西门子触摸屏6AV6648-0DE11-3AX0性能参数

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PLC在电气设备中的设计有三个部分的设计：一是对控制系统的流程设计;二是I/O地址的设计;三是控制系统的设计。 

1、PLC控制系统的流程设计 

整个设计过程要明确PLC在电气设备所要完成的控制目标,然后在此基础上确定PLC在电气设备中的控制范围,根据选取的控制系统电路来确定相对应的主机,后根据所选的主机选择相应的配套模块。 

2、PLCI/O接口地址的设计 

I/O接口地址设计是PLC系统设计中非常重要的一部分。一方面,从软件方面来说,只有确定了I/O接口的地址后才能进行相关的软件编程工作;另一方面,对于硬件及PLC外围来说,只有确定了I/O接口地址后才能进行绘图、接线以及装配等工作。为了方便查看和处理,一般的输入/输出确定过程中的各项技术指标和代码都会用清晰明了的方式展示出来,比如使用EXCEL表格的形式。 

3、PLC控制系统的设计 

PLC控制系统完整的设计分为两个大部分,分别是软件系统设计和硬件系统设计。对于软件系统设计来说,一般是指对PLC控制系统程序的编写,PLC程序可分为主程序、子程序和中断程序,其被用于对电气设备的软硬件进行控制;而对于硬件系统设计来说,一般有抗干扰措施的设计、电气设备控制元件的选用以及电气设备控制系统设计等。 

(1)PLC控制系统的软件设计：PLC控制系统的软件设计并没有固定的方法,即编写一个优化的PLC软件程序并没有捷径,只能依靠编程人员自身的能力和经验。因此,编程人员个人的能力和经验是完成好这项工作的关键所在。当然,PLC的软件设计还是有基本的设计方法,包括流程图法、逻辑代数法以及功能图法等。PLC程序设计的一般有五个步骤：确定控制系统的启动条件、关断条件等;二步是判断控制程序中的输出对象是否存在启动或者关断的制约条件;三步是输出对象按照标准方程进行编程。无制约条件时,使用方程：,有制约条件时,使用方程：;然后将已知条件代入,设计出程序的梯形图;后是对所编写程序的检查修改。另外一个需要注意的问题是,一般的控制系统设计的编程方式采用梯形图,因为梯形图相对于语句编程来说为直观形象。 

(2)PLC控制系统的硬件设计：在电气设备的PLC控制系统的硬件设计过程中,的就是电气设备的控制系统设计,其用于控制整个电气设备的硬件运行。电气设备的控制系统设计的好坏与否对于电气设备能否正常使用具有十分重要的影响;电气设备中的抗干扰措施设计主要是用于提高控制系统软硬件工作的稳定性以及对外界环境影响的适应能力。一般的PLC抗干扰设计包括三个部分,一个部分是电源的抗干扰设计,主要是为了控制电网的干扰。另一个部分是输入输出的抗干扰设计,主要是为了控制输入输出的电流干扰。后一部分是外部配线的抗干扰设计,主要是为了防止外部配线之间的干扰;元件的选用在硬件设计中也占据非常重要的位置,如果选用的元件不合适,对于整个控制系统的硬件设计影响很大。 

4、PLC控制系统的调试 

PLC控制系统的调试有两个部分的调试,是模拟调试,然后再在模拟调试无问题的前提下进行联机调试。 

(1)模拟调试：硬件进行模拟调试的前提是控制系统与主电源断开,以此将硬件立出来进行模拟调试。在模拟调试过程中,软件部分的调试主要是利用各种输入控制和观察信号指示灯的变化来实现的,即使用开关、电位表以及万用表等模拟输入信号,在观察PLC的输出逻辑关系来验软件部分能否正常运作。如果模拟测试软件部分出现了逻辑错误,要反复修改测试,直至输出逻辑正确的位置。 

