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6ES7241-1AA22-0XA0实体经营
1 引言
工业蒸汽锅炉汽包水位控制的任务是控制给水流量使其与蒸发量保持动态平衡,维持汽包水位在工艺允许的范围内,是保证锅炉生产运行的必要条件,也是锅炉正常生产运行的主要指标之一。若水位过高,影响汽水分离的效果,使用气设备发生故障;而水位过低则会破坏汽水循环,严重时导致锅炉爆炸,所以锅炉汽包水位严加控制。为了确保锅炉生产的稳定、和经济运行,我们设计采用了性能的永宏FBs-PLC、变频调速器、计算机应用等自动化设备组成的锅炉PID自动控制系统。该控制系统通过检测水汽压力、温度,汽包液位等运行物理量,在运行过程中全自动调节,保证了工业锅炉的稳定运行。
2 工业锅炉相关工艺介绍
蒸汽锅炉是厂矿重要的动力设备,其任务是供给合格稳定的蒸汽,以满足负荷的需要。为此,锅炉生产过程的各个主要参数都严格控制。而利用余热气体作为热交换介质的余热锅炉在全国占有很大的比例,其节能降耗效果尤为明显。某化工厂余热锅炉就是利用沸腾炉出来的炉气(主要是SO2)温度过高,将其作为热交换对象,通过余热锅炉副产中压蒸汽供各生产分厂使用,既保证了生产需要,也达到了节能降耗的目的。锅炉是一个较为复杂的调节对象,为保提供合格的蒸汽以适应负荷的需要,与其配套设计的控制系统满足各主要工艺参数的需要。
3 控制难点分析
锅炉计算机控制是近年来开发的一项新技术。它是微型计算机软、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物,作为锅炉控制装置,其主要任务是保证锅炉的、稳定、经济运行,减轻操作人员的劳动强度。采用微计算机控制,能对锅炉进行过程的自动检测、自动控制等多项功能。它的被调量是汽包水位,而调节量则是给水流量,通过对给水流量的调节,使汽包内部的物料达到动态平衡,变化在允许范围之内,虽然锅炉汽包水位对蒸气流量和给水流量变化的响应呈积特性,但是在负荷(蒸气)急剧增加时,表现却类似逆响应特性,即所谓的虚水位。造成这一原因是由于负荷增加时,导致汽包压力下降,使汽包内水的沸点温度下降,水的沸腾突然加剧,形成大量汽泡,而使水位抬高。汽包水位控制系统,实质上是维持锅炉进出水量平衡的系统。它是以水位作为水量平衡与否的控制指标,通过调整进水量的多少来达到进出平衡,将汽包水位维持在汽水分离界面大的汽包中位线附近,以提高锅炉的蒸发效率,保证生产。由于锅炉水位系统是一个设有自平衡能力的被控对象,运行中存在虚水位现象,实际应用中可根据情况采用水位单冲量、水位蒸汽量双冲量和水位、蒸汽量、给水量三冲量的控制系统。所谓三冲量调节系统就是把给水流量W,汽包水位H,蒸汽流量D三个变量通过运算后调节给水阀的调节系统。
先通过蒸汽流量变送器和给水流量变送器各自的信号乘以相应的比例系数,通过比例系数可以调节蒸汽流量或给水流量对调节系统的影响力度。通过差压变送器水位信号作为主调节信号H。如果水位设定值为G,那么在平衡条件下应有D×Dk-W×Wk+H-G=0的关系式存在。其中Dk为蒸汽流量系数 Wk为给水流量系数。如果再设定时,保证在稳态下D×Dk=W×Wk那么就可以得到H=G。此时调节器的输出就与符合对应,给水阀停在某一位置上。若有一个或多个信号发生变化,平衡状态被破坏,PI调节模块的输出必将发生变化。当水位升高了,则调节模块的输出信号就减小,使得给水调节阀关小。反之,当水位降低时,调节模块的输出值增大,使给水阀开大。实践证明三冲量给水单自动调节系统能保持水位稳定,且给水调节阀动作平稳。锅炉给水系统中还有一个比较重要的控制回路是给水压力回路,因为汽包内压力较高,要给锅炉提供高的压力,给水压力回路的作用是提高水压,使水能够正常注入汽包。但在蒸汽流量未达到满负荷时,对给水流量的要求也不高。在老式的锅炉系统中一般采用给水泵一直以工频方式运转,用回流阀降低水压防止爆管,现在一般采用通过变频器恒压供水的方式控制水压。锅炉给水量通过汽包液位调节。汽包液位测量选用浮筒液位计。