基于PLC的高空作業車電控系統設計摘要高空作業車由起重機械發展而來，是將工作人員和裝備運送到特定的高度并進行作業的一種電力設備。本文分析國內外的技術要求和達到的目標，指出我國高空作業車發展的方向和前景。高空作業車具有地面轉臺和高空工作平臺兩個結構上比較分離的系統，本文采用兩個S7-200CPU226可編程控制器、一臺電腦和MCGS模塊搭建硬件系統，兩個PLC控制器分別安裝在作業車轉臺和工作平臺上。控制器采集控制面板的指令信號，如各類傳感器信號、執行元件的動作、指示燈信號等，經過運算功能傳輸給控制器，控制器再控制比例閥、電磁閥等執行元件。根據高空作業車的實際作業情況，分析其作業要求，設計各個模塊控制方案，然后設計作業車工作的流程圖，編寫梯形圖語言，采用MCGS組態軟件對高空作業車電控系統的作業過程進行監控，當作業到達規定限位時，其對應的限位開關作用，電鈴報警同時對應的指示燈閃爍，提醒作業人員采取相關措施，提高了作業的安全性、可靠性。關鍵詞:高空作業車；PLC；MCGSABSTRACTOverheadworkingtruckevolvedbytheliftingmachineryisapowerfacilityoperationwhichmakesstaffandequipmentreachtoaspecificheight.Thispaperanalyzesthetechnicalrequirementsandachievementsathomeandabroad,whichpointsoutthedirectionandprospectsofthedevelopmentofaerialvehicles.Overheadworkingtruckisdesignedbytwoseparatesystems,includingagroundturntableandaerialworkplatform.ThispaperbuildsupthehardwaresystembytwoS7-200CPU226programmablecontrollersinstalledonthegroundturntableandworkingplatform,acomputerandtheMCGSmodulestructures.Controllerscollectthecontrolsignalsfromcontrolpanelssuchasallkindsofsensorsignals,theactionofactuators,lightsignalsandsoon.Thesignalswerecomputedandtransferredtothecontrollerthatcontrolsproportionalvalve,solenoidvalveactuatorsandsoon.Accordingtotheactualsituationoftheoverheadworkingtruck,firstly,afteranalyzingthedemandoftheoperation,thispaperdesignseachmodulecontrolscheme.Andthen,itcarrysouttheoperationworkflowchartandladderdiagram.Lastly,MCGSconfigurationsoftwareisusedtomonitortheprocessofelectroniccontrolsystemintheaerialworktruck.Whatismore,iftheoverheadworkingtruckreachesthespecifiedlimit,thecorrespondingelectricbellwillalarmandatthesametime,lightwillflash,whichremindsworkerstotakerelevantmeasurestoimprovethesafetyandreliabilityoftheoperation.Keywords：OverheadworkingtruckPLCMCGS目錄TOC\o"1-3"\h\u119941緒論 I1緒論1.1課題設計的意義及應用背景高空作業車由起重機發展而來，相比于起重機，高空作業車作業更加靈活方便，適用于各種作業環境，而且轉場靈活方便，降低了拆裝的人力、物力。高空作業車也和起重機有很多的共性，也是為適應人們的生活發展而來的，隨著城市化速度的加劇，出現了越來越多的高空建筑、高空電力輸送、高架橋等等，憑借人們的自身能力，很難達到預料的效果，所以高空作業車應運而生，高空作業車可以很方便的達到人們無法到達的高度，作業人員只需在地面就可以控制高空作業車的動作，平臺也有安全裝置，可以很好地保證作業人員的安全，節約勞動力，節省費用。據統計，美國高空作業車的年需求量在一萬六千臺左右，歐盟大約是兩萬一千臺，日本約六千臺，我國的高空作業車年需求量大約三千臺。根據國際高空作業車機械雜《訪問國際》數據統計顯示，國民經濟較發達的國家及地區，對高空作業車的單位需求量就越大。而我國作為經濟總量排世界第二的國家，國內的經濟規模與市場的需求不一致，說明我國的高空作業車市場有很大的發展空間。隨著我國城市化進程的加快，出現了大量的高層建筑，從而包括建筑的翻新、維護、電力、通訊及搬家等都會使用到高空作業車，因此，在未來的一段時間內高空作業車將會呈現強勁增長，發展前景非常廣闊。1.2高空作業車發展現狀1.2.1高空作業車國外技術發展現狀高空作業車在20世紀20年代的歐美發達國家和地區已經開始研究生產，經過近一個世紀的發展，高空作業車具有綜合技術水平高、結構類型多樣化、功能豐富、規格品種齊全、作業高度提高等優點。從總體上看，典型的高空作業車具有高空作業、搶險、救援等功能，使用各種安全措施，以適應工作中的各種場所。產品控制系統普遍智能化