(2)联机调试：在模拟调试合格的前提下,就可以进行系统的联机调试了。联机调试的目的主要是测试PLC控制系统软件和硬件之间的兼容性,即将模拟测试合格的软件程序载入到PLC控制电路之中进行实际情况下的运行。如果联机调试结果不符合预期的要求,则要重新对控制系统修改和调试直至达到相关要求为止

到了现场后，进行系统安装前，需要考虑安装环境是否满足PLC的使用环境要求，这一点可以参考各类产品的使用手册。但无论什么PLC，不都能装设在下列场所：含有腐蚀性气体之场所，阳光直接照射到的地方，温度上下值在短时间内变化急遽的地方，油、水、化学物质容易侵入的地方，有大量灰尘的地方，振动大且会造成安装件移位的地方。

如果要在上面的环境使用，则要为PLC制作合适的控制箱，采用规范和必要的防护措施。如果需要在野外低温度下使用，可以使用有加热功能的控制箱。如何做这些防护箱或控制箱，各制造商和和资格的系统集成商将会为客户提供相应的供应和设计。

在使用控制箱时，在控制箱内OpenPLC安装的位置要注意如下事项：控制箱内空气流通是否顺畅（各装置间须保持适当的距离），变压器、马达控制器、变频器等是否与PLC保持适当距离，动力线与信号控制线是否分离配置，组件装设之位置是否利于日后之检修，是否需预留空间，供日后系统扩充使用。

除了上述注意事项之外，还有其它注意事项要留意。

比较重要的是静电的隔离。静电是无形的，但可能因为不会对人造成生命危险，所以许多人常常忽视它。在中国的北方、干燥的场所，人体身上的静电都是造成静电损坏电子组件的因素。虽然你被静电打到的话，只不过是轻微的酥麻，但这对PLC和其它任何电子器件就足以致命了。

要避免静电的冲击有下列三种方式：在进行维修或换组件时，请先碰触接地的金属，以去除身上的静电；不要碰触电路板上的接头或是IC接脚；电子组件不使用时，请用有隔离静电的包装物，将组件放置在里面。想象PLC里的元器件是一个娇嫩的婴儿，而那些静电会导致这个婴儿死亡，你就会容易以正确的态度对待这个问题了。

基座安装（RACK）时，在决定控制箱内各种控制组件及线槽位置后，要依照图纸所示尺寸，标定孔位，钻孔后将固定螺丝旋紧到基座牢固为止。在装上电源供应模块前，同时注意电源线上的接地端有无与金属机壳连结，若无则须接上。接地不好的话，会导致一系列的问题，静电、浪涌、外干扰，等等。由于不接地，往往PLC也能够工作，因此，不少经验不足的工程师就误以为接地不那么重要了。这就像登山的时候，没有系上保护缆绳一样，虽然你正常前进的时候，保护缆绳没有任何作用，但一旦你失足的时候，没有那根绳子，你的生命就完结了。PLC的接地，就相当于给PLC系上保护缆绳。

在I/O模块安装时，须注意如下事项：I/O模块插入机架上的槽位前，要先确认模块是否为自己所预先设计的模块；I/O模块在插入机架上的导槽时，务必插到底，以确保各接触点是紧密结合的；模块固定螺丝务必锁紧；接线端子排插入后，其上下螺丝旋紧。由于现场的变压器、电机等影响，多少会有振动，如果这些螺丝钉松动了，会导致模块从机架中松开。

