西门子模块6ES7231-7PF22-0XA0一级代理

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电梯是随着高层建筑的兴建而发展起来的一种垂直运输工具，在国民经济和生活中有着广泛的应用，随着城乡建设的不断发展，电梯也会以快的速度进入到我们的日常生活当中。在现代社会,电梯已像汽车、轮船一样,成为人类不可缺少的交通运输工具。当今世界,电梯的使用量已成为衡量现代化程度的标志之一。在高层建筑中，电梯是的重要设备，早期的电梯采用继电器接触控制系统，但由于电梯控制系统的复杂性，使继电器接触控制系统的接线复杂，可能使用成百上千的各式各样的继电器，由很多导线用复杂的方式连接起来，这样如果某个继电器损坏或者触点接触不良，都会影响整个系统的正常运行，查找和排除故障是非常困难的，因此继电器控制系统的性较低。可编程控制器(PLC)具有编程软件易学易懂的梯形图语言、控制灵活方便、抗干扰能力强、运行稳定、维修工作量小，维修方便等特点，现在的电梯控制多采用可编程控制器来实现。由于电梯的运行是根据楼层和轿厢的呼叫信号、行程信号以及自身控制规律等运行的，而楼层和轿厢的呼叫是随机的，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，系统采用集选控制方式。这种电梯具有高度自动控制功能,可进行有/无司机驾驶,除了具有自动平层,自动开门,轿厢命令登记,厅外召唤登记、自动停层,顺向截停的功能外,还具有自动掌握停站时间,自动应召服务,自动换向应答反向的厅外召唤等功能，能够将厅门外上下召唤信号、轿厢内的选层信号及各种信号加以综合分析判断后，自动决定轿厢运行的各种状态。

PLC概述

PLC的产生

可编程控制器（Programmable Controller）是以微处理器为基础的新型工业控制装置，是将计算机技术应用于工业控制领域的崭新产品。1985年电工（IEC）对可编程控制器做了如下定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

可编程控制器采用易为工厂电气人员掌握的梯形图编程语言，能够实现对开关量的逻辑控制，还具有数学运算、数据处理、运动控制、模拟量PID控制，联网通信等功能。尤其是微处理器应用与可编程控制器后，因其体积小、功能强、价格，使可编程控制器的功能增强、工作速度加快、体积减小、性提高、成本下降。

1.2PLC的特点

（1） 性高，抗干扰能力强

（2） 编程方法简单易学，使用方便

（3） 功能完善，应用灵活

（4） 环境要求低，适应性强，

（5） 体积小，重量轻，能耗低

（6） 维修工作量小，维修方便

（7） 系统的设计，安装，调试工作量少

1.3PLC的结构和工作原理

可编程控制器主要由CPU模块、输入模块、输出模块、编程器、电源组成。如图所示：

CPU模块又叫处理单元或者控制器，它主要由微处理器（CPU）和存储器组成。

输入输出模块（I/0）模块是联系外部现场和CPU模块的桥梁。输入模块用来接收和采集输入信号，可编程控制器通过输出模块控制接触器、电磁阀，电磁铁等执行器和其他的外部负载。

可编程控制器有运行（RUN）和停止（STOP）两种基本的工作状态。在运行状态，可编程控制器通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。为了使可编程控制器的输出及时地响应随时变化的输入信号，用户程序不是只执行一次，而是反复不断地重复执行，直至可编程控制器停机或者切换到STOP工作状态。

除了执行用户程序之外，在每次循环过程中，可编程控制器还要完成内部处理、通信处理等工作，一次循环可分为5个阶段，可编程控制器的这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。由于计算机执行指令的速度高，从外部输入输出关系来看，处理过程几乎是同时完成的。

在内部处理阶段，可编程控制器CPU模块内部的硬件是否正常，将监控器复位，以及完成一些别的内部工作。

在通信服务阶段，可编程控制器与别的带微处理器的智能装置通信，响应编程器键入的命令，新编程器的显示内容。

当可编程控制器处于停止（STOP）状态时，只执行以上的操作。处于运行状态时，还要执行输入处理、程序执行、输出处理等阶段。

在可编程控制器的存储器中，设置了一片区域用来存放输入信号和输出信号的状态，它们分别称为输入映像寄存器和输出映像积存器。可编程控制器梯形图中别的编程元件也有对应的映像存储区，它们统称为元件映像寄存器。