高空作業車在美國和歐洲國家廣泛使用的是智能控制和電液比例控制，通過檢測各種參數，然后根據操作參數、工作參數、環境參數實現車輛的自動控制，包括整車的行走、轉向，轉臺的回轉，作業臂的伸縮、變幅，平臺的回轉和調平等動作，作業過程中要求高空作業車實現檢測障礙、克服障礙、自動避障和自動變速等，當到達規定的極限點時，自動減速，并在極限位置上自動停止，控制系統會自動確定高空作業車支腿跨距的范圍。作業車的的控制系統高度集成，通過兩至三個手柄操作所有連續的動作，簡化了操作手續，降低勞動強度，提高作業車作業的安全性和可靠性。安全控制裝置齊全發達國家非常重視高空作業車工作的安全性，一般會設置很高的安全性和可靠性控制系統，包括整車的行走速度限位系統，作業臂的伸縮、變幅極限位置限位系統，平臺調平和回轉限位系統，模塊動作之間的互鎖，工作平臺過載保護系統，高電壓、高電流報警系統等，確保作業人員和設備在安全的區域工作。（3）采用高強度材料和輕質合金材料

高空作業車的作業臂采用高強度和輕質合金材料，截面采用輕薄的材質，作業車的其他配套件產品也同樣采用質量更小的材質，這樣可以有效降低整車的質量，提高了作業車底盤的能動性，通常相同的作業高度，國外高空作業車較國內輕便靈活。（4）產品質量水平高

發達國家高空作業車發展的時間長久，經驗相比于國內較豐富，而且技術水平很高，生產制造工藝先進，具有完善的安全保障系統和先進的電控通訊系統，產品質量水平高。發達國家的高空作業車電控系統大多采用先進的嵌入式控制系統，如現場總線技術，保障作業車多個動作安全、準確的作業，采用工程機械專用控制器，如EPEC控制器、EPEC顯示器等。1.2.2高空作業車國內技術發展現狀我國高空作業車的發展是從20世紀70年代末開始的，其速度很快，目前發展規模已經從原來的幾家企業增長至40多個，其中與國外企業合資或合作生產的企業有5家。在高空作業車行業，吳順起重機總廠，錦州工程機械集團研發出了68米的登高平臺消防車，徐州工程機械集團的股份已研發出了30多米的高空消防車輛，68米登高平臺消防車，徹底打破我國依賴進口的局面。另外中聯重科和鄭州大方的新公司已經研發出百米登高平臺消防車，同時也填補了國內百米作業車的空白。但是，與發達國家相比，國內作業車的發展與發達國家還存在著一定的差距，主要表現在以下幾個方面：（1）缺乏技術創新能力國內高空作業車相比于國外發達國家，起步較晚，而且都是先從外國引進再學習，結合國內的發展要求，研發適合自己的高空作業車。開拓創新能力不強，產品更新研發和改進也較緩慢，作業場地較窄，在生活中應用具有很大局限性，市場經營范圍窄，企業效益差。

（2）控制方法落后，功能單一國內高空作業車的控制方法多采用手動控制，作業人員根據作業環境采取作業方式，發達國家多普遍采用智能化、自動化控制，排除人為的誤差估算，提高控制的精確度，避免過分依賴作業人員的經驗進行控制。而國內作業車控制的智能化普及較低，依然憑借冗余的控制手柄進行操作，對作業人員的作業經驗要求也高。（3）產品安全性和可靠性差我國高空作業車配套件的生產數量很大，但更新換代的時間較長，研究開發空間較大，而且許多的配套件產品都要進口，核心技術和質量檢測都掌握在國外人的手中，嚴重制約了整車技術的提高。作業車作業時各個結構動作的監控還不全面，安全性和可靠性還達不到國外的標準。1.3高空作業車發展的方向（1）大作業高度

隨著城市的發展，電力、通訊、交通、市政、消防、救援、建筑等行業進行施工、維護修理等領域廣泛應用，附帶著對高空作業車的要求越來越高，由于城市空間狹小，城市越來越往高處發展，例如：高空建筑、高架橋、高空電纜等等，這就要求作業車往靈活、大高度、多場地的方向發展。（2）輕量化和小型化

隨著城市化水平提高，城市人流流動量、車輛流動量加劇，就會使城市的空間變的狹窄，各種高空建筑的建設越來越多，地面的承載能力也相差各異，這就要求高空作業車外形尺寸小、總重量輕，這就要求高空作業車整車輕量化、小型化，以適應外在因素的發展。

（3）智能化控制

城市發展的節奏越來越快，城市運行越來越高效使得高空作業車運行高效，能解決維修維護緊急情況和各種突發狀況，同時也要保證作業的安全性，既能解決突發狀況同時又不會出現新的突發狀況，引進精確地計算機技術和安全的智能技術可以很好的實現這一要求。

2控制系統的理論分析2.1高空作業車電控系統的整體設計要求電氣控制系統的設計對高空作業車的各個模塊是否正常作業是至關重要的，是設計過程中關鍵的部分。對高空作業車的作業分析可知，高空作業車應能實現整車的行走、轉向，轉臺的回轉，作業臂的伸縮、變幅，平臺回轉和調平等功能，完成控制面板的功能設計。由于作業車具有地面轉臺和高空工作平臺兩個結構，作業臂連接這兩個分離的結構，各結構的動作均通過傳感器傳輸至電腦，實現數據的共享，控制系統的關聯，使動作具有優先級。本文采用兩個可編程PLC控制器、一臺電腦和MCGS模塊搭建硬件系統，結構如下圖所示，因為高空作業車的作業幅度較大，平臺和轉臺兩個結構距離較遠，如果只用一個PLC控制器進行控制，會造成線路的繁瑣，所以用兩個PLC控制器可以很好的解決這個問題，控制器一個安裝在轉臺上，一個安裝在平臺上，并通過作業臂進行信號傳送。轉臺控制器采集轉臺控制面板的各種指令信號，包括作業車行駛系統的行走信號，作業臂的伸縮、變幅等傳感器信號等，經過運算功能傳輸給轉臺控制器，轉臺控制器繼而控制執行元件。工作平臺控制器主要用來采集平臺控制面板指令信號，通過平臺控制器控制其輸出信號，負責工作平臺的回轉。