在解答S7-200运动控制模块EM253寻找参考点的问题时，常常发现客户很容易混淆一些名词和概念，进而给大家的功能实现带来困扰。比如说：“RP”、“RPS”、“参考点”、“参考点寻找过程”、“RP偏移量”、“ZP”、“零脉冲”等名词。这些词看上去很相似，但有时它表示的含义是有差别的。
今天我们就聊聊这些名词的含义和区别，并用几个例子介绍一下运动控制中寻找参考点的过程。
一．名词概念解释
RPS——参考点信号，是从外接开关传感器（接近开关或者行程开关）传过来的信号。
RP（Reference point ）——参考点，用于定义位置坐标。这个参考点是通过RPS确定的，本身并没有实质性的硬件设备。
RP偏移量（RP_OFFSET）——是指从RP到零点的距离。
ZP——零脉冲信号，是电机编码器每转一圈所产生的信号。
有时，大家会把ZP和RP搞混。大家在某些情况下能看到“零点”这个词，我们会误认为“零点”就是ZP。“零点”顾名思义，就是位置为0的点，当RP的坐标为0（即RP_OFFSET=0）时，RP与零点是同一个点；当RP的坐标不为0时，他们就是两个不同的点，参考点不一定坐标为0。而ZP是由编码器产生的一个信号，显然和“零点”是稍有差异的。
二．寻参步骤和过程
设置EM253寻找参考点功能是利用运动控制向导来实现的。基本分为两步：
步：设置参考点寻找速度（快速寻找速度和慢速寻找速度），初始寻找方向和终接近参考点方向。
 （注：在参考点选项中可以设置RP偏移量） 
二步：组态寻找参考点的顺序。也就是手册中提到寻参模式。
下面利用两个示例，帮助我们深入学习和理解以上的这些名词概念。同时，大家也可以利用《S7-200系统手册》九章中RP寻参模式的示意图进一步了解相关知识。
示例1：
向导中设置初始寻找方向为正向，终接近方向为正向。选择模式1。如果起点在如图(1)位置，执行POS_RSEEK指令后，按照高速正向寻找，当到RPS信号上升沿后，由高速降低到低速继续寻参，当RPS信号失效即检测到RPS下降沿时，则以当前点作为参考点，即终点。

如果向导中RP选项设置RP_OFFSET=0,当找到参考点后，则当前位置即为零点。如果RP_OFFSET非零，例如RP_OFFSET=150，则当找到参考点后，当前位置即为150。
这里抛砖引玉，按照以上的思路，大家可以进而学习了解RP寻找模式1和模式2的其他运动轨迹。
在以上的示例中，我们谈到了模式1和模式2。这两种模式中是没有“ZP”零脉冲的概念。那么什么时候需要考虑“ZP”零脉冲呢？为什么要在寻参模式中使用ZP信号作为终定位的依据呢？
接下来我们介绍一点背景知识：
一些数控机床会采用带增量型编码器的伺服电机。编码器采用光电原理将角位置进行编码，在编码器输出的位置编码信息中，会有一个零脉冲信号，编码器每转产生一个零脉冲。当伺服电机安装到机床床身时，伺服电机的位置确定，编码器零脉冲的角位置也就确定了。由于编码器每转产生一个零脉冲，在坐标轴的整个行程内有很多零脉冲，这些零脉冲之间的距离是相等的，而且每个零脉冲在机床坐标系统的位置是确定的。为了确定坐标轴的原点，可以利用某一个零脉冲的位置作为基准，这个基准就是坐标轴的参考点。
结合示例1，我们已经知道真正能够确定寻参后电机在轨道上位置的是RPS的右侧边沿，然而RPS是外部接入的开关信号，难免会出现偏移。这将使得寻参后的RP发生偏移。这样就不能保证每次寻参后电机都能停在轨道的相同位置。然而根据ZP的定义可以想见：电机及其随动设备一旦安装完毕，ZP信号在运行轨道上的位置也随之固定。如果采用穿过RPS后的ZP数来定位，即使RPS信号的下降沿有偏移，终的RP都将定位在确定的位置。所以说，综合使用RPS信号和ZP信号作为终定位的依据，会使得RP(参考点)的定位加。
基于以上的应用需求，位控向导为我们提供了模式3和模式4。
如果选择模式3定位RP，则在RPS输入变为无效后接收到ZP个脉冲后确定RP，所以参考点RP位于RPS输入的有效区外。如果选择模式4定位RP，则在RPS输入变为有效后接收到ZP个脉冲后确定RP，所以参考点RP通常位于RPS输入的有效区内。接下来我们仍然使用一个例子，好的理解一下应用ZP脉冲数定位的功能。