在输入处理阶段，可编程控制器把所有外部输入电路的接通/断开（ON/OFF）状态读入输入映像寄存器。

在程序执行阶段，即使外部输入信号的状态发生了变化，输入映像寄存器的状态也不会随之而变，输入信号变化了的状态只能在下一个扫描周期的输入处理阶段被读入。

在输出处理阶段，CPU将输出映像寄存器的0/1状态传送到输出锁存器。梯形图中某一输出继电器的线圈“通电”时，对应的输出映像寄存器为“1”状态。信号经输出模块隔离和功率放大后，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈通电，其常开触点闭合，使外部负载通电工作。

 前言:

做好供配电工作，对于保证企业生产和社会生活的正常进行和实现整个国民经济的现代化具有十分重要的意义。在当今的电力系统中对供配电系统自动化程度要求越来越高，特别是现在供配电系统联网规模越来越大，基于传统的继电器控制存在多种弊端，在供配电系统中引入PLC等基于微电子技术、软件技术、网络技术的控制系统势在必行。这样的控制系统性高，易于安装维护，节能，占用空间少，动作。

一，供配电系统中PLC技术简介

（一）PLC及其网络被公认为现代工业自动化三大支柱（PLC、机器人、/CAM）之一。它是以单片机为，专门用于工业过程自动化控制的新型电脑器件。当今的电力系统中传统的机械触点继电器显然已不能满足变电站自动化对继电保护装置的要求。因此PLC技术就在供配电系统中得到了宠爱。

（二）常用的SIMATIC S7-300系列

SIMATIC S7系列PLC是德国西门子公司在 S5 系列 PLC 基础上于 1995 年陆续推出的性能价格比较高的 PLC 系统。其中S7-300由于其系统的优良特性，近年来，被广泛应用于电力自动化、机床、纺织机械、包装机械、通用机械工程应用、控制系统、电器制造工业及相关产业等诸多领域。

S7-300提供了多种性能递增的 CPU 和丰富的且带有许多方便功能的 I/O 扩展模块，各种功能模块可以非常好地满足和适应自动控制任务，使用户可以根据实际应用选择合适的模块，而且当控制任务增加并且愈加复杂时，可随时附加模块对 PLC 进行扩展，系统扩展灵活。其主要功能如下：

(1) 高速的指令处理。0.1～0.6 μs 的指令处理时间在中等到较低的性能要求范围内开辟了全新的应用领域。
① 浮点数运算：用此功能可以有效地实现为复杂的算术运算。

② 方便用户的参数赋值：一个带标准用户接口的软件工具可以给所有模块进行参数赋值。

(2) 人机界面(HMI)。方便的人机界面服务已经集成在 S7-300 操作系统内，因此人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC 人机界面(HMI)从 S7-300 中数据，S7-300 按用户的刷新速度传送这些数据。S7-300 操作系统是自动地处理数据传送的。

(3) 诊断功能。CPU 的智能化的诊断系统可连续监控系统的功能是否正常，记录错误和特殊系统事件(例如时、模块换等)。

(4) 口令保护。多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改。S7-300 的操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式。这样就防止非法删除或改写用户程序。

二，PLC技术在在供配电系统中的应用

可编程控制器（PLC）是一种新型微电脑式配电控制器。其主要特点是用内部已定义的各种辅助继电器（每个PLC可有多达上千个内部继电器）代替传统的机械触点继电器，又通过软件编程方式用内部逻辑关系代替实际的硬件连接线。正因为这一特点，如果将PLC引入继电保护装置中，一方面可以克服使用传统继电器所带来的种种弊端；另一方面，又可兼容基于传统继电器的设计思想和技术方案，尤其是对于逻辑关系较为复杂的触点信号处理及操作出口控制，采用PLC编程能使方案设计工作变得加简单方便，下面介绍低频减载和备用电源自动投入的PLC程序设计