電腦分別控制轉臺控制器和平臺控制器，兩控制器將各自的動作信號傳輸至電腦，通過電腦實現數據的共享，提高控制系統的可靠性。MCGS的監控界面顯示系統的工作參數和故障信息，實現故障報警功能。圖2-1高空作業車整體設計要求根據現代高空作業的發展需要，作業車應具有整車行走、轉向，地面轉臺回轉、調平，作業臂伸縮、變幅，平臺回轉等功能，作業車的工作狀態通過分布于各個結構上的傳感器進行監控，并將信號傳送至各自對應的控制器上，控制器經過內部運算發出對執行機構的控制信號，使作業車繼續動作，當作業車執行到規定的限位后，報警子程序被調用，發出聲光報警，作業車除了上述動作，當系統自檢的安全裝置不通過時，也會發出報警。作業車設有多種安全裝置，包括緊急停止裝置、發動機啟動異常報警裝置、工作平臺稱重過壓報警裝置、工作平臺非水平報警裝置、燃油不足報警、腳踏開關等裝置，提醒工作人員注意安全，并對故障進行排查，消除警戒。圖2-2為直臂式高空作業車整車外觀簡圖。圖2-2高空作業車的整體設計簡圖其主要技術參數見下表所示。2.2行駛系統功能分析及方案設計2.2.1行駛系統控制要求高空作業車對作業的速度要求準確性高，本電控系統采用繞線性電動機。發動機的狀態由馬達轉速傳感器傳送至轉臺控制器上，控制器將模擬量信號轉換為數字量信號，反饋給電腦監控系統，對作業車行駛狀態實時動態監控，準確判斷作業車的性能。根據要求，高空作業車具備如下性能：（1）高空作業車的行駛具有高速檔和低速檔兩個速度范圍，高速檔的最大行走速度為5.6km/h，低速檔的最大行走速度為1.1km/h，行駛速度可以連續調節；（2）高空作業車具有啟停制動和緊急制動的能力；（3）高空作業車作業過程中車輛運行平穩，啟動、停車、轉向和換檔過程應均勻平穩；（4）為簡化高空作業車的電控系統設計，作業車行駛時其他的作業活動均停止，一次只允許一項作業。2.2.2行駛系統工作原理及控制方案（1）工作原理行駛操縱手柄動作，其信號輸入與給定值相比較，確定作業車行駛的方向，作業車前進或后退。轉臺控制器作用于比例閥信號，驅動變量泵和分流閥，最后分流閥驅動作業車上的行走馬達，通過改變變量泵的排量，可以改變作業車整車行駛的速度。兩位三通電磁換向閥通過得失電進行作業車高低速擋的切換，車速與手柄偏離中位的距離成比例，推動行駛操縱手柄，調節比例流量閥信號來調節變量泵的排量，從而達到作業車行駛速度的連續調節。圖2-3作業車行駛系統控制方案（2）控制方案圖2-3顯示的是作業車的行駛系統控制方案，行駛操縱手柄動作，信號傳輸至轉臺控制器，使行駛制動電磁換向閥Q0.1通電，作業車可以正常行駛。手柄的輸入信號和作業車設定的給定值相比較，若手柄輸入信號大于給定值，則可以實現整車的前進，反之，可實現整車的后退。作業車前進或后退的速度于行駛操縱手柄有關，手柄中位表示作業車速度為零，往右代表作業車行駛在低速擋，速度由0~1.1km/h，且速度連續的增加；往左代表行駛在高速擋，速度由1.1~5.6km/h，速度隨手柄偏離中位的距離的增加而增加，與距離成正比，使作業車的行駛速度可以無間斷調節。如果安全裝置腳踏開關作用，則可以判斷輸入檔位開關信號狀態，若為高速擋，則馬達排量選擇電磁閥信號Q0.0通電，馬達大排量工作，并調節行走變量泵比例閥信號，使作業車實現高速模式下行駛；若判斷輸入檔位開關信號為低速擋狀態，則馬達排量選擇電磁閥信號Q0.0斷電，馬達小排量工作，并調節行走變量泵比例閥信號，使作業車實現低速模式下行駛。比例閥通過改變變量泵的排量，作用于分流閥，控制作業車的行駛馬達速度，馬達上的轉速傳感器測量馬達的轉速，并將信號傳輸給控制器，控制器經過數模轉換，將行駛參數反饋給作業人員，提高對作業車控制的準確性。若作業車需要停止，則按下總停按鈕可實現停止功能。作業車行駛系統的各個參量如下表所示。2.3高空作業車轉向系統功能分析及方案設計2.3.1轉向系統的控制要求轉向是高空作業車的一項必不可少的功能，可以提高作業車的能動性和靈活性，使作業車適應于多種不同場合，根據作業要求，作業車的轉向應滿足如下要求：（1）轉向過程均勻平穩、靈活，操作輕便；（2）作業車轉向的范圍是360°。2.3.2轉向系統控制方案圖2-4作業車轉向系統控制方案圖2-4所示是高空作業車的轉向控制方案圖，作業車的整車轉向由控制板上的兩個轉向按鈕控制，當有轉向按鈕信號輸入時，作業車處于轉向模式，如果轉向左按鈕I1.0得電右按鈕I1.1斷電，則該車收到左轉信號，控制器的輸出三位四通電磁換向閥左位Q0.4得電，實現整車的左轉向功能；如果轉向右按鈕I1.1得電左按鈕I1.0斷電，則該車收到右轉信號，控制器的輸出三位四通電磁換向閥右位Q0.5得電，實現整車的右轉向功能。若作業車需要停止，則按下總停按鈕可實現停止功能。作業車轉向系統的各個參量如下表所示。2.4作業臂伸縮系統功能分析及方案設計2.4.1作業臂伸縮系統功能要求（1）作業臂工作的最大高度是27m；（2）最大伸縮速度為0.143m/s；（3）作業臂伸縮動作平穩動作，避免出現晃動、振蕩動作；（4）作業臂伸出、縮回到達各自的限位時，電鈴報警同時對應的指示燈閃爍。2.4.2作業臂伸縮系統方案設計高空作業車作業臂伸縮系統由大臂、二臂和小臂三節臂組成，作業臂三節臂構造原理圖如下。液壓缸具有推動作業臂伸縮的功能，當有伸縮控制手柄信號作用時，作業臂啟用伸縮功能，作業臂的大臂里包含二臂和小臂，并通過鋼絲繩和滑輪進行連接和作用，二臂通過其內部安裝的倒置液壓缸推動，同時小臂和二臂一起運動。二臂的位移和速度通過安裝在其上的液壓缸位移傳感器和速度傳感器輸入到控制器上。