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三菱PLC應用2(一)
加減速可以分別給定的機種，對於短時(shí)間加速、緩慢減速場(chǎng)合，或者對於小型機床需要嚴格給定生產(chǎn)節拍時(shí)間的場(chǎng)合是適宜的，但對於風(fēng)機傳動(dòng)等場(chǎng)合，加減速時(shí)間都較長(cháng)，加速時(shí)間和減速時(shí)間可以共同給定。 16、 什麼是再生制動(dòng)？電動(dòng)機在運轉中如果降低指令頻率，則電動(dòng)機變?yōu)榉峭桨l(fā)電機狀態(tài)運行，作為制動(dòng)器而工作，這就叫作再生（電氣）制動(dòng)。 17 、是否能得到更大的制動(dòng)力？ 從電機再生出來(lái)的能量貯積在變頻器的濾波電容器中，由於電容器的容量和耐壓的關(guān)係，通用變頻器的再生制動(dòng)力約為額定轉矩的10%~20%。如採用選用件制動(dòng)單元，可以達到50%~100%。18 、轉矩提升問(wèn)題 自控系統的設定信號可通過(guò)變頻器靈活自如地指揮頻率變化，控制工藝指標，如在煙草行業(yè)的糖料、香料工序，可由皮帶稱(chēng)的流量信號來(lái)控制變頻器頻率，使泵的轉速隨流量信號自動(dòng)變化，調節加料量，均勻地加入香精、糖料。也可利用生產(chǎn)線(xiàn)起停信號通過(guò)正、反端子控制變頻器的起、停及正、反轉，成為自動(dòng)流水線(xiàn)的一部分。此外在流水生產(chǎn)線(xiàn)上，當前方設備有故障時(shí)後方設備應自動(dòng)停機。變頻器的緊急停止端可以實(shí)現這一功能。在SANKEN、MF、FUT和FVT系列變頻器中可以預先設定三四個(gè)甚至多達七個(gè)頻率，在有些設備上可據此設置自動(dòng)生產(chǎn)流程。設定好工作頻率及時(shí)間後，變頻器可使電機按順序在不同的時(shí)間以不同的轉速運行，形成一個(gè)自動(dòng)的生產(chǎn)流程。
簡(jiǎn)述 FX2N 系列 PLC 在玻管生產(chǎn)中的應用(網(wǎng)友"肖巖"的文章)簡(jiǎn)述 FX2N 系列 PLC 在玻管生產(chǎn)中的應用 本公司現有拉管機系統為 80 年代的技術(shù)，隨著(zhù)時(shí)代的發(fā)展已經(jīng)不能適應生產(chǎn)的需要。對于生產(chǎn)中所需要調節的拉速、旋轉管轉速、拉管長(cháng)度的調整，原來(lái)都采用機械變速的方式來(lái)調整�，F采用 FX2N 系列 PLC 根據生產(chǎn)中的不同需要進(jìn)行電氣化改造。 1. 對于旋轉管轉速的調整：由于生產(chǎn)操作人員在機尾（牽引機處）隨時(shí)要根據生產(chǎn)情況調整旋轉管的轉速，兩地相距約 40 米必須對旋轉管電機采用變頻器遠程控制。將 FX2N 主機 +2DA 模塊同變頻器安置于機頭控制柜內，用模擬量輸出模塊的電壓輸出（ 0~10V ）控制變頻器的轉速。通過(guò)導線(xiàn)將 PLC 輸入信號引到機尾控制柜內用按鈕給 PLC 輸入信號，通過(guò)程序將輸入信號轉變成數字量的增加或減少從而改變模擬量輸出模塊輸出電壓的大小。達到遠程控制的目的。同時(shí)將變頻器的 FM 頻率輸出信號輸入到顯示儀表經(jīng)過(guò)轉換以后用來(lái)觀(guān)察旋轉管的轉速。 2. 對于拉速和拉管長(cháng)度的調整：同樣采用 FX2N+4DA 模塊 + 變頻器（控制拉速） + 伺服放大器（控制切割機）。拉速的調整可以類(lèi)似于旋轉管轉速的調整，通過(guò)按鈕來(lái)調整模擬量輸出模塊數值的增減，改變 4DA 通道 1 輸出電壓輸入到變頻器從而改變拉管機轉速。