西门子模块6ES7216-2AD23-0XB8产品描述

西门子模块6ES7216-2AD23-0XB8产品描述

 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。 

三菱FX系列PLC的手持编程器FX-20P-E型手持式编程器的使用方法

FX-20P-E型手持式编程器的功能概述

FX-20P-E型手持式编程器(简称HPP)通过编程电缆可与三菱FX2N系列PLC相连,用来给三菱PLC写入,读出,插入和删除程序,以及监视三菱FX系列PLC的工作状态等.

图8-6为FX-20P-E型手持式编程器,这是一种智能简易型编程器,即可联机编程又可脱机编程,本机显示窗口可同时显示四条基本指令.它的功能如下:

(1)读(Read)―从三菱PLC中读出已经存在的程序;

(2)写(Write)―向三菱PLC中写入程序,或修改程序;

(3)插入(Insert)―插入和增加程序;

(4)删除(Delete)―从PLC程序中删除指令;

(5)监控(Monitor)―监视三菱PLC的控制操作和状态;

(6)检测(Test)―改变当前状态或监视器件的值;

(7)其他(Others)―列屏幕菜单,监视或修改程序状态,程序检查,内存传送,修改参数,,音响控制.

2.FX-20P-E型手持式编程器的组成与面板布置

(1)FX-20P-E型手持式编程器的组成

FX-20P-E型手持式编程器主要包括以下几个部件:

① FX-20P-E型编程器;

② FX-20P-CAB0型电缆,用于对三菱的FX0以上系列三菱PLC编程;

③ FX-20P-RWM型ROM写入器模块;

④ FX-20P-ADP型电源适配器;

⑤ FX-20P-CAB型电缆,用于对三菱的其他三菱FX系列PLC编程;

⑥ FX-20P-FKIT型接口,用于对三菱的F1,F2系列PLC编程.

其中编程器与电缆是的,其它部分是选配件.编程器右侧面的上方有一个插座,将FX-20P-CAB0电缆的一端输入该插座内(见图8-6),电缆的另一端插到FX0系列PLC的RS-422编程器插座内.

FX-20P-E型编程器的部有一个插座,可以连接FX-20P-RWM型ROM型写入器,编程器底部插有系统程序存储器卡盒,需要将编程器的系统程序新时,只要换系统程序存储器即可.

在FX-20P-E型编程器与三菱PLC不相连的情况下(脱机或离线方式),需要用编程器编制用户程序时,可以使用FX-20P-ADP型电源适配器对编程器供电.

FX-20P-E型编程器内附有8K RAM,在脱机方式时用来保存用户程序.编程器内附有的电容器,通电一小时候后,在该电容器的支持下,RAM内的信息可以保留三天.

PLC可编程序控制器：PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操纵的电子系统，专为在产业环境应用而设计的。I/O电路是良多的，每一输入点或输出点都要有一个I或O电路。 PLC的I/O电路，都是专门设计的。 

它们与计算机内存交换信息通过计算机总线，并主要由运行系统程序实现。输入电路要对输入信号进行滤波，以去掉高频干扰。 

入出信息变换靠运行存储于PLC内存中的程序实现。三菱PLC有多I/O用点，一般也就有多少个I/O用电路。

这里的输入暂存器及输出锁存器实际就是PLC处理器I/O口的寄存器。输入电路时刻监督着输入状况，并将其暂存于输入暂存器中。 三菱FX2N系列PLC程序既有出产厂家的系统程序(不可改)，又有用户自行开发的应用（用户）程序。输出电路内外也是电隔离的，靠光耦元件或输出继电器建立联系。什么样的控制要求，就应有什么样的用户程序。 PLC是基于电子计算机，且合用于产业现场工作的电控制器。输出锁存器与输出点也是逐一对应的。因为它的状态是由输入刷新得到的，所以，它反映的就是输入状态。 三菱PLC内存有专门开辟的存放输入信息的映射区。它源于继电控制装置，但它不像继电装置那样，通过电路的物理过程实现控制，而主要靠运行存储于三菱PLC的扩展模块内存中的程序，进行入出信息变换实现控制。但因为它们都是由高度集成化的电路组成的，所以，所占体积并不大。这个区的每一对应位（bit）称之为输入继电器，或称软接点。把输人暂存器的信息读到PLC的内存中，称输入刷新。

输出电路要把输出锁存器的信息传送给输出点。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，计数与算术操纵等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或出产过程.

物理实现主要靠输人（bbbbb）及输出（OUTPUT）电路。这些位置成1，表示接点通，置成0为接点断。用户程序由用户按控制要求设计。每一输入点都有一个对应的存储其信息的暂存器。而且与内部计算机电路在电上是隔离的，靠光耦元件建立联系。    

入出信息变换、物理实现，可以说是PLC实现控制的两个基本要点。系统程序提供运行平台，同时，还为PLC程序运行及信号与信息转换进行必要的公共处理。输出电路还要进行功率放大，以足以带动一般的产业控制元器件，如电磁阀、接触器等等。

而在众多的PLC厂家中，又以三菱PLC、西门子PLC、欧姆龙PLC等为工控行业所采用。

LS产电将于本月发布专门针对市场的新款PLC产品-中国型XBC。经济型XBC是继上一款XBC PLC后推出的一款XGB系列的小型PLC。

该PLC有两种规格，分别为基本型（E-Basic Model）和扩展型(E-Extension Model)，基本型产品通过RS-232通讯协议与触摸屏实现通讯，可监控现场的系统进程，为客户提供便利。此外此款型号的产品内置高速计数功能和高性价比的基本逻辑控制功能。扩展型则基于其开放的通讯平台支持触摸屏和变频器，再加上可配的模拟量、温度等控制功能足以满足完整的成套应用方案。

中国型XBC的产品外形则延续了以往XGB系列产品的简洁、小巧、且符合人性化的设计理念之外，性能及制作工艺方面也做了大幅改进，以帮助客户创造、的现场环境除此之外，掉电保持时间的加强，作为产品的一大亮点，可有效应对各种机型的配置需求，尤其是在纺织、机床、立体车库、包装等行业，是为客户提升生产效率、降低不必要的能耗。

<产品类型>

E-Basic Model 基本型：

0.24us/步处理，大60点I/O控制

程序容量：4K，数据容量：5K

电容备份：55天（常温）

高速计数器：4k, 4点

通讯Cnet：1Ch.内置

RTC: 不支持， 扩展段数：不支持

选件卡: 不支持

E-Extension Model扩展型：

0.2us/步处理， 大164点I/O控制

程序容量：8K， 数据容量：5K

电容备份：80天（常温）

高速计数器20K, 2点， 10K，6点

通讯Cnet:  2Ch.内置

RTC: 选件卡， 扩展段数：3段

选件卡: 大2个