西门子6ES7231-7PB22-0XA8详细资料

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压滤机PLC自动控制系统

1、压滤机工艺流程及控制要求

1.1工艺流程 

 全自动压滤机是分离悬浮液中固体与液体的设备，其工作原理是靠泵的压力、固液的重力、气压或水压的作用，在滤布（过滤介质）两侧产生压差，来实现固液分离，达到生产要求。 

全自动压滤机PLC控制系统可分为2种工艺模式，即长程序控制工作模式和短程序控制工作模式。 

长程序控制工作模式有6个过程（见图1）：过滤，泵入物料悬浮液；一次隔膜挤压，挤压成形滤饼；滤饼洗涤，清水洗滤；二次隔膜挤压，重新挤压滤饼；滤饼吹干，高压风吹干，带走少量水分；滤饼排出与滤布洗涤。 

短程序控制工作模式有4个过程（见图2）：过滤、隔膜挤压、滤饼吹干、滤饼排出与滤布洗涤。 

1.2控制要求

 全自动压滤机PLC控制系统的主要功能包括测试、手动、自动、参数设定、显示和报警故障诊断等。 

测试功能要求转换开关置位在测试位时，通过BCD拨码开关选择要测试的执行机构（如水泵、阀门等），可以单测试选择的设备动作是否正常。 

手动功能要求当转换开关置位在手动位时，按压闭合、过滤、洗涤、挤压、吹干、卸料按钮启动相应的生产工序。 

自动功能要求转换开关置位在自动位时，按压程序启动按钮，压滤机从初始位置开始运行并自动连续工作。 

参数设定功能要求由操作人员控制的各个工艺时间，可以通过触摸屏进行调整，程序内部的时间控制，技术人员在授权的条件下可以进行调整。 

显示功能要求在压滤机闭合、过滤、洗涤、挤压、吹干、卸料等工序过程中，显示屏上显示相应的工作状态和工艺参数。 

报警、故障诊断功能要求在压滤机操作、运行过程中，当出现故障时发出报警信号并防止压滤机及其附属设备受到损坏，同时在显示屏上显示具体的故障点。 

2、控制系统硬件组成

全自动压滤机控制系统主要由PLC与触摸屏HMI组成，配备以太网接口模块，可以方便地接入工厂控制网络。

全自动压滤机控制系统的输入信号包括操作选择、接触器和热继电器状态、阀门状态、接近开关、保护等50多个开关量信号，输出信号包括报警输出、阀门开闭、电机控制、指示输出等近30个开关量信号。 

  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。 

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。 

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，下面介绍几个模块的梯形图程序： 

（1）电梯自检模块：回路中各开关接触良好，回路信号（10001）输入，继电器（01169）闭合。当电梯开关门完成（01037），关门到位（01155）输出为ON，且处于非强制状态时，如果变频器无故障输入（10013），则电梯允许（01038）正常运行。 

（2）电梯开关门模块：继电器（01069）线圈接通时，有开门信号（10011）或有触板动作脉冲输入，在进入平层区1秒（02015）后，驱动门机开门，开门继电器接通；在开门到位信号（10012）或开门到位5秒后，关门继电器输出 

（3）平层和强迫减速模块：当电梯到上、下平层感应器（10009和10010）的输入信号时，表明电梯已经进入平层区。当电梯上行轿厢碰到上强迫换速开关（10006）时，上强迫换速开关动作，电梯由快速被强迫换速为慢速，并判断电梯的实际运行楼层（40400）是否运行到层（＃00008）；当电梯下行轿厢碰到下强迫换速开关（10007）时，下强迫换速开关动作，电梯由快速被强迫换速为慢速，并判断电梯是否运行到底层（＃00001）。 

（4）楼层召唤灯指示模块：当有楼层召唤登记（如01001）或已有该楼层召唤灯输出（如00009）时，如果实际运行楼层（40400）不等于召唤楼层，则该楼层召唤灯输出显示亮；如果实际运行楼层（40400）不等于召唤楼层，则该楼层召唤灯输出熄灭。 

六，结束语 

本文以福建毅天科技有限公司生产的毅天系列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接口配置及其软件设计流程和梯形图的编写。 

通过毅天系列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。 

1.引言 

近年来。PLC作为一个新兴的工业控制器，以其体积小,功能齐全，价格低廉，性高等方面具有特的优点，在各个领域获得了广泛应用。 

作为国内主流的印刷机生产厂家为了使产品性能稳定，易于维护，采用了以PLC为主控器的控制方案。由于双色印刷机要求易于操作，精度高，故其输入，输出点较多，因此采用了双机通讯。上位机采用易控王FX2N-40MR-4D/A（2台），主要负责主传动的控制，各机组离合压的控制，以及气泵，气阀的控制等。下位机采用易控王FX2N-40MR-4D/A（2台）,主要负责水辊电机的控制，主传动的调速输出，调版电机数据采集等。同时选用了一台MT506 5.7寸触摸屏，主要负责水辊电机速度显示，调版显示，以及整机故障显示等。本系统运行，维护方便，操作简便直观，大大提高了胶印机的档次，受到用户。 

2 系统结构 

上位机与下位机采用了RS485通讯，选择主流MODBUS-RTU通讯方便，。对多色机而言，因素很重要。在设计中，每个机组既要考虑到控制，其中包括本位机组的急停，按钮；还要考虑方便操作，包括每个机组均应有正点，反点按钮。因此，一方面输入点增加很多；另一方面，走线也很不方便。采用总线式通讯，可以很好地解决此问题，各机组的走线可以按照就近原则。 由于印刷机是一个精度较高的机械，印刷品的好坏一方面在于机械加工以及安装的精度，另一方面，也取决于水路，墨路的平衡以及合压的准确性。双色机的每一色组，都有水路和墨路装置。为了便于水辊速度的调节，每根水辊都用一个变频器控制，同时，主电机速度也需要变频器调节。因此，为了实现多路速度调节，采用 MODBUS-RTU通讯协议可以将变频器进行网络化控制，很好地实现了多路速度调节要求。 

在印刷过程中，调版是一个比较繁琐的过程。尤其对多色机来说，各组版对正的精度会对印品产生很大的影响。如果套印不准，印刷品就会出现字面重叠或影像不清。一般来说，印版轴向调节范围为-2mm~+2mm ,周向调节范围为-1mm~+1mm。如果使用手动调版，会浪费很多时间，而且精度不高。为了实现自动打版，我们在版辊上安装了电位器，通过电位器将模拟量传送给4A/D，经过PLC处理，可将版辊的转动精度很好地控制在打版范围内。 

系统配置MT506,使用人机界面，能明确指示并告知操作员机器设备目前的状况，使操作变得简单生动。使用触摸屏，还可以使机器配线标准化，简单化，同时也能减少PLC控制所需的I/O点数，降低生产成本，也相对提高整套设备的附加。易控王板式PLC有很好的通用性，能在线监视并修改程序，不必很麻烦的重复插拔接口。 

3.人机界面设计 

在人机界面中，设计了多幅画面，包括整体图形，故障显示，机器速度和计数显示，水辊速度显示，调版监控等。故障显示使用指示器，给出位元件即可实现闪动效果，让操作者很方便的知道故障部位，整体感很好。在水辊速度显示中，设计了一个柱状图，可以显示水量增加大小，只需按下柱状图，就可增加水量，同时也可方便监控。

4．结束语 

印刷机的一套电气设计属于系统设计，包括硬件，软件设计，涵盖范围较广。这里，我只简单介绍了其中比较重要的几部分，其它细节还有很多，这里不再一一列举。MT506触摸屏与易控王PLC有很好的通用性