为有效利用转换废热,降低消耗,减低劳动强度,有利于整体工艺稳定,要求汽包液位自动控制,正常生产时波动应小于±5%。PID调节蒸汽出口阀可以很好的控制汽包压力。开车正常后波动范围不大,可以不考虑。转化负荷波动、出预热器锅炉给水温度变化、锅炉负荷波动、排污量变化这几个因素对汽包液位的影响考虑。以汽包液位为主调参数、以给水流量为副调参数、以蒸汽流量为前馈,但调节效果很差。引起汽包液位的大起大落。考虑到该废热锅炉控制参数耦合小,流程简单,产汽量也较稳定,我们从操作人员的操作中得到启发,认为减少给水量的波动从而稳定给水温度成为该废热锅炉液位控制的要点。因此我们选用“以汽定水+液位前馈”比值控制方案。
其中系数K为汽水损失率(给水流量与蒸汽流量的比值),范围为1.1~1.2。PID参数为P=300%、I=0.4、D=0。这组PID参数可以使阀位波动幅度不大而回路有较快的跟踪效果。液位前馈系数与锅炉额定负荷密切相关,一般是额定负荷越大前馈系数也越大。本项目废热锅炉的额定负荷为35t/h。前馈系数按表一给定,见附表:
附表 前馈系数表
投运时投运给水流量单回路,调节平稳后,再切换为蒸汽流量比值控制,液位前馈同时起作用。以汽定水+液位前馈比值控制方案调试投运简单方便,投运后经负荷扰动(产汽量变化)、液位扰动(排污量变化)实验,抗扰动性能良好,投运以来运行平稳,达到工艺要求。图4为2.5h实时液位记录曲线,其中记录了负荷扰动情况。液位波动范围<±3%。
4 永宏PLC PID控制系统分析
4.1 带PID控制功能的FATEK可编程控制器
PID控制及其控制器或智能PID控制器(仪表)已经很多,产品已在工程实际中得到了广泛的应用,有各种各样的PID控制器产品,作为国产PLC企业,永宏电机股份公司一直致力于PLC的研究开发工作,带PID控制功能的FATEK可编程控制器(PLC)就是利用其闭环控制模块来实现锅炉汽包液位的PID控制,在异常情况下,如液位偏离正常值较大时,通过PLC控制系统控制,可以快速恢复水位,保锅炉的稳定运行。当水位控制和主蒸汽温度控制发生矛盾时,可根据矛盾的主要方面进行两者的协调控制。它包含给水流量控制回路和汽包水位控制回路两个控制回路,实质上是蒸汽流量前馈与水位-流量串级系统组成的复合控制系统。当蒸汽流量变化时,锅炉汽包水位控制系统中的给水流量控制回路可改变进水量以完成粗调,然后再由汽包水位调节器完成水位的细调。
4.2 汽包水位PID控制设计优点
(1) 减少干扰对主回路的影响,可由副回路控制器予以校正。
(2) 由于副回路的存在减少了相位滞后,从而改善了主回路的响应速度。
(3) 对控制阀特性的变化具有较好的鲁棒性。
(4) 副回路可以按照主回路的需求对对象实施控制。
实际PLC的控制程序采用主副回路进行串级控制,即主回路的输出做为副回路的设定值,经副回路输出作用于被控对象。也可以不用副回路只用主回路形成单回路调解,或手动操作完成。一般常见的过程控制应用, 开环回路控制就可以满足大部份的应用要求,但随着使用时间、组件特性变化或受控负载或外界工作环境的变化,开环回路控制因为没有真实将受控程序的实际量反馈到控制器,因此控制结果可能与实际期望的结果会有些落差,闭环回路PID过程控制是用来克服并解决上述缺点的选择。FBS-PLC提供软件数字化的PID数学表达式,对于一般反应的闭环回路过程控制就可应付,但对于工业锅炉这样的需要有快速反应的闭环回路控制要使用本功能需要事先评估是否可行。
根据应用要求,用户将PID 控制器设定成比例+积分+微分控制器,其控制器的数字化数学表达式如下:
Mn:“n”时的控制输出量
D4005:增益常数,默认值为1000;可设定范围为1~ 5000
Pb:比例带(范围:1~5000,单位为0.1%; Kc(增益)=D4005/Pb)
En:“n”时的误差=设定值(SP)-“n”时的过程变数值(PVn)
Ki:积分常数( 范围:0~9999,相当于0.00~99.99 Repeats/Minute)
Td:微积分时间常数(范围:0~9999,相当于0.00~99.99Minute)
