基于PLC的电梯监控系统的设计

摘 要

在现代社会和经济活动中，计算机技术、自动控制技术和电力电子技术得到了迅速的发展，电梯已经成为城市物质文明的一种标志。特别是在高层建筑中，电梯是不可缺少的垂直运输设备。随着高层建筑飞速发展的今天，电梯行业也随之进入了新的发展时期,电梯控制技术已经发展到了调频调压调速，其逻辑控制也由PLC代替原来的继电器控制，其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现的。 本设计针对我国电梯业的现状，将可编程序控制器(PLC)应用于四层电梯进行逻辑控制，通过合理的选择和设计，不但提高了电梯可靠性、可维护性以及灵活性，同时延长了使用寿命，缩短了电梯的开发周期，并提高了电梯的控制水平，改善了电梯运行的舒适感，使电梯达到了较为理想的控制效果。本文所设计的电梯与传统的电梯相比，在运行上具有良好的舒适感，在生活中可以节约电能，取得了良好的经济效益和社会效益，达到了理想的目的。该电梯控制系统具有指层、厅召唤、选层选向、手动和自动等功能，具有集选控制的特点。

在介绍电梯基本结构的基础上，深入分析了电梯的工作原理，阐述了PLC的优点及特点，重点分析了电梯的硬件设计和软件设计，研究并提出了基于PLC电梯控制系统设计的实现方案，最后对本论文的研究内容进行了总结与展望。 关键词： 电梯 变频器 PLC控制 变频调速

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洛阳理工学院毕业设计（论文） PLC-based monitoring system of the elevator design

ABSTRACT

In the modern social and economic activities, computer technology, automatic control technology and power electronic technology has been rapid development, the lift has become a symbol of urban material. Especially in the high-rise building, the elevator is not a lack of vertical transportation equipment. With the rapid development of high-rise buildings of today, the lift industry also has entered a new period of development, elevator control technology has been developed to the FM speed regulator, the logic control by the PLC to replace the original relay control, many of its functions traditional relay control system can not be achieved.

The design for the status quo of China's elevator industry will be a programmable logic controller (PLC) used for four-storey elevator control logic, through the rational selection and design, not only to improve the reliability of the elevator, maintainability, and flexibility, while extending the of life and shorten the development cycle of the elevator and the elevator control to raise the level of the elevator operation to improve the comfort, so that the lift to reach a more satisfactory control effect. In this paper, the design of the elevator by the elevator when compared with the traditional, in the run with good comfort, in life can save energy, and achieved good economic and social benefits to achieve the desired purpose. The elevator control system has a mean layer, the Office of calls to the layer selected, manual and automatic functions with a set of features to control the election.

In introducing the basic structure of the lift on the basis of the depth analysis of the working principle of the elevator, on the merits and characteristics of PLC, the focus of an analysis of the lift hardware design and software design, research and PLC based control system designed to lift the achievement of the program, Finally, the study of this thesis are summarized and prospects.

Keywords elevator PLC control VVVF inverter

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洛阳理工学院毕业设计（论文） 目 录

前 言 ........................................................................................................... 5 第1章 绪论 ................................................................................................. 6

1.1电梯继电器控制系统的特点及存在问题 ...................................... 6

1.1.1电梯继电器控制系统的优点 ................................................ 6 1.1.2电梯继电器控制系统存在的问题........................................6 1.2 PLC及在电梯控制中的应用特点................................................6 1.2.1 PLC的特点.................................................................................6 1.2.2 PLC控制电梯的逻辑关系.....................................................7 1.2.3 PLC控制电梯的优点............................................................8 1.3 电梯变频调速控制的特点.......................................................8

第2章PLC控制系统硬件设计 ................................................................. 9

2.1 四层电梯主电路 ............................................................................. 9

2.1.1 四层电梯驱动电机 ............................................................... 9 2.1.2 plc外部接线图 ...................................................................... 9 2.2工/0点数的分配及机型的选择....................................................10 2.2.1 I/O点数的估算....................................................................11 2.2.2输入/输出的分配.................................................................11 2.2.3 机型的选择.........................................................................12 2.3 编码器与PLC的连接.................................................................12 2.4系统结构框图...............................................................................13

第3章 软件设计.........................................................................15

3.1四层电梯梯形图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„15 3.2 STL语句表„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„25

第4章软硬件的调试 .................................................................30

4.1组态王6.5的简介 ......................................................................... 30 4.2组态王的基本操作 .....................................................................30

4.2.1 建立新工程及画面.........................................................30 4.2.2四层电梯使用的动画连接.............................................33 4.2.3 组态王的命令语言........................................................33

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洛阳理工学院毕业设计（论文） 4.3 四层电梯在组态王中的仿真调试..............................................35 结 论 ......................................................................................................... 38 谢 辞 ........................................................................................................... 38 参考文献 ..................................................................................................... 39 附 录 ......................................................................................................... 40 外文资料翻译 ............................................................................................. 42

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洛阳理工学院毕业设计（论文）

前言

电梯是随着高层建筑的兴建而发展起来的一种垂直运输工具。多层厂房和多层仓库需要有货梯;高层住宅需要有住宅梯;百货大楼和宾馆需要有客梯,自动扶梯„„在现代社会,电梯已像汽车、轮船一样,成为人类不可缺少的交通运输工具。据统计,美国每天乘电梯的人次多于乘载其它交通工具的人数。当今世界,电梯的使用量已成为衡量现代化程度的标志之一。

目前电梯的控制普遍采用两种控制方式：一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯的信号采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说，这两种方式并没有太大的区别。国内厂家大多采用答二种方式，其原因在于用PLC控制有许多优点： 1，可靠性高，由于采取了一系类的PLC高可靠性的措施，PLC的平均无故障时间（MTBF）一般可达3~5万小时。而且PLC的环境适应性也很强，它能在工业环境下可靠地工作；2，编程简单，PLC最常用的编程语言是梯形图语言。这种编程语言形象直观，容易掌握，不需要专门的计算机知识，便于广大现场工程技术人员掌握。当工作流程需要改变时，可以现场改变程序，使用方便、灵活；3，体积小、结构紧凑、安装、维修方便。PLC的体积小，重量轻，便于安装。一般PLC都具有自诊断、故障报警、故障种类显示等功能。

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洛阳理工学院毕业设计（论文） 第1章 概述

1.1 电梯继电器控制系统的特点及存在问题

1.1.1电梯继电器控制系统的优点

(1) 所有控制功能及信号处理均有硬件实现，线路直观，易于理解和掌握，适合于一般技术人员和技术工人所掌握。

(2) 系统的保养、维修及故障检查无需较高的技术和特殊的工具、仪器。 (3) 大部分电器均为常用控制电器，更换方便，价格较便宜。

(4) 多年来我国一直生产这类电梯，技术成熟，已经形成系列化产品，技术资料图纸齐全，熟悉、掌握的人员较多。 1.1.2电梯继电器控制的缺点：

(1) 系统触点繁多、接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，造成接触不良，因而故障率较高。

(2) 普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能，使系统的控制功能不易增加，技术水平难以提高。

(3)电磁机构及触点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，系统控制精度难以提高。

(4) 系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大。

(5) 由于线路复杂，易出现故障，因而保养维修工作量大。费用高；而且检查故障困难，费时费工。

总之，电梯继电器控制系统故障率高，大大降低了电梯的可靠性和安全性，经常造成停梯，给乘客人员带来不便和惊扰。且电梯一旦发生冲顶或蹲底，不但会造成电梯机械部件损坏，还可能出现人身事故。所以目前电梯的继电器控制已经很少使用了。

1.2 PLC及在电梯控制中的应用特点

1.2.1 PLC简介及其特点

PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：

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洛阳理工学院毕业设计（论文） PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.