2. 设备说明

该设备用于化纤多次拉伸、卷曲前处理生产，主要由导丝架、八棍导丝机、热水槽、牵伸机、水浴槽、二牵伸机、蒸汽箱、三牵伸机、叠丝机、张力架、卷曲机、卷曲侧板电机、油泵电机、振动电机、循环水泵、振动检测等设备构成。I/O控制规模为103点，其中开关量输入点为61点，开关量输出点为39点，模拟量输入点为3点。主要控制要求为：化纤丝的速度、牵伸比、蒸汽及水温、相关的连锁逻辑控制等。本系统控制的关键是要保证导丝、一牵、二牵、三牵、卷曲五台电机的速度同步。

3．系统配置

如图，系统采用三菱公司的Q系列PLC作为主控制器，传动控制为艾默生公司的EV2000系列变频器，人机界面为F940GOT。

系统主要配置如下： 

● 主控制器：Q00CPU：速度和牵伸比给定，通过I/O模块，现场各机台急停，限位等开关量及模拟量信号，完成连锁控制及报警功能。

● 输入模块：QX40：完成现场的开关量控制采集。 

● 输出模块：QY10：完成开关量输出。 

● 模块量输入：Q64AD：以完成现场的模拟量检测。 

● 串行通讯模块：QJ71C24N-R4：构成变频器通迅链路。 

● 传动驱动单元：艾默生公司的EV2000系列变频器。

鉴于篇幅的原因，本文主要描述系统控制的关键设计和实现，即保证导丝、一牵、二牵、三牵、卷曲五台电机的速度同步。客户基于成本的因素，传动驱动单元选用艾默生公司的EV2000系列变频器，并要求主控制器和其构成一个以RS485为通讯介质的低速廉价通讯链路。尽管导丝、一牵、二牵、三牵、卷曲5台变频器采用共用直流母线运行方式，并安装增量式编码器构成转速闭环以提高速度精度，卷曲机变频器还外加张力传感器以稳定控制拉伸张力，提高纤维质量，但是在设备起停过程特别是在运行过程中调整运行速度和牵伸比等工艺参数时低速通讯链路的实时性的问题就表现出来了。

在设计上，虽然一个通讯模块可以组成485网络，但因为通信量很大，我们实时发送电机的速度指令及起停信息，同时还要不断读取变频器的工作电压、电流、频率等参数，所以如果采用一块模块的话，通信周期将增大，也就达不到实时的作用。所以我们选用两块485通讯模块，即四个通讯口同时对一牵、二牵、三牵、卷曲四台变频进行通讯，而导丝和一牵共用一个通讯口，在下一周期通讯。考虑到通讯协议帧长度长为18个字节，在19200Bit/s传输速率下，各速度指令响应的大时差为20ms左右，当大车速为200M/Min时，尽管导丝略有滞后，但在工艺上是可以接受的。该方案可以有效地解决速度指令的同步能力，实现开车起步和停车过程中按指令同步升降速以及运行中速度调整时五台电机速度的同步和纤维拉伸张力的均匀。

4．调试情况和体会

在实际调试过程中，系统基本符合我们预想。但在通讯调试中，我们发现Q系列PLC在搭载多通讯模块系统时，通讯的稳定性和PLC的扫描周期的长短有关。随着功能的不断增强，程序的不断完善，扫描周期也随之加大，当大扫描周期大于25ms时，通讯开始有不稳定现象出现。

现象：我们用QJ71C24的通讯指令来接受通讯数据，当扫描周期大于25ms时，在同时通讯的4个口中，排在程序的后一个口偶尔会有通讯错误，当接受标志位已跳变为ON，表示数据已接受完毕，但接受数据区中却无数据。我们对同时通讯的四个口的程序次序颠倒过来发现情况依旧，错误只发生在次序排在后的一个口。