PVn:“n”时的过程变数值
PVn-1:“n”时的上程变数值
Ts:PID运算的间隔时间(范围:1~3000,单位:0.01S)
Bias:偏置输出量(范围:0~16383)
加上微分项的控制器,目的在于程控系统的过度反应,进而使程控系统能够平稳缓和达到稳定。虽然微分项有上述优点,但因其对输出量的贡献相当灵敏,大部分的应用不必使用微分项而将Td设定为0。PID控制器的参数整定是控制系统设计的内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多,概括起来有两大类:一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型,经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用,还通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法,它主要依赖工程经验,直接在控制系统的试验中进行,且方法简单、易于掌握,在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法,主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点,其共同点都是通过试验,然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数,都需要在实际运行中进行后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行PID控制器参数的整定步骤如下:
(1) 预选择一个足够短的采样周期让系统工作;
(2) 仅加入比例控制环节,直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡,记下这时的比例放大系数和临界振荡周期;
(3) 在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。图7是永宏可编程序控制器PID部分程序举例。
除此以外为保证锅炉运行的,在进行自动化控制系统设计时,对锅炉水位、锅炉汽包压力等重要参数应设置常规仪表及报置,以保水位和汽包压力有双重甚至三重报置,这是的,以免锅炉发生重大事故。
5 结束语
由于采用了PLC进行控制,系统功能完善,结构合理,能耗小,扩展灵活,便于维护,并且性高,而且还大地提高了企业的生产效率和经济效益。该系统自动化程度较高,大大降低了操作者劳动强度,降低了成本,经过近2年的运行,用户给予了很高评价,认为利用国产永宏PLC开发的控制系统功能完善,综合性强,人机界面友好,实用性好。随着国产可编程控制器和高速计算元件的快速发展,锅炉控制系统将会加完善。
1 引言
玻璃棉生产线由窑炉、成纤、固化炉及冷线成型等系统构成。整个和生产工艺过程较为复杂。同时,因使用液化气和重油作为燃料,对的要求特别高,所以生产线对自动控制系统有很高的要求。此前,国内一般厂家都选用智能仪表控制系统,或引进国外的DCS控制系统,性能价格比都不理想。针对其生产过程的控制特点,选用了SIEMENS公司的S7-400软件冗余系统,投用以来,较好的控制效果。
2 系统概况
工艺特点:
(1) 玻璃棉生产兼有连续生产和批次生产的特点,窑炉生产(玻璃液烧熔)是一个连续、不可间断的过程,任何过程的中断都有可能造成不可预测的后果和损失,所以系统对控制的性要求很高;而固化炉及冷线处理系统则只在出产品时运行。
(2) 生产所用燃料是液化气和重油,严格控制燃料和助燃风的混合比例,任何比例失调都会造成工艺状况的不稳定,甚至会有爆炸的危险,所以系统对自控回路的精度要求很高。
(3) 生产过程复杂,系统的检测、控制点及PID自控回路较多(见附表),而且整个系统的生产是一个高度关联的动态平衡过程,各PID回路之间关系密切而复杂,这对PLC系统的性能和软件设计工作都提出了考验。
3 系统结构
