代測(cè)服務(wù)LSK7M-DR40U模塊PLC本文介紹的通信方法在我校cims研究中心自行研制的一套機(jī)電一體化設(shè)備中得到實(shí)施運(yùn)用,經(jīng)試驗(yàn)運(yùn)行,證明這種通信方法穩(wěn)定可靠,確實(shí)是一種非常有效的方法。將plc與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)LSK7M-DR40U模塊PLC
絡(luò)連接起來,plc作為下位機(jī),計(jì)算機(jī)作為上位機(jī),形成一個(gè)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的自動(dòng)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了“集中管理,分散控制”。其中各個(gè)plc子系統(tǒng)或遠(yuǎn)程工作站在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)各個(gè)被控對(duì)象進(jìn)行控
制,利用網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成一個(gè)plc綜合控制,滿足了現(xiàn)代自動(dòng)化系統(tǒng)向信息化網(wǎng)絡(luò)化智能化的過渡。
近年來, 隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展,高層建筑和智能化建筑的不斷涌現(xiàn),人們對(duì)電梯提出了越來越高的要求,單臺(tái)電梯往往不能滿足建筑物內(nèi)的交通需要,這時(shí)候就需要合理安裝多臺(tái)電梯
來緩解電梯運(yùn)行的壓力,因此電梯群控系統(tǒng)elevator group control system應(yīng)運(yùn)而生。與此同時(shí),隨著自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展,也極大地促進(jìn)了電梯控制技術(shù)的進(jìn)步, 大量先進(jìn)的控制技術(shù)
應(yīng)用于電梯群控系統(tǒng),LSK7M-DR40U模塊PLC 使得電梯群控系統(tǒng)的控制特性得到很大的改善。針對(duì)目前這一現(xiàn)狀,本論文以兩臺(tái)五層電梯為設(shè)計(jì)對(duì)象,對(duì)電梯的群控問題進(jìn)行了較為深入的分析研究,提出了一些自
己的認(rèn)識(shí)和看法,設(shè)計(jì)出了一套PLC雙電梯聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)。
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本系統(tǒng)是主要由PLC變頻器控制箱顯示器曳引電動(dòng)機(jī)組成的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)Variable Voltage Variable Frequency,簡(jiǎn)稱VVVF。通過一臺(tái)PLC 去控制兩臺(tái)電梯運(yùn)行的方式,可以省去兩
臺(tái)可編程控制器之間的相互通信,從而使得控制系統(tǒng)的可靠性更高,結(jié)構(gòu)顯得更加緊湊。本系統(tǒng)的硬件框如所示。
PLC雙電梯聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)硬件框
從可以看出,該系統(tǒng)主要由兩個(gè)部分組成,其中電梯控制的邏輯部分由PLC來實(shí)現(xiàn)。通過分析研究電梯的實(shí)際運(yùn)行情況和控制規(guī)律,從而設(shè)計(jì)開發(fā)出一套雙電梯聯(lián)動(dòng)控制程序,使得PLC能
夠控制兩臺(tái)電梯的運(yùn)行操作。電梯的調(diào)速部分則選用高性能的矢量控制變頻器,配以脈沖發(fā)生器編碼器測(cè)量鼠籠式曳引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而構(gòu)成電機(jī)的閉環(huán)矢量控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)鼠籠式曳引電