多功能继电器组成的功能框图如下图所示。从图中可看出，这基本上与微机保护典型图相同，稍有区别的是，该装置将通常的计算机继电器逻辑电路分解成保护功能继电器组和PLC 2个部分。根据不同保护对象（主变压器差动保护、母线保护、电容器保护、线路保护等），由不同保护功能继电器群组合，使装置分成若干个标准型号，其中所有的单个功能元件均遵循正逻辑法则，在PLC中定义动作节点。例如，一个过电压元件动作，在PLC中就有一个相应的常开节点闭合（0→1），而一个失压元件动作，反映在PLC中也是一个相应的常开节点闭合（0→1）。PLC编程使用的是与传统二次电路图相似的梯形图法，存放程序的EEPROM为外插接式，便于随时修改设计方案。
需要说明的是，PLC中的保护功能继电器F561、F562节点动作值以及时间继电器T1、T2、T3和内部开关KP1，均可通过手持编程器在系统运行时进行整定设置；开关量信号输入节点I2、I3的状态仅取决于装置的信号输入接口与电源小母线之间的连接片是否连通，运行人员只需通过合上相应的连接片就可决定负荷是接入低频基本段还是低频后备段。用PLC内部开关代替外部连接片具有同样效果，采用外部连接片仅仅是为直观起见。

在编制低频减载程序时，传统继电器的动作时间和返回系数概念在梯形图中被理想化了，之所以能这么处理，主要得益于PLC的微电脑属性。PLC中的程序是循环执行的，每2次执行之间的时间间隔（循环周期），由整个装置从采样到滤波到数据处理等各环节的时序配合决定（SEPAM装置为13.3 ms），但程序本身执行1次的时间以微秒计，是可以忽略的。显然，如果在梯形图中将继电器节点放在相应线圈的后面，节点动作时间可理想化地认为是零。这一点也是使复杂的低频减载功能得以简单实现的重要因素。

内置PLC的继电保护装置在变电站的设计安装调试过程及随后1a多的运行情况表明：PLC所具有的高度灵活性能为及时解决调试过程中出现的问题提供方案；PLC的运行稳定性和动作准确性高，使继电保护；PLC编程技术容易掌握，而程序本身与传统的继电保护设计图十分吻合，使设计人员能充分发挥专长；应用PLC的继电保护设备加标准化，选型和使用方便。

三、结束语

随着全社会对机械自动化程度要求的不断提高，各种智能型的系统设备也不断出现，而电力企业中供配电系统是一切自动化系统设备的基础。因此采用PLC总线的智能型供配电系统，符合未来供配电系统的发展方向！

1  引言
    近年来，随着我国科学技术飞速的发展，印刷机的自动控制也上了一个新台阶。PLC作为一个新兴的自动化控制元件，它以体积小、功能多、价格低、性能等优点，在印刷的各个领域获得了广泛应用。
    北京人民机器厂是我国以来家也是大的一家生产印刷机的厂家。为了提高产品的性和稳定性，早在七、八十年代就采用PC机控制。我们知道由于印刷机要求精度高、套印准确、易于维护、操作方便，因此PLC的输入输出点就多，所以我们在对开双色印刷机上采用了双机通讯。上位机采用三菱FX2N- 80MR+32EX+4D/A，主要用于负责在传动控制，各机组离合压控制，气泵和气阀的控制等。下位机采用FX2N-64MR+4D/A，主要用于负责水辊电机控制，主传动的调速输出，调版电机数据的采集等。同时选用了一台5.7寸的触摸屏用于对水辊电机速度、调版和整机故障的显示等，减轻了操作者的工作强度。本系统运行，维护方便，操作直观，得到了广大用户的。