“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”

PLC的特点

1.可靠性高，抗干扰能力强 2.配套齐全，功能完善，适用性强 3.易学易用，深受工程技术人员欢迎

4.系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造 5.体积小，重量轻，能耗低 PLC的应用领域

目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。

1.开关量的逻辑控制 2.模拟量控制 3.运动控制 4.过程控制 5.数据处理 6.通信及联网

1.2.2 PLC控制电梯的逻辑关系 电梯控制逻辑关系如下:

1)行车方向由内选信号决定,顺向优先执行; 2)行车途中如遇呼梯信号时,顺向截车,反向不截车;

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洛阳理工学院毕业设计（论文） 3)内选信号、呼梯信号具有记忆功能,执行后解除。

4)内选信号、呼梯信号、行车方向、行车楼层位置均由信号灯指示,(因 点数不够,只有行车方向和楼层位置由信号灯指示);

5)停层时可延时自动开门、手动开门、(关门过程中)本层顺向呼梯开门; 6)有内选信号时延时自动关门,关门后延时自动行车; 7)无内选时不能自动关门;

8)行车时不能手动开门或本层呼梯开门,开门不能行车。 1.2.3 PLC控制电梯的优点

可变程序控制器（PLC）是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。现在已经成为工业自动化强有力的工具，得到了广泛的普及和推广应用。

电梯的电气系统由拖动系统和控制系统两部分组成。传统的电气控制系统采用的继电器逻辑控制由于触点多、故障率高、可靠性差、体积大等缺点，正逐渐被淘汰。目前电梯设计使用可编程控制器(PLC)，要求功能变化灵活，编程简单，故障少，噪音低。维修保养方便，节能省工，抗干扰能力强，控制箱占地面积少。当乘员进入电梯，按下楼层按钮，电梯门自动关闭后．控制系统进行下列运作：根据轿厢所处位置及乘员所处层数．判定轿厢运行方向，保证轿厢平层时减速。将轿厢停在选定的楼层上；同时，根据楼层的呼叫，顺路停车，自动开关门。另外在轿厢内外均要有信号灯显示电梯运行方向及楼层数。

1.3 电梯变频调速控制的特点

MM440 是西门子公司生产的通用型矢量变频器，它性能稳定，质量可靠，功能齐全，在电梯行业首次使用。

可编程序控制器PLC 和MM440 变频器之间的通讯可有两种方式，一种是串行通讯,采用串行通讯只需一根双芯屏蔽电缆西门子专用，它大大减少了布线的数量，无须重新布线即可更改控制功能，可以通过串行接口设置和修改变频器的参数，还可以连续对变频器的特性进行监视和控制另一种是并行通讯。

另外变频器上还安装了编码器模板这使得这种通用型MM440 可以接成闭环速度反馈控制方式与无传感器矢量控制SLVC 和变压/变频V/F 相比这种控制方式具有以下优点：

1 零速时仍然具有额定转矩的负载能力 2 速度控制的精度

3 速度控制和转矩控制的动态性能得到改善

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洛阳理工学院毕业设计（论文） 第2章PLC控制系统硬件设计

2.1 四层电梯主电路

2.1.1 四层电梯曳引电机及门电机电路图

根据设计要求，本次设计的电气控制系统主回路原理图如图所示。图2.1中M1，M2为曳引电机和门电机，交流接触器KM1~ KM4通过控制两台电动机的运行来控制轿厢和厅门，从而进行对电梯的控制。FR1，FR2为起过载保护作用的热继电器，用于电梯运行过载时断开主电路。FU1为熔断器，起过电流保护作用。

图2.1 四层电梯曳引电机及门电机电路图

2.1.2 plc外部接线图

本设计的PLC外部接线图如图2.2所示.CPU226CN的传感器电源24V(DC)可以输出600mA电流，通过核算在本设计中PLC容量完全满足要求，CPU226CN的输出继电器触点容量为2A，电压范围为5~30V（DC）或5~250V（AC）。

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洛阳理工学院毕业设计（论文） SQ1一楼位置开关SQ2二楼位置开关SQ3三楼位置开关SQ4四楼位置开关K10一楼内呼指令K9二楼内呼指令K8三楼内呼指令K7四楼内呼指令K1一楼上行K2二楼上行K3三楼上行二楼下行四楼下行三楼下行手动开门手动关门K4K5K6I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7I1.0I1.1I1.2I1.3I1.4I1.5I2.0I2.11M24V2MCPU 226 CNQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q1.0Q1.1Q1.2Q1.3Q1.4Q1.5Q1.6Q1.71L2LKM3KM4KM1KM2上行记忆下行记忆电机正转电机反转一楼内呼登记二楼内呼登记三楼内呼登记四楼内呼登记一楼上行登记二楼上行登记三楼上行登记二楼下行登记三楼下行登记四楼下行登记开门模拟关门模拟220V~FU

图2.2 plc外部接线图

2.2工/0点数的分配及机型的选择

2.2.1 I/O点数的估算

采用PLC构成四层简易电梯电气控制系统。电梯的上、下行由一台电动机拖动，电动机正转为电梯上升，反转为下降。一层有上升呼叫按钮K1和指示灯H1，二层有上升呼叫按钮K2和指示灯H2以及下降呼叫按钮K4和指示灯H4，三层有上升呼叫按钮K3和指示灯H3以及下降呼叫按钮K5和指示灯H5，四层有下降呼叫按钮K6和指示灯H6。一至四层有到位行程开关SQ1～SQ4。电梯内有一至四层呼叫按钮K10～K7和指示灯H10～H7；电梯开门和关门按钮SB5和SB6，电梯开门和关门分别通过电磁铁KM3和KM4控制，关门到位由行程开关ST1检测，

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洛阳理工学院毕业设计（论文） 开门到位由行程开关ST2检测。轿厢上行和下行由接触器KM1和KM2控制，并有上行记忆和下行记忆两路指示灯。