圖2-5作業臂工作原理圖圖2-6作業臂伸縮系統控制方案圖2-6是作業臂伸縮控制方案，當安全裝置腳踏開關和功能啟用開關均作用，工作平臺水平傳感器和稱重傳感器監測高空作業車的工作平臺是否水平，負重是否在規定的范圍內，當一切都滿足要求后，作業車伸縮控制可以動作。伸縮手柄前推時，控制器給兩位三通電磁換向閥Q1.0得電Q1.1斷電，控制器根據手柄前推信號的大小調節變幅油缸比例流量閥，實現作業臂的伸出功能；當作業車伸縮控制手柄后拉時，控制器給兩位三通電磁換向閥Q1.1得電Q1.0斷電，控制器根據手柄后拉信號的大小調節變幅油缸比例流量閥，實現作業臂的縮回功能。作業臂伸縮油缸位移傳感器、伸縮油缸速度傳感器用于檢測伸縮臂的運動狀態反饋給控制器。當作業臂伸出、縮回到達各自的限位時，其對應的限位開關作用，電鈴報警同時對應的指示燈閃爍，提醒作業人員采取相關措施，按下控制面板的消鈴鍵，報警電鈴停止鳴響；按下總停按鍵可停止作業臂的伸縮動作。作業臂的伸縮系統控制參數如下表所示。2.5作業臂變幅系統功能分析及方案設計2.5.1作業臂變幅控制系統的基本要求（1）轉臺和作業臂的連接要緊湊，作業臂變幅作業時動作要平穩，避免出現晃動、振蕩現象；（2）作業臂變幅角度范圍為0~80°，當變幅油缸完全伸出時，伸縮臂最大變幅角度為80°，當變幅油缸完全縮回時，伸縮臂最小變幅角度為0。2.5.2作業臂變幅系統方案設計圖2-7作業臂變幅系統控制方案圖2-7是作業臂變幅控制方案，當安全裝置腳踏開關和功能啟用開關均作用，工作平臺水平傳感器和稱重傳感器監測高空作業車的工作平臺是否水平，負重是否在規定的范圍內，當一切都滿足要求后，作業車變幅系統可以動作，變幅控制手柄前推時，控制器給兩位三通電磁換向閥Q1.4得電Q1.3斷電，控制器根據變幅控制手柄前推信號的大小調節變幅油缸比例流量閥，實現作業臂的上升功能；當作業車變幅控制手柄后拉時，控制器給兩位三通電磁換向閥Q1.3得電Q1.4斷電，控制器根據手柄后拉信號的大小調節變幅油缸比例流量閥，實現作業臂的下降功能。作業臂變幅油缸傾角傳感器、變幅油缸速度傳感器、液壓油缸壓力傳感器用于檢測作業臂變幅的運動狀態并反饋給控制器。當作業臂上升、下降到達各自的限位時，其對應的限位開關作用，電鈴報警同時對應的指示燈閃爍，提醒作業人員采取相關措施，按下控制面板的消鈴鍵，報警電鈴停止鳴響；按下總停按鍵可停止作業臂的變幅動作。作業臂的變幅系統控制參數如下表所示。2.6轉臺回轉系統功能分析及方案設計2.6.1轉臺回轉控制系統的基本要求（1）轉臺回轉可實現轉臺的左轉向和右轉向功能；（2）轉臺左轉、右轉到達各自的限位時，電鈴報警同時對應的指示燈閃爍。2.6.2轉臺回轉控制系統的方案設計圖2-8轉臺回轉系統控制方案轉臺回轉系統方案設計圖如圖2-8所示，腳踏開關和回轉行程開關用于監測高空作業車是否可以進行正常作業，當一切都滿足要求后，轉臺回轉控制手柄向左擺動時，控制器給三位四通電磁換向閥Q1.7得電Q1.6斷電，實現轉臺的左轉向功能；當轉臺回轉控制手柄右擺時，控制器給兩位三通電磁換向閥Q1.6得電Q1.7斷電，實現轉臺的右轉向功能。當轉臺左轉、右轉到達各自的限位時，其對應的限位開關作用，電鈴報警同時對應的指示燈閃爍，提醒作業人員采取相關措施，按下控制面板的消鈴鍵，報警電鈴停止鳴響；按下總停按鍵可停止作業臂的變幅動作。作業臂的變幅系統控制參數如下表所示。2.7轉臺調平、工作平臺回轉系統功能分析及方案設計2.7.1轉臺調平、平臺轉向控制系統基本要求（1）調平從開始到結束時間不宜過長，否則影響作業車的工作效率；（2）調平的精度應在合理的范圍內，否則傾斜角度過大，作業車的中心不在底座上，作業人員作業的時候會感覺不舒適，存在安全隱患，容易造成事故。（3）當自動調平結束后，確保工作平臺狀態不變，避免發生平臺不穩定、傾斜等現象；（4）平臺轉向實現左右轉向功能，轉向范圍-90°~90°，平臺的一邊是直角，這樣轉臺可以全方位工作，當左右轉向到達各自限位時，電鈴報警同時對應的指示燈閃2.7.2平臺調平、轉向控制系統的方案設計當按下啟動按鍵后，平臺調平系統開始工作，讀入前后或左右方向的傾斜角，判斷最大傾斜角方向上支腿的高低，在調平工作平面上建立二維坐標，x軸表示左右方向，y軸表示前后方向，如果先對x軸進行調平，左前支腿和右前支腿高度進行比較，左后支腿和右后支腿進行比較，并將各組支腿較低的一端升高，使得x軸方向上兩組支腿到達要求的精度。同理，再對y軸方向進行支腿調平，使調平工作平面的四個支腿高度都在要求的精度內，在兩個調平方向均達到調平精度后，放穩輔助支腿，調平工作完成。高空作業車電控系統的平臺轉向由作業車上的兩個轉向按鈕控制，當有轉向按鈕信號輸入時，作業車處于轉向模式，如果轉向左按鈕I1.0得電右按鈕I1.1斷電，則該車收到左轉信號，控制器兩位三通電磁換向閥左位Q1.0得電，實現整車的左轉向功能；如果轉向右按鈕I1.1得電左按鈕I1.0斷電，則該車收到右轉信號，控制器三位四通電磁換向閥右位Q1.1得電，實現整車的右轉向功能。若作業車需要停止，則按下總停按鈕可實現停止功能。3高空作業車電控系統的硬件設計3.1系統主要設備的選擇3.1.1傳感器型號的選擇傳感器是電控系統獲取各個結構作業信息的重要元件，作業車工作的模塊較多，使得各個模塊的工作狀態監測和動態參數采集均較多，本設計中高空作業車電控系統的主要傳感器包括：平臺稱重傳感器、水平平衡傳感器、角度傳感器、雙軸傾角傳感器等等，其主要參數如表3-1所示。（1）水平平衡傳感器作業車電控系統所用的水平平衡傳感器是一種導電式液位傳感器，該傳感器內部構造實際上是一個導電檢測電路，傳感器置于平臺和轉臺工作面上，當工作面處于規定的平衡精度內時，電極間的液位平面低于四個檢測電極，電極之間呈絕緣狀態，水平平衡傳感器處于開路狀態。