分析原因：我们认为是通讯时序出现了问题，系统接受标志位的跳变和系统数据的传递不同步，即系统内部通讯标志建立时，通讯缓冲区的数据尚未来得及传送完毕。故我们判断扫描周期延长会影响系统通讯的时序。 解决办法：精简程序来缩短扫描周期或换高速PLC 。但由于本系统程序量较大，后为了保证系统的性我们将CPU从Q00换为Q02，提高了系统处理速度，把扫描周期降低至10ms以下，问题得以解决。

 PLC实质是一种于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为： 

a、电源 PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、的电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去 

b. 处理单元(CPU) 处理单元(CPU)是PLC的控制。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。 　　为了进一步提高PLC的性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。 

c、存储器 　　存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。 　　存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。

 d、输入输出接口电路 1、现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。 2、现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。 

e、功能模块 　　如计数、定位等功能模块。 f、通信模块 　　如以太网、RS485、Profibus-DP通讯模块等。

三菱FX2N系列PLC：是小形化，高速度，和所有方面都是相当三菱FX系列PLC中档次的小程序装置，除输入出16～25点的立用途外，还可以适用于多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的三菱PLC。 

特点：

--系统配置即固定又灵活；

--编程简单；

--备有可自由选择，丰富的品种；

--令人放心的；

--高速运算；

--使用于多种特殊用途；

--外部机器通讯简单化；

--共同的外部设备。

产品说明：

三菱FX2N系列PLC拥有无以匹及的速度，的功能逻辑选件以及定位控制等特点；三菱FX2N系列PLC是从16路到256路输入/输出的多种应用的选择方案；三菱FX2N系列PLC是小型化，高速度，和所有方便都是相当于FX系列中档次的小形程序装置。除输入出16-25点的立用途外，还可以适用于在多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的PLC。在基本单元上连接扩展单元或扩展模块，可进行16-256点的灵活输入输出组合。可选用16/32/48/64/80/128点的主机，可以采用小8点的扩展模块进行扩展。可根据电源及输出形式，自由选择。程序容量：内置800步RAM（可输入注释）可使用存储盒，大可扩充至16K步。丰富的软元件应用指令中有多个可使用的简单指令、高速处理指令、输入过滤常数可变，中断输入处理，直接输出等。便利指令数字开关的数据读取，16位数据的读取，矩阵输入的读取，7段显示器输出等。数据处理、数据检索、数据排列、三角函数运算、平方根、浮点小数运算等。特殊用途、脉冲输出（20KHZ/DC5V，10KHZ/DC12V-24V），脉宽调制，PID控制指令等。外部设备相互通信，串行数据传送，ASCII code印刷，HEX<-->ASCII变换，校验码等。时计控制内置时钟的数据比较、加法、减法、读出、写入等。

随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、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；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，这两种方法并没有太大的区别。国内厂家大多选择二种方式，其原因在于生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高；而PLC性高，程序设计方便灵活，抗干扰能力强、运行稳定等特点，所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器来实现。 

2.电梯理想运行曲线 

根据大量的研究和实验表明,人可接受的大加速度为am≤1.5m/s2,加速度变化率ρm≤3m/s3,电梯的理想运行曲线按加速度可划分为三角形、梯形和正弦波形，由于正弦波形加速度曲线实现较为困难，而三角形曲线大加速度和在启动及制动段的转折点处的加速度变化率均大于梯形曲线，即+ρm跳变到-ρm或由-ρm跳变到+ρm的加速度变化率，故很少采用，因梯形曲线容易实现并且有良好加速度变化率频繁指标，故被广泛采用，采用梯形加速度曲线电梯的理想运行曲线如图1所示： 

智能变频器是为电梯的灵活调速、控制及平层等要求而专门设计的电梯变频器，可配用通用的三相异步电动机，并具有智能化软件、标准接口、菜单提示、输入电梯曲线及其它关键参数等功能。其具有调试方便快捷，而且能自动实现单多层功能，并具有自动优化减速曲线的功能，由其组成的调速系统的爬行时间少，平层距离短，不论是双绕组电动机，还是单绕组电动机均可适用，其设计速度可达4m/s，其特的电脑软件，可选择串行接口实现输入/输出信号的无触点控制。 