综上所述，输入点共有16个，输出点共有16个。

可编程控制器S7—200的CPU226输入，输出点数为24／16。足以满足要求。 2.2.2输入/输出的分配如下：

该系统占用PLC的32个I/O口，16个输入点，16个输出点，具体的I/O分配如下图所示： 序号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 名 称 一层平层 二层平层 三层平层 四层平层 内呼一楼 内呼二楼 内呼三楼 内呼四楼 输入点 序号 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 名 称 电梯上行记忆 电梯下行记忆 电机正转 电机反转 内呼一楼指示 内呼二楼指示 内呼三楼指示 内呼四楼指示 一层外呼上行指示 二层外呼上行指示 三楼外呼上行指示 二楼外呼下行指示 三楼外呼下行指示 四楼外呼下行指示 门电机正转 门电机反转 输出点 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 Q1.2 Q1.3 Q1.4 Q1.5 Q1.6 Q1.7 一层外呼上行 I1.0 二层外呼上行 I1.1 三楼外呼上行 I1.2 二楼外呼下行 I1.3 三楼外呼下行 I1.4 四楼外呼下行 I1.5 手动开门 手动关门 开门限位 关门限位 电梯上升极限位 电梯下降极限位 I2.0 I2.1 I2.2 I2.3 I2.4 I2.5 图 2.3 PLC输入/输出分配

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洛阳理工学院毕业设计（论文） 2.2.3 机型的选择

SIMATIC S7-200系列PLC及其编程软件STEP 7-Micro/WIN 32

SIMATIC 小型S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。

STEP 7-Micro/WIN 32是西门子公司专门为S7-200系列PLC设计在个人计算机Windows操作系统下运行的编程软件，它的功能强大，使用方便，简单易学，可用梯形图（LAD）、语句表（STL）和功能块图三种编程语言编制程序，不同的编程语言编制的程序可以相互转换。STEP 7-Micro/WIN 32提供两套指令集，即SIMATIC指令集（S7-200方式）和国际标准指令集（IEC1131-3方式）。程序编制完成之后，利用PLC与计算机专用的PC/PPI电缆传送程序至PLC。

2.3 编码器与PLC的连接

1、THPLC-DT型四层电梯实验教学模型一台

2、安装了V3.2 STEP 7 MicroWIN编程软件的计算机一台 3、PC/PPI编程电缆一根

4、PLC主机一台（西门子自配），应选用40点机型（输入口大于20点、输出口大于14点）。

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洛阳理工学院毕业设计（论文） 2.4系统结构框图

YES行程开关有信号？判断电梯厅在哪一层电梯上升？YES执行上升、下降流程NO三楼向下呼或选层？YES三楼行程开关信号？YES三楼停NONO二楼向下呼或选层？YES二楼行程开关信号？YES二楼停NONO一楼向下呼或选层YESNO复位等待一楼行程开关到？YES一楼停图2.4 开关门的判定流程

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洛阳理工学院毕业设计（论文） 电梯在一楼yes2、3、4楼有信号noyes电梯上升no停止电梯在二楼yes1楼有信号noyes电梯下降no2、3楼有信号no停止yes电梯上升电梯在三楼yes1、2楼有信号noyes电梯下降no4楼有信号no停止yes电梯上升电梯在四楼yes1、2、3楼有信号no停止yes电梯下降 图2.5 电梯运行方向的判定流程

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洛阳理工学院毕业设计（论文） 第三章 系统软件设计

3.1 四层电梯梯形图

PLC的编程语言

PLC程序是PLC指令的有序集合，PLC运行程序就是按一定的顺序，执行这集合中的一条条指令。指令是指示PLC动作的文字代码或图形符号。使用的编程语言不同，这些文字代码和图形符号就不相同。但从本质上来讲，指令的实质都是二进制机器码。同普通的计算机一样，PLC的编程软件通过编译系统把PLC程序编译成机器代码。

PLC提供了功能较为完整的编程语言，以适应PLC在工业环境中的应用。利用PLC的编程语言，按照不同的控制要求编制不同的控制程序，这相当于设计和改变继电器控制的硬件接线，也就是所谓的“可编程序”。

PLC的编程语言一般有五种：顺序功能图(Sequential Function Chart)、梯形图(Ladder Diagram)、功能块图(Function Block Diagram)、指令表(Instruction List)和结构文本(Structured Text)。其中，顺序功能图(SFC)、梯形图(LD)、功能块图(FBD)是图形编程语言，指令表(IL)和结构文本(ST)是文字语言。梯形图(LD)是目前使用最广泛的PLC图形编程语言，梯形图与继电器控制系统的电路图相似，比较易于掌握、程序表达清楚。

本系统PLC程序的编制采用梯形图语言，编程软件为STEP 7。该软件能够完成制作程序、对可编程控制器CPU的写入/读出、监控程序运行、调试程序、PLC错误诊断等一系列功能。

STEP 7概述 何谓STEP 7

STEP 7是用于SIMATIC可编程逻辑控制器组态和编程的标准软件包。它是SIMATIC工业软件的组成部分。有下列版本的STEP 7标准软件包：

· 用于SIMATIC S7-200上简单单站应用的STEP 7 Micro/DOS和STEP 7 Micro/WIN。

· 用于使用带有各种功能的SIMATIC S7-300/ST-400、SIMATIC M7-300/M7-400和

SIMATIC C 7的STEP 7：

- 可通过选择SIMATIC工业软件中的软件产品进行扩展

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洛阳理工学院毕业设计（论文） - 为功能模板和通讯处理器赋值参数 - 强制和多处理器模式 - 全局数据通讯

- 使用通讯功能块的事件驱动数据传送 - 组态连接

STEP7编程软件允许结构化用户程序，可以将程序分解为单个的自成体系的程序部分从而使大规模的程序更容易理解，可以对单个的程序部分进行标准化程序组织简化，修改更容易系统的调试也容易了许多在7s用户程序中可以使用如下几种不同类型的块:

组织块(OB)是操作系统和用户程序的接口它们由操作系统调用，并控制循环和中断驱动程序的执行，以及可编程控制器如何启动。它们还处理对错误的响应组织块决定各个程序部分执行的顺序用于循环程序处理的组织块OB1的优先级最高。操作系统循环调用OB1并用这个调用启动用户程序的循环执行。

功能（FC）属于用户自己编程的块功能是“无存储区”的逻辑块FC的临时变量存储在局域数据堆栈中，当FC执行结束后，这些数据就丢失了。

功能块（FB）属于用户自己编程的块功能块是具有“存储功能”的块，用数据块作为功能块的存储器(背景数据块)传递给FB的参数和静态变量存在背景数据块中，背景数据块(背景DB)在每次功能块调用时都要分配一块给这次调用，用于传递参数。

系统功能块(SFB)和系统功能(SFC)是STEP7为用户提供的己编程好的程序的块，经过测试集成在CPU中的功能程序库SFB作为操作系统的一部分并不占用程序空间，是具有存储能力的块，它需要一个背景数据块，并须将此块作为程序的一部分安装到CPU中。

