地下商城除湿机联机运行通信及WinCC监控设计

调温除湿机用蒸发器来给空气降温除湿，并回收系统的冷凝热，弥补空气中因为冷却除湿时散失的热量，是一种高效节能的除湿方式，已经广泛应用于国防工程、地下商城、人防工程、地铁车站、烟草及石化行业、粮食、木材等的除湿干燥和高湿空间的除湿与温度控制等有除湿要求的场所。
随着地下商城在城市中的广泛兴起，其对调温除湿的控制提出了新要求。除要求其能根据传感器检测的环境湿度、温度，自动控制除湿机的除湿、调温功能外；还要求能将除湿机的单机工作，变成联机运行，增加模拟量信号采集、网络通信和运行监控等功能，更好的对多空间除湿的集中监控和管理。具备联机运行的条件1.现将除湿机的控制改用西门子公司生产的S7-200小型PLC进行控制，在其逻辑控制的基础上，增加模拟量输入模块EM231，PROFIBUS总线通信模块EM277. EM231用以接收经温湿度变送器传来的420mA的电流量。温湿度传感器检测到环境温度、湿度的变化，该变化经温湿度变送器转换成电流量传给EM231，PLC主机程序将该变化量与程序中的设定值进行比较运算来控制除湿机的除湿、调温控制。PLC程序中温湿度的设定值根据人体的舒适感来设定：冬天温度在18C25C，湿度在30 PLC构筑成现场总线通信系统，作为PROFIBUS总线系统中的DP从站。这样每台PLC不仅能够完成单机控制，也能与上层主站设备进行数据交换。
1.2除湿机监控系统方案3组多96台除湿机的运行，可以将整个系统分为组内和组间两个层次，组内32台除湿机，数量大，虽然每台设备的物理地址很近，但布完电缆后，电缆长度可能达到1000m，根据实际情况，组间除湿机之间采用串行现场总线的通信方式。而组间总线连接三个协议转换网关和监控计算机，所以组间采用以太网进行连接。
除湿机监控系统的总体方案如所示。
协议换网关协议网关协议转换网关组内总线1组内总线2组内总线3除湿湿机ln除湿机除湿机hi丨除湿机除湿机3n除湿机监控系统的硬件系统设计与组态硬件系统的设计分为两部分，一是组内总线设计，二是组间总线设计。
组内总线网络的连接均采用EIA485的方式，EIA485隶属于OSI体系物理层的电气特性规定，为2线、半双工、多点通信的标准。适宜用在单机发送、多机接收的通信系统中。每组内电缆长度要达到1000m，因此站点的EIA485接口与总线必须隔离。S7-200的PPI总线虽然可以节省掉EM277模块，但S7-200的CPU模块自带的PPI接口与总线是非隔离的，并且每个网段的长度不能大于5 0m，PPI网络不符合要求，只有选择PROFIBUS网络。
组内总线采用PROFIBUS网络，结构如所示。所有的S7-200PLC均配置EM277模块，当波特率小于187.5kbt/s时，电缆长度可以达到1000m，满足组内总线长度的要求气S7-300PLC是个特殊的站点，它起两方面的作用：一方面是作为组内总线的主站，负责对所有组内总线上的S7-200 PLC进行控制；另一方面，其PN接口使得该设备连接在以太网上，起网管的作用。
除湿机监控系统的组内总线的网络结构组内总线的硬件组态中，32台设备均连接在PROFIBUS总线上，网络波特率设为187.5kbt/s，所有EM277与CPU315之间的数据交换均为64个字节，包含3 2字节读和32字节写。硬件组态结构如所示。
经过S7-300PLC的控制，所有站点的状态数据被集中在S7-300PLC中，便于WinCC的监控，同时上位机的控制命组间总线的网络结构是将3个S7-300PLC和监控计算机使用工业以太网进行连接。在监控计算机中，通过WinCC对3个S7-300PLC实施监控。工业以太网采用工业交换机进行交换。监控计算机与S7-300PLC的网络连接在WinCC中进行设定。