將增量型編碼器（ 1000p/r 開(kāi)路集電極型）安裝于一定的位置測量拉管機電機的轉速，將此信號（ A 相脈沖）輸入到 FX2NPLC 的高速輸入端子，利用 FNC56 SPD 指令來(lái)檢測牽引機速度（調整拉管長(cháng)度計算用）；將 B 相脈沖輸入到頻率計用以顯示拉速。對于拉管長(cháng)度的調整可將上述輸入到 PLC 的拉速信號（經(jīng)過(guò)計算轉換成單位為毫米 / 秒的數值），與通過(guò)按鈕輸入到 PLC 的長(cháng)度信號數字值（單位毫米）相除，得到切割機割刀每轉的時(shí)間（單位秒 / 轉）。然后計算出割刀的轉速，根據割刀與割刀電機傳動(dòng)比計算出割刀電機的轉速。通過(guò)電機轉速與伺服放大器輸出頻率的對應關(guān)系，以及伺服放大器輸出頻率與輸入電壓的對應關(guān)系計算出 PLC 輸出電壓數字量。此計算的數值為伺服電機的初始速度，由于計算時(shí)可能存在誤差以及電壓波動(dòng)等原因的影響此時(shí)的速度并不能精確的控制切割長(cháng)度，還需要通過(guò)與伺服放大器集電極開(kāi)路輸出脈沖數值（根據要求通過(guò)參數設定脈沖輸出數）輸入到 PLC 高速技術(shù)端子進(jìn)行比較，將其差值乘以系數放大后疊加到初始速度數值上，不斷地通過(guò)偏差調整以達到精確控制拉管長(cháng)度的目的。最后將此數字量輸出到 4DA 通道 2 ，作為伺服放大器轉速控制的輸入電壓（ 0~10V ）。將切割長(cháng)度數值輸出到 4DA 通道 3 ，用數顯表顯示拉管長(cháng)度設定值。這樣，不管操作者改變拉管長(cháng)度設定值，或者改變拉速， PLC 都可以隨時(shí)調整伺服電機的轉速保證切割長(cháng)度的精確控制。
FX2NPLC 在單級同步系統中的應用 (網(wǎng)友"肖巖"的文章)利用 FX2NPLC+2DA 模塊 + 變頻器 + 增量型編碼器（ 1000P/R 三相開(kāi)路集電極型）可以方便的在由兩個(gè)不同的動(dòng)力驅動(dòng)的系統中實(shí)現同步。具體應用時(shí)根據所要實(shí)現的同步要求在合適的位置安裝主、從編碼器，以方便主、從編碼器信號比較，即在需同步的每個(gè)單位主、從編碼器轉 1 圈。當安裝好編碼器以后，分別將主、從編碼器的三相脈沖用雙絞屏蔽線(xiàn)引到 FX2NPLC 的 6 個(gè)高速計數器端子上。輸入端子 X0 作為速度檢測（ FNC56 ）的指定端口， X1~X5 分別對應 C236~C240 ； X1 C236 主編碼器 B 相碼道脈沖（比較用） X2 C237 主編碼器 Z 相零點(diǎn)脈沖 X3 C238 從編碼器 A 相碼道脈沖（比較用） X4 C239 從編碼器 Z 相零點(diǎn)脈沖 X5 C240 從編碼器 B 相碼道脈沖（調整相位用） 在程序中，首先用速度檢測指令（ FNC56 ）檢測主編碼器在單位時(shí)間內的脈沖數，然后根據前級速度推算后一級的速度給定值。同時(shí)用主、從編碼器（ C236 、 C238 ）的比較脈沖進(jìn)行比較（ C237 、 C239 分別用于復位 C236 、 C238 ），將他們的差值乘以一定的系數放大以后在疊加到速度給定值上（用以消除累積誤差）。然后通過(guò) 2DA 輸出 0~10V 電壓到變頻器的速度控制輸入端子上。此時(shí)即可實(shí)現主、從編碼器的零點(diǎn)同步，由于機械零點(diǎn)與電氣零點(diǎn)會(huì )不同步。此時(shí)就必須調整相位即調整電氣零點(diǎn)。在調整相位時(shí)，將 C240 的設定值用數據寄存器設定為一定的值（數值大小可調整），用零點(diǎn)脈沖首先復位調整相位用的高速計數器 C240 ，再用 C240 復位比較用的高速計數器 C238 即可。
