【正文】 44 圖 4— 3 所示的設(shè)備配置向?qū)? 4— 4 所示的設(shè)備配置向?qū)?— 邏輯名稱 45 4— 5 所示的設(shè)備配置 向?qū)?— 選擇串口號(hào) 4— 6 所示的設(shè)備配置向?qū)?— 設(shè)備地址設(shè)置指南 46 組態(tài)王數(shù)據(jù)詞典的建立 點(diǎn)擊圖 4— 1 當(dāng)中的“數(shù)據(jù)詞典”，在右邊窗口點(diǎn)擊“新建”，會(huì)出現(xiàn)如圖 4— 7 所示的定義變量對(duì)話框，以建立電梯一樓外呼上為例。然后點(diǎn)擊“下一步”按鈕，出現(xiàn) 4— 4 所示的設(shè)備配置向?qū)?— 邏輯名稱對(duì)話框，在輸入框里面設(shè)置你想設(shè)置的邏輯名稱。 43 組態(tài)王界面 介紹 運(yùn)行 組態(tài)王 ,新建一個(gè)空工程， 組態(tài)王 的界面顯示內(nèi)容將如圖 4— 1所示。通過(guò)對(duì) 監(jiān)控系統(tǒng) 要求及實(shí)現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 組態(tài)王的特點(diǎn)和功能 它具有適應(yīng)性強(qiáng)、開放性好、易于擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)、開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。 42 第四章 組態(tài)王的設(shè)計(jì)及概述 (上位機(jī)部分 ) 組態(tài)王概述 緒言 組態(tài)王 是在操作人員和機(jī)器設(shè)備之間做雙向溝通的橋梁，用戶可以自由的組合文字、按鈕、圖形、數(shù)字等來(lái)處理或監(jiān)控管理及應(yīng)付隨時(shí)可能變化信息的多功能顯示屏幕。當(dāng)電梯正在上行的時(shí)候則 得電，三樓向上外呼有人按下則 得電，當(dāng)電梯到三樓后則 得電，且電梯沒(méi)有超載則 沒(méi)有得電，則 得電，最終跳轉(zhuǎn)到開門，響應(yīng)外呼的呼叫。 為了實(shí)現(xiàn)順序截梯的功能，需要在 PLC 程序中，當(dāng)電梯在運(yùn)行時(shí)，時(shí)刻檢 測(cè)外部是否有人在呼叫，如果檢測(cè)到有人在呼叫且和本次電梯行走的方向相同時(shí)，則當(dāng)呼叫的樓層時(shí)停止運(yùn)行開門。 如圖 3— 22 網(wǎng)絡(luò) 57，當(dāng)蜂鳴器響的時(shí)候，則 得電，由于網(wǎng)絡(luò) 56 當(dāng)中的 是常閉的，所以由于得電則斷開，則無(wú)法跳轉(zhuǎn)到 的循環(huán)程序中執(zhí)行關(guān)門的程序。 超載保護(hù) 超載保護(hù)是指當(dāng)電梯超載時(shí)，電梯不關(guān)門，且蜂鳴器鳴響。 為了實(shí)現(xiàn)火災(zāi)緊急返回功能，需要在 PLC 當(dāng)中使當(dāng)火災(zāi)按鈕按下去的時(shí)候，則停止一切的指令和呼叫，直接關(guān)門運(yùn)行到底層并且開門。這就實(shí)現(xiàn)了轎內(nèi)照明、風(fēng)扇自動(dòng)得電的功能。但在接到指令或召喚信號(hào)開門后，又會(huì)自動(dòng)重新上電投入使用，這樣就可以起到節(jié)約電能的作用，并且可以增長(zhǎng)照明和風(fēng)扇的使用壽命。看網(wǎng)絡(luò) 30，當(dāng) VB101 為 1 的時(shí)候，則 得電，則表示發(fā)出指令要到 1 樓。 錯(cuò)誤指令取消 錯(cuò)誤指令取消是指當(dāng)乘客按下在按橋箱內(nèi)指令按鈕時(shí)可能出現(xiàn)錯(cuò)按的情況，當(dāng)按下去過(guò)后，被響應(yīng)后，可在指令登記后再按 1次錯(cuò)誤指令的按鈕，該登記的信號(hào)就被取消。 PLC 程序如下圖 3— 18： 33 圖 3— 18 如圖 3— 18 網(wǎng)絡(luò) 50，當(dāng)運(yùn)行到開門的時(shí)候， T37 開始得電，并且開始計(jì)時(shí) 2 S （時(shí)間要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)） ,當(dāng)開門限位出現(xiàn)故障的時(shí)候， 不能得電，則 不能夠得電。并且向組態(tài)王發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 PLC 程序如下圖 3— 17： 圖 3— 17 32 如圖 3— 17 網(wǎng)絡(luò) 61，當(dāng)運(yùn)行到開始關(guān)門的時(shí)候，如果對(duì)射式傳感器檢測(cè)到有東西擋住時(shí)，則 I2,7 得電，則 得電，則直接跳轉(zhuǎn)到 執(zhí)行開門的命令，并且停止關(guān)門。