6ES7222-1HF22-0XA8参数说明

6ES7222-1HF22-0XA8参数说明

电阻制动力的确定
当机车速度小于30.73 km/h时，励磁电流恒定为650 A；当机车速度大于30.73 km/h且小于75km/h时，制动电流恒定为550 A；当机车速度从75km/h上升到100 km/h时，制动电流将相应地从550A线性下降到350 A。为保证牵引电动机通风，电阻制动时柴油机转速应提到840 r/min。
电阻制动控制系统硬件部分
(1)工况转换开关HKG将6台牵引电动机换接成他励发电机，每台电机向对应的制动电阻1RZ～6RZ供电。6台牵引电动机的串励绕组串联起来，由牵引发电机通过硅整流装置提供励磁电流。主发的励磁由PLC通过对110 V控制电源的斩波调节进行控制，以调节制动力。
(2)柴油机转速传感器1TZS作为制动电流和制动励磁电流的给定信号源；以机车速度传感器JSG作为电阻制动应用范围的速度信号源；以霍尔元件1LH～7LH电流传动感器检测电阻制动工况下的制动电流和制动励磁电流。
(3)电阻制动会产生大量的热能，为了保证散热，故在制动电阻柜中设有轴流式通风机，通风机上的直流电机ZTD由制动电阻带2R：抽头处供电。为了判断通风机是否正常工作，在电阻制动装置的通风机电机上安装了一个FSJ风压继电器，用来判断通风机是否正常工作，当柴油机转速达到560 r/min时，PLC检测风压继电器FSJ的触点信号，如果FSJ还未动作，PLC控制主发电励磁控制器LLC线圈失电，对电阻制动装置进行保护。
(4)在制动电阻5R：的抽头上接入制动过流继电器线圈ZDJ。当发生制动过流时，ZDJ动作，使主发励磁电路中的电阻R2投入，降低主发励磁。如果制动电流仍然限，PLC控制主发励磁接触器LLC线圈失电，对电阻制动主电路进行保护。
(5)机车施行电阻制动时，PLC接通制动联锁电空阀ZLF线圈得电，切除了机车空气制动系统制动作用，使机车不能空气制动，而列车的空气制动正常，以防止擦伤机车动轮和道轨。机车处于电阻制动工况时，若施行紧急制动，机车制动管压力上升，压力继电器1FYJ的常开触头闭合，PLC控制电阻制动接触器ZC和主发励磁接触器LLC线圈失电，ZC主触头切除1D～6D的励磁电流，切除电阻制动，同时ZLF线圈失电，恢复机车的空气制动性能，保证施行紧制动时有足够的制动力。同时PLC接通前向撒砂电空阀QSF或后向撒砂电空阀HSF线圈失电，机车撒砂，增加制动粘着。
电阻制动控制软件设计
根据机车不同的运行速度对电阻制动力的要求而进行的恒制动电流及恒励磁电流的控制。软件设计框图见图3。


图3 GKB3B型机车微机控制系统软件流程图
(1)通过司控器上的工况开关触点信号，判断机车是否是处于电阻制动工况。
(2)与柴油机转速成正比的脉冲信号送进PLC的高速计数端口，经过PLC计算后作为励磁电流和制动电流的基准信号，即随着司机手柄位的提升，柴油机转速升高，相应的励磁和制动电流基准信号也增加。
(3)与机车速度成正比的脉冲信号经PLC计算后，一路作为电阻制动恒制动励磁电流区和恒制动电流区控制的分界信号；一路作为机车高速限流的控制信号。
(4)制动电流和励磁电流的反馈信号由霍尔元件组成的电流传感器1LH。7LH组成。1LH～6LH分别检测6个立的电阻制动主回路中的制动电流，并将其中大的一个作为制动电流反馈信号与基准信号进行比较。7LH由主发电机提供的励磁电流，并将其与基准信号进行比较。
(5)PLC根据机车速度，确定恒制动励磁电流区和恒制动电流区控制，在恒制动励磁电流区域时，将励磁电流偏差信号作为其输出信号；在恒制动电流区域时，将制动电流偏差信号作为其输出信号。通过PLC的高速脉冲输出端口，采用定频调宽斩波器对主发励磁电流的控制来实现恒制动电流或恒励磁电流的控制，调节制动力。
结束语
具有电阻制动功能的GKD3B型0003号机车已在河南平山矿务局投入运用。运用表明：采用电阻制动可以提高列车在下坡道上的运行速度；大大降低机车车辆轮箍的磨耗；大量节省制动闸瓦；小限度地使用空气制动，使闸瓦、轮箍的发热减小，提高了使用闸瓦时的制动效果。由于列车上配备了两套制动系统，因而能保证列车运行。

