【文章內容簡介】 3Y2YlY0= 00010DT305 DT306K7643（M2）井底車場等速段對應的脈沖數(shù)DT307H3三檔波形Y4Y3Y2Y1Y0= 00100DT308 DT309K13758（M3）井筒加速段對應的脈沖數(shù)DT310H4四檔波形Y4Y3Y2YlY0=01000DT311 DT312K120764（M4）井筒等速段對應的脈沖數(shù)DT313H3三檔波形Y4Y3Y2Y1Y0= 00100DT314 DT315K126879（M5）井筒減速段對應的脈沖數(shù)DT316H2二檔波形Y4Y3Y2YlY0= 00010DT317 DT318K134102（M6）井口等速段對應的脈沖數(shù)DT319H1初始波形Y4Y3Y2YlY0= 00001DT320 DT321K134522（M7）井口減速段對應的脈沖數(shù)DT322H5結吏波形Y4Y3Y2Y1Y0=10000表中MMMMMMM7分別為七檔變速對應的脈沖數(shù)，HHHHH5分別為速度的控制代碼。當有提升信號時，PLC按照pattern參數(shù)表所設定的工作方式運行。由參數(shù)表可知，整個控制過程可分為七段，其輸出點Y0, Y1, Y2, Y3是速度切換控制信號，而Y4是停車信號。按參數(shù)表初始波形輸出0OOO1H，即YO為高電平而Y4, Y3, Y2, Y1為低電平，此時電機轉速較低，進行的是井底平車場的初加速運行。當電機轉速達到目標值M1時，輸出切換為OOO1OH，此時Y4, Y3, Y2, YO為低電平，Y1為高電平，進行的是井底平車場的等速運行，當電機轉速達到目標值M2時，輸出切換為OOl00H，此時Y4, Y3, Y1, YO為低電平，Y2為高電平，進行的是井筒加速運行，當電機轉速達到目標值M3時，輸出切換為O1OOOH，此時Y4, Y2, Y1, YO為低電平，Y3為高電平，進行的是井筒等速運行，當電機轉速達到目標值M4時，輸出再一次切換為OOl00H,此時Y4, Y3, Y1, YO為低電平，Y2為高電平，進行的是井筒減速運行，當電機轉速達到目標值M5時，輸出再一次切換為OOO1OH，此時Y4, Y3, Y2, YO為低電平，Y1為高電平，進行的是井口平車場等速運行，當電機轉速達到目標值M6時，輸出再一次切換為0OOO1H，此時Y4, Y3, Y2, Y1為低電平，Y0為高電平，進行的是井口平車場減速運行，當電機轉速達到目標值M7時，輸出切換為10000H，此時、Y3, Y2, Y1, YO為低電平，Y4為高電平，控制停車。 高速計數(shù)板的設置與整定 與高速計數(shù)器的設置方式相似，高速計數(shù)板的設置包括輸入方式、計數(shù)范圍、計數(shù)速度、通道選擇和內部寄存器的分配等，具體設置如下：(1)輸入方式:兩相獨立輸入方式，INA為加計數(shù)，INB為減計數(shù)。(2)計數(shù)范圍:8388608～+8388608。(3)計數(shù)速度:兩相輸入，計數(shù)頻率為5KHZ。(4)通道選擇:選擇CHO通道和CH1通道。(5)高速計數(shù)板占用的內部寄存器如表36。 表36 特殊寄存器表寄存器名用途CH0DT910 DT9105目標值0寄存器DT910 DT9107目標值1寄存器DT910 DT9109經過值寄存器DT91 DT9111捕捉值寄存器CH1DT911 DT9113目標值0寄存器DT911 DT9115目標值1寄存器DT911 DT9117經過值寄存器DT911 DT9119捕捉值寄存器DT9120控制字寄存器DT9121狀態(tài)監(jiān)視寄存器 手動方式時速度的給定 本系統(tǒng)設計除了可以完成自動運行外，還要求提升機可以在司機控制下進行手動運行和檢修方式運行。當選擇手動方式時，可用自整角機作為主令控制設備，司機通過前推或后拉主令控制手柄帶動自整角機轉動，從而發(fā)出主令控制信號，作為速度的給定。這時工作于變壓器狀態(tài)，當自整角機激磁繞組送入恒定的交流電壓U1時，從自整角機的兩個相繞組取出電壓U2，這兩個相繞組可用等值繞組代替，它與激磁繞組軸線的位置角為ф。當激磁繞組軸線與同步繞組的等值繞組相重合時，輸出的電壓U2m為最大，當ф=900時，此時輸出電壓為零。當轉過1800時，軸線再次閉合，但輸出電壓為最大負值。自整角機的單向聯(lián)接，根據(jù)轉子的不同位置角，得到不同的信號電壓，從而自動實現(xiàn)速度給定。取(010)的自整角機輸出電壓,經PLC中A/ D轉換成數(shù)字量，就是對應(0Vm)手動給定的速度值。PID調節(jié)是過程控制系統(tǒng)中最常用的控制算法之一。