當工作平面在超出平衡精度范圍時，假如平面向右后傾倒到一定角度時，傳感器內部的液體與右后傾的檢測電極接觸，由于液體是導電液體，因此形成一個封閉的回路，傳感器的開關狀態反映到控制點（執行元件或控制器），以實現控制。（2）平臺稱重傳感器在平臺工作面上所用的平臺稱重傳感器是金屬箔應變片，該傳感器內部結構是一種導電檢測電路。金屬箔應變片利用金屬和半導體材料的“應變效應”，將該導體的物理應變轉換成數字量，即反映在電流的大小上，將應變片附連到平臺稱重平面上，隨著平臺稱重平面的變形敏感柵的電阻值也跟著變化，這樣就可以只需測量電阻值而知道平臺平面的變形。然后再將平臺稱重傳感器的某一點的值設置為數模轉換的通斷電，再把這個開關信號反饋給控制器的輸入端，從而實現控制平臺的稱重。（3）調平系統傾角傳感器調平系統傾角傳感器檢測作業車作業時整車的傾斜角度，當作業車的傾斜角度在規定的精度范圍內時，作業車可以執行下一個工作，當作業車傾斜角度不在規定的精度范圍內時，監控界面就會出現作業車傾斜報警，并顯示其傾斜參數。需要測量調平作業面，前后（y方向）和左右(x方向)兩個方向的角度變化，本文選擇CXTA01雙軸傾角傳感器。（4）作業臂傾角傳感器高空作業車電控系統的傾角傳感器主要用于作業車工作平臺、轉臺水平度的監測和變幅角度監測。作業臂變幅控制系統對角度的測量精度要求較高，檢測豎直方向角度的變化范圍在0°~80°之間即可，該高空作業車選用HS-XY-S（標準精度型）傾角傳感器。高空作業車的電控系統由轉臺控制器和平臺控制器組成，作業車的作業監控需要各種數字量信號和模擬量信號，控制器可以直接處理數字量信號，但不能直接處理模擬量信號。而且實際作業車的某些輸入是模擬量，某些執行機構要求PLC輸出模擬量信號，因此應用PLC控制時，需要進行必要的數模轉換和模數轉換，轉換成執行元件可以接收的信號，便于對作業車實現精確地控制。轉換時應考慮現場信號變送器的輸入/輸出量程（4~20mA）與模擬量輸入輸出模塊的量程（0~20mA），0~20mA的量程對應數字量輸出范圍為0~32000，即4~20mA的模擬量對應于數字量6400~32000。設現場信號變送器的輸入/輸出量程4~20mA對應模擬量量程為0~D（D為已知量），轉換后的二進制數為x，則其對應的模擬量為y高空作業車各類傳感器檢測執行元件的執行狀態，經A/D轉換器將傳感器信號變換成4~20mA的電流信號送入PLC模塊，PLC將測量值經過數模轉換轉換成PLC可以處理的數字量信號，最后將數值與監控界面的設定值進行比較得到偏差，發出控制執行機構的信號，控制各個模塊的動作。3.1.2電磁閥電磁閥是用電磁鐵推動閥門的開啟與關閉動作的電動執行器，主要優點是體積小、動作可靠、維修方便、價格便宜，通常用于口徑在100mm以下的兩立式控制中，尤其多用于接通、切斷或轉換氣路或液路等，工業上常用的電磁閥有：兩通、三通、四通、低壓和高壓電磁閥，本系統選擇三通和四通電磁閥。3.1.3可編程控制器及其擴展模塊的選擇可編程序控制器(PLC)主要由中央處理器(CPU)、存儲器(RAM、ROM)、輸入輸出單元(I/O)、電源和編程器等幾部分組成，是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它采用一類可編程的存儲器，執行邏輯運算、順序控制、定時、計算和算數操作等面向用戶的指令；并通過數字式或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。具有可靠性高，抗干擾能力強；編程簡單、直觀；控制能力強；易于安裝，便于維護等優點。如圖3.4為PLC的系統組成結構圖。圖3-1PLC系統組成結構中央處理器(CPU)是PLC的核心部件，完成邏輯運算、數字運算和協調系統內部各部分的工作，在系統程序的管理下運行，主要功能有接收并存儲由編程器輸入的用戶程序和數據，讀取輸入狀態和數據并存儲到相應的存儲區，診斷電源故障和用戶程序的語法錯誤，讀取用戶程序指令，解釋執行用戶程序，完成數字運算、邏輯運算、數據傳遞等任務，刷新輸出映像，將輸出映像內容送至輸出單元。由高空作業車的設計方案可知，作業車用兩個可編程控制器，分別負責高空作業平臺和地面轉臺。在高空作業車轉臺控制系統中，共需要26個輸入點，27個輸出點需要I/O至少53個，15個模擬量輸入點，16個模擬量輸出點，則有11個數字量輸入點，11個數字量輸出點，所用到的擴展模塊較多，涉及較多的輸入/輸出端口，因此選取CPU226作為轉臺控制系統的主機。圖3-2CPU226實物結構圖當主機點數不夠或者處理的信息是模擬量時，就必須使用擴展的接口模塊。S7-200PLC的接口模塊有數字量模塊、模擬量模塊和智能模塊等，例如：數字量輸入模塊EM221、數字量輸出模塊EM222、數字量輸入/輸出模塊EM223、模擬量輸入模塊EM231、模擬量輸出模塊EM232、模擬量輸入/輸出模塊EM235。擴展模塊內部沒有中央控制器，必須與CPU相連，使用CPU模塊的尋址功能，對模塊上的IO接口進行控制；擴展模塊由CPU模塊通過擴展接口提供正常工作所需要的+5VDC電源；擴展模塊秉承了整體式PLC的結構特點，也吸收了模塊式PLC便于擴展的優勢，其結構緊湊，與CPU模塊同寬同高不同長度，擴展模塊連接時，將排線插到主機和擴展模塊的插槽上，擴展后與CPU形成一個長擴展模塊連接時，將排線插到主機和擴展模塊的插槽上，擴展后與CPU形成一個長方體結構，I/O口和數字量輸入/輸出的命名不需要特別設置，只需要按照編址規則直接使用。在轉臺控制器中，有15個模擬量輸入，16個模擬量輸出，剩余11個數字量輸入，11個數字量輸出，本文采用2個EM231八個模擬量輸入型，4個EM232四個模擬量輸出型可以滿足控制系統模擬量輸入/輸出點的要求。