一、引言
本文介绍了由中小型PLC组成的控制系统在广东南海市二水厂自控项目的应用。南海市二水厂设计总规模为日供水100万m3,期工程为日供水25万m3，于1997年4月建成投产，二期25万m3/d工程即将建成投产，自控项目主要对一期自控工程进行改造和二期自控工程建设，并为后续扩建预留接口。
二、生产工艺
本系统应用水厂的生产过程如图一示：





主要分为以下几个工艺过程：
（1）取水 通过多台大型离心泵将江河地表水抽入净水厂。
（2）剂的制备与投加 按工艺要求制备合适的混凝剂，并投入混凝剂及，达到混凝和的目的。
（3）混凝 包括混合与絮凝，即地表水投入混凝剂后进行反应，并排出反应后沉淀的污泥。
（4）平流沉淀 与混凝剂反应后的水低速流过平流沉淀池，以便悬浮颗粒沉淀，并排出沉淀的污泥。
（5）过滤 沉淀水通过颗粒介质（石英砂）以去除其中悬浮杂质使水澄清，并定时反冲洗石英砂。
（6）送水 通过多台大型离心泵将自来水以一定的压力和流量送入城市管网。
三、控制方案





由于自来水生产工艺主要具有以下特点：（1）各生产工艺段相对立，单体设备多。（2）采集的数据量大，整个系统共有数字量输入、输出过3000路，模拟量输入、输出过1000路，且工艺参数种类多，包括压力、流量、温度、差压、液位、电流、电压、功率等，但上下游相关联的生产参数少。（3）自来水生产具有连续性、性和不间断性。（4）各工艺段距离远，设备分散，组网相对复杂。根据以上特点，本系统选用OMRON的中小型PLC对各工艺段生产设备分散控制，利用OMRON Protocol和Controller bbbb组成网络，在各工艺段控制室和中控室设置上位机，构建人机界面进行生产管理和对生产数据进行后续处理。全厂控制网络如图二示。
在取水及送水工艺段上，主要设备由多台大型的离心水泵和10KV高压直配电机组成，每一电机由相应的高压配电柜控制，因此为每一面高压配电柜选用一台Sepam2000(施耐德生产，于配电柜控制的小型PLC)进行数据采集和控制，每一泵阀在现场选用一台OMRON CPM2A用于数据采集和控制，通过RS422接口连成网络，由控制室的OMRON C200HG中型PLC利用OMRON Protocol协议与它们通讯，对其读写数据和进行统一调度，这样可以节省大量的数据采集电缆，而且当某台PLC发生故障时可以方便断开其维修而不影响其它设备的正常生产。对于沉淀池排泥车的控制，由于排泥车在长达近百米的沉淀池上前后移动，因此其控制所用小型PLC利用电台与控制室间的C200HG通过RS232接口进行1：N通讯，电台型号为MDS-SA-24810，为直接数字调制解调电台，工作频率范围在2.4G~2.4835GHz，支持标准的异步通讯协议，工作稳定，协议同样采用OMRON Protocol，软件用OMRON-CX-Protocol编制。二期滤池选用多个小型PLC（OMRON CQM1H）分散控制，可以较好地解决因控制设备故障造成全部滤池停产而影响供水的问题。整个Controller bbbb网络由中继器分成两段，主要是为了满足Controller bbbb对通讯距离的要求，同时可适应以后扩展的需要。系统中生产工艺所要求的全部参数都由PLC采集和控制，上位机只是人机界面和对生产数据进行后续处理，大大地提高了系统的性。本控制方案全部选用中小型PLC，对主要的生产设备分散控制，同时利用网络将它们紧密联结，实现集中管理，降低了故障风险，提高了性，是一种经济可行的方案。
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。
1、水泵的开停控制流程 水泵的启动和停止由操作人员在上位机发送指令，由PLC一步化完成操作。程序结构图如图三示。





2、滤池自动控制流程 过滤由多格滤池共同完成，对于每一格滤池，其工艺过程基本相同，包括正常过滤和反冲洗状态，因此采用子程序的控制模式，程序结构图如图四示。





六、结束语
本项目是由工业计算机和中小型PLC组成的集散型控制系统，利用了PLC抗干扰能力强、组网方便、适用于工业现场的持点，在上位机能实现对全厂生产设备的控制和工艺参数的设置、调整与监测，满足大型自来水厂自动控制的要求。整个方案、经济实用，易于编程、操作及维修，在广东南海二水厂得到良好的应用。