2  系统结构
    系统结构图如图1所示。

图1   系统结构图

    其中，上位机与下位机采用了RS485通讯(RS485接口是将数字信号转换为逻辑信号进行长距离的传输，传输距离可达4000英尺)，通讯方便、。由于是各种设备的重要因素，在设计过程中，我们考虑控制，既要考虑本位机组的急停按钮，也要考虑每个机组的正、反点动按钮以及操作者的方便与否。同时在考虑保证的基础上，也要尽可能减少输入、输出点数。但点数仍然很多，走线也很不方便。我们采用了双机通讯，就很好的解决了这个问题。各机组的走线可以按就近原则，接入就近的机组控制箱内，既节约了走线，也方便了控制和维护。
    由于印刷机是一种精度高、印刷品精致的一种机器，它一方面取决于机械加工以及安装的精度，重要的是水、墨平衡以及离、合压的准确性。双色机每个机组都有水路和墨路的装置。为了便于水辊速度的调节，每根水辊都采用了一个变频器调速控制。同时，主电机速度也采用了变频器调速控制。因此，为了实现多路速度调节，我们采用了三菱的4D/A数模转换器，它把PLC给出的数字量，径相应的运标法，转换成0～10V直流电压输出给各机组水辊变频器，就实现了多路速度调节的要求。
    印刷机套印准确性是检验机器和印品质量的重要标志，套印的准确性是位的，图像标准规定误差允差0.01mm左右，造成套印不准有以下因素：套印误差= 机器套印误差（给纸和传纸误差）+纸张误差+照像误差+拼版误差+晒版误差等，我们本文不作论述。特别是单张纸多色胶印机在印刷过程中，调版的准确性是非常重要的，也是比较繁锁的。如果套印不准，印刷品就会出现字、画面重叠或影像不清。一般来说，印版轴向调节范围为-2mm～+2mm，周向调节范围为- 1mm～+1mm。如果采用手动调版浪费很大，而且精度也不高，为了实现自动调版，我们在版辊上安装了一个电位器。通过电位器将模拟量传送给4A/D经过 PLC逻辑处理，可以将版辊的转动精度控制在一定范围内。为了准确调版也可以采用步进电机进行调版控制，操作者可以在主操作屏上设定了步进电机调整数据后，CPU接收到输入信号值，经过运标处理，传送给定位模块AD75，转换为脉冲信号后，传给步进电机驱动器，来驱动步进电机转动进行调版。
    触摸屏作为一种新型的人机界面，从它一出现就很受广大设计者的关注，而发展也很快。触摸屏从由软件和硬件组成的代产品，现以发展为嵌入式触摸屏，它是由触摸屏、触摸屏控制器和微控制器组成的新一代触摸屏。它简单易懂，有强大的功能和优越的性和稳定性，使它非常适用于工业环境，它可以自由地组合显示、指示灯、按钮、字符串、输入输出、数值输入输出、图形曲线、仪表、生产配方存储、设备生产数据记录，简单的逻辑和数值运算来处理或监控随时变化的信息。因此使用人机界面能明确告知操作者机器设备目前的运行情况，使操作者变得简单生动。因此使用触摸屏它可以使机器配线标准化、简单化，同时也可减少 PLC控制所需要的I/O点数，降低了生产成本，使用触摸屏和PLC有很好的通用性，能在线监视并修改程序，不必很麻烦的去插拔接口，也是非常方便的。

3  软件的设计
    (1) 给纸设计
    印在机械设备中是比较复杂的设备，特别是输纸机为，因此电气控制设计也是比较复杂的。而且对动作时间的要求也是非常准确和严格的。在机器各个部位都安装着不同作用的检测开关，来检测不同的时间点，在印刷过程中，走纸的（给纸）好坏是影响机器质量的一个重要环节。走纸好坏是指走纸的稳定性、到位性，走纸张、无歪斜，早到或晚到等现象，在高速印刷过程中出现此现象，就会造成套印不准，就会将走坏的纸卷入印刷滚筒内，就会损坏胶皮，甚至造成机器的精度，给用户带来很大损失。此流程如图2。

