【文章內容簡介】 )、電源模塊 (PS)、中央處理單元模塊 (CPU)、接口模 塊 (IM)、信號模塊 (SM)、功能模塊 (FM)等。它通過 MPI 網(wǎng)的接口直接與編程器 PG、操作員面板 OP 和其它 S7PLC相連。 I M3 6 5S M3 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)場總線擴展功能。 CPU 以梯形圖 LAD、功能塊 FBD 或語句表 STL 進行編程。 (2) 信號模塊 ① 數(shù)字量輸入模塊 數(shù)字量輸入模塊將現(xiàn)場過程送來的數(shù)字信號電平轉換成 S7300 內部信號電平。數(shù)字量輸入模塊有直流輸入方式和交流輸入方式。對現(xiàn)場輸入元件，僅要求提供開關觸點即可。輸入信號進入模塊后，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，信號經(jīng)過背板總線進入到輸入映像區(qū)。 數(shù)字量輸入模塊 SM321 有四種型號模塊可供選擇，即直流 16 點輸入、 直流 32 點輸畢業(yè)設計（論文） 11 入、交流 16 點輸入、交流 8 點輸入模塊。 ② 數(shù)字量輸出模塊 數(shù)字量輸出模塊 SM322將 S7300內部信號電平轉換成過程所要求的外部信號電平，可直接用于驅動電磁閥、接觸器、小型電動機、燈和電動機啟動器等。 晶體管輸出模塊只能帶直流負載，屬于直流輸出模塊； 可控硅輸出方式屬于交流輸出模塊； 繼電器觸點輸出方式的模塊屬于交直流兩用輸出模塊。 從響應速度上看，晶體管響應最快，繼電器響應最慢；從安全隔離效果及應用靈活性角度來看，以繼電器觸點輸出型最佳。 ③ 模擬量輸入模塊 SM331 主要由 A/D 轉換部件 、模擬切換開關、補償電路、恒流源、光電隔離部件、邏輯電路等組成。 A/D 轉換部件是模塊的核心，其轉換原理采用積分方法，被測模擬量的精度是所設定的積分時間的正函數(shù)，也即積分時間越長，被測值的精度越高。 SM331可選四檔積分時間： 、 、 20ms 和 l00ms，相對應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，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，可以采用 2 線回路和 4 線回路兩種方式與負載相連。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 的專用導軌上，除了給 S7300 CPU 供電外，也可給 I/O 模塊提供負載電源。 (4) 接口模塊 (IM) 接口模板 (IM360/361)用來在機架之間傳遞總線。 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，在擴展機架可以安裝輔助電源。對于雙層組態(tài)，硬連線的 IM365 接口模板較為經(jīng)濟 (不需要輔助電源，在擴展機架上不能使用 CP 模板 )。 (5) 通訊處理器模塊 CP340/CP341通訊處理模塊用于建立點對點的低速連接，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) 按變頻器調壓方法的不同分 PAM 變頻器 基于 PLC 的施工場地升降機控制系統(tǒng)設計 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 升降機的調度要求除了一般工業(yè)控制的靜態(tài)、動態(tài)性能外，他的舒適度指標往往是選擇中的一項重要 內容。本設計中拖動調速系統(tǒng)的關鍵在于保證 升降機 按理想的給定速度曲線運行，以改善 升降機 運行的舒適感；另外，由于 升降機 在建筑物內的耗電量占建筑物總用電量的相當比例，因此， 升降機 節(jié)約用電日益受到重視。 考慮以上各種因素，本設計選用安川 VS616G5 型全數(shù)字變頻器。它具有磁通矢量控制、轉差補償、負載轉矩自適應等一系列先進功能，可以最大限度地提高電機功率因數(shù)和電機效率，同時降低了電機運行損耗，特別適合 升降機 類負載頻繁變化的場合。 另外， VS616G5 變頻器的啟動、制動具有可任意調節(jié)的 S 曲線和零頻仍可輸出 150%力 矩的特點，配以高精度的旋轉編碼器，控制精度可達 0. 01～ 0. 02%使得 升降機 運行舒適感好，零速抱閘，平層精度高。無須配專用電機，可自學習所配電機的各個參數(shù)，精確控制任何品牌的電機。采用高性能 IGBT，載波頻率 20KHZ，從而使變頻器輸出一個不失真的正弦流波形，使電機始終運行于靜噪音狀態(tài)。 VS616G5 型變頻器是安川電機公司面向世界推出的 21 世紀通用型變頻器。這種變頻器不僅考慮了 V/f 控制，而且還實現(xiàn)了矢量控制，通過其本身的自動調諧功能與無速度傳感器電流矢量控制，很容易得到高起動轉矩與較高的調速圍 [5]。 VS616G5 變頻器的特點如下 : (1) 包括電流矢量控制在內的四種控制方式均實現(xiàn)了標準化。 (2) 有豐富的內藏與選擇功能。 (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 型變頻器的標準規(guī)格如表 所示。 表 VS616G5 型變頻器的標準規(guī)格 220V級 輸出特性 最大輸出電壓 3 相 ,200/208/220/230V(對應于輸入電壓 ) 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 +10%， 15% 允許頻率波動 177。5% 400V輸出特性 最大輸出電壓 3 相 ,380/400/415/440/460V(對應于輸入電壓 ) 畢業(yè)設計（論文） 13 級 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 +10%， 15% 允許頻率波動 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 5Hz(帶 PG, 30Hz) 力矩限制 可采用 (參數(shù)設定： 4 級可變 ) 力矩精度 177。5% 力矩響應 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)設置 由于采用 PLC作為邏輯控制部件，故變頻器和 PLC通訊時采用開關量而不用模擬量。 (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 選擇運行功能 確定加減速時間及轉矩補償時間 選擇頻率 確定運行壓頻曲線 保護設 置 確定偏差標準 (2) 參數(shù)設計的原則： ① 減小啟動沖擊及增加調速的舒適感，其速度環(huán)比例系數(shù)宜小些，而積分時間常數(shù)宜大些。 ② 提高了運行效率，快車頻率應選為工頻，而爬行頻率要盡可能低些，以減小停車擊。 ③ 零速一般設計為 0Hz，速抱閘功能將影響舒適感。 基于 PLC 的施工場地升降機控制系統(tǒng)設計 14 ④ 變頻器其他常用參數(shù)可根據(jù)電網(wǎng)電壓和電機銘牌數(shù)據(jù)直接輸入，具體的設置如表 安川 616G5 變頻器主要參數(shù)設置表 表 安川 616G5 變頻器主要參數(shù)設置 參數(shù) 名稱 設定值 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 運行指令選擇 1 B103 停止方法選擇 0 B104 反轉禁止選擇 0 B201 零速電平選擇 B204 停止時直流制動時間 C103 加速時間 2 C104 減速時間 2 C201 加速開始時 s 型曲線時間 C202 加速完了時 s 型曲線時間 C203 減速開始時 s 型曲線時間 C204 減速完了時 s 型曲線時間 C501 ASR 比例增益 1 5 C502 ASR 積分時間 1 3S D109 檢修速度 200rpm E101 輸入電壓設置 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 電機額定電流 按電機銘牌設置 E202 電機額定滑差 按電機銘牌設置 E203 電機空載電流 按電機銘牌設置 E204 電機極數(shù) 按電機銘牌設置 F101 PG 常數(shù) 根據(jù)旋轉編碼器 銘牌設置 F102 PG 斷線檢測時的動作選擇 0 F103 超速時的動作選擇 0 F104 超度偏差過大時的動作選擇 0 F105 PG 分頻比 根據(jù)電機極數(shù)設置 畢業(yè)設計（論文） 15 升降機的主要組成部分 (1) 升降機轎廂 轎廂是運送乘客和貨物的升降機組件，是升降機的工作部分。轎廂由轎廂架和轎廂體組成。 (2) 曳引機 曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動力，使升降機運行。曳引系統(tǒng)主要由曳引機、曳引鋼絲繩，導向輪，反繩輪組成。 (3) 升降機井道及導軌 升降機井道是用以供升降機轎廂運行的通道。升降 機導軌就是在轎廂和墻壁之間的軌道，上面有輪子在滑動，表面很光滑，用矯廂導軌支架來支撐。它可以用來防止轎相晃動。貨梯和客梯上都裝有。 (4) 導向系統(tǒng) 導向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對重的活動自由度，使轎廂和對重只能沿著導軌作升降運動。導向系統(tǒng)主要由導軌，導靴和導軌架組成。 (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，門鎖裝置組成。 (6) 重量平衡系統(tǒng) 平衡系統(tǒng)的主要功能是相對平衡轎廂重量，在升降機工作中能使轎廂與對重間的重量差保持在限額之內，保證升降機的曳引傳動 正常。系統(tǒng)主要由對重和重量補償裝置組成。 (7) 電力拖動系統(tǒng) 電力拖動系統(tǒng)的功能是提供動力，實現(xiàn)升降機速度控制。電力拖動系統(tǒng)由曳引電動機，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動機調速裝置等組成 (8) 電氣控制系