除湿机监控系统的软件设计PLC作为主站，主程序和通信程序主要都集中在S7-300PLC中。S7-200PLC作为从站，其中只有除湿机控制程序和通信设置。
200PLC相对应。其中，程序块DB100是个特殊的程序块，专门用于HMI和WinCC对某个S7-200PLC的设定；OB1和OB100分别为主循环和初始化程序；OB82和OB86为异步故障组织块；FC1为故障判断子程序；FC2为触摸屏状态读取子程序；FC3为触摸屏和WinCC设定子程序；FC4为机号分配子程序；FC5和FC6为通信控制子程序；FC7和FC8为站点是否在线判定子程序。
为了将除湿机的状态，环境温度、湿度在触摸屏上监视，需要在二者之间建立一个变量表，使触摸屏和除湿机之间能建立实时通信。变量表如表1所示。
表1除湿机监控系统变量表符号变M数据类型注W组号W机号设定控制字投设定温疫设定温差设定溢芜设定开机延时保S料与机S状态字温度蒸发器溢度保留陆机数（S7-200个扫描周明吏新一次）保留上位机设定标忐（包含迮MW28中）除湿机监控系统的触摸屏与WinCC监控设计触摸屏连接在组内总线上，通过PROFIBUS网络与S7- 300PLC进行关联。读取组内总线上所有除湿机的状态，并可对所有除湿机的运行进行设置。
除湿机的触摸屏监控主画面如所示。当对应的除湿机有故障时，其对应的按钮会变成红色。
除湿机状态监控系统触摸屏的主界面WinCC监控的主画面点击任何一个按钮，将进入该按钮所对应的详情与设置窗口，可以观察机号、温度、湿度、管度以及运行字和故障字等。其中的运行字包含了该除湿机运行状态的信息，通过它可以知道除湿机当前的实时运行状态。故障字是包含故障信息的字节，当有故障发生时，可以通过该故障字判断具体的故障。
触摸屏为组内总线上监控的人机界面。要在远程对的边缘一基准边缘图；以基准边缘图为分割区，对处理后的差像进行图像分割，提取落入轿厢站位区域的目标图像，得到有效目标图像；将有效目标图像面积与一个阀值面积的和与基准边缘图面积比较，判断是否空间满载。且对左右摄像头图像分别处理都空间满载时，判别为空间满载。
3三个处理过程中的图片。由图像处理结果显示表明，二值化后目标区域与背景区域进行有效的分离，canny算子提取边缘及hough变换后，能清晰的识别出人的类圆头部，表明减背景、二值化、canny算子，区域分割等图像处理算法能够在辅助电梯调度系统中有效应用。
a）实时图像b）减背景及二值化后图像c）canny算子、hough变换后图像对不同情况下候梯厅及轿厢内人数检测、物品检测、空间满载检测，进行了大量的图像处理实验，得到表1所示图像处理结果。
表1对不同情况的处理结果由表1可以看出：随着检测人数的增多，检测的正确率成下降趋势，物品检测也是一样，这是由于在人数和物品数较多时会出现部分区域的重叠，对于人形和物品形状的检测出现重大干扰；电梯的空间满载主要出现错误的地方在于人或物对有用空间的阴影覆盖。在对不同的人数进行检测过程中，当人数为0、1、2时，检测准确率高达95，当人数为3、4、5时，检测准确率只有90，当人数为5、6、7、8、9、10时，检测准确率却只有70.但是对人数3的范围判断，却能达到92.因此，在检测人数多3或物品数多2时，不进行无效调度的处理是完全可行，且有效的。
4结论本文针对当前候梯厅及轿厢内各种无效请求信号，提出了一套辅助电梯调度系统，通过视觉摄像头采集实时图像，提取检测目标形态、面积等信息，实现对候梯厅及轿厢内人数检测、轿厢内物品检测、轿厢内空间是否满载检测，来处理电梯的无效调度问题。实验结果表明，本系统能够对90的无效请求进行有效处理，不仅减少了电梯的停靠次数，还减少了乘客的等待时间，同时提高了电梯的运行效率，能有效的解决因无效请求带来的能源浪费问题。