動(dòng)機(jī)的交流變頻調(diào)速Variable Voltage Variable Frequency,簡(jiǎn)稱VVVF運(yùn)行。
PLC首先接收來自電梯的呼梯信號(hào)平層信號(hào),然后根據(jù)這些輸入信號(hào)的狀態(tài),通過其內(nèi)部一系列復(fù)雜的控制程序,對(duì)各種信號(hào)的邏輯關(guān)系有序地進(jìn)行處理,后向直流門控電機(jī)變頻器和各類
顯示器適時(shí)地發(fā)出開關(guān)量控制信號(hào),對(duì)兩臺(tái)電梯實(shí)施群控。在電梯控制系統(tǒng)中,由于電梯的控制屬于隨機(jī)性控制,各種輸入信號(hào)之間輸出信號(hào)之間以及輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間的關(guān)聯(lián)性很強(qiáng)
,邏輯關(guān)系處理起來非常復(fù)雜,LSK7M-DR40U模塊PLC這就給PLC的編程帶來很大難度。從某種意義上來說,PLC編程水平的高低就決定整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的好壞。因此,PLC應(yīng)用在電梯控制中的編程技術(shù)就成為控制
電梯運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù),這同時(shí)也是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)。
在PLC向變頻器發(fā)出開關(guān)量控制信號(hào)的同時(shí),為了滿足電梯的要求,變頻器又需要通過與鼠籠式曳引電動(dòng)機(jī)同軸連接的脈沖發(fā)生器和PG卡, 對(duì)電動(dòng)機(jī)完成速度檢測(cè)及反饋,形成閉環(huán)系統(tǒng)
。脈沖發(fā)生器輸出AB兩相脈沖,PG卡接收到脈沖信號(hào)以后,再將此反饋給變頻器內(nèi)部,以便進(jìn)行運(yùn)算調(diào)節(jié)。根據(jù)AB脈沖的相序,可判斷出電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向,并可以根據(jù)AB脈沖的頻率測(cè)得電
動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。由于本設(shè)計(jì)選用的是通用型變頻器,因此其參數(shù)設(shè)置和外部線路設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)地高于電梯專用變頻器,其設(shè)置的好壞也將直接影響到電梯運(yùn)行的實(shí)際效果。
PLC的型號(hào)的選擇及I/O點(diǎn)數(shù)分配
電梯邏輯控制系統(tǒng)的控制核心是PLCLSK7M-DR40U模塊PLC,哪些信號(hào)需要輸入至PLC,PLC需要驅(qū)動(dòng)哪些負(fù)載,以及采用何種編程方式,都是需要認(rèn)真考慮的問題,都會(huì)影響到其內(nèi)部I/O點(diǎn)數(shù)的分配。因此,I/O
點(diǎn)數(shù)的確定,是設(shè)計(jì)整個(gè)PLC電梯控制系統(tǒng)首先需要解決的問題,決定著系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì),也是系統(tǒng)軟件編寫的前提。
本系統(tǒng)是為一幢層大樓所設(shè)計(jì),根據(jù)PLC 的I/O節(jié)點(diǎn)使用原則,應(yīng)留出一定的I/O點(diǎn)以做擴(kuò)展時(shí)使用。系統(tǒng)中實(shí)際需要輸入點(diǎn)7點(diǎn),輸出點(diǎn)點(diǎn),因此我們選用西門子S7-PLC,其中CPU的型號(hào)
選為CPU,輸入模塊的型號(hào)選為DIxDCV,總共需要兩塊,輸出模塊的型號(hào)選為DOxDCV/A,總共也需要兩塊。I/O地址分配表如表所示。
變頻器的選型及參數(shù)設(shè)置