程序设计常用方法

在工程中，对PLC应用程序的设计有多种方法，这些方法的使用，也因各个设计人员的技术水平和喜好有较大的差异。现将常用的几种应用程序的设计方法简要介绍如下。

1. 经验设计法

经验设计法也叫凑试法。在掌握一些典型控制环节和电路设计的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，凭经验进行选择、组合。这种方法对于一些简单的控制系统的设计是比较凑效的，可以收到快速、简单的效果。但是它没有

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洛阳理工学院毕业设计（论文） 一个普遍的规律可遵循，具有一定的试探性和随意性，最后得到的结果也不是唯一的，设计所用的时间、设计的质量与设计者的经验的多少有关。

经验设计法的具体步骤如下： （1） 确定输入/输出电器；

（2） 确定输入和输出点的个数、选择PLC机型、进行I/O分配； （3） 做出系统动作工程流程图； （4） 选择PLC指令并编写程序； （5） 编写其它控制控制要求的程序；

（6） 将各个环节编写的程序合理地联系起来，即得到一个满足控制要求的程序。

2. 逻辑设计法

工业电气控制线路中，有很多是通过继电器等电器元件来实现的。而继电器、交流接触器的触点都只有两种状态即：断开和闭合，因此用“0”和“1”两种取值的逻辑代数设计电气控制线路是完全可以的。该方法法是根据数字电子技术中的逻辑设计法进行PLC程序的设计，它使用逻辑表达式描述问题。在得出逻辑表达式后，根据逻辑表达式画出梯形图。因此用逻辑设计法也可以适用于PLC应用程序的设计。

3. 顺序控制法

对那些按动作的先后顺序进行控制的系统，非常适合使用顺序控制设计法进行编程。顺序控制法规律性很强，虽然编程相当长，但程序结构清晰、可读性。在用顺序控制设计法编程时，功能图是很重要的工具。功能图能够清楚地表现出系统各工作步的功能、步与步之间的转换顺序及其转换条件。

功能图由流程步、有向线段、转移和动作组成，在使用时它有一些使用规则，具体如下：

步于步之间必须用转移隔开； 转移与转移之间必须用步隔开；

转移和步之间用有向线段连接，正常画顺序功能图的方向是从上向下或则从左向右。按照正常顺序画图时，有向线段可以不加箭头，否则必须加箭头。

一个顺序功能图中至少有一个出初始步。

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洛阳理工学院毕业设计（论文） I1.5M4.3Q1.5( )Q1.5I1.2M4.2Q1.2( )Q1.2Q0.3I1.4M4.2( )Q1.4Q1.4Q0.2I1.1M4.1Q1.1( )Q1.1Q0.3I1.3M4.1Q1.3( )Q1.3Q0.2I1.0M4.0Q1.0( )Q1.0I0.4I0.0Q0.4( )Q0.4T40I0.5I0.1Q0.5( )Q0.5I0.6I0.2Q0.6( )Q0.6

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洛阳理工学院毕业设计（论文） I0.7I0.2Q0.7( )Q0.7Q0.2Q0.3M4.0T40INTON1200PT100msI0.0I0.1I0.2I0.3M4.0( )M4.0I0.1I0.0I0.2I0.3M4.1( )M4.1I0.2I0.0I0.1I0.3M4.2( )M4.2I0.3I0.0I0.1I0.2M4.3( )M4.3Q0.5M4.0M2.2( )Q0.6Q0.7Q1.1Q1.2Q1.3Q1.4Q1.519

洛阳理工学院毕业设计（论文）

Q0.6M4.1M2.3( )Q0.7Q1.5Q1.4Q1.2Q1.5M4.2M2.4( )Q0.7M2.2M2.0( )M2.3M2.4Q0.0M2.0Q0.3I2.4M0.0Q1.7Q0.2( )M2.1Q0.2Q0.3I0.3( )Q0.0Q0.0 20

洛阳理工学院毕业设计（论文） Q0.4M4.3M2.5( )Q0.5Q0.6Q1.0Q1.1Q1.2Q1.3Q1.4Q0.4M4.2M2.6( )Q0.5Q1.0Q1.1Q1.3Q0.4M4.1M2.7( )Q1.0M2.5M2.1( )M2.6M2.721

洛阳理工学院毕业设计（论文） Q0.1M2.1Q0.2I2.5M0.0Q1.7Q0.3( )M2.0Q0.3I0.0Q0.2Q0.1( )Q0.1Q1.0M1.6M1.0( )M1.0Q1.1Q0.3M1.6M1.1( )M1.1Q1.2Q0.3M1.6M1.2( )M1.2Q1.3Q0.2M1.6M1.3( )M1.3Q1.4Q0.2M1.6M1.4( )M1.4Q1.5M1.6M1.5( )M1.5

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洛阳理工学院毕业设计（论文）

Q0.4M1.6( )M0.4M0.4Q0.5M1.6( )M0.5M0.5Q0.6M1.6M0.6( )M0.6Q0.7M1.6M0.7( )M0.7M0.4M1.6M4.0M3.0( )M1.0M0.5M1.6M4.1( )M3.1M1.1M1.3M0.6M1.6M4.2M3.2( )M1.2M1.4M0.7M1.6M4.3( )M3.3M1.523

洛阳理工学院毕业设计（论文） I2.0M0.1Q1.7I2.2Q1.6( )Q1.6T37M3.0Q1.6T37INTONM3.120PT100msM3.2M0.0( )M3.3I2.1Q1.6I2.3( )Q1.7Q1.7T38I2.2T38INT0N50PT100msQ0.2M1.6M0.1( )Q0.3Q1.7( )M1.6I1.0M4.0( )M4.4I1.1M4.1I1.3I1.2M4.2I1.4I1.5M4.324

洛阳理工学院毕业设计（论文）

3.2 四层电梯STL语句表

TITLE=PROGRAM COMMENTS Network 1 // 四楼下呼 LD I1.5 O Q1.5 AN M4.3 = Q1.5

Network 2 // 三楼上呼 LD I1.2 O Q1.2 LDN M4.2 O Q0.3 ALD = Q1.2

Network 3 // 三楼下呼 LD I1.4 O Q1.4 LDN M4.2 O Q0.2 ALD = Q1.4

Network 4 // 二楼上呼 LD I1.1 O Q1.1 LDN M4.1 O Q0.3 ALD = Q1.1

Network 5 // 二楼下呼 LD I1.3 O Q1.3 LDN M4.1

O Q0.2 ALD = Q1.3

Network 6 // 一楼上呼 LD I1.0 O Q1.0 AN M4.0 = Q1.0

Network 7 // 电梯内呼一楼 LD I0.4 O Q0.4 O T40 AN M4.0 = Q0.4

Network 8 // 电梯内呼二楼 LD I0.5 O Q0.5 AN M4.1 = Q0.5

Network 9 // 电梯内呼三楼 LD I0.6 O Q0.6 AN M4.2 = Q0.6

Network 10 // 电梯内呼四楼LD I0.7 O Q0.7 AN M4.3 = Q0.7

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洛阳理工学院毕业设计（论文） Network 11 //

