6ES7214-2BD23-0XB8厂家供应

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四、相关中小型PLC介绍
      1、OMRON C200HG 其具有速度快、功能强、编程方便和运行的特点，大I/O点数达1184点，程序容量15.2K,指令执行时间为0.15μS~0.6μS,可支持各种通讯单元。
      2、OMRON CQM1H 适用于分散控制的紧凑型PLC，I/O点数为512点，程序容量为7.2K,支持各种内装板和Controller bbbb单元。
      3、OMRON CPM2A 是为满足10~60点I/O的系统控制操作而设计，能满足单体设备控制要求，有效地代替继电器控制器和传感器控制器。
      4、Controller bbbb 是OMRON提供的一种工厂自动化网络。它可以在合适的PLC和各种微型计算机之间方便地、灵活地发送和接收大容量数据包，支持能共享数据的数据链接和在需要时发送和接收数据的信息服务，网络采用屏蔽双绞线电缆或光纤连接，大传输距离随波特率而变，在采用两层中继器的情况下，波特率在500kbit/s时，传输距离可达3Km，大支持62个节点。Controller bbbb网络是一种使用令牌总线通信的网络，这种总线型拓扑结构具有大的灵活性，易于扩充和维护，满足系统可扩展性的需求。由于采用了分布式控制技术，可确保Controller bbbb网络不会因某个站点故障而崩溃，提高了系统的稳定性。
      5、OMRON Protocol 利用OMRON的通讯板，与连接在RS232或RS422/485的各种通用组件（如各种牌子型号的PLC、现场仪表等）进行数据发送、接收的程序，通过通讯协议支持软件（OMRON-CX- Protocol）让用户自由编制，以PMCR指令就能够实行的原始通讯协议。

      五、程序结构
本系统全部设备的控制都由PLC来完成，程序利用OMRON-CX-Programmer软件编制，在上位机上通过Controller bbbb网络或串行口传送至PLC的CPU单元。在各工艺段及单体设备其控制程序亦相对立，部分相同的工艺采用子程序模式。对于部分要求较的工艺参数的控制，则利用PLC的PID指令进行闭环控制，已能满足生产要求。因此程序结构比较简单，调试和维修方便。下面用水泵的开停和滤池的自动操作两个工序作说明。

输出单元为：

（1）楼层及方向指示单元，包括电梯上下行方向指示灯、层楼指示灯以及报站钟等，目前的方向及层楼指示灯主要有七段码显示方式和点阵显示方式，本系统为七段码显示方式；

（2）开关门单元，用于控制电梯的厅门和轿门的打开和关闭，在自动定向完成或电梯平稳停靠后，PLC给出相关指令，由变频门机完成开关门动作。

      PLC单元为电梯控制系统的部分，由PLC提供变频器的运行方向和速度指令，使变频器根据电梯需要的速度曲线调节运行方向和速度。通过PLC的合理编程，实现自动平层、自动开关门、自动掌握停站时间、内外呼信号的登记与、顺向截梯及自动换向等集选控制功能。

三、PLC的I/O接口配置

      PLC选用福建毅天公司的毅天系列PLC,输入输出点数可根据需要配置，并可根据用户的要求增加并联功能。以编制一台4层4站的电梯为例，先根据控制要求计算所需要的I/O接口点数，其中输入点数为32，输出点数为24。选用毅天系列PLC的一个ETMX-MSDH32DC-T和一个扩展单元ETEM-DH16来完成电梯控制系统的逻辑控制。