基于價(jià)格等方面因素的考慮,本次電梯調(diào)速控制的設(shè)計(jì)選用的是VS-G 型通用變頻器, 選擇有PG矢量控制作為曳引鼠籠式電動(dòng)機(jī)的控制方式。
PLC通過向安川G變頻器發(fā)出電梯上行輸出和電梯下行輸出信號(hào),從而控制曳引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向,決定電梯的上/下行運(yùn)動(dòng);PLC通過向安川G變頻器發(fā)出電梯高速運(yùn)行和電梯低速運(yùn)行信號(hào)
,從而間接控制曳引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度,決定電梯的高速/低速運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)通過脈沖發(fā)生器編碼器和PG卡將速度信號(hào)及時(shí)反饋給安川G變頻器,從而形成速度閉環(huán)控制。接線如所示。
變頻器拖動(dòng)部分線路
由于本控制系統(tǒng)選擇的是有PG矢量控制,因此在運(yùn)行之前,需要變頻器對(duì)電機(jī)單體進(jìn)行自學(xué)習(xí),否則變頻器將不能正常工作。其具體做法是先將電機(jī)銘牌上面記載的額定電壓額定電流額
定頻率額定轉(zhuǎn)數(shù)PG卡脈沖數(shù)及電機(jī)極數(shù)輸入至變頻器,然后啟動(dòng)變頻器,使電機(jī)空載運(yùn)轉(zhuǎn),后這些數(shù)值通過自學(xué)習(xí),自動(dòng)地計(jì)算后寫入到變頻器的電機(jī)參數(shù)中。因此對(duì)于這些參數(shù),沒有必要
去人工進(jìn)行設(shè)置。 VS-G通用型變頻器設(shè)置如表所示。
控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成以后,為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制,還需要用西門子STEP 7專業(yè)編程軟件對(duì)雙電梯聯(lián)動(dòng)控制程序進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于電梯控制系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng),因此單純采
用順序控制或邏輯控制是不能夠滿足要求的,而應(yīng)該在設(shè)計(jì)中采用隨機(jī)邏輯控制方式。同時(shí),由于梯形之間的相互關(guān)聯(lián)性很強(qiáng),程序設(shè)計(jì)比較復(fù)雜,因此在雙電梯聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件部分時(shí)
,主要采用模塊化的編程思想來進(jìn)行設(shè)計(jì)。
設(shè)計(jì)要點(diǎn)根據(jù)電梯的運(yùn)行規(guī)律,LSK7M-DR40U模塊PLC設(shè)置了有/ 無司機(jī)檢修優(yōu)先服務(wù)消防等四種工作方式。其編制的程序主要遵循以下控制規(guī)律
兩臺(tái)電梯都遵守集選規(guī)則,即將呼叫信號(hào)先進(jìn)行登記,對(duì)與電梯運(yùn)行同向的呼叫信號(hào)逐一應(yīng)答,當(dāng)同向指令和召喚應(yīng)答完畢后電梯可以自動(dòng)換向。
除此以外,電梯并聯(lián)運(yùn)行還遵循的相應(yīng)的調(diào)度原則正常情況下,當(dāng)電梯使用以后,二號(hào)電梯作為忙梯會(huì)首先自動(dòng)上升至第三層待命,一號(hào)電梯則作為基站電梯在第一層樓待命。當(dāng)某層站
有門廳呼叫信號(hào)時(shí),則“忙梯”立即啟動(dòng)并定向運(yùn)行去接該層站的乘客。
當(dāng)兩臺(tái)電梯因轎廂內(nèi)指令而到達(dá)基站后關(guān)門待命時(shí),則應(yīng)按照有效利用的原則,執(zhí)行相互交替程序段。原先充當(dāng)忙梯的電梯現(xiàn)在即作為基站電梯來使用,而原先作為基站電梯使用的電梯
此時(shí)即成為忙梯。不論是一號(hào)電梯還是二號(hào)電梯均停留在后停靠的層站待命。
