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湖南迪碩自動(dòng)化設(shè)備有限公司
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、問(wèn)題提出 電梯PLC控制簡(jiǎn)介
電梯是現(xiàn)代建筑內(nèi)關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要交通工具。如何提高電梯的運(yùn)行效率、降低電梯能耗以及減少機(jī)械磨損、延長(zhǎng)電梯的使用壽命,都是非常重要的研究課題。電梯是樓層用以固定提升的成套設(shè)備,具有安全可靠、乘坐舒適、停層準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)便、運(yùn)輸效率高等特點(diǎn)。它由提升曳引系統(tǒng)、引導(dǎo)系統(tǒng)、安全裝置和電控系統(tǒng)組成。 目前電梯的控制普遍采用了兩種方式,一是采用微機(jī)作為信號(hào)控制單元,完成電梯信號(hào)的采集、運(yùn)行狀態(tài)和功能的設(shè)定,實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)調(diào)度和集選運(yùn)行功能,拖動(dòng)控制則由變頻器來(lái)完成;第二種控制方式用可編程控制器(PLC)取代微機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)集選控制。從控制方式和性能上來(lái)說(shuō),這兩種方法并沒(méi)有太大的區(qū)別。國(guó)內(nèi)廠家大多選擇第二種方式,其原因在于生產(chǎn)規(guī)模較小,自己設(shè)計(jì)和制造微機(jī)控制裝置成本較高;而PLC可靠性高,程序設(shè)計(jì)方便靈活。本設(shè)計(jì)在用三菱 FX2系列PLC控制靜磁柵位移傳感器實(shí)現(xiàn)電梯平層控制。 靜磁柵位移傳感器在電梯控制系統(tǒng)中的作用為電梯平層控制的調(diào)整,電控系統(tǒng)是電梯的“中樞神經(jīng)”,其質(zhì)量的好與壞直接影響電梯質(zhì)量?吞莺歪t(yī)用梯都講究乘坐舒適,而舒適感與運(yùn)行時(shí)間有關(guān)。要想乘坐舒適,就要延長(zhǎng)加、減速時(shí)間,因而使運(yùn)行時(shí)間隨之延長(zhǎng),電梯運(yùn)行效率降低。所以,為了使電梯具有較高的運(yùn)行效率,加減速度應(yīng)該有一個(gè)合適的限度,而且變化要平穩(wěn),這就對(duì)電控系統(tǒng)提出了如下要求: 安全可靠,排除故障方便,在滿足使用要求前提下,線路越簡(jiǎn)單越好。 噪聲和振動(dòng)小,選擇元件要合理,電磁聲不能大,安裝零件的結(jié)構(gòu)件要有足夠剛度,且有防松措施。 能適應(yīng)頻繁起動(dòng)、停止、調(diào)整及換向的工作要求,調(diào)速性能好,工作方式易于轉(zhuǎn)換。加、減速和等速要平穩(wěn),速度曲線平滑,到站前無(wú)微動(dòng)。 能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)平層,且平層必須準(zhǔn)確。 能適應(yīng)在較大范圍內(nèi)變動(dòng)地提升載荷,能重載起動(dòng)。 根據(jù)電梯運(yùn)行的特點(diǎn)及以上要求,電梯的運(yùn)行速度應(yīng)當(dāng)符合圖1所示曲線。平層誤差應(yīng)符合表1規(guī)定。
2 . 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟 可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟, 1 可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟 ( 1 )深入了解和分析被控對(duì)象的工藝條件和控制要求 a .被控對(duì)象就是受控的機(jī)械、電氣設(shè)備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)過(guò)程。 b .控制要求主要指控制的基本方式、應(yīng)完成的動(dòng)作、自動(dòng)工作循環(huán)的組成、必要的保護(hù)和聯(lián)鎖等。對(duì)較復(fù)雜的控制系統(tǒng),還可將控制任務(wù)分成幾個(gè)獨(dú)立部分,這種可化繁為簡(jiǎn),有利于編程和調(diào)試。 ( 2 )確定 I/O 設(shè)備 根據(jù)被控對(duì)象對(duì) PLC 控制系統(tǒng)的功能要求,確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等,常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。 ( 3 )選擇合適的 PLC 類型 根據(jù)已確定的用戶 I/O 設(shè)備,統(tǒng)計(jì)所需的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的點(diǎn)數(shù),選擇合適的 PLC 類型,包括機(jī)型的選擇、容量的選擇、 I/O 模塊的選擇、電源模塊的選擇等。 ( 4 )分配 I/O 點(diǎn) 分配 PLC 的輸入輸出點(diǎn),編制出輸入 / 輸出分配表或者畫出輸入 / 輸出端子的接線圖。