四、工作过程

      电梯控制系统由呼叫到响应形成一次工作循环，电梯工作过程可分为自检、正常运行、强制运行等三种工作状态，电梯在三种工作状态之间来回切换，构成了完整的电梯工作过程。

1．电梯的自检状态

PLC后上电，电梯运行进入自检状态，检测项目为：

（1） 供电电压正常。

（2） 各控制回路电源电压正常。

（3） 相序正确，相序继电器吸合，回路中各开关接触良好，急停继电器吸合。

（4） 关门到位后，各厅门门锁和轿门门锁触点吸合正常，保证门锁继电器吸合。

（5） 开、关门回路正常。

（6） 电梯制动器动作正常。

（7） 井道中各开关位置正确，动作。

（8） 上、下限位开关，上、下限开关位置正确，动作。

（9） 变频器处于正常工作状态，准备就绪信号输出有效。

（10） PLC处于正常工作状态，其运行模式开关处于RUN状态。

      在以上条件都得到满足后，电梯才可以进入正常运行状态，否则，无法进行正常运行。

2．电梯的正常运行状态

梯完成一个呼叫响应的步骤如下：

（1）电梯在检测到门厅或轿箱的召唤信号后将此楼层信号与轿箱所在楼层信号比较，通过选向模块进行运行选向。

（2）电梯开始起动，通过变频器驱动电机拖动轿箱运动。轿箱运动速度由低速转变为中速再转变为高速，并以高速运行至目标层。

（3）当电梯到目标层减速点后，电梯进入减速状态，由高速变为低速，并以低速运行至平层点停止。

（4）平层后，经过一定延时开门，直至碰到开门到位行程开关；再经过一定延时后关门，直到触板开关动作。

3．电梯强制运行状态

（1）检修运行

      当电梯的初始位置需要调整或电梯需要检修时，应设置一种状态使电梯处于该状态时不响应正常的呼叫，并能移动到导轨上、下行限点间的任意位置。检修时，打开检修开关，PLC程序进入检修模式，电梯以检修速度运行。按住强迫上（下）行按钮，这时上（下）行继电器吸合，同时抱闸打开，变频器收到方向信号后，电梯启动并以检修速度运行。

（2）消防运行

      消防返回状态： 火灾时，设在大厅的消防开关合上后，内选和外呼信号，电梯向下返回消防层站，在返回消防层站的过程中，电梯不应答任何内选和外呼信号。

      消防员状态：到达消防层后，电梯进入消防员状态，每次只应答一个内选，且只有一直按住内选按钮，直到关好门后此内选信号才被登记。此状态下，外呼信号不登记。

（3）泊梯

      泊梯开关闭合，进入泊梯状态。若电梯不在泊梯层，则内选和外呼信号，自动返回泊梯层，然后关门，断开电源继电器和变频器电源接触器，变频器断电，进入泊梯状态。

五、 控制系统软件设计

1．软件流程

2．模块化编程

      电梯控制系统是集选式控制方式，适合采用模块化编程方法

一、前言

      电梯控制系统主要由调速部分和逻辑控制部分构成。调速部分的性能对电梯运行时乘客的舒适感有着重要作用，目前，大多选用的变频器，利用旋转编码器测量曳引电机转速，构成闭环矢量控制系统。通过对变频器参数的合理设置，不仅使电梯在运行速和缺相等方面具备了保护功能，而且使电梯的起动、低速运行和停止加平稳舒适。变频器自身的起动、停止和电机给定速度选择则都有逻辑控制部分完成，因此，逻辑控制部分是电梯运行的关键。

      早期的电梯逻辑控制采用继电器方式，存在故障率较高、性差、接线复杂、通用性差等缺点，因此，继电器已退出了历史的舞台，取而代之的是性能稳定、结构简单且移植性好的PLC和微机控制系统。微机控制使得电梯控制系统体积减小、节省能源、性提高，尤其是对、通讯等复杂电梯控制功能具优越性，因此，微机控制系统多应用在性能要求较高的客梯中。

      但是，目前许多电梯厂商所谓的“微机控制系统”只不过是制造商改型后的电梯PLC，从严格意义上讲，它只是PLC家族中的一种，甚至其编程方式和硬件接口都可以兼容某种型号的PLC。而由于可编程控制器（PLC）既保留了继电器控制系统的简单易懂、控制精度高、性好、移植性好、控制程序可随工艺改变、易于与计算机接口、维修方便等诸多优点。因此，PLC在电梯控制领域得到了为广泛而深入的应用。

      毅天系列PLC以其性高、运算速度快、产品和电梯客制化服务等优点，已在多家电梯厂家中的电梯生产及改造中获得了应用。本文以一台4层4站的别墅电梯控制系统为例，阐述了毅天系列PLC在电梯控制系统的设计思想和实现方案。

二、电梯控制系统构成

      电梯控制系统主要由变频调速主回路、输入输出单元以及PLC单元构成，用来完成对电梯曳引电机及开关门机的起动，加减速，停止，运行方向，楼层显示，层站召唤，轿箱内操作，保护等指令信号进行管理和控制功能。