固化炉及冷线成型系统由设备厂家自带的的PLC系统控制(S7-300PLC和TP170A),工艺信息送控制室显示。
控制的和难点是窑炉和成纤系统。根据上述的工艺特点,我们采用了CPU和通讯模块的双冗余系统。
3.1 网络构成
整个系统由两级网络构成:主站网和从站网。2台操作站(操作站1、操作站2)、1台工程师站、2台CPU414、1台S7-300组成主站网;5个现场站与CPU414之间组成了从站网。
操作站及工程师站实质上没有任何差别,只是设置操作等级的限制,各站上的操作权限不一样。通过系统管理员的授权(密码控制)任何一个站都可实现其他2个站的所有功能。操作站、工程师站通过MPI卡接入主站网。网络协议为Profibus,通讯速率可达12Mbps,考虑到传输距离较远(约200m),途中电磁干扰较严重,为保证通讯畅通,将通讯速率设置为1.5 Mbps。
2台CPU414通过PLC通讯模块(CP443)接入主站网,固化炉系统的CPU314则通过CPU上的DP口直接接入主站网。
现场站是连接PLC系统和工业现场的接口,所有的输入/输出模块都安装在5个现场站上。每个现场站上都有两块通讯模块(153-2),分别接到2台CPU414的DP口上,组成从站网,通讯协议为Profibus-DP,通讯速率为12 Mbps。
3.2 系统冗余
为提高系统的性,对控制系统的部分CPU及PLC通讯模块都采用了软件冗余技术,两套CPU414处理器、电源模块、通讯控制模块(CP443)分别安装在两块冗余机架上,同时各I/O站上也都装有两块通讯处理模块(153-2)。正常工作时,2台CPU一台为主,一台为从。主CPU执行控制程序,并控制着对应的通讯模块,同时不断地将需要冗余备份的数据发往从CPU;从CPU则处于热备状态,不运行控制程序,只是不停地接受数据,同时判断其自身的运行状态。一旦主CPU停止工作,从CPU立即接过系统控制权,同时主从位置互换,完成无扰动切换。
4 软件设计
(1) 系统软件
PLC系统软件选用STEP7 V5.2软件包,对于系统中的逻辑控制选用梯形图(LADDER)编程,直观、方便;对于模拟量处理和PID回路控制部分则采用语句表(STL)编程,结构紧凑而又灵活。另外,为实现软件冗余,利用SIEMENS公司专门提供的冗余软件包,它实际上是一组系统功能块,供用户在程序中调用、设置,实现用户的软件冗余功能。
上位机软件选用SIEMENS公司的Wincc V5.1组态软件。Wincc功能强大,可方便快捷地组态出各种操作界面。开放式的数据库系统为用户提供了强大的数据管理功能。
(2) 应用软件设计
根据该系统具体情况,软件设计过程中着重要考虑的是以下几个方面:
·软件冗余;
·PID算法;
·措施。
4.1 软件冗余
(1) 在OB100(热启动模块)中调用系统冗余软件包中的系统功能块FC100。
(2) 在OB1中调用系统功能块FB101。程序如下:
CALL "SWR_ZYK" , DB5 //调用FB101
DB_WORK_NO :=DB1 //内部数据块
CALL_bbbbbbbb:=TRUE
RETURN_VAL :=MW110 //返回状态字
EXT_INFO :=MW112
A DB5.DBX 9.1
//冗余状态位,判断是否为从站
JC M001
CALL FC 50
FC50调用所有的控制程序
M001: NOP 0
CALL "SWR_ZYK" , DB5
DB_WORK_NO :=DB1
CALL_bbbbbbbb:=FALSE //传送结束
RETURN_VAL :=MW114
EXT_INFO :=MW116
(3) 在OB86中调用冗余诊断程序,程序如下:
CALL "SWR_DIAG"
DB_WORK :=W#16#1
OB86_EV_CLASS :=#OB86_EV_CLASS
OB86_FLT_ID :=#OB86_FLT_ID
RETURN_VAL :=MW130
这段程序用来诊断从站的故障信息,如有问题将切换从站通讯模块。