图2  程序流程图

    我们通过实验证明，按照上述流程编制的程序，当印速7000张/时，运行正常；当印速增至7000张/时以上，将发生歪张等故障就出现锁不住现象。这种现象出现，主要原因是因光电开关的响应时间和电磁铁动作时间滞后原因所造成的。程序在执行过程中，采用循环扫描方式，为了让电磁铁提前动作，输出信号提前，在设计中，我们采用了中断和三菱编程新指令的输入输出新指令，使电磁铁输出立即执行。解决了这个难题，即使印速增至10000张/时，也能很好的锁住故障的纸张，保证了正常运行。
    (2) 离合压设计
    根据印刷工艺过程及印操作程序的要求，胶印机的三个滚筒应能相互离合，即有合压和离压两个工作状态，这在印刷过程中具有重要作用。离合压的准确性，对印品质量的好坏有着直接影响。合压过早，会弄脏压印辊筒，离压过早，会使后一张画面印不上完整图案，因此离合压过早或过晚都会造成纸张的浪费，也给操作者带来不便。
离压、合压的程序流程图见图2。
    在印刷过程中，版辊筒与胶皮辊筒先合压，胶皮辊筒与印刷辊筒后合压。我们的机器，合压全部采用气动装置，每个气缸都有一个动作时间。由于印刷速度是多段速，在3000～12000张/时之间，我们根据用户不同的要求，可以选择不同的速度段。但是，气缸的动作时间是一定的，齿轮转过的角度是一定的。因此，机器不同速度时，合压时间也不同。为了解决此问题，我们根据理论计算值，找出了对于不同机器速度时，机器的延时时间，采用了比较指令，当机器段速与理论值相等时，延时相应的时间，使压印辊筒与胶皮辊筒准确合压，经过多次试验和机器的长时间运行，离压、合压都没有出现任何问题。
    (3) 人机界面的设计
    因为人机界面是指人机系统中人和机器交互过程中的一个介质或者层面，因此我们在人机界面中设计了七幅画面，其中包括整体图形，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内动效果，使操作者很直观的知道故障部位。我们在水辊速度显示中，设计了一个柱状图，可以显示水量大小，只需要按下柱状图，就可增减水量，同时也可方便的进行监控。如图3所示。

图3  监控画面

 

4  结束语
    印刷机的一套电气设计属于系统设计，它包括硬件、软件设计，涵盖范围非常广泛。这里，我只简单介绍了其中比较重要的几个部分，比如出现故障自动回零位，其它细节还有很多，就不再一一列举。三菱的一套控制系统，使用起来感觉方便、。通过机器批量生产过程中，没有发现大的问题。其PLC功能齐全，，指令简洁，给用户编程、维修都带来了大方便。其触摸屏与PLC有很好的通用性。可通过触摸屏监视并修改程序，总之三菱的工控元件给设计人员和用户都带来了方便。

   在目前的电子产品市场上，众多的PLC产品令人眼花缭乱，有一些老牌的，象西门子、三菱、A-B等等，也有一些新兴的新产品，由于生产厂家的不同，在具体的产品构造软件编程和网络功能上都存在着差异，我们学校的学生实验室自1992年以来一直使用美国A-B公司的PLC-5系列产品，主要是SLC500系列，包括SLC5/01，5/02，5/03三种机型，输入输出模块分别有8点、16点及20点，也有少量的30点和40点的I/O供实验室开发使用，作者一年多来，一直致力于PLC试验和一些工程项目的开发，对A-B公司的SLC500系列产品的开发与使用积累了一定的经验，鉴于目前介绍这种产品使用的文章不多，写下此文，与各位同仁共同讨论。

1、公司简介
A-B公司是美国生产可编程序控制器的主要厂家之一。90年该公司的PC产品销售占美国PC总的一半以上。该公司提供各种类型的PC，以适应从单机控制到大型工厂自动化方面的不同需要，生产的PLC-5系列包括SLC500等3个小型PC机型和PLC-5/10等8个中型PC机型。该系列处理器具有相似的特性并具有典型的向上兼容性，除了具有常用功能指令，还具有顺序功能流程图(SFC〉结构编程和PID指令。