1 工作环境条件
1.1控制柜放于露天，高温、寒冷、多酸雨、盐雾天气，有强烈的电磁场干扰
（1）、温度：-10－－-+80摄氏度;
（2）、湿度：10%－－-95%。
1.2技术要求:（1）MTBF=50000
(1)、系数As=2.1；

（2）、Run_Time=4.58 秒/转；

(3)、Run_Frequence：每隔3 分钟转一次。

2 系统方案设计

由于性、性要求较高，故采用一主一热备份的双CPU抗干扰冗余系统，两路供电回路，三点检测两点有效的检测回路，故障显示采取复示电路。输入输出点数统计如下:

DI：29点 AI：2点 DO：18点 。

2.1系统方案图




2.2方案论证及确定

A、 轻轨道岔控制的特点：

输入、输出的点数不多，单开关节型道岔的控制点数在60点以下，多开关节型道岔控制的输入/输出点数也在一百点以下。故选用小型或微型控制器就可以了。

（1） 由于需与上位中控室、列车运行自动监控系统（ATP）、列车驾驶（ATO）协同配合动作，并且需经常在线技术支持、维修务，所以要求网络通讯功能强大。

（2） 就地控制现场环境恶劣，不设工控机，由于需计算道岔转撤停靠号数（并需把该信号输出给LED显示屏）、转撤行程及调速，故需运算能力强、精度高的PLC。

B、控制器硬件选型：

德维森ATCS属于一种开放型、柔性的PC—BASED 控制系统；PPC31 – 除了PLC功能,同时具有Intranet, Java,及Web Server功能:
. PPC31与A-B PLC5 具有相同功能与相同指令,编程方便、指令丰富、功能强大；

. PPC31亦可执行C/C++程序, Java程序；

. PPC31可发送e-mail；

. PPC31具有Web server功能, 网站,网页尽在PPC31中；

利用网际网络,在世界任何地方,透过网络浏览器(Web Browser)。
就可与远程的设备或现场沟通。

抗干扰能力强，性高；MTBF=57766。

C、方案确定：

选用四级控制方案，即控制室通过ENTHERNET网际网路实现全自动控制；若网际网路出现故障，在现场触摸屏（HMI—GOT）上输入指令，运行PLC控制程序，实现自动转撤，若一个PLC出现故障，自动启动另一热备份PLC；若双PLC都出现故障；可通过操作现场手操箱－－-继电器硬联锁箱上的按钮实现手动转撤道岔；若整个电气控制回路都出现故障，可通过人工摇臂摇动齿轮箱实现人工转撤道岔。

3 技术设计

(1)、硬件电路设计：（略）

（2）、软件设计： 输入、输出点数统计




（3） 软件编程：参见BUTER。

4 安装、调试

A、 模拟调试实验：

B、 联合调试实验及其大纲：

C、 现场施工、安装调试及其验收报告：

5 小结

本控制系统由于既保留了传统的继电器硬接线联锁，又应用了的PLC冗余控制、触摸屏组态监控及手动控制、网络通信及远程WEB站点技术支持、维修服务。所以，基于柔性控制的开放的ATCS系统比传统的逻辑控制器给用户带来了、、方便的技术服务

可编程控制器（PLC）因其简单易用、性好和维修方便等优点，在电梯控制领域应用为广泛。本文以V80系列PLC为例，分别从电梯控制系统的构成及工作原理、系统PLC配置方案和软件设计等方面，详细阐述了PLC在电梯控制系统中应用。

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。

V80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V80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，由如图1所示，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。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。




图1 电梯控制系统原理图

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选用德维森科技（深圳）有限公司的V80系列，PLC的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V80系列PLC的一个CPU单元M40DR和一个扩展单元E16DR来完成电梯控制系统的逻辑控制。

1、输入接口：





2、输出接口





四、 工作过程

电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。

五、 结束语

本文以德维森科技（深圳）有限公司生产的V80系列PLC为例，阐述了PLC在电梯控制系统中的应用，分别描述了电梯控制系统的构成及工作原理，并给出了PLC的I/O接口配置。

通过V80系列PLC在某型号电梯控制系统的现场应用，在广大电梯使用客户中获得了良好的评价，并得到了多家生产厂家对该系列PLC质量和性能的认可，该电梯控制系统只需要稍加改进即可应用于要求的电梯中。这一切都表明该系列PLC不仅可以满足电梯对高性的实际需求，而且在控制水平和性能可以替代进口的同类产品，并将突破电梯领域应用到为广泛的行业，未来前景将为广阔。