变频器构成的电梯系统，当变频器接收到控制器发出的呼梯方向信号，变频器依据设定的速度及加速度值，启动电动机，达到大速度后，匀速运行，在到达目的层的减速点时，控制器发出切断高速度信号，变频器以设定的减速度将大速度减至爬行速度，在减速运行过程中，变频器的能够自动计算出减速点到平层点之间的距离，并计算出优化曲线，从而能够按优化曲线运行，使低速爬行时间缩短至0.3s,在电梯的平层过程中变频器通过调整平层速度或制动斜坡来调整平层精度。即当电梯停得太早时，变频器增大低速度值或减少制动斜坡值，反之则减少低速度值或增大制动斜坡值，在电梯到距平层位置4—10cm时，有平层开关自动断开低速信号，系统按优化曲线实现的平层，从而达到平层的准确。 

3.电梯速度曲线 

电梯运行的舒适性取决于其运行过程中加速度a和加速度变化率p的大小，过大的加速度或加速度变化率会造成乘客的不适感。同时，为保证电梯的运行效率，a、p的值不宜过小。能保证a、p取值的电梯运行曲线称为电梯的理想运行曲线。电梯运行的理想曲线应是抛物线-直线综合速度曲线，即电梯的加、减过程由抛物线和直线构成。电梯给定曲线是否理想，直接影响实际的运行曲线。 

3.1速度曲线产生方法 

采用的三菱FX2N系列PLC-64MRPLC，并考虑输入输出点要求增加了三菱PLC的扩展模块FX-8EYT、三菱PLC模块FX-16EYR、三菱PLC扩展模块FX-8EYR三个三菱PLC的扩展模块和FX2-40AW双绞线通信适配器，FX2-40AW用于系统串行通信。利用PLC扩展功能模块D/A模块实现速度理想曲线输出，事先将数字化的理想速度曲线存入PLC寄存器，程序运行时，通过查表方式写入D/A，由D/A转换成模拟量后将速度理想曲线输出。 

3.2加速给定曲线的产生 

8位D/A输出0～5V/0～10V，对应数字值为16进制数00～FF，共255级。若电梯加速时间在2.5～3秒之间。按保守值计算，电梯加程中每次查表的时间间隔不宜过10ms。 

由于电梯逻辑控制部分程序大，而三菱FX2N系列PLC运行采用周期扫描机制，因而采用通常的查表方法，每次查表的指令时间间隔过长，不能满足给定曲线的精度要求。在PLC运行过程中，其CPU与各设备之间的信息交换、用户程序的执行、信号采集、控制量的输出等操作都是按照固定的顺序以循环扫描的方式进行的，每个循环都要对所有功能进行查询、判断和操作。这种顺序和格式不能人为改变。通常一个扫描周期，基本要完成六个步骤的工作，包括运行监视、与编程器交换信息、与数字处理器交换信息、与通讯处理器交换信息、执行用户程序和输入输出接口服务等。在一个周期内，三菱FX2N系列PLC的CPU对整个用户程序只执行一遍。这种机制有其方便的一面，但实时性差。过长的扫描时间，直接影响系统对信号响应的效果，在保证控制功能的前提下，大限度地缩短CPU的周期扫描时间是一个很复杂的问题。一般只能从用户程序执行时间短采取方法。电梯逻辑控制部分的程序扫描时间已过10ms，尽管采取了一些减少程序扫描时间的办法，但仍无法将扫描时间降到10ms以下。同时，制动段曲线采用按距离原则，每段距离到的响应时间也不宜过10ms。为满足系统的实时性要求，在速度曲线的产生方式中，采用中断方法，从而有效地克服了PLC扫描机制的限制。 

起动加速运行由定周期中断服务程序完成。这种中断不能由程序进行开关，一旦设定，就一直按设定时间间隔循环中断，所以，起动运行条件需放在中断服务程序中，在不满足运行条件时，中断即返回。 