      变频调速主回路由三相交流输入、变频调速驱动、曳引机和制动单元构成，变频器采用日本安川公司矢量控制电梯变频器616G5，其具有良好的低速运行特性，适合在电梯控制系统中应用。三相电源R、S、T经接线端子进入变频器为其主回路和控制回路供电，输出端U、V、W接电动机的快速绕组，外接制动单元减少了制动时间，加快制动过程。旋转编码器用来电梯的运行速度和运行方向，变频器将实际速度与变频器内部的给定速度相比较，从而调节变频器的输出频率及电压，使电梯的实际速度跟随变频器内部的给定速度，达到调节电梯速度的目的。变频器输入信号为：上、下行方向指令，零速、爬行、低速、高速、检修速度等各种速度编码指令，复位和使能信号。

变频器输出信号为：

（1）变频器准备就绪信号，在变频器运转正常时，通知控制系统变频器可以正常运行；

（2）运行中信号，通知PLC变频器正在正常输出；

（3）零速信号，当电梯运行速度为零时，此信号输出有效并通知PLC完成抱闸、停车等动作；

（4）故障信号，变频器出现故障时，此信号输出有效并通知PLC作出响应，给变频器断电。

      输入输出单元为PLC的I/O接口部分，主要由厅外呼叫、轿箱内选层、楼层及方向指示、开关门、井道内的上下平层、上下强迫换速开关、门锁、保护继电器、检修、消防、泊梯、称重等单元构成。

输入单元为：

（1）厅外呼叫单元，用来对各层站的厅外召唤信号进行登记、记忆和，而且兼有无司机状态的“本层厅外开门”功能，全集选方式的呼梯信号为2N-2个（N为层站数），下集选方式的呼梯信号为N个；

（2）轿箱内选层单元，负责对预选楼层指令的登记、和指示，呼梯信号数为电梯停站层数N；

（3）开关门按钮，输入PLC控制轿门的开闭（厅门也同时动作）；

（4）上下平层装置，用来保证电梯轿箱在各层停靠时准确平层，通常设置在轿，电梯轿箱上行接近预选层站时，上平层感应器限进入遮磁板，电梯仍继续慢速运行，当下平层感应器再进入遮磁板时，上行接触器线圈失电，制动器抱闸停车；

（5）上下限强迫换速开关，用于保护电梯的高速运行，避免电梯出现冲或蹲底事故，当电梯到达上下端站时，装在轿厢边的上下限强迫换速开关打板，信号输入PLC，PLC发出换速信号强迫电梯减速运行到平层位置；

（6）门锁装置（或轿门和厅门联锁保护装置），轿门闭合和各厅门闭合上锁是电梯正常起动运行的前提；

（7）回路，通常包括轿内急停开关、轿内急停开关、钳开关、限速器断绳开关、限速器速开关、底坑急停开关、相序保护继电器、上下限限开关等；

（8）检修、消防和泊梯，检修、消防和泊梯为电梯的三种运行方式，检修运行为电梯检修时的慢速运行方式，消防运行有消防返回基站和消防员两种运行状态，泊梯状态，内选和外呼信号，自动返回泊梯层、关门并断电；

（9）称重单元，用来检测轿厢负荷，判断电梯处于欠载、满载或载状态，然后输出数字信号给PLC，根据负载情况进行起动力矩补偿，使电梯运行平稳。

 提高PLC自动控制系统性的方法,如下：

      一、控制系统性降低的主要原因

虽然工业控制机和可编程技术'>控制器本身都具有很高的性，但如果输入给PLC的开关量信号出现错误，模拟量信号出现较大偏差，PLC输出口控制的执行机构没有按要求动作，这些都可能使控制过程出错，造成无法挽回的经济损失。影响现场输入给PLC信号出错的主要原因有：1、造成传输信号线短路或断路（由于机械拉扯，线路自身老化，连接处松脱等），当传输信号线出故障时，现场信号无法传送给PLC，造成控制出错。2、机械触点抖动，现场触点虽然只闭合一次，PLC却认为闭合了多次，虽然硬件加了滤波电路，软件增加微分指令，但由于PLC扫描周期太短，仍可能在计数、累加、移位等指令中出错，出现错误控制。3、现场变送器，机械开关自身出故障，如触点接触不良，变送器反映现场非电量偏差较大或不能正常工作等，这些故障同样会使控制系统不能正常工作。影响执行机构出错的主要原因有：

1、控制负载的接触不能动作，虽然PLC发出了动作指令，但执行机构并没按要求动作。

      2、控制变频器起动，由于变频器自身故障，变频器所带电机并没按要求工作。

      3、各种电动阀、电磁阀该开的没能打开，该关的没能关到位，由于执行机构没能按PLC的控制要求动作，使系统无法正常工作，降低了系统性。要提高整个控制系统的性，提高输入信号的性和执行机构动作的准确性，否则PLC应能及时发现问题，用声光等报警办法提示给操作人员，尽除故障，让系统、、正确地工作。