所以這就實(shí)現(xiàn)了當(dāng)電梯箱外的人已經(jīng)全部進(jìn)入電梯內(nèi)部，則可以通過(guò)按橋箱內(nèi)關(guān)門按鈕提前關(guān)門。 關(guān)門按鈕關(guān)門 關(guān)門按鈕關(guān)門是指：當(dāng)電梯已經(jīng)關(guān)好門，并且在延時(shí)等候門外等候的人進(jìn)來(lái)的時(shí)候，如果箱內(nèi)的人看到外面已經(jīng)沒(méi)有人了，則可按下橋箱內(nèi)的關(guān)門按鈕，這時(shí)候則會(huì)直接關(guān)門，而不會(huì)等到延時(shí)結(jié)束在關(guān)門。 30 在如圖 3— 15 網(wǎng)絡(luò) 57，當(dāng)電梯在一樓，并且在執(zhí)行關(guān)門的指令，則 得電。 開門按鈕和本層外呼叫開門 開門按鈕開門是指電梯停在門區(qū)時(shí)，可以在轎廂中按開門按鈕或者在敲響外按按鈕使電梯已經(jīng)關(guān)閉或尚未關(guān)閉的門重新打開。 PLC 程序控制是把所有的呼叫信息都存在內(nèi)存里面，程序如下圖 3— 12： 圖 3— 12 如圖 3— 6 網(wǎng)絡(luò) 3，當(dāng)按鈕 一樓向上按下時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)上升沿，則 被置位，并且對(duì)應(yīng)與一樓向上的燈亮起，直到這個(gè)呼叫被響應(yīng)，則復(fù) 位，復(fù)位程序見(jiàn)圖 3— 13： 27 圖 3— 13 如圖 3— 13 網(wǎng)絡(luò) 42，當(dāng)是本層呼叫的時(shí)候直接復(fù)位一樓向上所對(duì)應(yīng)的 和對(duì)應(yīng)的燈 。 圖 3— 10 7：在 PLC 程序里面需要在主程序里面寫入如圖 3— 11 的程序。點(diǎn)擊下一步，彈出對(duì)話框 3— 9。 2：點(diǎn)擊編程軟件 STEP7 里面的菜單欄里面的工具 ~指令向?qū)В瑥棾鰧?duì)話框如圖 3— 6所示。 （ 14）門縫防夾保護(hù)：當(dāng)電梯門在決定后， 紅外對(duì)射感應(yīng)器 檢測(cè)有人這時(shí)候進(jìn)來(lái)則會(huì)放棄關(guān)門，再次開門。 （ 10）層樓顯示字符設(shè)置：通過(guò)程序的改動(dòng)可以設(shè)置每一層樓顯示的字符，如設(shè)置地下一樓顯示“ B”等。 21 （ 7）錯(cuò)誤指令取消：乘客按下指令按鈕被響應(yīng)后，發(fā)現(xiàn)與實(shí)際要求不符，可在指令登記后連按 2次錯(cuò)誤指令的按 鈕，該登記的信號(hào)就被取消，該功能可通過(guò)參數(shù)開通。 （ 3）本層廳外開門：如本層召喚按鈕被按下，轎門自動(dòng)打開。 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的工作原理介紹 電梯群控是建立在單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)基礎(chǔ)之上的，所以在設(shè)計(jì)電梯群控算法時(shí)必 須以單臺(tái)電梯控制邏輯為基礎(chǔ)。 表 36 數(shù)字量輸出地址分配表 序號(hào) 名 稱 輸出點(diǎn) 序號(hào) 名 稱 輸出點(diǎn) 1 電機(jī)上 7 開門 2 電機(jī)下 8 關(guān)門 3 內(nèi)呼一樓指示 9 照明 4 內(nèi)呼二樓指示 10 火災(zāi)應(yīng)急指示燈 5 內(nèi)呼三樓指示 11 電梯超載 6 內(nèi)呼四樓指示 PLC 的硬件接線圖和系統(tǒng)主電路原理圖 如圖 33 所示為主 PLC 的硬件接線圖 , 所選元器件名稱見(jiàn)表 35。 17 表 32 模擬量輸入地址分配表 輸入地址 輸入設(shè)備 AIW0 壓力傳感器 （ 3） 數(shù)字量輸出部分 該控制系統(tǒng)的輸出共 18個(gè)輸出點(diǎn)，其分配情況如表 33所示。它采用高性能的矢量控制技術(shù)，提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動(dòng)態(tài)特性，同時(shí)具 備超強(qiáng)的過(guò)載能力，以滿足廣泛的應(yīng)用場(chǎng)合。 組態(tài)軟件 也為試驗(yàn)者提供了可視化監(jiān)控畫面，有利于試驗(yàn)者實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。