【文章內(nèi)容簡介】 3 2S M3 3 1F M3 5 1I M3 6 5S M 32 2S M3 2 1P S 3 0 7P G其 他 P L CO PC P U 模 塊通 信 部 件處 理 部 件??M P I背 板 總 線 圖 31 S7300 系列 PLC 系統(tǒng)構(gòu)成框圖 S7300 系列 PLC 模塊性能簡介 (1) CPU 模塊 S7300 有 CPU312 IFM、 CPU31 CPU31 CPU314 IFM、 CPU315/3152DP、 CPU3162DP、CPU3182DP 等 8 種不同的中央處理單元可供選擇。 CPU3152DP、 CPU3162DP、 CPU3182DP都具有現(xiàn)場(chǎng)總線擴(kuò)展功能。 CPU 以梯形圖 LAD、功能塊 FBD 或語句表 STL 進(jìn)行編程。 (2) 信號(hào)模塊 ① 數(shù)字量輸入模塊 數(shù)字量輸入模塊將現(xiàn)場(chǎng)過程送來的數(shù)字信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成 S7300 內(nèi)部信號(hào)電平。數(shù)字量輸入模塊有直流輸入方式和交流輸入方式。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)輸入元件，僅要求提供開關(guān)觸點(diǎn)即可。輸入信 號(hào)進(jìn)入模塊后，一般都經(jīng)過光電隔離和濾波，然后才送至輸入緩沖器等待CPU 采樣。采樣時(shí)，信號(hào)經(jīng)過背板總線進(jìn)入到輸入映像區(qū)。 數(shù)字量輸入模塊 SM321 有四種型號(hào)模塊可供選擇，即直流 16 點(diǎn)輸入、直流 32 點(diǎn)輸畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 入、交流 16 點(diǎn)輸入、交流 8 點(diǎn)輸入模塊。 ② 數(shù)字量輸出模塊 數(shù)字量輸出模塊 SM322將 S7300內(nèi)部信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成過程所要求的外部信號(hào)電平，可直接用于驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器、小型電動(dòng)機(jī)、燈和電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器等。 晶體管輸出模塊只能帶直流負(fù)載，屬于直流輸出模塊； 可控硅輸出方式屬于交流輸出模塊； 繼電器觸點(diǎn)輸出方式的模 塊屬于交直流兩用輸出模塊。 從響應(yīng)速度上看，晶體管響應(yīng)最快，繼電器響應(yīng)最慢；從安全隔離效果及應(yīng)用靈活性角度來看，以繼電器觸點(diǎn)輸出型最佳。 ③ 模擬量輸入模塊 SM331 主要由 A/D 轉(zhuǎn)換部件、模擬切換開關(guān)、補(bǔ)償電路、恒流源、光電隔離部件、邏輯電路等組成。 A/D 轉(zhuǎn)換部件是模塊的核心，其轉(zhuǎn)換原理采用積分方法，被測(cè)模擬量的精度是所設(shè)定的積分時(shí)間的正函數(shù)，也即積分時(shí)間越長，被測(cè)值的精度越高。 SM331可選四檔積分時(shí)間： 、 、 20ms 和 l00ms，相對(duì)應(yīng)的以位表示的精度為 12和 14。 ④ 模擬量 輸出模塊 模擬量輸出模塊 SM332 目前有三種規(guī)格型號(hào)，即 4AOl2 位模塊、 2AO12 位模塊和 4AOl6 位模塊，分別為 4 通道的 12 位模擬量輸出模塊、 2 通道的 12 位模擬量輸出模塊、 4 通道的 16 位模擬量輸出模塊。 SM332 可以輸出電壓，也可以輸出電流。在輸出電壓時(shí)，可以采用 2 線回路和 4 線回路兩種方式與負(fù)載相連。采用 4 線回路能獲得比較高的輸出精度。 (3) PS307 電源模塊 PS307 是西門子公司為 S7300 專配的 24VDC 電源。 PS307 系列模塊除輸出額定電流不同外 (有 2A、 5A、 10A 三種 )，其工作 原理和各種參數(shù)都相同。 PS307 可安裝在 S7300 的專用導(dǎo)軌上，除了給 S7300 CPU 供電外，也可給 I/O 模塊提供負(fù)載電源。 (4) 接口模塊 (IM) 接口模板 (IM360/361)用來在機(jī)架之間傳遞總線。 IMS 接口代表發(fā)送， IMR 接口代表接收。接口模板必須安裝到特定的插槽。如果需要，在擴(kuò)展機(jī)架可以安裝輔助電源。對(duì)于雙層組態(tài)，硬連線的 IM365 接口模板較為經(jīng)濟(jì) (不需要輔助電源，在擴(kuò)展機(jī)架上不能使用 CP 模板 )。 (5) 通訊處理器模塊 CP340/CP341通訊處理模塊用于建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的低速連接，最大傳 輸速率為 。有三種通信接口： RS232C， 20mA(TTY)和 RS422/RS485，有多種通訊協(xié)議可以使用。 變頻器的選擇 變頻器的種類很多，下面根據(jù)不同的分類方法對(duì)變頻器分類 : (1) 按變換頻率的方法分 交 ─ 直 ─ 交變頻器 交 ─ 交變頻器 (2) 按主電路工作方式分 電壓型變頻器 電流型變頻器 (3) 按變頻器調(diào) 壓方法的不同分 PAM 變頻器 基于 PLC 的施工場(chǎng)地升降機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 PWM 變頻器 (4) 按工作原理分類 U/f 控制變頻器 VC 控制變頻器 SF 控制變頻器 (5) 按照用途分類 通用變頻器 高性能專用變頻器 高頻變頻器 VS616G5 型通用變頻器 升降機(jī)的調(diào)度要求除了一般工業(yè)控制的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能外，他的舒適度指標(biāo)往往是選擇中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。本設(shè)計(jì)中拖動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵在于保證 升降機(jī) 按理想的給定速度曲線運(yùn)行，以改善 升降機(jī) 運(yùn)行的舒適感；另外，由于 升降機(jī) 在建筑物內(nèi)的耗電量占建筑物總用電量的相當(dāng)比例，因此， 升降機(jī) 節(jié)約用電日益受到重視。 考慮以上各種因素，本設(shè)計(jì)選用安川 VS616G5 型全數(shù)字變頻器。它具有磁通矢量控制、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、負(fù)載轉(zhuǎn)矩自適應(yīng)等一系列先進(jìn)功能，可 以最大限度地提高電機(jī)功率因數(shù)和電機(jī)效率，同時(shí)降低了電機(jī)運(yùn)行損耗，特別適合 升降機(jī) 類負(fù)載頻繁變化的場(chǎng)合。 另外， VS616G5 變頻器的啟動(dòng)、制動(dòng)具有可任意調(diào)節(jié)的 S 曲線和零頻仍可輸出 150%力矩的特點(diǎn)，配以高精度的旋轉(zhuǎn)編碼器，控制精度可達(dá) 0. 01～ 0. 02%使得 升降機(jī) 運(yùn)行舒適感好，零速抱閘，平層精度高。無須配專用電機(jī)，可自學(xué)習(xí)所配電機(jī)的各個(gè)參數(shù)，精確控制任何品牌的電機(jī)。采用高性能 IGBT，載波頻率 20KHZ，從而使變頻器輸出一個(gè)不失真的正弦流波形，使電機(jī)始終運(yùn)行于靜噪音狀態(tài)。 VS616G5 型變頻器是安川 電機(jī)公司面向世界推出的 21 世紀(jì)通用型變頻器。這種變頻器不僅考慮了 V/f 控制，而且還實(shí)現(xiàn)了矢量控制，通過其本身的自動(dòng)調(diào)諧功能與無速度傳感器電流矢量控制，很容易得到高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速圍 [5]。 VS616G5 變頻器的特點(diǎn)如下 : (1) 包括電流矢量控制在內(nèi)的四種控制方式均實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。 (2) 有豐富的內(nèi)藏與選擇功能。 (3) 由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、體積小。 (4) 保護(hù)功能完善、維修性能好。 (5) 通過 LCD 操作裝置，可提高操作性能。 VS616G5 型變頻器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格如表 所示。 表 VS616G5 型變頻器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格 220V級(jí) 輸出特性 最大輸出電壓 3 相 ,200/208/220/230V(對(duì)應(yīng)于輸入電壓 ) 額定輸出頻率 最大 400Hz 額定輸入電壓和 頻率 3 相， 200/208/220V 50Hz 200/208/220/230V 60Hz 電源 允許電壓波動(dòng) +10%， 15% 允許頻率波動(dòng) 177。5% 400V輸出特性 最大輸出電壓 3 相 ,380/400/415/440/460V(對(duì)應(yīng)于輸入電壓 ) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 級(jí) 額定輸出頻率 最大 400Hz 額定輸入電壓和 頻率 3 相 ,380/400/415/440/460V 5060Hz 電源 允許電壓波動(dòng) +10%， 15% 允許頻率波動(dòng) 177。5% 控制 特性 控制方式 正弦波 PWM (V/f 控制、帶 PG 反饋的 V/F 控制、開環(huán)矢量、閉環(huán)矢量控制 4 種控制方式任選性 ) 啟動(dòng)力矩 150%/1Hz(帶 PG, 150%/Ormin) 速度控制范圍 1:100(帶 PG, 1:1000) 速度控制精度 177。0. 2% (帶 PG， 177。0. 02% ) 速度響應(yīng) 5Hz(帶 PG, 30Hz) 力矩限制 可采用 (參數(shù)設(shè)定： 4 級(jí)可變 ) 力矩精度 177。5% 力矩響應(yīng) 20Hz(帶 PG, 40Hz) 頻率控制范圍 0. 1～ 400Hz 頻率控制精度 數(shù)字指令 :0. 01% ( 10 0C～ +40 ℃ ) 模擬指令 :% (250℃ ～ 177。10 ℃ ) 變頻器的參數(shù)設(shè)置 由于采用 PLC作為邏輯控制部件，故變頻器和 PLC通訊時(shí)采用開關(guān)量而不用模擬量。 (1) VS616G5 變頻器的參數(shù) 616G5 變頻器共有 9 組參數(shù)，每一組參數(shù)的設(shè)定都具有特定的含義。常用參數(shù)如表 表 VS616G5 變頻器的參數(shù) 參數(shù) 功用 A 組 B 組 C 組 D 組 E 組 F 組 G 組 確定控制模式 選擇運(yùn)行功能 確定加減速時(shí)間及轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償時(shí)間 選擇頻率 確定運(yùn)行壓頻曲線 保護(hù)設(shè)置 確定偏差標(biāo)準(zhǔn) (2) 參數(shù)設(shè)計(jì)的原則： ① 減小啟動(dòng)沖擊及增加調(diào)速的舒適感，其速度環(huán)比例系數(shù)宜小些，而積分時(shí)間常數(shù)宜大些。 ② 提高了運(yùn)行效率，快車頻率應(yīng)選為工頻，而爬行頻率要盡可能低些，以減小停車擊。 ③ 零速一般設(shè)計(jì)為 0Hz，速抱閘功能將影響舒適感。 基于 PLC 的施工場(chǎng)地升降機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 ④ 變頻器其他常用參數(shù)可根據(jù)電網(wǎng)電壓和電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)直接輸入， 具體的設(shè)置如表 安川 616G5 變頻器主要參數(shù)設(shè)置表 表 安川 616G5 變頻器主要參數(shù)設(shè)置 參數(shù) 名稱 設(shè)定值 說明 A102 控制方式選擇 2 不帶 PG 矢量控制方式 B101 頻率指令選擇 1 B102 運(yùn)行指令選擇 1 B103 停止方法選擇 0 B104 反轉(zhuǎn)禁止選擇 0 B201 零速電平選擇 B204 停止時(shí)直流制動(dòng)時(shí)間 C103 加速時(shí)間 2 C104 減速時(shí)間 2 C201 加速開始時(shí) s 型曲 線時(shí)間 C202 加速完了時(shí) s 