在高空作業車作業平臺控制系統中，共需要10個輸入點，15個輸出點需要I/O至少25個，2個模擬量輸入，3個模擬量輸出，選取CPU226作為轉臺控制系統的主機。模擬量輸入模塊采用EM231（AI4）模塊，采用國產6ES7231-0HC22-0XA8型號，選用其中AIW0、AIW2兩輸入端口作為X、Y方向傾角傳感器電壓（24V）輸入端。模擬量輸出模塊采用EM232（AQ4）模塊。系統電路I/O口的分配控制器針腳分配原則：根據設計任務要求，高空作業車要實現行走、轉向、變幅、伸縮、回轉、調平等各種技術要求，通過對可編程控制器CPU226針腳的了解，依據其針腳分配應遵循的原則對其針腳分配，原則如下：盡量選擇控制器的輸入/輸出信號與控制對象相匹配，并且使控制器可以直接驅動，減少電路線的數量，簡化控制方案，避免多余的驅動電路和外部數字量模擬量的轉換，提高PLC控制器的系統可靠性。高空作業車實現的控制功能較多，所用的針腳也多，這樣各個模塊之間的傳輸回路會錯綜復雜，如果各個模塊由一個控制器控制，那么根據就近原則，選擇有相同針腳的模塊放在一起，減少針腳的數量及傳輸線路。為確保將來的控制器的引腳和系統功能的擴展，平臺控制器和轉臺控制器的引腳都應留下備用的引腳的百分之十，便于以后增加其他功能的引腳。轉臺控制器的針腳分配和平臺控制器針腳分配見表3-4和表3-5。表3-4PLC的轉臺控制器I/O端口分配啟動I0.0停止I0.1行駛系統檔位選擇開關I0.2馬達排量選擇電磁閥信號Q0.0馬達轉速傳感器I0.3行駛制動電磁換向閥Q0.1系統油路壓力傳感器I0.4行走變量泵比例閥信號Q0.2Q0.3行駛操縱手柄I0.5驅動啟用開關I0.6踏板開關I0.7作業車轉向作業車轉向按鈕I1.0I1.1三位四通電磁換向閥Q0.4Q0.5驅動啟用按鍵I1.2轉向電磁換向閥Q0.6作業臂伸縮作業臂伸縮油缸位移傳感器I1.3兩位三通電磁換向閥Q1.0Q1.1作業臂伸縮控制手柄I1.4PWM調節比例流量閥Q1.2平臺稱重傳感器I1.5作業臂縮回限位指示燈Q2.3平臺水平傳感器I1.6作業臂伸出限位指示燈Q2.4液壓缸位移傳感器I1.7液壓缸速度傳感器I2.0液壓缸壓力傳感器I2.1I2.2功能啟用開關I2.3作業臂變幅作業臂變幅控制手柄I2.4兩位三通電磁換向閥Q1.3Q1.4作業臂傾角傳感器I2.5PWM調節比例流量閥Q1.5變幅油缸速度傳感器I2.6作業臂下降限位指示燈Q2.5作業臂上升限位指示燈Q2.6轉臺回轉工作平臺控制手柄I3.0三位四通電磁換向閥Q1.6Q1.7回轉行程開關I3.1I3.2PWM調節比例流量閥Q2.0整車行走變頻器復位I3.3平臺轉向左限位指示燈Q3.0作業臂伸縮變頻器復位I3.4平臺轉向右限位指示燈Q3.1作業臂變幅變頻器復位I3.5電鈴Q3.2發動機啟動異常指示燈Q3.3工作平臺稱重過壓指示燈Q3.4工作平臺非水平指示燈Q3.5燃油不足指示燈Q3.6表3-5PLC的工作平臺控制器I/O端口分配工作平臺調平啟動I0.0平臺左前支腿下降信號Q0.0停止I0.1平臺左后支腿下降信號Q0.1輔助支腿撤回按鈕I0.2平臺右前支腿下降信號Q0.2平臺左前支腿下降I0.3平臺右后支腿下降信號Q0.3平臺左后支腿下降I0.4輔助支腿下降信號Q0.4平臺右前支腿下降I0.5平臺左前支腿撤回信號Q1.0平臺右后支腿下降I0.6平臺左后支腿撤回信號Q1.1X方向傳感器輸入AIW0平臺右前支腿撤回信號Q1.2Y方向傳感器輸入AIW2平臺右后支腿撤回信號Q1.3輔助支腿撤回信號Q1.4工作平臺轉向平臺轉向控制手柄I0.7平臺轉向左限位指示燈Q0.5平臺轉向右限位指示燈Q0.6兩位三通電磁換向閥Q1.5Q1.6轉向電磁換向閥Q0.7高空作業車電氣控制原理圖分為主電路和輔助電路兩部分，主電路是電控電路中大電流通過的部分，包括電源到電動機之間的電氣元件，由隔離開關、熔斷器、接觸器等組成，控制電路由按鈕、接觸器、限位開關等組成，實現作業車的前進、后退，作業臂伸縮、變幅，平臺、轉臺回轉等功能，其電路圖如下圖所示。圖3-3高空作業車電控系統主電路示意圖圖3-4高空作業車電控系統控制電路示意圖高空作業車電控系統電路圖中，按下隔離開關，引入三相電源。按下控制電路中的按鈕SB2，常開觸點閉合，接觸器KM得電吸合，主電路的接觸器KM得電吸合，總電源得電。按下常開觸點SB3，常開觸點閉合，常閉觸點斷開，接觸器KM3失電，與常開觸點回路實現自鎖，接觸器KM1得電，主電路中的接觸器KM1得電吸合，使電動機正轉實現整車的前進，當整車前進到規定的位置后，限位開關SQ3作用，作業車撞擊限位開關，常閉觸點斷開，使接觸器KM1失電，主電路接觸器KM1失電斷開，電動機停止運轉，使整車停止作業，同時SQ3常開觸點閉合，報警電路動作，提醒作業人員采取措施。其余的電路工作原理類似。由第二章分析可知，整車的行走、作業臂的伸縮和變幅需要速度控制，早期采用接觸器、繼電器系統控制，由于頻繁的動作和高壓作用，經常會出現觸點燒損現象，而且電阻箱受環境因素的影響較大，溫度的變化會影響電阻值的大小，濕度也會使電阻箱腐蝕等等，容易造成安全隱患。在高空作業車電控系統中，根據高效、經濟因素考慮，采用西門子MM420變頻器，對于電控系統的3個變頻器，都采用通信控制，對不同的變頻器的控制，將變頻器進行地址編號。在程序控制中，通過對不同地址的變頻器發送控制命令，實現對不同變頻器的控制，即對控制不同設備的變頻器，只要改變其地址的參數值，在本系統中，控制整車行走變頻器的地址為1，控制作業臂伸縮的變頻器的地址為2，控制作業臂變幅的變頻器的地址為3。