接著九可以進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì),同時(shí)可進(jìn)行控制柜或操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。 ( 5 )設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)梯形圖程序 根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流程圖等設(shè)計(jì)出梯形圖即編程。這一步是整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最核心工作,也是比較困難的一步,要設(shè)計(jì)好梯形圖,首先要十分熟悉控制要求,同時(shí)還要有一定的電氣設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 ( 6 )將程序輸入 PLC 當(dāng)使用簡(jiǎn)易編程器將程序輸入 PLC 時(shí),需要先將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令助記符,以便輸入。當(dāng)使用可編程序控制器的輔助編程軟件在計(jì)算機(jī)上編程時(shí),可通過(guò)上下位機(jī)的連接電纜將程序下載到 PLC 中去。 ( 7 )進(jìn)行軟件測(cè)試 程序輸入 PLC 后,應(yīng)先進(jìn)行測(cè)試工作。因?yàn)樵诔绦蛟O(shè)計(jì)過(guò)程中,難免會(huì)有疏漏的地方。因此在將 PLC 連接到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上去之前,必需進(jìn)行軟件測(cè)試,以排除程序中的錯(cuò)誤,同時(shí)也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ),縮短整體調(diào)試的周期。 ( 8 )應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試 在 PLC 軟硬件設(shè)計(jì)和控制柜及現(xiàn)場(chǎng)施工完成后,就可以進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試,如果控制系統(tǒng)是由幾個(gè)部分組成,則應(yīng)先作局部調(diào)試,然后再進(jìn)行整體調(diào)試;如果控制程序的步序較多,則可先進(jìn)行分段調(diào)試,然后再連接起來(lái)總調(diào)。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,要逐一排除,直至調(diào)試成功。 ( 9 )編制技術(shù)文件 系統(tǒng)技術(shù)文件包括說(shuō)明書、電氣原理圖、電器布置圖、電氣元件明細(xì)表、 PLC 梯形圖。 三、 PLC 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 . PLC 型號(hào)的選擇 在作出系統(tǒng)控制方案的決策之前,要詳細(xì)了解被控對(duì)象的控制要求,從而決定是否選用 PLC 進(jìn)行控制。 在控制系統(tǒng)邏輯關(guān)系較復(fù)雜(需要大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等)、工藝流程和產(chǎn)品改型較頻繁、需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和信息管理(有數(shù)據(jù)運(yùn)算、模擬量的控制、 PID 調(diào)節(jié)等)、系統(tǒng)要求有較高的可靠性和穩(wěn)定性、準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化聯(lián)網(wǎng)等情況下,使用 PLC 控制是很必要的。 目前,國(guó)內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的 PLC 產(chǎn)品,使用戶眼花繚亂、無(wú)所適從。所以全面權(quán)衡利弊、合理地選擇機(jī)型才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的。一般選擇機(jī)型要以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨,不要盲目貪大求全,以免造成和設(shè)備資源的浪費(fèi)。機(jī)型的選擇可從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮。 ( 1 )對(duì)輸入 / 輸出點(diǎn)的選擇 盲目選擇點(diǎn)數(shù)多的機(jī)型會(huì)造成一定浪費(fèi)。 要先弄清除控制系統(tǒng)的 I/O 總點(diǎn)數(shù),再按實(shí)際所需總點(diǎn)數(shù)的 15 ~ 20 %留出備用量(為系統(tǒng)的改造等留有余地)后確定所需 PLC 的點(diǎn)數(shù)。 另外要注意,一些高密度輸入點(diǎn)的模塊對(duì)同時(shí)接通的輸入點(diǎn)數(shù)有限制,一般同時(shí)接通的輸入點(diǎn)不得超過(guò)總輸入點(diǎn)的 60 %; PLC 每個(gè)輸出點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)能力( A/ 點(diǎn))也是有限的,有的 PLC 其每點(diǎn)輸出電流的大小還隨所加負(fù)載電壓的不同而異;一般 PLC 的允許輸出電流隨環(huán)境溫度的升高而有所降低等。