PID控制分模擬和數(shù)字兩種類型，數(shù)字PID調節(jié)器是由模擬PID調節(jié)器發(fā)展而來的，其控制算法是按給定值與實際值之間偏差的比例、積分、微分控制的，其參數(shù)可以在現(xiàn)場在線整定。由于軟件設計的靈活性，一般可以得到滿意的效果。 PID單元的設置與整定 數(shù)字PID的控制算法 在模擬控制系統(tǒng)中，PID的控制算法的表達式為: p[e(t)+dt+TD]…………………………(41)由于數(shù)字PID的控制是采樣控制，它是根據(jù)采樣時刻的偏差值來計算控制量的，因此，在PLC控制系統(tǒng)中，需要對上式進行離散化，即用數(shù)字形式的差分方程來代替連續(xù)系統(tǒng)的微分方程，此時積分項和微分項可用求和及求增量式表示為:u(k)=kp[e(k)–e(i)+TD]…………………(42).式中 T:采樣周期必須足夠小，才能保證系統(tǒng)有一定的精度。e(k)：第k次采樣時的偏差值:e(k1)：第(k1)次采樣時的偏差值。K: 采樣序號k=0、2…。u(k): 第k次采樣的調節(jié)輸出。 PID參數(shù)的設置 FP3型PLC配備了用于數(shù)字PID控制的功能單元，只需用[F355 PID DTXX]指令調用，并填入?yún)?shù)表即可實現(xiàn)數(shù)字PID控制:其中DTXX規(guī)定PID算法的首存儲區(qū)地址，XX可在數(shù)據(jù)存儲區(qū)隨機設定。參數(shù)表具體設置說明如下: (1)控制模式選擇[S] 數(shù)字PID數(shù)據(jù)處理控制模式及功能簡要介紹如下： ①微分型PID與積分型PID 設定值改變時，輸出值也改變。 微分型:一般情況下，當設定值改變時，執(zhí)行過程會有很大的改變，但周期阻尼振蕩快。 比例一微分型:一般情況下，當設定值改變時，執(zhí)行過程會有不大的改變，但周期阻尼振蕩慢。 ②反向運行和正向運行。 這些參數(shù)決定當程序有變化時輸出量增大還是減小。 反向運行:如查測量過程值減小，則輸出將增大。 正向運行:如查測量過程值增大，則輸出也增大。 ③自動轉換:PID參數(shù)Kp, Ti, Td的最佳值可由測量程序測量反饋。當執(zhí)行自動轉換時，估計值在自動轉換完成后返回。 本系統(tǒng)S取為H8000，即:微分型、正向運行、執(zhí)行時自動轉換的模式類型。(2)給定值(SP)[S+1] 該設定取決于過程量的目標值，其設置范圍為:KO～K10000，本系統(tǒng)中速度調節(jié)器的目標值分別由高速計數(shù)板的經過值寄存器DT9108, DT9109和DT9116, DT9117通過F1(DMV)指令進行實時傳送。而電流調節(jié)器的目標值是由速度調節(jié)器的輸出值作為給定值。 (3)反饋值(PR)[S+2] 數(shù)字PID的反饋值可用A/D轉換器或光電碼盤測量值作為當前過程控制值，調節(jié)使其在以下范圍內:KO～K10000。本系統(tǒng)速度調節(jié)器的反饋值是由光電碼盤的測量值送到高速計數(shù)板的經過值寄存器DT9110,DT9111通過F1(DMV)指令進行實時傳送作為當前過程控制值，而電流調節(jié)器的反饋值是由A/D轉換器轉換后的值作為當前過程控制值。 (4)輸出值(MV) [S+3] 輸出值用來儲存PID處理的結果，并使用D/A轉換器或其它設備將該結果輸出到程序中去，其范圍是:K0～K10000。本系統(tǒng)速度調節(jié)器的輸出值用傳送指令傳到電流調節(jié)器的給定值寄存器DT200中，而將電流調節(jié)器的輸出值使用D/A轉換器轉換后去調節(jié)電液比例溢流閥的電流進而起到調速的目的。 (5)輸出較低極限值[S+4]范圍是:KO～K10000。本系統(tǒng)取為零。 (6)輸出較高極限值[S+5] 范圍是:KO～K10000。本系統(tǒng)取為15300。 (7)比例增益(KP)[S+6〕 比例增益規(guī)定PID處理使用的系數(shù)；將設定值180。；設定范圍是:K1～K9999。本系統(tǒng)取210，由于系統(tǒng)選擇自動轉換模式則設定值可自動調整并重寫。(8)積分時間[S+7] 積分時間規(guī)定PID處理使用的系數(shù)；將設定值180。，其設定范圍是:K1～K300000()，當設定值為零時積分不執(zhí)行。(9)微分時間[S+8] 規(guī)定PID處理使用的系數(shù)；將設定值180。，其設定范圍是:K1K1000()，由于系統(tǒng)選擇自動轉換模式其設定值可自動調整并重寫。