平臺控制器的針腳分配和轉臺控制器的針腳分配如下圖所示：圖3-3電源接線原理圖圖3-4轉臺控制器部分接線圖轉臺控制器的轉臺接線圖、作業臂的伸縮和變幅接線圖見附錄。圖3-5平臺控制器的針腳分配4高空作業車電控系統的軟件設計4.1編程軟件開發環境S7系列PLC的程序開發利用的是STEP7-Micro/WIN軟件，該軟件功能強大，界面友好，并有方便的聯機幫助功能，利用該軟件開發PLC應用程序，設置PLC的工作方式和參數，上載和下載用戶程序，進行程序的運行監控，實時監控用戶程序的執行狀態。上載高空作業車電控系統的程序即將PLC中的相應程序和數據通過通信設備（PC/PPI電纜）上載到計算機中進行程序的檢查和修改；下載高空作業車電控系統中各個模塊的控制程序、數據和CPU組態參數，通過通信設備下載到PLC中進行運行調試，直至程序編譯成功。啟動STEP7-Micro/WIN軟件，其主界面如圖所示：圖4-1STEP7-Micro/WIN主界面在STEP7-Micro/WIN軟件操作界面中，包括以下組件：菜單、工具條、瀏覽條、項目/指令樹、局部變量表、程序編輯器窗口、輸出窗口、狀態條、符號表/全局變量表窗口、狀態圖窗口、數據塊/數據初始化程序窗口等。4.2PLC控制系統軟件設計4.2.1電控系統主程序設計如下圖所示是高空作業車電控系統的主程序流程圖，其主要功能是完成各個子程序模塊協調和調用，如果模塊調用達到規定的限位，則調用報警子程序，報警程序實現聲光報警。按下消鈴按鍵可是電鈴停止鳴響，按下急停按鍵可停止作業車的動作。（1）當主電路的接觸器閉合后，總電源得電，按下某一個模塊的開關時，常開觸點閉合，常閉觸點斷開，該模塊的兩個動作實現互鎖，對應動作的接觸器得電，決定相應電機的正反轉。電控系統的某一控制模塊得電后，首先進行系統的安全自檢，即平臺調平、平臺過載、電機是否正常啟動，安全裝置是否正常作業等。（2）當系統完成自檢后，系統根據實際工作環境調用電控系統的控制模塊，當控制模塊作業到規定的限位時，限位開關常閉觸點斷開，常開觸點閉合，是正在作業的動作停止，常開觸點閉合，指示燈電路和報警電路導通，指示燈閃爍、電鈴鳴響，提醒作業人員采取措施。（3）在執行完特定的子程序后，電控系統根據實際作業情況調用其他子程序，如果沒有其他信號輸入，則結束主程序和子程序的流程。圖4-2電控系統主程序流程圖4.2.2電控系統子程序設計在本文的第三章節已經指明各個控制子程序系統的基本要求，并提出了控制方案，根據以上的控制方案進行子程序系統軟件流程圖的設計，依據流程圖編寫梯形圖程序，具體程序見附錄。行駛系統控制程序流程圖圖4-3行駛系統控制程序流程圖行駛系統控制程序流程圖4-3所示，主程序調用行駛系統子程序，當有行駛信號輸入時，當行駛信號輸入值小于等于給定值時，則整車后退，否則整車前進。根據實際作業情況，選擇檔位開關信號，控制作業車行駛的速度。當檔位信號為高速檔時，信號傳送至轉臺控制器，經控制器處理后，控制馬達大排量工作，否則，馬達小排量工作，從而控制車速的高低。地面轉臺轉向控制系統程序流程圖圖4-4地面轉臺轉向控制系統程序流程圖地面轉臺轉向控制系統程序流程圖如圖所示，在主程序進入轉臺轉向控制模塊后，首先判斷腳踏開關是否閉合，若腳踏開關信號判斷為假，則轉臺轉向程序結束，否則輸入轉向按鈕信號，如果轉向左按鈕按下，即I1.0得電，其對應的三位四通電磁換向閥得電，實現地面轉臺的左轉向功能；如果轉向右按鈕按下，即I1.1得電，其對應的三位四通電磁換向閥得電，實現地面轉臺的右轉向功能；如果左右轉向到達各自的限位，相應的左右指示燈閃爍，并且電鈴鳴響，提醒作業人員采取措施。作業臂變幅控制系統程序流程圖圖4-5作業臂變幅控制系統程序流程圖作業臂變幅控制系統程序流程圖如圖所示，腳踏開關和功能啟用開關、工作平臺水平傳感器和稱重傳感器用于監測高空作業車是否可以進行正常作業，當一切都滿足要求后，變幅操縱手柄進行信號采集，當操縱手柄下降信號小于下降給定值時，變幅控制手柄前推，控制器給兩位三通電磁換向閥Q1.4得電Q1.3斷電，實現作業臂的上升功能；當操縱手柄上升信號大于上升給定值時，變幅控制手柄后拉，控制器給兩位三通電磁換向閥Q1.3得電Q1.4斷電，實現作業臂的下降功能。作業臂變幅油缸傾角傳感器、變幅油缸速度傳感器液壓油缸壓力傳感器用于檢測作業臂變幅的運動狀態并反饋給控制器。當作業臂上升、下降到達各自的限位時，其對應的限位開關作用，電鈴報警同時對應的指示燈閃爍，提醒作業人員采取相關措施，按下控制面板的消鈴鍵，報警電鈴停止鳴響；按下總停按鍵可停止作業臂的變幅動作。作業臂伸縮控制系統程序流程圖圖4-6作業臂伸縮控制系統程序流程圖作業臂伸縮控制系統程序流程圖如圖所示，安全裝置腳踏開關和功能啟用開關作用，工作平臺水平傳感器和稱重傳感器用于監測高空作業車平臺水平度和負重質量，當一切都滿足要求后，作業臂伸縮操縱手柄進行信號采集，當伸出操縱手柄信號大于伸出給定值時，作業車伸縮控制手柄前推，控制器給兩位三通電磁換向閥Q1.0得電Q1.1斷電，控制器根據手柄前推信號的大小調節變幅油缸比例流量閥，實現作業臂的伸出功能；當縮回操縱手柄信號小于縮回給定值時，作業車伸縮控制手柄后拉，控制器給兩位三通電磁換向閥Q1.1得電Q1.0斷電，控制器根據手柄后拉信號的大小調節變幅油缸比例流量閥，實現作業臂的縮回功能。作業臂伸縮油缸位移傳感器、伸縮油缸速度傳感器用于檢測伸縮臂的運動狀態反饋給控制器。當作業臂伸出、縮回到達各自的限位時，其對應的限位開關作用，電鈴報警同時對應的指示燈閃爍，提醒作業人員采取相關措施，按下控制面板的消鈴鍵，報警電鈴停止鳴響；按下總停按鍵可停止作業臂的伸縮動作。