二分钟内无操作自动返回一楼 = M4.3

Network 16 // 轿厢在一楼时上行信号 // Network Comment LDN Q0.2 AN Q0.3 AN M4.0 TON T40, 1200 Network 12 // 平层信号LD I0.0 O M4.0 AN I0.1 AN I0.2 AN I0.3 = M4.0 Network 13 LD I0.1 O M4.1 AN I0.0 AN I0.2 AN I0.3 = M4.1 Network 14 LD I0.2 O M4.2 AN I0.0 AN I0.1 AN I0.3 = M4.2 Network 15 LD I0.3 O M4.3 AN I0.0 AN I0.1 AN I0.2 LD Q0.5 O Q0.6 O Q0.7 O Q1.1 O Q1.2 O Q1.5 O Q1.4 O Q1.3 A M4.0 = M2.2

Network 17 // 轿厢在二楼时上行信号 LD Q0.6 O Q0.7 O Q1.5 O Q1.4 O Q1.2 A M4.1 = M2.3

Network 18 // 轿厢在三楼时上行信号 LD Q1.5 O Q0.7 A M4.2 = M2.4

Network 19 // 轿厢上行信号 LD M2.2 O M2.3 O M2.4 = M2.0

Network 20 // 轿厢上行 LD Q0.0 ON M2.1 A M2.0

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洛阳理工学院毕业设计（论文） AN Q0.3 AN I2.4 AN M0.0 AN Q1.7 = Q0.2

Network 21 // 轿厢上行记忆信号 LD Q0.2 O Q0.0 AN Q0.3 AN I0.3 = Q0.0

Network 22 // 轿厢在四楼时下行信号LD Q0.4 O Q0.5 O Q0.6 O Q1.0 O Q1.1 O Q1.2 O Q1.3 O Q1.4 A M4.3 = M2.5

Network 23 // 轿厢在三楼时下行信号LD Q0.4 O Q0.5 O Q1.0 O Q1.1 O Q1.3 A M4.2 = M2.6

Network 24 // 轿厢在二楼时下行信号LD Q0.4 O Q1.0 A M4.1 = M2.7

Network 25 // 轿厢下行信号 LD M2.5 O M2.6 O M2.7 = M2.1

Network 26 // 轿厢下行 LD Q0.1 ON M2.0 A M2.1 AN Q0.2 AN I2.5 AN M0.0 AN Q1.7 = Q0.3

Network 27 // 轿厢下行记忆信号 LD Q0.3 O Q0.1 AN Q0.2 AN I0.0 = Q0.1

Network 28 // 轿厢外呼梯信号保持LD Q1.0 O M1.0 AN M1.6 = M1.0 Network 29 LD Q1.1 AN Q0.3 O M1.1 AN M1.6 = M1.1 Network 30 LD Q1.2

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洛阳理工学院毕业设计（论文） AN Q0.3 O M1.2 AN M1.6 = M1.2 Network 31 LD Q1.3 AN Q0.2 O M1.3 AN M1.6 = M1.3 Network 32 LD Q1.4 AN Q0.2 O M1.4 AN M1.6 = M1.4 Network 33 LD Q1.5 O M1.5 AN M1.6 = M1.5

Network 34 // 轿厢内呼梯信号保持LD Q0.4 O M0.4 AN M1.6 = M0.4 Network 35 LD Q0.5 O M0.5 AN M1.6 = M0.5 Network 36 LD Q0.6 O M0.6 AN M1.6 = M0.6 Network 37 LD Q0.7 O M0.7 AN M1.6 = M0.7

Network 38 // 各楼层停车信号LD M0.4 O M1.0 AN M1.6 A M4.0 = M3.0 Network 39 LD M0.5 O M1.1 O M1.3 AN M1.6 A M4.1 = M3.1 Network 40 LD M0.6 O M1.2 O M1.4 AN M1.6 A M4.2 = M3.2 Network 41 LD M0.7 O M1.5 AN M1.6 A M4.3 = M3.3

Network 42 // 手动及自动开门

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洛阳理工学院毕业设计（论文） LD I2.0 O Q1.6 O T37 LD Q1.7 = M1.6

Network 48 // 电梯外呼信号的开门信号 O M4.4 AN M0.1 AN Q1.7 AN I2.2 = Q1.6 Network 43 LD M3.0 O M3.1 O M3.2 O M3.3 LPS

AN Q1.6 TON T37, 20 LPP = M0.0

Network 44 // 手动及自动关门LD I2.1 O Q1.7 O T38 AN Q1.6 AN I2.3 = Q1.7 Network 45 LD I2.2 TON T38, 50 Network 46 LD Q0.2 O Q0.3 AN M1.6 = M0.1

Network 47 // 保持信号的取消LD I1.0 A M4.0 LD I1.1 O I1.3 A M4.1 OLD LD I1.2 O I1.4 A M4.2 OLD LD I1.5 A M4.3 OLD = M4.4

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洛阳理工学院毕业设计（论文）

第4章 软硬件的调试

4.1组态王6.5的简介

工控组态软件—组态王V6.5

组态王是北京亚控科技发展有限公司开发的一个集成人机界面（HMI）系统和监

控管理系统的工业上位监控软件，可与可编程控制器（PLC）、智能模块、板卡智能仪表、远程数据采集装置（RTV）等多种外部设备进行通讯。而其软件系统与用户最终使用的现场设备无关，对于不同的硬件设施，用户只需要按照安装向导的提示完成I/O设备的配置工作，为组态王配置相应的通信设备的硬件驱动程序，并由硬件设备驱动程序完成组态王与I/O设备的通信。在系统运行的过程 变量

1.定义结构成员时可以定义基本属性，例如变量属性、报警属性和记录属性等。 2.定义结构变量时自动继承结构成员的属性。 3.结构变量可整体赋值。

4.结构变量可作为自定义函数的参数。

5.在数据词典中可以任意选择多个变量集中修改变量共有属性。

4.2 建立新的工程及画面

4.2.1 制作一个工程的一般过程

建立新组态王工程的一般过程是：

1.设计图形界面（定义画面） 2.定义设备

3.构造数据库（定义变量） 4.建立动画连接 5.运行和调试

建立组态王新工程

要建立新的组态王工程，请首先为工程指定工作目录（或称“工程路径” ）。“组态王”用工作目录标识工程，不同的工程应置于不同的目录。工作目录下的文件

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洛阳理工学院毕业设计（论文） 由“组态王”自动管理。

创建工程路径

启动“组态王”工程管理器，选择菜单“文件\\新建工程”或单击“新建”按钮 图4.1工程管理器 单击“下一步”继续。弹出“新建工程向导之二对话框” 图4.2 新建工程向导之二对话框

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洛阳理工学院毕业设计（论文） 在工程路径文本框中输入一个有效的工程路径，或单击“浏览„”按钮，在弹出的路径选择对话框中选择一个有效的路径。单击“下一步”继续。弹出“新建工程向导之三对话框”