2、梯形图编程软件APS的使用
A-B公司提供了编程软件APS，进入该软件，执行APS。BAT，即可出现屏幕主菜单，分别显示了F1-F10共10个功能菜单，按下不同的F键，可选中相应的功能。编程分为在线编程和离线编程，一般的使用方法为先离钱编程，再在先调试。操作步骤为：选择F4(OFFLINE CONFIG)，出现己存在的。HEX文件，若你要编辑或者执行这些文件，按光标上下键选中该文件，这时该文件为白色反显，再按F3(SELECT FILE)，接着按F8(ACCEPT)，再按F3(OFFLINE PRG/DOC)，这时在屏幕的右下方，可见你要编辑的文件名FILE：××；同时屏幕底层出现编辑菜单(F7-F8〉，此时按下F8(MONEOR FILE〉可进入下一级编辑菜单，出现梯形图的框架(从下至上，既从(END〉开始〉，此时选F10(EDIT〉即可进入下一级编辑菜单(F3-F9〉，各功能键的含义分别为：
F3(APPEND RUNG)：两行之间插入一空逻辑行：
F4(INSERT RUNG)：在本逻辑行的上方插入一逻辑行：
F5(MODIFY RUNG)：编辑逻辑行，包括逻辑位指令〈BIT〉，计时器/计数(TIMER/COUNTER)，比较指令(COMPARE)，算术指令(MATHL移位也辑指令(MOVULOGIC)，文件指令(FILE，顺序指令(SHIFT/SEQNCER)控制指令(CONTROL〉，指令(SPECIAL)，各种具体指令的用法见SLC500的指令集：
F6(DEIZTE RUNG)：删除逻辑行：
F7(UNDELETE RUNG)：恢复删除行：
F8(ADVANCED EDITING)：编辑：
F9(TEST EDITS)：编辑测试：
编辑完一个逻辑行后，先按ESC键退出，再按F10(ACCEPT RUNGL接着继续下一行的编辑。
若是需要产生一个新的。HEX文件，在选F4(OFFLINE CONFIG〉后，选F6(CREATE FILE)，然后要选与你正在操作的PLC处理器一致的PROCESSOR型号，一般在设备上有标注，这一步比较关键笔者初始时由于未加注意，选错了型号，后来在具体编辑梯形图时，屏幕老是提示I/O点出错，花了很长一段时间才找出错误根源。选好处理器后，按口，此时你所选中的PROCESSOR名称会出现在CREATE PROCESSOR FILE的文件框中，再按F8(ACCEPT〉退出，再选中刚才新产生的文件，按上述方法进行编辑。

3、网络功能
SLC500系列PLC的网络链路采用DH-485数据链路，其具有如下功能：
32个设备的相互连接；多主机功能；令牌(TOKEN〉传递访问控制：不间断可增加或删除链路节点的功能：链路的大长度为4000英尺
DH-485数据链路以“菊花链”的形式将每台PLC连接到各个链路藕合器，再通过链路藕合器与编程站联系，一种典型的连接方式如上图：
可以支持DH-485数据链路的SLC500设备包括：
SIC500固定式I/O控制器(应答器〉；SLC5/01模块式控制器(应答器〉；可以运行SLC500编程软件的个人计算机(起始器〉：SLC-5/02模块式I/O控制器(起始器)