(4) Wincc中的每个外部变量都连接着CPU中的一个地址,当两台CPU切换时,这些连接地址也要同时切换。WINCC提供了动态向导,可自动产生相关的变量和全局脚本,实现上述转换。
4.2 PID算法
STEP7提供了两种常用的PID算法:连续型PID(FB41)和离散型PID(FB42),根据实际要求,选用的是FB41。
PID算法的输出实际上是比例(P)、积分(I)、微分(D)三部分作用之和:
Mn=MPn+MIn+MDn
MPn=GAIN×(SPn-PVn)
MIn=GAIN×TS/TI×(SPn-PVn)+MX
MDn=GAIN×TD/TS×(PVn-1-PVn)
式中,
Mn:n次采样时刻的输出值
MPn:n次采样时刻的比例作用,与偏差成正比。
MIn:n次采样时刻的积分作用,可以静差,提
高控制品质。
MDn:n次采样时刻的微分作用,根据差值的变化
率调节,可抑制调。
SPn:n次采样时刻的设定值
PVn:n次采样时刻的过程值
MX:n-1次采样时刻的积分作用,每次采样计算后
自动刷新
GAIN:回路增益,P参数
TI:积分时间常数,即I参数
TD:微分时间常数,即D参数
TS:采样时间
根据上述原理框图,结合实际工艺要求,编写程序(以供料道温度回路为例)如下:
L DB44.DBD 0
//温度设定值,浮点型
T #TEMP0
L PIW 524 //温度反馈值
ITD
//整型转双整型
DTR
//双整型转浮点型
L 2.764800e+004
/R
L 3.200000e+002
//量程范围320度
*R
L 9.800000e+002 //零点是980度
+R
T #TEMP1
//温度反馈对应量程范围980-1300度,
计算出浮点型数据。
L DB44.DBW 4 //阀门开度
ITD
DTR
L 2.764800e+002
//阀门开度转为百分数
/R
T #TEMP2
L DB44.DBD 20
T #TEMP31
A M 56.3 //自动标志位
NOT
= #TEMP4
CALL "CONT_C" , DB144 //调用FB1
COM_RST :=FALSE
MAN_ON :=#TEMP4
PVPER_ON:=FALSE
P_SEL :=TRUE // 使用P调节
I_SEL :=TRUE //使用I调节
INT_HOLD:=FALSE
I_ITL_ON:=FALSE
D_SEL :=FALSE //使用D调节
CYCLE :=T#2S //采样时间
SP_INT :=#TEMP //设定值
PV_IN :=#TEMP1 //过程值
PV_PER :=
MAN :=#TEMP2 //PID自动标志
GAIN :=DB44.DBD8 //参数P
TI :=DB44.DBD12 //参数I
TD :=DB44.DBD16 //参数D
TM_LAG :=T#2S
DEADB_W :=#TEMP31 //死区范围
LMN_LLM :=DB44.DBD28 //输出下限
PV_FAC :=1.000000e+000
PV_OFF :=0.000000e+000
LMN_FAC :=1.000000e+000
LMN_OFF :=0.000000e+000
I_ITLVAL:=0.000000e+000
DISV :=0.000000e+000
LMN :=
LMN_PER :=#TEMP3
QLMN_HLM:=
QLMN_LLM:=
LMN_P :=
LMN_I :=
LMN_D :=
PV :=
ER :=
AN M 56.3
JC M001
L #TEMP3
T DB44.DBW 4
//PID自动时,将PID输出送到输出存储
L DB44.DBW 4
T PQW 522 //调节阀输出
程序前部分主要是处理设定值、反馈值并送入中间变量,将阀门开度送入PID模块,保证手/自动无扰动切换。
调用FB41时,要给各参数赋值。为方便调整,重要参数都存在DB块中,用户可在上位机上随时修改。