當(dāng)忙梯正在上行時(shí),若其上方出現(xiàn)任何方向的門廳呼叫信號(hào)或是其下方出現(xiàn)向下的門廳呼叫信號(hào),則均由忙梯在一周行程中去完成,而基站電梯不予應(yīng)答運(yùn)行。但是,若在忙梯的下方出
現(xiàn)向上的門廳呼叫信號(hào),則由基站電梯來應(yīng)答信號(hào)而發(fā)車運(yùn)行接客。
當(dāng)忙梯正在下行時(shí),若其下方出現(xiàn)任何方向的門廳呼叫信號(hào),則均由忙梯在一周行程中去完成,而基站電梯不予應(yīng)答運(yùn)行。但是,若在忙梯的上方出現(xiàn)任何向上或是向下的門廳呼叫信號(hào)
,則由基站電梯來應(yīng)答信號(hào)而發(fā)車運(yùn)行接客。
當(dāng)其中一臺(tái)電梯由于故障而停止運(yùn)行,另一臺(tái)電梯則自動(dòng)承擔(dān)全部的運(yùn)行任務(wù),遵循單臺(tái)電梯的運(yùn)行規(guī)則。
無論是作為一號(hào)電梯還是二號(hào)電梯,由于轎內(nèi)呼叫信號(hào)而使電梯定向的,電梯都必須啟動(dòng)運(yùn)行。電梯停用以后,不論當(dāng)前處在哪一層,都會(huì)自動(dòng)下降至底層。
實(shí)踐證明,PLC雙電梯聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)完全能夠運(yùn)用于兩臺(tái)電梯的聯(lián)動(dòng)控制,具有較好的兼容性,并且可以達(dá)到穩(wěn)定可靠的性能。該系統(tǒng)很容易實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)多臺(tái)群控, 具有廣闊的應(yīng)用前景。
可編程控制器PLC是一種以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算與操作的控制裝置。PLC作為傳統(tǒng)繼電器的替代產(chǎn)品,可以用軟件來改變控制過程,同時(shí)又具有體積小功能強(qiáng)
速度快可靠性高,以及很大的靈活性和可擴(kuò)展性,現(xiàn)以廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造冶金化工電子紡織印刷等工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。
在現(xiàn)在生產(chǎn)條件下,當(dāng)利用變頻器構(gòu)成自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制時(shí),很多情況下是需要采用PLC和變頻器相配合使用,例如軸承清洗包裝紙印刷 PCB板制作等。PLC可通過輸出點(diǎn)或由通訊提
供各種控制信號(hào)和指令的通斷信號(hào)。一個(gè)PLC系統(tǒng)主要由三部分組成,即中央處理單元輸入輸出模塊和編程部分。本文介紹我公司生產(chǎn)的臺(tái)安系列變頻器和TP系列PLC進(jìn)行配合時(shí)所需注意的事
項(xiàng)。

開關(guān)指令信號(hào)的輸入
變頻器的輸入信號(hào)中包括對(duì)運(yùn)行/停止正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)段速點(diǎn)動(dòng)等運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制的開關(guān)型指令信號(hào)。變頻器通常利用繼電器接點(diǎn)或具有繼電器接點(diǎn)開關(guān)特性的元器件如晶體管與PLC相連,得
到運(yùn)行狀態(tài)指令,如AB所示。
A 繼電器型PLC輸出與變頻器連接的運(yùn)行方式
B 晶體管型PLC輸出與變頻器連接的運(yùn)行方式
在使用繼電器接點(diǎn)時(shí),客戶好評(píng)常常因?yàn)榻佑|不良而帶來誤動(dòng)作;使用晶體管進(jìn)行連接時(shí),則需考慮晶體管本身的電壓電流容量等因素,以保證系統(tǒng)的可靠性。
在設(shè)計(jì)變頻器的輸入信號(hào)電路時(shí)還應(yīng)該注意,當(dāng)輸入信號(hào)電路連接不當(dāng)時(shí)也會(huì)造成變頻器的誤動(dòng)作。例如,當(dāng)輸入信號(hào)電路采用繼電器等感性負(fù)載時(shí),繼電器開閉產(chǎn)生的浪涌電流有可能