4、总线
以上只是作者个人的经验，SLC500系列PLC的应用还有很多方面值得研究。

引言
通常机床主轴电动机制动时，采用的是能耗制动方式，使电动机AB相输入直流电源。
采用能耗制动方式使主轴电动机停止，主轴在低档位低速旋转时，大约需要0.5s，在位高速旋转时，大约需要2.5s。目前，采用的主轴电动机制动方法如图1所示，先断开KM1，再闭合开关KM2，从而断开三相交流电源，接通直流电源，延时2.5s，认定主轴电动机停止旋转，然后进行换或其它动作。
主轴以不同的速度旋转时，采用能耗制动方式使主轴停止所需要的时间不同，采用同样的能耗制动时间，延长无意义的加工辅助时间，降低了机床工作效率。另外，一旦开关KM2不能闭合，或者直流电源保险断开不能正常提供直流电，则主轴电动机只能在摩擦力的作用下减速，制动时间需要很长，但延时2.5s后，机床数控系统仍然认定主轴电动机已经停止旋转，此时机床进行换或其它动作容易造成事故。
因此，我们对机床主轴制动控制方式进行了改进设计，判断主轴旋转状态，不采用延时2.5s，即认定主轴电动机停止旋转的控制方式，而是实时监控主轴旋转状态，当主轴旋转一定转速时，立即发出主轴停止完了信号。
2　主轴转速监测方案
在电动机的同步传动轴上安装一块条形铁片，和电动机同步旋转，由接近开关对其，每转到两个脉冲信号，通过对脉冲信号的而得知其转速。脉冲信号有两种方案。
方案：在一定周期Tp内读取脉冲信号的个数N，PLC是一种顺序控制器，它的程序是由前到后一步一步执行，每执行完一遍为一个扫描周期，然后从头开始循环执行。如程序有2000步，每步执行时间周期为30μs，则程序的扫描周期约60ms，扫描频率约16Hz，能够准确出的脉冲频率应8Hz，当转速的脉冲频率大于16Hz，即转速n≥480r/min时，PLC受其扫描频率的影响，不能准确出脉冲的个数，情况不好时，会出现高速时的脉冲个数很少，误判为电动机基本停止而进行下面动作，造成事故。此种方案只适用于主轴低速旋转状态的监测。
二种方案：检测脉冲信号持续为“0”或“1”的时间T，当n<60r/min时，发出主轴停止完了信号。由于PLC程序执行过程的延时，数控系统收到主轴停止信号，并执行下面动作时，主轴已停止旋转，n=60r/min所对应脉冲信号持续为“0”或“1”的时间T为0.25s，因此我们把检测脉冲信号的计时器设定为0.25s。同样高速时也会出现脉冲测不准的情况，但不管情况多坏，在0.25s的时间内“0”或“1”至少变化一次，因此可以准确地判断主轴是否停止旋转。此方案可以适用于主轴高速或低速旋转时主轴制动状态的检测。在实际应用中，我们采用了此方案。
3　PLC实现主轴能耗制动的控制方法
PLC设计程序中，X20.0为转速脉冲信号的输入，M05为主轴停止信号，Y50.0为主轴停止完了信号。
两个计时器TM1、TM2分别判断X20.0脉冲信号持续为“0”或“1”的时间是否达到设定的时间，只要有一个时间到达，即R100.1或R100.2变“1”，导致R100.3变“1”，此时M05为“1”，导致Y50.0输出“1”，则发出主轴制动完了信号，实现了主轴停止的准确判断。
4　结束语
我们采用改进的控制方式用PLC控制机床主轴的制动，能够地判别机床主轴的旋转状态，避免了机床的误动作，节约了主轴加工的辅助时间，使机床的保护性能趋于完善。

1  引言
    变频调速技术是近十几年来发展起来的比以往任何调速方法加优越的新技术，因其具有节能效果明显、调速曲线平滑、调程简单、、保护功能齐全、起动性能优越、自动化程度高等特点而受到越来越多的企业的青睐，被应用到工业生产控制过程中的任何场合，显著的节能效果给众多的企业带来了的经济效益。特别是近几年来随着IGBT功率元件和DSP微处理系统在变频器中的应用，变频器本身已非常成熟，使得变频调速技术的优越性加，传动效率越来越高，使用越来越方便，性也得到了进一步的提高。
现代工业生产是复杂多样的，它们对控制的要求也各不相同。可编程控制器(PLC)由于具有以下特点而深受工厂工程技术人员的欢迎。
(1) 性高，抗干扰能力强
    其平均无故障时间大大过IEC规定的10万小时，同时，有些PLC还采用了冗余设计和差异设计，进一步提高了其性。
(2) 适应性强，应用灵活
    多数采用模块式的硬件结构，组合和扩展方便。
(3) 编程方便，易于使用
    梯形图语言和顺控流程图语言(Sequential Function Chart)使编程简单方便。
(4) 控制系统设计、安装、调试方便
    设计人员只要有PLC就可进行控制系统设计，并可在实验室进行模拟调试。
(5) 维修方便，工作量小
    PLC有完善的自诊断、历史资料存储及监视功能，工作人员可以方便的查出故障原因，处理。
(6) 功能完善
    除基本的逻辑控制、定时、计数、算术运算等功能外，配合特殊功能块，还可以实现点位控制、PID运算、过程控制、数字控制等功能，既方便工厂管理又可与上位机通信，通过远程模块还可以控制远方设备。
由于具有以上特点，使得PLC的应用范围为广泛，可以说只要有工厂、有控制要求，就会有PLC的应用。