图4.3新建工程向导之三对话框

在工程名称文本框中输入工程的名称，该工程名称同时将被作为当前工程的路径名称。在工程描述文本框中输入对该工程的描述文字。工程名称长度应小于32个字节，工程描述长度应小于40个字节。单击“完成”完成工程的新建。系统会弹出对话框，询问用户是否将新建工程设为当前工程

创建组态画面 第一步：定义新画面

进入新建的组态王工程，选择工程浏览器左侧大纲项“文件\\画面”，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标

在“画面名称”处输入新的画面名称，如“Test”，其它属性目前不用更改，（关于其它属性的设置请参见“第四章 组态王开发环境——工程浏览器”）。点击“确定”按钮进入内嵌的组态王画面开发系统

第二步：在组态王开发系统中从“工具箱”中分别选择“矩形”和“文本”图标，绘制一个矩形对象和一个文本对象

构造数据库

继续上节的工程。选择工程浏览器左侧大纲项“数据库\\数据词典”，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标，弹出“变量属性”对话框

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洛阳理工学院毕业设计（论文）

图4.4 变量定义表

在“变量名”处输入变量名，如：a；在“变量类型”处选择变量类型如：内存实数，其它属性目前不用更改，单击“确定”即可。

下面继续定义一个IO变量，

在“变量名”处输入变量名，如：b；在“变量类型”处选择变量类型如：IO整数；在“连接设备”中选择先前定义好的IO设备：PLC；

在“寄存器”中定义为：I0.0；在“数据类型”中定义为：bit类型。其它属性目前不用更改，单击“确定”即可。

4.2.2 四层电梯使用的动画连接

水平移动动画连接向导

使用水平移动动画连接向导的步骤为：

 首先在画面上绘制水平移动的图素，如圆角矩形。

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洛阳理工学院毕业设计（论文）  选中该图素，选择菜单命令“编辑\\水平移动向导”，或在该圆角矩

形上单击右键，在弹出的快捷菜单上选择“动画连接向导\\水平移动连接向导”命令，鼠标形状变为小“十”字型。

 选择图素水平移动的起始位置，单击鼠标左键，鼠标形状变为向左

的箭头，表示当前定义的是运行时图素由起始位置向左移动的距离，水平移动鼠标，箭头随之移动，并画出一条水平移动轨迹线。  当鼠标箭头向左移动到左边界后，单击鼠标左键，鼠标形状变为向

右的箭头，表示当前定义的是运行时图素由起始位置向右移动的距离，水平移动鼠标，箭头随之移动，并画出一条移动轨迹线，当到达水平移动的右边界时，单击鼠标左键，弹出水平移动动画连接对话框。。

垂直移动动画连接向导

使用垂直移动动画连接向导的步骤为：

 首先在画面上绘制垂直移动的图素，如圆角矩形。

 选中该图素，选择菜单命令“编辑\\垂直移动向导”，或在该圆角矩

形上单击右键，在弹出的快捷菜单上选择“动画连接向导\\垂直移动连接向导”命令，鼠标形状变为小“十”字型。

 选择图素垂直移动的起始位置，单击鼠标左键，鼠标形状变为向上

的箭头，表示当前定义的是运行时图素由起始位置向上移动的距离，垂直移动鼠标，箭头随之移动，并画出一条垂直移动轨迹线。  当鼠标箭头向上移动到上边界后，单击鼠标左键，鼠标形状变为向

下的箭头，表示当前定义的是运行时图素由起始位置向下移动的距离，垂直移动鼠标，箭头随之移动，并画出一条垂直移动轨迹线，当到达垂直移动的下边界时，单击鼠标左键，弹出垂直移动动画连接对话框。

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洛阳理工学院毕业设计（论文） 4.2.3 组态王的命令语言

命令语言类型

组态王中命令语言是一种在语法上类似Ｃ语言的程序，工程人员可以利用这些程序来增强应用程序的灵活性、处理一些算法和操作等。

命令语言都是靠事件触发执行的，如定时、数据的变化、键盘键的按下、鼠标的点击等。根据事件和功能的不同，包括应用程序命令语言、热键命令语言、事件命令语言、数据改变命令语言、自定义函数命令语言、动画连接命令语言和画面命令语言等。具有完备的词法语法查错功能和丰富的运算符、数学函数、字符串函数、控件函数、SQL函数和系统函数。各种命令语言通过“命令语言编辑器”编辑输入，在“组态王”运行系统中被编译执行。

4.3 四层电梯在组态王中的仿真调试

层教学仿真电梯系统在各类院校的PLC实践教学中得到了广泛的利用，其基本控制要求如下：当呼叫电梯的楼层大于电梯所停的楼层时，电梯上升到呼叫层，电梯停止运行；当呼叫电梯的楼层小于电梯所停的楼层时，电梯下降到呼叫层，电梯停止运行；当同时有多层呼梯信号时，电梯先按照同方向依次暂停。

PLC与上位计算机监控软件和软件组态王之间的通讯

PLC与上位计算机的通讯可以利用高级语言编程来实现，但是用户必须熟悉互连的PLC及PLC网络采用的通信协议，严格的按照通信协议规定为计算机编写通信程序，其对用户要求较高，而采用工控组态软件实现PLC与上位计算机之间的通讯，则相对简单，因为工控组态软件中一般都提供了相关设备的通讯驱动程序，西门子公司的S7系列PLC与工控组态软件WinCC、组态王之间可进行连接实现PLC与上位计算机之间的通讯。

下面介绍组态王6.5与S7-200 PLC 之间通讯的实现步骤。PPI协议是S7-200 CPU默认的通信方式，它通过S7-200 CPU自身的端口（Port 0或Port 1）即可完成。

第1 设备连接

利用PLC与计算机专用的PC/PPI电缆，将PLC通过编程口与上位计算机串口（ＣＯＭ口）连接，进行串行通讯。串行通讯方式使用＂组态王计算机＂的

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洛阳理工学院毕业设计（论文） 串口，I/O设备通过PC/PPI通讯电缆连接到＂组态王计算机＂的串口。

第2 通讯设备参数设置

在组态王工程浏览器的工程目录显示区，点击＂设备＂大纲项下PLC与上位计算机所连串口（ＣＯＭ口），进行参数设置。S7-200系列PLC编程口的通讯ＣＯＭ口参数设置：在组态王浏览器目录内容显示区内双击所设ＣＯＭ口对应的＂新建＂图标，会弹出＂设备配置向导＂对话框。在此对话框中完成与组态王通讯的设备的设置。利用设备配置向导就可以完成串行通讯方式的I/O设备安装，安装过程简单、方便。在配置过程中，用户需选择I/O设备的生产厂家、设备型号、连接方式，为设备指定一个逻辑设备名，设定设备地址。

第3 构造数据库

数据库是＂组态王＂软件的核心部分，在工程管理器中，选择＂数据库\\数据词典＂，双击＂新建图标＂，弹出＂变量属性＂对话框，创建仿真电梯各个变量数据，这些变量与PLC内部变量一一对应，PLC的输入输出完全由组态王内部变量代替。这样，PLC的实际输入输出状态都反映在组态监控界面上，借助PLC的CPU通信功能，系统的运行就可以实现真正的仿真。