工作平臺回轉控制系統程序流程圖圖4-7工作平臺回轉控制系統程序流程圖工作平臺回轉控制系統程序流程圖如圖所示，腳踏開關和功能啟用開關用于監測高空作業車是否可以進行正常作業，當一切都滿足要求后，平臺回轉操縱手柄進行信號采集，當回轉手柄信號大于右轉給定值時，控制器兩位三通電磁換向閥右位得電，調節平臺回轉比例流量閥，實現工作平臺的右轉向功能；當回轉手柄信號小于左轉給定值時，控制器兩位三通電磁換向閥左位得電，調節比例流量閥，實現工作平臺的右轉向功能。當工作平臺左轉向、右轉向到達各自的限位時，其對應的限位開關作用，電鈴報警同時對應的指示燈閃爍，提醒作業人員采取相關措施，按下控制面板的消鈴鍵，報警電鈴停止鳴響；按下總停按鍵可停止作業平臺的回轉功能。平臺調平控制系統程序流程圖圖4-8平臺調平控制系統程序流程圖平臺調平控制系統程序流程圖如圖4-8所示，當按下啟動按鍵后，平臺調平系統開始工作，在調平工作平面上建立二維坐標，x軸表示左右方向，y軸表示前后方向，如果先對x軸進行調平，左前支腿和右前支腿高度進行比較，左后支腿和右后支腿進行比較，并將各組支腿較低的一端升高，使得x軸方向上兩組支腿到達要求的精度。同理，再對y軸方向進行支腿調平，使調平工作平面的四個支腿高度都在要求的精度內，在兩個調平方向均達到調平精度后，放穩輔助支腿，調平工作完成。報警控制系統程序流程圖圖4-9報警控制系統程序流程圖報警控制系統程序流程圖如圖4-9所示，當一切安全裝置都滿足要求后，根據主程序調用的子程序的工作情況，若要調用該報警子程序，根據各子程序的限位規定，到達某一限位，相應的子程序限位開關動作，電鈴鳴響，相應指示燈閃爍，提醒作業人員采取相關措施，按下控制面板的消鈴鍵，報警電鈴停止鳴響；按下總停按鍵可停止子程序的報警功能。5基于MCGS的高空作業車組態監控5.1PLC組態監控系統的組成PLC控制裝置可以方便的組成工業現場控制及各種功能的控制系統。為了能夠實現分散控制和集中管理，建立良好的人機界面，實現對高空作業車電控系統工作狀態的實時動態監控，在PLC高空作業車控制系統的基礎上設計計算機組態監控系統。5.1.1PLC組態監控系統硬件結構基于MCGS組態軟件的PLC監控系統的典型硬件結構如圖5-1所示。圖5-1PLC監控系統的典型硬件結構在圖5-1中，PLC與上位機之間通過RS232或RS485串行線路連接進行通信，PLC作為可靠性極高的下位機主要承擔對高空作業車電控系統的直接控制功能；上位機在MCGS環境下主要承擔監控管理功能，同時兼備部分控制功能，以實現遠程控制。5.1.2組態監控系統運行在上位機中利用MCGS提供的工具，按一定的步驟設計PLC工作狀態下的計算機圖形監控的組態編程，在對現場設備測試正常后，即可實現現場PLC對被控對象工作轉臺的計算機圖形監控。在上位機圖形監控界面中的仿真工作流程與現場的實際生產動作同步，便于操作人員遠程掌握現場情況，并對部分設備進行遠程控制。在上位機圖形監控界面中的仿真工作流程與現場的實際生產動作同步，便于操作人員遠程掌握現場情況，并對部分設備進行遠程控制。5.2MCGS組態仿真軟件MCGS(MonitorandControlGeneratedSystem，監視與控制通用系統)是一套基于Windows平臺，用于快速構造和生成上位機監控系統的組態軟件系統，主要完成現場數據的采集與監測、前端數據的處理與控制，具有功能完善、操作簡便、可視性好、可維護性強的突出特點。通過與高空作業車模塊的硬件設備結合，可以快速、方便的進行現場采集、數據處理和動作控制。作業人員只需要通過簡單的模塊化組態就可構造自己的應用系統，如可以靈活組態各種智能儀表、數據采集模塊，無紙記錄儀、無人值守的現場采集站、人機界面等專用設備。5.2.1MCGS的基本功能（1）簡單的可視化操作界面（2）豐富、生動的多媒體畫面（3）強大的網絡功能（4）多樣化的報警功能（5）實時數據庫為用戶分步組態提供極大方便（6）控制方便復雜的運行流程（7）良好的可維護性和可擴充性5.3MCGS組態環境本文用MCGS6.2通用版來對高空作業車電控系統的工作狀態進行仿真。該軟件包括組態環境和運行環境兩個部分。組態環境相當于一套完整的工具軟件，幫助作業人員設計和構造應用系統。運行環境按照組態環境中構造的組態工程，以作業人員指定的方式運行，并進行各種處理，完成用戶組態設計的目標和功能。打開“MCGS組態環境”選項，進入“MCGS組態環境”，該軟件所建立的工程由主控窗口、設備窗口、用戶窗口、實時數據庫和運行策略五部分組成，如下圖所示，在組態工程設計中，需要對每一部分分別進行組態操作，實現相應的功能。圖5-2MCGS組態軟件構成主控窗口：工程的主窗口或主框架。在主控窗口中可以設置一個設備窗口和多個用戶窗口，負責調度和管理這些窗口的打開或關閉。主要的組態操作包括：定義工程的名稱，編制工程菜單，設計封面圖形，確定自動啟動的窗口，設定動畫刷新周期，指定數據庫存盤文件名稱及存盤時間等。出設備，注冊驅動設備程序，定義連接和驅動設備用的數據變量。（2）用戶窗口：用戶界面窗口設置用于人機交互，如各種動畫顯示、報警輸出、數據及曲線圖表。注冊驅動設備程序，定義連接和驅動設備用的數據變量。(3)用戶窗口：用戶界面窗口設置用于人機交互，如各種動畫顯示、報警輸出、數據及曲線圖表。(4)實時數據庫：工程各個部分的數據交換與處理中心，將MCGS工程的各個部分連接成有機的整體。在該窗口內定義不同類型的和名稱的變量，作為數據采集、處理、輸出控制、動畫連接及設備驅動的對象。(5)運行策略：該窗口主要完成工程運行流程的控制。高空作業車電控系統組態仿真如下所示：高空作業車電控系統組態仿真如下所示：圖5-3高空作業車用戶窗口監控界面圖5-4設備窗口通用串口設備屬性圖5-5實時數據庫編輯界面5.4高空