从上面的公式中可以看出,参数P(GAIN)与P、I、D作用都是成正比的,它决定了PID回路的灵敏度,即调节速度的快慢;I参数越大,积分作用越弱,而D参数越大,微分作用越强。不能单靠理论计算来确定PID参数,的衡量标准就是被控参数(温度、流量等)的精度和稳定度,所以在实际调试中,都是参照被控参数的实时曲线,反复观察分析,从而达到的控制效果。
4.3 措施
(1) 防止误操作 任何设定值都设有上、下限,即不允许输入“离谱”的数据;重要设备的开、停,都需操作员确认;运行中调整设定值,不能直接输入数据,而是按“+”、“-”键,逐步增减。
(2) 报警功能
每个被控参数都设有上、下限报警值及偏差报警值,当运行数据出这些值时,系统将发出
声光报警,提醒操作者。对于特别重要的参数,变化过快,也在报警之列。
(3) 逻辑连锁 当燃料压力或助燃风压力开关动作时,关闭阀;当被控参数(温度或压力)突变时,关闭阀;当设定值和过程值的偏差大于范围时,相关PID回路切换到手动,以保持输出不变。
5 结束语
整个控制系统,软件硬件配置和软件设计充分考虑了系统的工艺特点,保护措施完备,操作灵活、控制精度高。



立体停车库生产在中国是个新兴行业,从立体车库要在中国建制造业基地的角度来说,是一种世界竞争态势。总的来说,立体停车库生产还处于起步阶段,汽车每年按20%到30%的速度增长,停车库在人多地少的国家和城市大有用武之地,立体停车库可缓解城市动静态交通问题,改善居住环境,有效利用土地。可以预见,中国将成为一个世界立体停车库制造基地。
一个标准的立体车库主要有三大部分构成:钢构系统、传动系统和电控系统。其中电控系统是所械停车设备的部分,它决定着设备的运行模式和控制水平。这个系统一般由控制柜、外部传感部件和控制器等组成。通过完备的电控系统实现自动存取车、检测和故障自诊断等多项功能。而所有的这些信息和信号的输出都是有一个智能部件——可编程逻辑控制器PLC(Programmable Logic Controller)来完成,所以PLC的稳定性决定了这个电控系统的稳定性。众所周知立体停车行业属于国家特种机械制造行业,所以一款稳定的PLC是任何一家停车设备生产厂家的。Twido系列的PLC这符合了我们的这个要求,系门的Twido系列的PLC不只具有高的稳定性和性,同时它还具有高的性价比:
1. 具有丰富的I/O和内存扩展功能:
大家都知道立体停车的逻辑控制关系不是很复杂,但它的控制系统的输入输出点特别多,很小的停车单元所需的点数就在60左右,稍大的停车单元所需点数都在128以上,所需内存都在8K以上,Twido系列的PLC都比其它的PLC易实现这些需求。
2. 知识产权的保护性:
停车设备的性能的好坏,不仅体现在它的机加工上,体现在它的控制系统上。
所以电控系统不仅体现着公司自己的特色,体现着公司的和积累。Twido 系列的PLC对程序加以保护后,无法破译的设计别具匠心,很好的保护了客户的知识产权。
3. 简单便捷的功能块
Twido系列的PLC丰富的功能块大大简化了编程者的逻辑控制关系,体现了浓缩的精华。
4. 丰富的通讯扩展功能
由于停车设备的操作界面和控制柜一般都在20米左右,为了保证通讯的有效性和抗干扰性,一般都采用RS485口,而Twido系列的PLC均标配RS485口,从而减少了RS232转R485的适配器。
停车设备的控制系统主要是由主控回路和回路组成,主控回路主要控制载车板的升降、横移,其设备有减速电机、液压马达等。回路主要是针对人、车的而设计的各种保护回路。
总之,Twido PLC运行稳定,符合立体车库的要求,灵活的编程方式,减轻了编程人员的编程负担,让程序简洁有效,另外,Twido PLC 具有集成10/100 M以太网的的本体模块,为我们以后对立体车库进行远程维护管理创造了条件。
为了解决城市有限的土地面积和越来越多的建设用地及停车位的需求,近国家建设部在有效利用地下空间资源及地上空间资源上了新的政策,即,要求新的住宅或写字楼,配有一定数量停车位,无论地下或地上。这样一来,立体车库就迎来了有史以来的个春天,近三年来,得到了速的发展。
2. 立体车库简介及Twido PLC方案
立体车库,从其外形及功能上大体分为以下几类:升降横移类,垂降类,简易升降类,平面移动类,垂直循环类,巷道堆垛类,水平循环类,多层循环类等