二、设计完善的故障报警系统

在自动控制系统的设计中我们设计了3级故障显示报警系统，1级设置在控制现场各控制柜面板，用指示灯指示设备正常运行和故障情况，当设备正常运行时对应指示灯亮，当该设备运行有故障时指示灯以1Hz的频率闪烁。为防止指示灯灯泡损坏不能正确反映设备工作情况，专门设置了故障复位/灯测试按钮，系统运行任何时间持续按该按钮3s，所有指示灯应全部点亮，如果这时有指示等不亮说明该指示灯已坏，应立即换，改按钮复位后指示灯仍按原工作状态显示设备工作状态。2级故障显示设置在控制室大屏幕监视器上，当设备出现故障时，有文字显示故障类型，工艺流程图上对应的设备闪烁，历史事件表中将记录该故障。3级故障显示设置在控制室信号箱内，当设备出现故障时，信号箱将用声、光报警方式提示工作人员，及时处理故障。在处理故障时，又将故障进行分类，有些故障是要求系统停止运行的，但有些故障对系统工作影响不大，系统可带故障运行，故障可在运行中排除，这样就大大减少整个系统停止运行时间，提高系统性运行水平。

      三、输入信号性研究

要提高现场输入给PLC信号的性，要选择性较高的变送器和各种开关，防止各种原因引起传送信号线短路、断路或接触不良。其次在程序设计时增加数字滤波程序，增加输入信号的可信性。数字信号滤波可采用如下程序设计方法，在现场输入触点后加一定时器，定时时间根据触点抖动情况和系统要的响应速度确定，一般在几十ms，这样可保证触点确实稳定闭合后，才有其它响应。

      模拟信号滤波可采用如下程序设计方法，对现场模拟信号连续采样3次，采样间隔由A/D转换速度和该模拟信号变化速率决定。3次采样数据分别存放在数据寄存器DT10、DT11、DT12中，当后1次采样结束后利用数据比较、数据交换指令、数据段比较指令去掉大和小值，保留中间值作为本次采样结果存放在数据寄存器DT0中。

      在实际应用之中，工具情况还以延长采样的次数，以达到较好的效果。提高读入PLC现场信号的性还可利用控制系统自身特点，利用信号之间关系来判断信号的可信程度。如进行液位控制，由于储罐的尺寸是已知的，进液或出液的阀门开度和压力是已知的，在一定时间里罐内液体变化高度大约在什么范围是知道的，如果这时液位计送给PLC的数据和估算液位高度相差较大，判断可能是液位计故障，通过故障报警系统通知操作人员该液位计。

      又如各储罐有上下液位限保护，当开关动作时发出信号给PLC，这个信号是否真实，在程序设计时我们将这信号和该罐液位计信号对比，如果液位计读数也在限位置，说明该信号是真实的；如果液位计读数不在限位置，判断可能是液位限开关故障或传送信号线路故障，同样通过报警系统通知操作人员处理该故障。由于在程序设计时采用了上述方法，大大提高了输入信号的。

四、执行机构性研究

当现场的信号准确地输入给PLC后，PLC执行程序，将结果通过执行机构对现场装置进行调节、控制。怎样保证执行机构按控制要求工作，当执行机构没有按要求工作，怎样发现故障？我们采取以下措施：当负载由接触器控制时，启动或停止这类负载转为对接触器线圈控制，启动时接触器是否吸合，停止时接触器是否释放，这是我们关心的。

      我们设计了如下程序来判断接触器是否动作。X0为接触器动作条件，Y0为控制线圈输出，X1为引回到PLC输入端的接触器辅助常开触点，定时器定时时间大于接触器动作时间。R0为设定的故障位，R0为ON表示有故障，做报警处理；R0为OFF表示无故障。故障具有记忆功能，由故障复位按钮。

      当开启或关闭电动阀门时，根据阀门开启、关闭时间不同，设置延时时间，经过延时检测开到位或关到位信号，如果这些信号不能按时准确返回给PLC，说明阀可能有故障，做阀故障报警处理。程序设计如下所述。X2为阀门开启条件，Y1为控制阀动作输出，定时器定时时间大于阀开启到位时间，X3为阀到位返回信号，R1为阀故障位。另外，一般的开关输出都有中间继电器，多于比较重要的控制可以使用中间继电器的其他辅助触点向PLC反馈动作信息。