第4 设计图形界面并建立动画连接

在组态王“画面”上创建四层教学仿真电梯系统的控制示意图，见图2，建立各个按钮及位图，并将各个控制按钮、指示灯及位图与所建立相应变量关联，对相关单元进行动画连接。 第5 系统运行

启动组态王运行系统TOUCHVIEW，运行本四层教学仿真电梯系统。将PLC开关指向“RUN”状态，按照电梯的控制要求，依次按下各楼层呼叫按钮，观察四层教学仿真电梯系统的运行结果。实验结果表明，系统运行正常，动画效果良好。

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洛阳理工学院毕业设计（论文）

图4.5 四层电梯模型

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洛阳理工学院毕业设计（论文） 结 论

四层教学电梯系统在各类院校的实践教学中得到广泛的利用，它可以作为电气及楼宇自动化等专业的PLC、变频器相关课程的实践教学平台。但是由于实际硬件的教学电梯投入较大，对教学空间也比较苛刻，从而给各个院校的实践教学带来很大的困扰。利用工控组态软件实现PLC与上位计算机通信的方法简单易行，本四层教学仿真电梯系统利用工控组态软件组态王，配合简单的PLC主机，在PC机界面上实现了实践教学训练平台，投入较少，对教学空间要求不高，适合大批量学生的实践训练，符合大多数高等院校及培训机构的教学要求。所以利用PLC主机、PC机及工控组态软件设计实现的四层教学仿真电梯系统，在PLC、组态软件应用及电梯控制等课程教学中，具有突出的优点和很好的利用价值。

谢 辞

本次毕业设计历时一个多月，在老师的悉心指导和我组成员的通力合作下，终于告一段落。

毕业设计的整个过程，有苦有乐。在与本组成员的合作中，我对PLC和组态软件有的更深一步的了解，同时也提高了理论联系实际的能力，为以后的工作打下了坚实基础。可以说，毕业设计不仅是对大学三年所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。知识在综合利用中升华。

本次设计能够顺利完成，离不开我的指导老师段春霞、韩英的悉心指导。从论文的选题到论文的完成，从程序的编程到组态的调试，无不倾注着两位老师辛勤的汗水和心血。两位老师的严谨治学态度、渊博的知识、无私的奉献精神使我受益匪浅。从尊敬的指导老师身上，我不仅学到了扎实、宽广的专业知识，也学到了做人的道理。由于本次设计的特殊性，我们必须借助实验室。老师为了方便我们，经常加班加点。在此我要向两位指导老师致以衷心的感谢和崇高的敬意!另外，还要感谢我的全体组员，他们也在毕业设计方面给予了我很多帮助和关心，尤其是在程序的编写、组态软件仿真两方面。

最后，谨向所有曾经关心和帮助过我的领导、老师、同学和朋友致以由衷的谢意!

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洛阳理工学院毕业设计（论文） 参考文献

[1] 王整风，谢云敏.可编程控制器原理与实践教程.上海：上海交通大学出版社，2007.

[2] 郁汉琪.电气控制与可编程序控制器应用技术.南京：东南大学出版社，2003. [3] 常晓玲.电气控制系统与可编程控制器.北京：机械工业出版社，2006. [4] 严盈富，罗海平，屋海勤.监控组态软件与PLC入门.北京：人民邮电出版社，2006.

[5] 张运刚，宋小春.从入门到精通——西门子工业网络通信实战.北京：人民邮电出版2007.

[6] 西门子公司.SIMATIC S7-200可编程控制器系统手册. [7]崔坚 西门子工业网络通信指南. 机械工业出版社， 2005.5

[8]西门子（中国）有限公司 深入浅出西门子S7－200 plc.北京航空航天大学出版社，2005.2

[9]吴明亮 蔡夕忠 可编程控制器实训教程.化学工业出版社， 2005.8 [10]杨志强， 用C语言实现PLC和上位机的串行通讯. 基础自动化 , 2000 [11] 李德才， 可编程序控制器PLC发展及应用[J]. 医药工程设计 , 1994 [12]求是科技编著.，PLC 应用开发技术与工程实践[M] . 北京:人民邮电出版社, 2005.

[13]吕景泉，可编程序控制器及其应用机械工业出版社，2001

[14]邓则名，邝穗芳等主编，电气与可编程控制器应用技术，机械工业出版社，2004

[15]STEP7V52编程手册，北京，西门子(中国)公司，2002 [16]刘敏，可编程序控制器技术机械工业出版社，2001

[17]马国华，监控组态软件及其应用.北京:清华大学出版社，2001

[18]严盈富，罗海平，吴海勤.监控组态软件与PLC入门.北京:人民邮电出版社，2006

[19]曾庆波，孙华，周卫宏.监控组态软件及其应用技术.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社2005

[20] 陈立定,吴玉香,苏开才.电气控制与可编程控制器.广州:华南理工大学出版社,2001

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洛阳理工学院毕业设计（论文） 附录

图像科学综述

近几年来，图像处理与识别技术得到了迅速的发展，现在人们己充分认识到图像处理和识别技术是认识世界、改造世界的重要手段。目前它己应用于许多领域，成为2l世纪信息时代的一门重要的高新科学技术。

1.图像处理与识别技术概述

图像就是用各种观测系统以不同形式和手段观测客观世界而获得的，可以直接或间接作用于人眼而产生视知觉的实体。科学研究和统计表明，人类从外界获得的信息约有75%来自于视觉系统，也就是说，人类的大部分信息都是从图像中获得的。

图像处理是人类视觉延伸的重要手段，可以便人们看到任意波长上所测得的图像。例如，借助伽马相机、x光机，人们可以看到红外和超声图像：借助CT可看到物体内部的断层图像；借助相应工具可看到立体图像和剖视图像。19年，美国在太空探索中拍回了大量月球照片，但是由于种种环境因素的影响，这些照片是非常不清晰的，为此，美国喷射推进实验室(JPL)使用计算机对图像进行处理，使照片中的重要信息得以清晰再现。这是这门技术发展的重要里程碑。此后，图像处理技术在空间研究方面得到广泛的应用。

总体来说，图像处理技术的发展大致经历了初创期、发展期、普及期和实用化期4个阶段。初创期开始于20世纪60年代，当时的图像采用像素型光栅进行扫描显示，大多采用巾、大型机对其进行处理。在这一时期，由于图像存储成本高，处理设备造价高，因而其应用面很窄。20世纪70年代进入了发展期，开始大量采用中、小型机进行处理，图像处理也逐渐改用光栅扫描显示方式，特别是出现了CT和卫星遥感图像，对图像处理技术的发展起到了很好的促进作用。到了20世纪80年代，图像处理技术进入普及期，此时购微机已经能够担当起图形图像处理的任务。VLSL的出现更使得处理速度大大提高，其造价也进一步降低，极大地促进了图形图像系统的普及和应用。20世纪90年代是图像技术的实用化时期，图像处理的信息量巨大，对处理速度的要求极高。