2  系统构成及控制方案
2.1 系统构成
    一拖二(一台变频器控制两台电机)变频恒压供水控制系统由变频器、信号采集及处理系统和控制系统3部分组成。
(1) 变频器
    此系统对变频器的要求不高，现有国内外各变频器基本都能满足技术要求，在此我们以西门子MM430变频器为例。此变频器经过几番新换代，质量加、性能加稳定，与国外其他相比性能价格比较高。只是此变频器多功能数字输入端子没有对两路模拟输入信号的切换功能，只能通过外部继电器切换。
(2) 信号采集及处理系统
    该系统主要由传感器及PID调节器等组成，对就地采集的信号进行处理和转换，为控制系统提供一个准确可利用的信号。
(3) 控制系统
    该控制系统由按钮、继电器、PLC等电子电气元件组成。该系统作为变频调速控制主体，可控制水泵的起停、加减速运转以及泵间的相互切换等。主要电气元件均采用西门子产品。SIMATIC S7-200可编程序控制器是模块化中小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用;大范围的各种功能模块可以非常好的满足和适应自动控制任务，各种单的模块之间组合以用于扩展;简单实用的分散式结构和多界面网络能力，使得应用十分灵活;方便用户和简易的无风扇设计;当控制任务增加时，可以自由扩展;大范围的集成功能使得它的功能非常强劲。多种的性能递增的CPU和丰富的且带有许多方便功能的I/O扩展模块，使用户可以根据实际应用选择合适的模块。当任务规模扩大，可随时使用附加模块对PLC进行扩展。考虑其性能和点数，系统选用西门子S7-224继电器输入输出型。 
 2.2 控制系统方案
    为了实现恒压力供水的目的，系统采用闭环控制，同时考虑系统的性，附加开环控制，作为备用。开环、闭环之间可以方便的进行转换。压力传感器进行实时检测，并将检测到的管道水压信号经过转换后传送给PID调节器，PID调节器将此信号与给定值进行比较后，经过一系列的运算将输出一个标准的控制信号给本系统的执行器－变频器，变频器根据调节器输出信号的变化来改变其输出频率，进而改变水泵电机的转速，以此来控制出水量的大小。由于变频器的输出频率在0~50Hz范围内连续可调，当用水量较小时，水泵维持低速运行，当用水量增大致使压力降低时，变频器输出频率会一直上升到50Hz时,因此当压力发生变化时，系统会自动调节出口水量，使压力始终在设定值附近波动并终达到设定值，从而实现了恒压力供水的目的。
(1) 系统功能
    可以根据需要，设定压力值，系统自动进行循环启动，实现恒压供水，系统的响应速度快，稳定性好;
    系统设有手动、自动控制模式:在手动方式下，由工人根据压力表显示的情况，进行手动启动，并且可以设定由工频启动还是变频启动;在自动方式下，根据压力设定值进行循环启停泵操作;
    可以在线切换手动、自动控制模式:当系统在自动方式下启动以后，可以不停机直接切换到手动状态下运行;
    每台泵都设有变频/工频两种状态，在自动运行模式下，任一台泵只有处于变频状态，才能由PLC控制进入循环软启序列;
    具有显示报警功能,系统设置有各种显示功能，可以显示电压、电流、压力、变频器输出频率、电机转速等参数，同时设置各种保护功能，如过流保护、过压保护、过载保护、欠压保护等。
(2) 工作原理
    在自动运行模式下，通过人为设定所需的压力，启动系统后，控制系统通过变频器启动一台处于变频状态的水泵电机。当电机达到满速以后，如果压力仍达不到设定要求，控制系统会自动地将该泵由变频切换到工频，然后由变频器自动启动另外一台处于变频状态的水泵电机。当检测到的压力值偏高且变频器运转在下限频率时，则台工频运行的水泵电机将自动停机;若再需加泵时，控制系统会自动将变频运行的水泵切换至工频运行，然后再变频启动另外一台处于变频状态的备用泵;以此顺序运行，直到出口压力达到设定的要求值。
    在手动运行模式下，由人工根据压力表显示的压力情况进行现场手动启动单台泵，并且可以设定是由工频启动还是由变频启动。对于变频运行泵，可以通过手调信号给定电位器来调节水泵电机转速的快慢。
    此系统优点是自动调节供水动力范围大，不用经常人工起停水泵，因而自动化程度高，减小了电机长期满负荷运转所造成的磨损，延长了设备的使用寿命。
(3) 控制系统原理图
    此系统中，PLC作为系统的控制，起着至关重要的作用。尤其变频自动加减泵的过程，关系到系统的和调节的平滑性，在编程的过程中应该注意。其原理图如图1所示。

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