目前,应用比较多的是升降横移类,因其技术相对简单。一个简单的立体车库系统通常由六个车位组成,分上下两层,六个车位只能停五辆车,留下一个空位作为横移空档。如下图所示:
其中的6个位置我们可以把它作为横移空档,当然4、5同样也可以。
如此一来,在实际停车及取车时的逻辑大概是:当要将车停到4、5两个车位时,简单,直接将车开到上面就可以了,至于是开上去还是倒上去,就看您个人喜好及车技了。如果要将车停在3号车位,也比较简单,只需将3号车位降下来,把车开上去再升到上面就可以了。如果要将车停到2号位,就要用到6号位了,要先将5号位移到6号空档,再将2号位降下来,把车停上去,再升到上面。至于要停到1号位,您就自已想想吧,逻辑很简单,至少比“华容道”救曹操简单多了。
以上就是所有立体车库的基本工作原理,无论何种结构,除了在外形和车的升降方式 有所不同外,其工作方式其本类同。
在这样的一个系统中,别看起来简单,但如果要让一堆钢铁和电机按人的意志去运行,其程序还是有点复杂的。是各位车位的互锁,其次是车辆的安保措施,这都要通过PLC的程序逻辑执行。通常情况下,一个简单的6车位系统大概要用40DI/O,当然,还要用按钮、指示灯,一些的就会用到文本显示器或触摸屏,另外很多的接近开关、限位开关、光电开关以及接触器也是的了。Twido PLC大致的配置如下:
TWDLCAA24DRF+TWDDDI8DT+TWDDRA8RT
3. 产品技术新
近来,立体车库系统越来越多的采用了多层升降横移结构,而且其自动化程度越来越高,无人值守及IC卡存车取车系统应用也越来越普遍。
这样就对PLC的程序要求越来越高,而且对PLC的输入输出点数要求也越来越多。通常情况下,三层结构,每层有车位30-40之间,要用的PLC开关量大概是:200DI,100DO。这样,Twido PLC 单CPU就不能满足该系统的要求。为了解决这一问题,我建议客户采用Twido PLC 远程I./O的方式,方便的解决了这一问题,其配置如下:2*TWDLMDA20DRT+6*TWDDDI32DK+7*TWDDRA16RT
当然,在Twido PLC CANopen 主模块及Advantys OTB分布式I/O发布以后,我们就可以采用全新的配置方式:
由于CANopen的通讯速率可以达到1Mbps,所以,这可以轻而易举的解决多个Twido CPU间串行通讯速度不够的问题,而且,一个CANopen 主站模块可以挂十几个从站,那么,这样的配置,大的输入输出量就可以过一千点,这在立体车库系统中,已经可以应付所有的要求。
此外,如果客户要求用IC卡智能存取车系统,为了简化程序,可以有效的利用Twido PLC的查表功能,这将对解决复杂的车号与车位号对应有很大的帮助;此外,对PLC的通讯能力也有较高的要求。在现阶段,大部分IC智能系统都采用单片机开发,利用ASCII协议与PLC进行通讯,为了使PLC能够实时响应各台IC读卡器的数据,通常情况下,我们需要将PLC设为从站,这在ASCII编程上有一定的难度,详见Twido应用技巧—ASCII 从站模式编程。
不过,如果客户的读卡系统能够升级到PC机,并且能够支持以太网,那么上面的问题将不复存在,我们 可以利用Twido 内置以太 网CPU或Twido PORT,将PLC与读卡器自由快速的连在一起,这项技术,目前已经处于开发中。
4. 总结
Twido PLC在立体车库中的使用,主要有以下优点:
1) 10-264点I/O,可以满足大部分立体车库系统的要求;
2) Twido PLC支持多种通信,方便客户系统的升级;
3) 多种扩展模块选择,可根据系统要求进行机动灵活的配置。
该客户使用Twido PLC 已经有三年历史,在北京等地有上千个车位,整体运行稳定。如果再将Twido 以太网与CDMA/GPRS 无线通讯功能利用起来,建立自已的集中远程监控系统,就可以足不出户,遥知现场的所有运行情况,这将很大大降低立体车库现场维护工作,解放多的技术人员投入到新的工程中去。