(10)采樣時間(TS)[S+9] 用來設定PID處理使用的系數(shù)；將設定值180。，設定范圍是:K1～K6000。()。通過調整PID各參數(shù)，可以使系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)，只根據(jù)增大比例常數(shù)可以加快系統(tǒng)的響應，有利于減小靜差。但過大的比例常數(shù)具有較大的超調，并產生振蕩，使穩(wěn)定性變壞。增大積分常數(shù)雖有利于減小超調使系統(tǒng)穩(wěn)定，但系統(tǒng)靜差的消除將減慢。另外增大微分常數(shù)可以加快系統(tǒng)響應，增加穩(wěn)定性，但對于干擾信號的抑制能力卻有所減弱。所以對PID各參數(shù)的調整，需要通過反復試驗、反復試湊可得到的。本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)區(qū)為DT100～DT110, DT200～DT210，運算工作區(qū)是DT111～DT119, DT211～DT219。 A/D單元的設置 通道的選擇 FP3的A/D單元有4個輸入通道，其模擬量輸入范圍和類型是由該單元背面的開關進行設定的。本系統(tǒng)具體設定為CH1通道：即SW12:OFF。輸入信號為 (4～20mA), SW14: ON狀態(tài)。 I/0分配根據(jù)FP3的自由編址方式，本系統(tǒng)A/D單元可安裝在9號槽，其對應的I/0分配情況如表37所示。表37 A/D單元I/O分配表輸入點編號說 明X90A/D轉換準備好標志(可作為CHOCH3四個通道輸出數(shù)據(jù)條件)X91A/D轉換準備好標志(可作為CHO通道輸出數(shù)據(jù)的條件)X92A/D轉換準備好標志(可作為CH1通道輸出數(shù)據(jù)的條件)X93A/D轉換準備好標志(可作為CH2通道輸出數(shù)據(jù)的條件)X94A/D轉換準備好標志(可作為CH3通道輸出數(shù)據(jù)的條件)X95～X97未用X98CHO標志位(當A/D轉換值大于上限值時，該接點“ON”)X99CHO標志位(當A/D轉換值小于下限值時，該接點“ON”)X9ACH1標志位(當A/D轉換值大于上限值時，該接點“ON”)X9BCH1標志位(當A/D轉換值小于下限值時，該接點“ON”)X9CCH2標志位(當A/D轉換值大于上限值時，該接點“ON”)X9DCH2標志位(當A/D轉換值小于下限值時，該接點“ON”)X9ECH3標志位(當A/D轉換值大于上限值時，該接點“ON”)X9FCH3標志位(當A/D轉換值小于下限值時，該接點“ON”)表中說明:(1)、當某通道不工作時，則表中其相應的接點OFF.(2)、當A/D轉換單元工作異常時，則所有的接點均為OFF.(3)、A/D轉換單元只占用輸入接點不占用輸出接點。 共享存儲器的分配A/D單元共享存儲器分配如表38所示。表38 A/D單元共享存儲器表地址號說 明K0“采樣/平均”切換控制K1CH0平均次數(shù)設定K2CH1平均次數(shù)設定K3CH2平均次數(shù)設定K4CH3平均次數(shù)設定K5報警控制，可分別設定各通道超限時是否報警K6CH0上限設定（A/D轉換輸出值）K7CH0下限設定（A/D轉換輸出值）K8CH1上限設定（A/D轉換輸出值）K9CH1下限設定（A/D轉換輸出值）K10CH2上限設定（A/D轉換輸出值）K11CH2下限設定（A/D轉換輸出值）K12CH3上限設定（A/D轉換輸出值）K13CH3下限設定（A/D轉換輸出值）K14比例變換控制，可設定是否進行比例變換K15CHO偏移量設定K16CH0滿量程設定K17CH1偏移量設定K18CH1滿量程設定K19CH2偏移量設定K20CH2滿量程設定K21CH3偏移量設定K22CH3滿量程設定K23存放CH0已轉換好的數(shù)據(jù)K24存放CH1已轉換好的數(shù)據(jù)K25存放CH2已轉換好的數(shù)據(jù)K26存放CH3已轉換好的數(shù)據(jù)K27存放錯誤代碼表中說明:(1)、共享存儲器K0K22為只寫存儲器，即CPU單元只能對其寫入不能讀出，K23K27只讀存儲器。 (2)、對共享存儲器的讀、寫，使用高級單元讀寫指令(F150, F151)來實現(xiàn)。 (3)、K0, K5, K14只用低四位。bit0bit3分別對應CHOCH3。當該位為1時，則設定其相應功能有效，為0時則無效。 A/D單元的技術參數(shù)表39 列出了A/D單元的技術參數(shù)。表39 A/D單元的技術參數(shù)表項 目說 明模擬輸入電壓；0～10V 電流；4～20mA數(shù)字輸入0～4000分辨率