画面上还可以监控到当前扶梯的运行模式以及设备的运行状况，如果设备故障，则该设备图标变为黄色。
（3） 实验平台网络结构图
图5-8是实验平台网络结构图，该界面反映了仿真实验平台的网络连接情况。系统监控计算机、调试编程计算机、PLC之间用绿线连接，表示以Ethnet进行通讯。多功能表、PLC和控制单元CU320、上下行自动扶梯负载模拟用的直流电机调速装置则用Profibus-DP方式通讯，用粉红线连接。青色的线则表示用Drive-CUQ方式连接。
此网络结构图能让人更直观的了解整个仿真实验平台的通讯方式，加深对整个实验平台的整体结构了解。如果仿真实验平台遇到通讯故障，则可以通过该结构图迅速判断故障原因，方便调试。
图5-8 实验平台网络结构图
（4） 自动扶梯节能分析画面
如图5-9是自动扶梯节能分析画面，在自动扶梯运行模式节能分析选择一侧，中上方趋势图显示了仿真实验平台的实时功率。在下方可以输入三相异步电机的运行速度和直流电机的转矩，让三相异步电机按照预置速度运转，或者让直流电机输出固定转矩，从而更好的模拟自动扶梯的真实工作情况。在底下还可以设置扶梯的运行模式，通过前后任意组合控制扶梯运行，可以搭配出吹冰种不同模式下的扶梯能耗测试组合，方便最终结果对比，得出最好的节能控制方案。最底下还能对实验平台每天、每月和每年的功耗进行自动的分析计算，同时得出各种对比模式下节能数据。