通?？梢园严到y(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個(gè) 層次結(jié)構(gòu) 。 （ 9）輸出延遲 off 到 on 最大延遲 50us， on 到 off 最大延遲 200us。 （ 5）輸入屏蔽電纜最大 500 米，非屏蔽電纜最大 300 米。 系統(tǒng)硬件的介紹及使用 系統(tǒng)硬件主要有： 1 ）兩臺(tái) PLC 控制器 224XP 以及兩臺(tái)擴(kuò)展模塊 EM223； 3）兩根 15 根通信電纜 2） 裝有組態(tài)王 的電腦； 3 ）西門子變頻器 MM440 2 臺(tái)； 4） 兩個(gè)個(gè) 紅外對(duì)射傳感器、兩個(gè)個(gè)壓力傳感器、八個(gè)限位傳感器、兩個(gè)防沖頂傳感器、兩個(gè)下限位傳感器； 5 ）兩臺(tái) YJ250A 曳引機(jī)；下面簡(jiǎn)要介紹一下系統(tǒng)中的主要硬件： 數(shù)字量輸入輸出模塊 EM223 EM223 擴(kuò)展模塊具有以下特性。 PLC 的輸入輸出點(diǎn)數(shù)是有限的，在設(shè)計(jì)一個(gè) PLC 控制系統(tǒng)時(shí)可能遇到其 I/O 口的點(diǎn)數(shù)問(wèn)題，可以選擇 I/O 點(diǎn)數(shù)較多的 PLC 或增加擴(kuò)展單元。通過(guò) STEP 7 編程軟 件，不僅可以非常方便的使用梯形圖和語(yǔ)句表等形式進(jìn)行離線編程，經(jīng)過(guò)編譯后通過(guò)轉(zhuǎn)接電纜直接下載入 PLC的內(nèi)存中執(zhí)行，而且在調(diào)試運(yùn)行時(shí)，還可以在線監(jiān)視程序中各個(gè)輸入輸出或狀態(tài)點(diǎn)的通斷狀況，給調(diào)試工作也帶來(lái)極大的方便。語(yǔ)句表 (STL)語(yǔ)言類似于計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言，特別適合于來(lái)自計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的工程人員，它使用指令助記符創(chuàng)建用戶程序， 屬于面向機(jī)器硬件的語(yǔ)言。 監(jiān)控功能 監(jiān)控功能是指 PLC 能監(jiān)視系統(tǒng)各部分的運(yùn)行狀態(tài)和進(jìn)程，對(duì)系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行報(bào)警和記錄，甚至自動(dòng)終止運(yùn)行；也可在線調(diào)整、修改控制程序中的定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等設(shè)置值或強(qiáng)制 I/O 狀態(tài)。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)， PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。 模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。 (2)當(dāng)軟故障條件出現(xiàn)時(shí)，立即把狀態(tài)重要信息存入指定存儲(chǔ)器，禁止對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行任何不穩(wěn)定的讀寫操作，以防止存儲(chǔ)器信息被沖掉。 硬件方面： (1)隔離，在微處理與 I／ 0 電路之 間采用光電隔離減少外部干擾源對(duì) PLC 的影響。近年來(lái) PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC 滲透到了位置控制、溫度控制， CNC 等各種工業(yè)控制中。 (5) 電源單元為 PLC 提供電源，一般采用開關(guān)電源，輸入電壓范圍寬，體積小，抗干擾性能好。 (3) 輸入 /輸出單元是可編程控制器的 CPU 和現(xiàn)場(chǎng)輸入、輸出裝置或其他外部設(shè)備 11 之間的連接接口部件。 圖 31 PLC 的基本組成 (1) 中央處理器： PLC 的核心部分，包括微處理器和控制接口電路。 P L C 門 電 機(jī)曳 引 機(jī)變 頻 器 電 源傳 感 器呼 叫 信號(hào)位 置 信號(hào)樓 層 顯示呼 叫 顯示 圖 23 本課 題變頻調(diào)速系統(tǒng)框圖 本章小結(jié) 本章主要介紹了變頻調(diào)速技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，以及文中所需變頻器的選擇，還包括變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，為下一步的設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。