3.3减速制动曲线的产生 

为保证制动过程的完成，需要在三菱FX2N系列PLC主程序中进行制动条件判断和减速点确定。在减速点确定之前，电梯一直处于加速或稳速运行过程中。加程由固定周期中断完成，加速到对应模式的大值之后，加速程序运行条件不再满足，每次中断后，不再执行加速程序，直接从中断返回。电梯以对应模式的大值运行，在该模式减速点到后，产生高速计数中断，执行减速服务程序。在该中断服务程序中计数器设定值的条件，保证下次中断执行。 

在三菱FX2N系列PLC的内部寄存器中，减速曲线表的数值由大到小排列，每次中断都执行一次“表指针加1”操作，则下一次中断的查表值将小于本次中断的查表值。门区和平层区的判断均由外部信号给出，以保减程的性。 

4.电梯控制系统 

4.1电梯控制系统特性 

在电梯运行曲线中的启动段是关系到电梯运行舒适感指标的主要环节,而舒适感又与加速度直接相关,根据控制理论,要使某个量按预定规律变化对其进行直接控制,对于电梯控制系统来说,要使加速度按理想曲线变化就采用加速度反馈,根据电动机的力矩:M—MZ=ΔM=J（dn/dt），可见加速度的变化率反映了系统动态转距的变化，控制加速度就控制系统的动态转距ΔM=M—MZ。故在此段采用加速度的时间控制原则，当启动上升段速度达到稳态值的时，将系统由加速度控制切换到速度控制，因为在稳速段，速度为恒值控制波动较小，加速度变化不大，且采用速度闭环控制可以使稳态速度保持一定的精度，为制动段的平层创造条件。在系统的速度上升段和稳速段虽都采用PI调节器控制，但两段的PI参数是不同的，以提高系统的动态响应指标。 

在系统的制动段，即要对减速度进行必要的控制，以保证舒适感，又要严格地按电梯运行的速度和距离的关系来控制，以保证平层的精度。在系统的转速降至120r/min之前，为了使两者得到兼顾，采取以加速度对时间控制为主，同时根据在每一制动距离上实际转速与理论转速的偏差来修正加速度给定曲线的方法。例如在距离平层点的某一距离L处，速度应降为Vm/s，而实际转速高为V′m/s，则说明所加的制动转距不够，因此计算出此处的给定减速度值-ag后，使其再加上一个负偏差ε，即使此处的减速度给定值修正为-（ag+ε）使给定减速度与实际速度负偏差加大，从而加大了制动转距，使速度很快降到标准值，当电动机的转速降到120r/min以后，此时轿厢距平层只有十几厘米，电梯的运行速度很低，为防止未到平层区就停车的现象出现，以使电梯能较快地进入平层区，在此段采用比例调节，并采用时间优化控制，以保证电梯准确及时地进入平层区，以达到准确平层。 

4.2电梯控制构成 

由于电梯的运行是根据楼层和轿厢的呼叫信号、行程信号进行控制，而楼层和轿厢的呼叫是随机的，因此，系统控制采用随机逻辑控制。即在以顺序逻辑控制实现电梯的基本控制要求的基础上，根据随机的输入信号，以及电梯的相应状态适时的控制电梯的运行。另外，轿厢的位置是由脉冲编码器的脉冲数确定，并送三菱FX2N系列PLC的计数器来进行控制。同时，每层楼设置一个接近开关用于检测系统的楼层信号。 

为便于观察，对电梯的运行方向以及电梯所在的楼层进行显示，采用LED和发光管显示，而对楼层和轿厢的呼叫信号以指示灯显示(开关上带有指示灯)。 

为了提高电梯的运行效率和平层的精度，系统要求PLC能对轿厢的加、减速以及制动进行有效的控制。根据轿厢的实际位置以及交流调速系统的控制算法来实现。为了电梯的运行，系统应设置的故障保护和相应的显示。采用PLC实现的电梯控制系统由以下几个主要部分构成。　　 