在選型時(shí)要考慮這些問(wèn)題。 PLC 的輸出點(diǎn)可分為共點(diǎn)式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點(diǎn)之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級(jí),但這種 PLC 平均每點(diǎn)的價(jià)格較高。如果輸出信號(hào)之間不需要隔離,則應(yīng)選擇前兩種輸出方式的 PLC 。 ( 2 )對(duì)存儲(chǔ)容量的選擇 對(duì)用戶存儲(chǔ)容量只能作粗略的估算。在僅對(duì)開關(guān)量進(jìn)行控制的系統(tǒng)中,可以用輸入總點(diǎn)數(shù)乘 10 字 / 點(diǎn)+輸出總點(diǎn)數(shù)乘 5 字 / 點(diǎn)來(lái)估算;計(jì)數(shù)器 / 定時(shí)器按( 3 ~ 5 )字 / 個(gè)估算;有運(yùn)算處理時(shí)按( 5 ~ 10 )字 / 量估算;在有模擬量輸入 / 輸出的系統(tǒng)中,可以按每輸入 / (或輸出)一路模擬量約需( 80 ~ 100 )字左右的存儲(chǔ)容量來(lái)估算;有通信處理時(shí)按每個(gè)接口 200 字以上的數(shù)量粗略估算。最后,一般按估算容量的 50 ~ 100 %留有裕量。對(duì)缺乏經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者,選擇容量時(shí)留有裕量要大些。 ( 3 )對(duì) I/O 響應(yīng)時(shí)間的選擇 PLC 的 I/O 響應(yīng)時(shí)間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時(shí)間延遲(一般在 2 ~ 3 個(gè)掃描周期)等。對(duì)開關(guān)量控制的系統(tǒng), PLC 和 I/O 響應(yīng)時(shí)間一般都能滿足實(shí)際工程的要求,可不必考慮 I/O 響應(yīng)問(wèn)題。但對(duì)模擬量控制的系統(tǒng)、特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個(gè)問(wèn)題。 ( 4 )根據(jù)輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型 不同的負(fù)載對(duì) PLC 的輸出方式有相應(yīng)的要求。例如,頻繁通斷的感性負(fù)載,應(yīng)選擇晶體管或晶閘管輸出型的,而不應(yīng)選用繼電器輸出型的。但繼電器輸出型的 PLC 有許多優(yōu)點(diǎn),如導(dǎo)通壓降小,有隔離作用,價(jià)格相對(duì)較便宜,承受瞬時(shí)過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較強(qiáng),其負(fù)載電壓靈活(可交流、可直流)且電壓等級(jí)范圍大等。所以動(dòng)作不頻繁的交、直流負(fù)載可以選擇繼電器輸出型的 PLC 。 ( 5 )對(duì)在線和離線編程的選擇 離線編程示指主機(jī)和編程器共用一個(gè) CPU ,通過(guò)編程器的方式選擇開關(guān)來(lái)選擇 PLC 的編程、監(jiān)控和運(yùn)行工作狀態(tài)。編程狀態(tài)時(shí), CPU 只為編程器,而不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制。專用編程器編程屬于這種情況。在線編程是指主機(jī)和編程器各有一個(gè) CPU ,主機(jī)的 CPU 完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制,在每一個(gè)掃描周期末尾與編程器通信,編程器把修改的程序發(fā)給主機(jī),在下一個(gè)掃描周期主機(jī)將按新的程序?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制。計(jì)算機(jī)輔助編程既能實(shí)現(xiàn)離線編程,也能實(shí)現(xiàn)在線編程。在線編程需購(gòu)置計(jì)算機(jī),并配置編程軟件。采用哪種編程方法應(yīng)根據(jù)需要決定。 ( 6 )據(jù)是否聯(lián)網(wǎng)通信選型 若 PLC 控制的系統(tǒng)需要聯(lián)入工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò),則 PLC 需要有通信聯(lián)網(wǎng)功能,即要求 PLC 應(yīng)具有連接其他 PLC 、上位計(jì)算機(jī)及 CRT 等的接口。大、中型機(jī)都有通信功能,目前大部分小型機(jī)也具有通信功能。 ( 7 )對(duì) PLC 結(jié)構(gòu)形式的選擇 在相同功能和相同 I/O 點(diǎn)數(shù)據(jù)的情況下,整體式比模塊式價(jià)格低。但模塊式具有功能擴(kuò)展靈活,維修方便(換模塊),容易判斷故障等優(yōu)點(diǎn),要按實(shí)際需要選擇 PLC 的結(jié)構(gòu)形式。 2 .分配輸入 / 輸出點(diǎn) 一般輸入點(diǎn)和輸入信號(hào)、輸出點(diǎn)和輸出控制是一一對(duì)應(yīng)的。 分配好后,按系統(tǒng)配置的通道與接點(diǎn)號(hào),分配給每一個(gè)輸入信號(hào)和輸出信號(hào),即進(jìn)行編號(hào)。 