帶有逆變功能的變頻調(diào)速裝置通過(guò)逆變器雖然能夠?qū)⒃偕芰炕仞侂娋W(wǎng)，但成 9 本太高，采用能耗制動(dòng)方式通過(guò)制動(dòng)單元將再生能量消耗在制動(dòng)電阻上 ，成本較低而且具有良好的使用效果，能耗制動(dòng)電阻 2R 的大小應(yīng)使制動(dòng)電流 Iz 的值不超過(guò)變頻器額定電流的一半，即： z o z nI =U /R =I /2 （ 33） z d n R=2U/I =2 513/≈ (Ω ) （ 34） 其中 oU 為額定情況下變頻器的直流母 線電壓，取 z R ≥ 30Ω。在最大載重下，電梯上升所需曳引功率 P2由式 (31)計(jì)算： 2 1 2 3 1P = [( W +W +W ) g+F ] * V （ 31） 式中， 123F 1 = (W + W + W )g +?為摩擦力； 電機(jī)功率 1P ，變頻器功率 P應(yīng)接近電機(jī)功率 1P ，相對(duì)于 2P 留有安全裕量，可取 P= 2P （ 32） 其中， k=， 1W =2020Kg， 2W =1000Kg， 3W =2400Kg， g=， V=式（ 31）得 P2=（ 600 ＋ 108 ） ≈ ；又有式（ 32）得 P= =。 為了使變頻器工作在最佳狀態(tài)，在完成參數(shù)設(shè)置后，需使變頻器對(duì)所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行自學(xué)習(xí)，而 616G5 就具有曳引機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)的功能，其方法是：將曳引機(jī)制動(dòng)輪與電機(jī)軸脫離，使電動(dòng)機(jī)處于空載狀態(tài)，然后啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，讓變頻器自動(dòng)識(shí)別并存儲(chǔ)電動(dòng)機(jī)有關(guān)參數(shù)，變頻器將根據(jù)識(shí)別到的結(jié)果調(diào)整控制算法中的有關(guān)參數(shù)。 8 若維持定子端電 壓 Ul不變，而減小 fl，則φ 1增加，將造成磁路過(guò)飽和，勵(lì)磁電流增加，鐵心過(guò)熱，這是不允許的。對(duì)于交流異步電機(jī)，磁通是由定子和轉(zhuǎn)子磁勢(shì)合成產(chǎn)生的，怎樣才能保證磁通恒定呢 ?我們知道，異步電動(dòng)機(jī)定子繞組每相感應(yīng)電勢(shì)為： El= 1 （ 22） Ul=IlZl+El （ 23） 式中： El—— 氣隙磁通在定子每相中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值，單位為 V； f1—— 定子電源的頻率，單位為 Hz； N—— 定子每相繞組的串聯(lián)匝數(shù)； kW1—— 繞組因數(shù)； φ 1—— 每極氣隙中的磁通量； U1—— 電機(jī)外加電壓； I1—— 電機(jī)定子電流； Z1—— 電機(jī)定子阻抗。可以認(rèn)為，變頻調(diào)速是異步電動(dòng)機(jī)的一種比較合理和理想 的調(diào)速方法。 根據(jù)系統(tǒng)綜合考慮因素和學(xué)校的實(shí)際因素，本課題選擇西門子 MM440 型變頻器。在某些要求測(cè)量運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備扭力矩的場(chǎng)合，選直接轉(zhuǎn)矩控制的變頻器就非常合適，因?yàn)樵擃愋妥冾l器可以直 接測(cè)出其輸出的轉(zhuǎn)矩作為測(cè)量參數(shù)輸出。但也存在某些負(fù)載要求較軟的機(jī)械特性如電車、電梯等負(fù)載，當(dāng)負(fù)載超重時(shí)為安全起見(jiàn)要求其速度自動(dòng)地慢下來(lái)。 (a) (b) (c) 圖 22 交 直 交變頻器結(jié)構(gòu)圖 變頻器的選型 在交流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 中，在保證系統(tǒng)指標(biāo)的前提下，應(yīng)以系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、技術(shù)成熟、維護(hù)工作量小為目標(biāo)來(lái)選擇最佳的系統(tǒng)配置，應(yīng)克服追求高新技術(shù)的系統(tǒng)配置，