型曲線時(shí)間 C203 減速開始時(shí) s 型曲線時(shí)間 C204 減速完了時(shí) s 型曲線時(shí)間 C501 ASR 比例增益 1 5 C502 ASR 積分時(shí)間 1 3S D109 檢修速度 200rpm E101 輸入電壓設(shè)置 380 E104 最高輸出頻率 50Hz E105 最大電壓 380 E106 額定電壓頻率 50Hz E109 最低輸出頻率電壓 0V E201 電機(jī)額定電流 按 電機(jī)銘牌設(shè)置 E202 電機(jī)額定滑差 按電機(jī)銘牌設(shè)置 E203 電機(jī)空載電流 按電機(jī)銘牌設(shè)置 E204 電機(jī)極數(shù) 按電機(jī)銘牌設(shè)置 F101 PG 常數(shù) 根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器銘牌設(shè)置 F102 PG 斷線檢測(cè)時(shí)的動(dòng)作選擇 0 F103 超速時(shí)的動(dòng)作選擇 0 F104 超度偏差過大時(shí)的動(dòng)作選擇 0 F105 PG 分頻比 根據(jù)電機(jī)極數(shù)設(shè)置 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 升降機(jī)的主要組成部分 (1) 升降機(jī)轎廂 轎廂是運(yùn)送乘客和貨物的升降機(jī)組件，是升降機(jī)的工作部分。轎廂由轎廂架和轎廂體組成。 (2) 曳引機(jī) 曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動(dòng)力，使升降機(jī)運(yùn)行。曳引系統(tǒng)主要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪，反繩輪組成。 (3) 升降機(jī)井道及導(dǎo)軌 升降機(jī)井道是用以供升降機(jī)轎廂運(yùn)行的通道。升降機(jī)導(dǎo)軌就是在轎廂和墻壁之間的軌道，上面有輪子在滑動(dòng)，表面很光滑，用矯廂導(dǎo)軌支架來支撐。它可以用來防止轎相晃動(dòng)。貨梯和客梯上都裝有。 (4) 導(dǎo)向系統(tǒng) 導(dǎo)向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)自由度，使轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)向系統(tǒng)主要由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。 (5) 門系統(tǒng) 門系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎 廂入口。門系統(tǒng)由轎廂門，層門，開門機(jī)，門鎖裝置組成。 (6) 重量平衡系統(tǒng) 平衡系統(tǒng)的主要功能是相對(duì)平衡轎廂重量，在升降機(jī)工作中能使轎廂與對(duì)重間的重量差保持在限額之內(nèi)，保證升降機(jī)的曳引傳動(dòng)正常。系統(tǒng)主要由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成。 (7) 電力拖動(dòng)系統(tǒng) 電力拖動(dòng)系統(tǒng)的功能是提供動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)升降機(jī)速度控制。電力拖動(dòng)系統(tǒng)由曳引電動(dòng)機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置等組成 (8) 電氣控制系統(tǒng) 電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對(duì)升降機(jī)的運(yùn)行實(shí)行操縱和控制。電氣控制系統(tǒng)主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏 (柜 )，平層裝置，選層器等組成。 升降機(jī)是機(jī)、電一體化產(chǎn)品。其機(jī)械部分好比是人的軀體，電氣部分相當(dāng)于人的神經(jīng)，控制部分相當(dāng)于人