在個(gè)別情況下,也有兩個(gè)信號(hào)用一個(gè)輸入點(diǎn)的,那樣就應(yīng)在接入輸入點(diǎn)前,按邏輯關(guān)系接好線(如兩個(gè)觸點(diǎn)先串聯(lián)或并聯(lián)),然后再接到輸入點(diǎn)。 ( 1 )確定 I/O 通道范圍 不同型號(hào)的 PLC ,其輸入 / 輸出通道的范圍是不一樣的,應(yīng)根據(jù)所選 PLC 型號(hào),查閱相應(yīng)的編程手冊(cè),決不可“張冠李戴”。必須參閱有關(guān)操作手冊(cè)。 ( 2 )部輔助繼電器 內(nèi)部輔助繼電器不對(duì)外輸出,不能直接連接外部器件,而是在控制其他繼電器、定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器時(shí)作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或數(shù)據(jù)處理用。 從功能上講,內(nèi)部輔助繼電器相當(dāng)于傳統(tǒng)電控柜中的中間繼電器。 未分配模塊的輸入 / 輸出繼電器區(qū)以及未使用 1 : 1 鏈接時(shí)的鏈接繼電器區(qū)等均可作為內(nèi)部輔助繼電器使用。根據(jù)程序設(shè)計(jì)的需要,應(yīng)合理安排 PLC 的內(nèi)部輔助繼電器,在設(shè)計(jì)說(shuō)明書中應(yīng)詳細(xì)列出各內(nèi)部輔助繼電器在程序中的用途,避免重復(fù)使用。參閱有關(guān)操作手冊(cè)。 ( 3 )分配定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器 PLC 的定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器數(shù)量分別見(jiàn)有關(guān)操作手冊(cè)。 7.3 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及步驟 7.3.1 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法 在了解了 PLC 程序結(jié)構(gòu)之后,就要具體地編制程序了。編制 PLC 控制程序的方法很多,這里主要介紹幾種典型的編程方法。 1. 圖解法編程 圖解法是靠畫圖進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì)。常見(jiàn)的主要有梯形圖法、邏輯流程圖法、時(shí)序流程圖法和步進(jìn)順控法。 西門子SM322數(shù)字量輸出模塊6ES7322-1BH10-0AA0 PLC的主要使用情況簡(jiǎn)介
目前PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)。在運(yùn)城電廠主要有化學(xué)制水、生活污水處理、工業(yè)廢水處理、凝結(jié)水精處理等。有關(guān)PLC的使用情況主要分為如下幾類。 1 開關(guān) 開關(guān)是最常見(jiàn)的電子元件,功能就是電路的接通和斷開。接通則電流可以通過(guò),反之電流無(wú)法通過(guò)。在各種電子設(shè)備、家用電器中都可以見(jiàn)到開關(guān)。 PLC可以方便地實(shí)現(xiàn)邏輯控制取代傳統(tǒng)的繼電器。 繼電器是我們生活中常用的一種控制設(shè)備,通俗的意義上來(lái)說(shuō)就是開關(guān),在條件滿足的情況下關(guān)閉或者開啟。繼電器的開關(guān)特性在很多的控制系統(tǒng)尤其是離散的控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō),由于為某一個(gè)用途設(shè)計(jì)使用的電子電路,最終或多或少都需要和某一些機(jī)械設(shè)備相交互,所以繼電器也起到電子設(shè)備和機(jī)械設(shè)備的接口作用。 電路,實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制,既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制,也可用于多機(jī)群控。如水泵的啟停、閥門的開關(guān)、制水系統(tǒng)順控、干除灰系統(tǒng)等。 2 工業(yè)過(guò)程控制 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中,存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續(xù)變化的量量(即模擬量),PLC采用相應(yīng)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊及各種各樣的控制算法程序來(lái)處理模擬量,完成閉環(huán)控制。PID 3 運(yùn)動(dòng)控制 PLCC 4 數(shù)據(jù)處理 PLCC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算(含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表等功能,可以完成數(shù)據(jù)的采集, 5 通信及聯(lián)網(wǎng) PLCC通信含PLC間的通信及PLC與其他智能設(shè)備間的通信。隨著工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,現(xiàn)在的PLC都具有通信接口,通信非常方便。 |
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