引起變頻器內(nèi)部元器件的損壞或失效進(jìn)而導(dǎo)致變頻器誤動(dòng)作,因此應(yīng)盡量避免這種情況的發(fā)生。與給出了正確與錯(cuò)誤的接線例子。
變頻器輸入信號(hào)連接方式
變頻器輸入信號(hào)的錯(cuò)誤接法
當(dāng)輸入開關(guān)信號(hào)進(jìn)入變頻器時(shí),有時(shí)會(huì)發(fā)生外部電源和變頻器控制電源DCV之間的串?dāng)_。正確的連接是利用PLC電源,將外部晶體管的集電極經(jīng)過二極管接到PLC。如所示。
輸入信號(hào)的防干擾接法LSK7M-DR40U模塊PLC
數(shù)值信號(hào)的輸入
變頻器中也存在一些數(shù)值型如頻率電壓等指令信號(hào)的輸入,可分為模擬輸入和模擬輸出兩種。模擬輸入則通過接線端子由外部給定,通常通過 ~V/V的電壓信號(hào)或/~mA的電流信號(hào)輸入
。由于接口電路因輸入信號(hào)而異,因此必須根據(jù)變頻器的輸入阻抗選擇PLC的輸出模塊。
當(dāng)變頻器和PLC的電壓信號(hào)范圍不同時(shí),如變頻器的輸入信號(hào)為~V,而PLC的輸出電壓信號(hào)范圍為~V時(shí);或PLC的一側(cè)的輸出信號(hào)電壓范圍為~V而變頻器的輸入電壓信號(hào)范圍為~V時(shí),由
于變頻器和晶體管的允許電壓電流等因素的限制,需要用并串聯(lián)的方式接入電阻,以次來限制電流或分去部分電壓,以保證進(jìn)行開閉時(shí)不超過PLC和變頻器相應(yīng)的容量。此外,在連線時(shí)還應(yīng)注
意將控制電路和主電路分開,控制電路好采用屏蔽線,保證主電路一側(cè)的噪音不傳到控制電路。
本公司的變頻器也通過接線端子向外部輸出相應(yīng)的監(jiān)測(cè)模擬信號(hào),如輸出電壓轉(zhuǎn)速等。信號(hào)的范圍為~V的直流電壓信號(hào)。根據(jù)用戶的需要可以連接電壓表或轉(zhuǎn)速表,來顯示變頻器在運(yùn)行
時(shí)輸出的電壓或轉(zhuǎn)速,LSK7M-DR40U模塊PLC但無論哪種情況,都應(yīng)注意PLC一側(cè)的輸入阻抗的大小要保證電路中電壓和電流不超過電路的允許值,以保證系統(tǒng)的可靠性和減少誤差。
另外,在使用PLC進(jìn)行順序控制時(shí),由于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理需要時(shí)間,以及程序編寫時(shí)排列的順序不同和指令的使用不同等都會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)存在一定的時(shí)間延遲,故在較精確的控制時(shí)應(yīng)
予以考慮以上因素。
安裝指南因?yàn)樽冾l器在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁干擾,為保證PLC不因?yàn)樽冾l器主電路斷路器及開關(guān)器件等產(chǎn)生的噪音而出現(xiàn)故障,故將變頻器與PLC相連接時(shí)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)LSK7M-DR40U模塊PLC
對(duì)PLC本身應(yīng)按規(guī)定的接線標(biāo)準(zhǔn)和接地條件進(jìn)行接地,而且應(yīng)注意避免和變頻器使用共同的接地線,且在接地時(shí)使二者盡可能分開。
當(dāng)電源條件不太好時(shí),應(yīng)在PLC的電源模塊及輸入/輸出模塊的電源線上接入噪音濾波器電抗器和能降低噪音用的器件等,另外,若有必要,在變頻器輸入一側(cè)也應(yīng)采取相應(yīng)的措施。
當(dāng)把變頻器和PLC安裝于同一操作柜中時(shí),應(yīng)盡可能使與變頻器有關(guān)的電線和與PLC有關(guān)的電線分開。
通過使用屏蔽線和雙絞線達(dá)到提高噪音干擾的水平。
PLC和變頻器連接應(yīng)用時(shí),由于二者涉及到用弱電控制強(qiáng)電,因此,應(yīng)該注意連接時(shí)出現(xiàn)的干擾,避免由于干擾造成變頻器的誤動(dòng)作,或者由于連接不當(dāng)導(dǎo)致PLC或變頻器的損壞。