4.2.1PLC控制电路；PLC接收来自操纵盘和每层呼梯的召唤信号、轿厢和门系统的功能信号以及井道和变频器的状态信号，经程序判断与运算实现电梯的集选控制。PLC在输出显示和监控信号的同时，向变频器发出运行方向、启动、加/减速运行和制动停梯等信号。 

4.2.2电流、速度双闭环电路；变频器本身设有电流检测装置，由此构成电流闭环；通过和电机同轴联接的旋转编码器，产生a、b两相脉冲进入变频器，在确认方向的同时，利用脉冲计数构成速度闭环。　 

4.2.3位移控制电路；电梯作为一种载人工具，在位势负载状态下，除要求外，还要求运行平稳，乘坐舒适，停靠准确。采用变频调速双环控制可基本满足要求，利用现有旋转编码器构成速度环的同时，通过变频器的PG卡输出与电机速度及电梯位移成比例的脉冲数，将其引入PLC的高速计数输入端口，通过累计脉冲数，经式（1）计算出脉冲当量，由此确定电梯位置。电梯位移 

h=SI 

式中I—累计脉冲数； 

S—脉冲当量； 

S=plD/(pr)（1） 

l—减速比； 

D—牵引轮直径； 

P—旋转编码器每转对应的脉冲数； 

r—PG卡分频比。 

4.2.4端站保护；当电梯定向上行时，上行方向继电器、快车辅助接触器、快车运行接触器、门锁继电器、上行接触器均得电吸合，抱闸打开，电梯上行。当轿厢碰到上强迫换速开关时，PLC内部锁存继电器得电吸合，定时器Tim10、Tim11开始定时，其定时的时间长短可视端站层距和梯速设定。上强迫换速开关动作后，电梯由快车运行转为慢车运行，正常情况下，上行平层时电梯应停车。如果轿厢未停而继续上行，当Tim10设定值减到零时，其常闭点断开，慢车接触器和上行接触器失电，电梯停止运行。在骄厢碰到上强迫换速开关后，由于某些原因电梯未能转为慢车运行，及快车运行接触器未能释放，当Tim11设定值减到零时，其常闭点断开，快车运行接触器和上行接触器均失电，电梯停止运行。因此，不管是慢车运行还是快车运行，只要上强迫换速开关发出信号，不论端站其他保护开关是否动作，借助Tim10和Tim11均能使电梯停止运行，从而使电梯端站保护加。 

当电梯需要下行，只要有了选梯指令，下行方向继电器得电其常开点闭合，锁存继电器被复位，Tim10和Tim11均失电，其常闭点闭合为电梯正常下行做好了准备。下端站的保护原理与上端站保护类似不再重复。 

4.2.5楼层计数；楼层计数采用相对计数方式。运行前通过自学习方式，测出相应楼层高度脉冲数，对应17层电梯分别存入16个内存单元DM06～DM21。楼层计数器（CNT46）为一双向计数器，当到达各层的楼层计数点时，根据运行方向进行加1或减1计数。 

运行中，高速计数器累计值实时与楼层计数点对应的脉冲数进行比较，相等时发出楼层计数信号，上行加1，下行减1。为防止计数器在计数脉冲高电平期间重复计数，采用楼层计数信号上沿触发楼层计数器。　 

4.2.6快速换速；当高速计数器值与快速换速点对应的脉冲数相等时，若电梯处于快速运行且本层有选层信号，发快速换速信号。若电梯中速运行或虽快速运行但本层无选层信号，则不发换速信号。 

4.2.7门区信号；当高速计数器CNT47数值在门区所对应脉冲数范围内时，发门区信号。　 

4.2.8脉冲信号故障检测；脉冲信号的准确采集和传输在系统中显得尤为重要，为旋转编码器和脉冲传输电路故障，设计了有无脉冲信号和错漏脉冲检测电路，通过实时检测确保系统正常运行。为脉冲计数累计误差，在基站设置复位开关，接入三菱PLC高速计数器CNT47的复位端。