21世纪的图像技术要向高质量化方面发展，主要体现在以下几点：①高分辨率、高速度，图像处理技术发展的最终目标是要实现图像的实时处理，这在移动目标的生成、识别和跟踪上有着重要意义：②立体化，立体化所包括的信息最为完整和丰富，数字全息技术将有利于达到这个目的；②智能化，其目的是实现图

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洛阳理工学院毕业设计（论文） 像的智能生成、处理、识别和理解。

2.图像处理与识别技术的应用领域

目前，图像处理与识别技术的主要应用领域有生物医学、文件处理、工业检测、机器人视觉、货物检测、邮政编码、金融、、银行、机械、交通、电子商务和多媒体网络通信等领域。

3.图像处理与识别

数字图像处理和识别学科所涉及的知识非常广泛，具体的方法种类繁多，应用也极为普遍，但从学科研究内容上可以分为以下几个方面：图像数字化、图像变换、图像增强、图像分割、图像分析。

4.图像识别技术

图像识别是近20年来发展起来的一门新型技术科学，它以研究某些对象或过程（统称图像）的分类与描述为主要内容。

图像识别所研究的领域十分广泛，它可以是医学图像中的癌细胞识别；机械加工中零部件的识别、分类；可以是认遥感图片中辨别农作物、森林、湖泊和军事设施，以及判断农作物的长势，预测收获量等；可以是自导引小车中的路径识别；邮政系统中自动分拣信函；交通管制、识别违章行驶的汽车牌照；银行的支票识别、身份证识别等。上述都是图像识别研究的课题。总体来说所研究的问题，主要是分类问题。

5.图像处理

在研究图像时，首先要对获得的图像信息进行预处理（前处理）以滤去干扰、噪声，作几何、彩色校正等。这样可提高信噪比；有时由于信息微弱，无法辨识，还得进行增强处理。增强的作用，在于提供一个满足一定要求的图像，或对图像进行变换，以便人或计算机分析。并且为了从图像中找到需要识别的东西，还得对图像进行分割，也就是进行定位和分离，以分出不同的物体。为了给观察者以清晰的图像，还要对图像进行政善，即进行复原处理，它是把已经退化了图像加以重建或恢复的过程，以便改进图像的保真度。在实际处理中，由于图像信息量非常大，在存储及传送时，还要对图像信息进行压缩。

上述工作必须用计算机进行，因而要进行编码等工作。编码的作用，是用最少数量的编码位(亦称比特)，表示单色和彩色图像，以便更有效地传输和存储。

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洛阳理工学院毕业设计（论文） Image Science Review

In recent years, image processing and recognition technology has developed rapidly, now people have been fully aware of image processing and recognition technology is to understand the world and an important means of transforming the world. Currently, it has been used in many fields, 21 century information age an important high-tech science and technology.

1. Image Processing and Recognition Technology

Image is to use all kinds of observing systems in various forms and means of observation and access to the objective world, directly or indirectly, in the role of a human eye and visual perception of the entity. Scientific research and statistics show that the human race from the outside world the information obtained about 75 percent comes from the visual system, that is, human beings are the most of the information obtained from the image.

Image processing is an important extension of human vision means that people can be arbitrary wavelength measured by the image. With CT can see objects within the fault image with the corresponding tools can be seen as three-dimensional images and post-image. 19, the United States in space exploration shoot the moon to a large number of photos, but because of various environmental factors, these photos is not very clear, to that end, the U.S. Jet Propulsion Laboratory (JPL) on the use of computer image processing, Photos of important information to clear reproduction. This is the door an important milestone in the development of technology.

Generally speaking, the development of image processing technologies generally experienced a start-up phase, the period of development, popularization and application of view of four stages. Start-up phase began in the 1960s, the image grating used to scan revealed that most of a towel, its mainframe processing. During this period, due to the high cost of image storage, processing equipment costs, thus its use of very narrow. In the 1970s entered a period of development, began using large, image processing is gradually switching to raster scan display, especially in the CT and satellite remote sensing image, the image processing technology development played a very good Facilitating role. By the 1980s, image processing technology into the popular view, this purchase has been able to take on computer graphics image processing tasks. VLSL

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洛阳理工学院毕业设计（论文） makes the emergence of more processing speed greatly improved, further reducing its cost, greatly promote the popularity of graphics imaging systems and applications. 20 images in the 1990s is the period of practical technology, image processing of the huge amount of information on the requirements of high processing speed.

21st century technology to high-quality images of the area of development, embodied in the following points: ① high-resolution, high speed, image processing technology development of the ultimate goal is to achieve real-time image processing, which in the formation of a moving target, identification And on the track is of great significance: ② three-dimensional, three-dimensional information covered by the most complete and rich, digital holographic technology will help to achieve this objective; ② intelligent, and its purpose is to achieve a smart image formation, processing, recognition and understanding .

2. Image processing and recognition technology applications

At present, image processing and recognition technology the main areas of biomedical applications, document processing, industrial inspection, robot vision, cargo inspection, zip code, finance, public security, banking, machinery, transport, e-commerce and multimedia communication networks, and other fields. 3. Image processing and recognition

Digital image processing and identifying the knowledge disciplines involved in a very wide variety of specific ways, the application also very common, but research on the subject can be divided into the following areas: digital image, image transformation, image enhancement, image segmentation.

4. Image Recognition Technology

Recognition is nearly 20 years to develop a new type of science and technology, to study certain object or process (collectively images) and the classification described as the main content.

Image Recognition by the study a wide variety of areas, it can be a medical image of the cancer cell recognition; machining parts and components in the identification, classification can be identified in remote sensing images to identify crops, forests, lakes and military facilities, and the judge of crops Growth is forecast harvest levels; can be a self-guided car in the path recognition; postal system of automatic letter sorting; traffic

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洛阳理工学院毕业设计（论文） control, identification of regulations on vehicle, bank identification, ID cards and other identification. These images recognition of are the subject. Overall, the study's main problem is classification issues.

5. Image Processing

In examining images, the first to receive the image information on the pretreatment (before processing) filtered to interference, noise, for geometry, color correction, and so on. This will improve the signal to noise ratio; sometimes because of weak information, is not recognized, had to deal with enhancements. Enhance the role is to provide a meet certain requirements of the image, or images transform, or to computer analysis. And in order to find images from the need to identify things have to split the image, that is, positioning and separation, separation of different objects. To give observers a clear image, but also the image of good governance, that is, rehabilitation treatment, it is already degraded the image to rebuild or restore the process in order to improve the image fidelity. In the actual processing, because image is very large amount of information in storage and transmission, but also the image data compression.

The work must be carried out by computer, thus to encode and so on. The role is the least number of digital coding (also known as bits), said monochrome and color image for a more effective transmission and storage.

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