網(wǎng)友liaoleo的文章:變頻器維修變頻器： 最近維修一臺三菱A540-55K變頻器，是一位維修新手維修不好才拿到我們這里來(lái)，這臺機本來(lái)是壞了一個(gè)模塊，換好模塊后，這位新手想測量驅動(dòng)是否正常，把模塊觸發(fā)線(xiàn)撥掉，結果一通電就跳閘，檢查后發(fā)現又燒掉一個(gè)模塊！他想很久都弄不明白為什么會(huì )這樣！ 原來(lái)IGBT模塊的觸發(fā)端在觸發(fā)線(xiàn)撥掉后有可能留有小量電壓，此時(shí)模塊處于半導通狀態(tài)，一通電就因短路而燒壞，GTR模塊沒(méi)有這特性，才可這樣測試！最近維修不少三菱A240-22K變頻器，都是壞模塊！原因是保養不好，如散熱器塵多堵塞、電路板太臟、散熱硅脂失效等，這變頻器的輸出模塊（PM100CSM120）是一體化模塊，就是壞一路也要整個(gè)換掉，維修價(jià)格高！好的模塊也難找！如果你的變頻器還沒(méi)壞，則要多加小心保養��！特別是這幾天天氣炎熱��！
最近維修一臺安川616G5-55KW變頻器，損壞嚴重，其原來(lái)是有一個(gè)快熔斷了（三相各有一個(gè)快熔），電工可能是沒(méi)有經(jīng)驗，沒(méi)有檢查模塊是否有問(wèn)題，又一時(shí)找不到快熔，就用一條銅線(xiàn)代替，開(kāi)機后發(fā)出一聲巨響，兩個(gè)模塊炸裂，吸收回路壞，推動(dòng)板也無(wú)法維修，換新板，造成重大損失��！按我們經(jīng)驗，如果快熔斷則模塊大多有問(wèn)題，但模塊壞快熔不一定斷��！銅線(xiàn)代替快熔的做法我們已見(jiàn)過(guò)不少次��！ 我們發(fā)現經(jīng)常有人在把三菱A240-5.5KW變頻器換成A540-5.5KW時(shí)把A540-5.5KW“N”線(xiàn)接地！一送電變頻器就發(fā)出巨響！變頻器損壞嚴重！一方面是A540-5.5KW的“N”線(xiàn)與A240-5.5KW變頻器的地線(xiàn)的位置相似！有的電工沒(méi)看清楚就把地線(xiàn)接上去；有的電工則誤認為“N”線(xiàn)就是地線(xiàn)！請三菱變頻器用戶(hù)小心接線(xiàn)！ 很多人打來(lái)電話(huà)問(wèn)到外觀(guān)一樣的模塊怎樣測出其電流的大小，其實(shí)很簡(jiǎn)單，只要用電容表，測出模塊G-E或C-E結的電容量，電流大的電容量也大��！注意要在同類(lèi)型的模塊中比較��！ 今天有一位電工打來(lái)電話(huà)，說(shuō)他在給變頻器試機時(shí)發(fā)現變頻器輸出電壓有1000多伏（輸入380V），問(wèn)是否是變頻器故障？是否會(huì )燒電機？他還不明白變頻器只會(huì )降壓，不會(huì )升壓��！原來(lái)他是用數字萬(wàn)用表測量，由于變頻器輸出電壓是高頻載波，普通沒(méi)防干擾的數字表在這里測量是很不準��！ 有此粗心的電工在給三菱A540變頻器的輔助電源（R1、T1）接線(xiàn)時(shí)沒(méi)有拿掉短接片，結果在把變頻器燒掉后還弄不明白其道理，原來(lái)當短接片沒(méi)拿掉時(shí)，變頻器內部R與R1、T與T1是已連在一起，電工以為從R、T引來(lái)兩條線(xiàn)沒(méi)有分別，結果把R接到S1、T接到R1，造成相間短路，由于R與R1、T與T1的連線(xiàn)是通過(guò)電源板的中間層，結果把電源板燒掉，爆開(kāi)成兩層！一般情況下沒(méi)必要接輔助電源（R1、T1）！ 有的維修新手在維修變頻器時(shí)不懂利用假負載，一當驅動(dòng)有故障，燒掉模塊后就說(shuō)模塊質(zhì)量不好��！假負載就是用一個(gè)幾百歐的電阻（電燈炮也可以），串在主回路上，如有快熔就把它拿掉，裝上電阻；沒(méi)有快熔則可在主回上任何地方斷開(kāi)，串上這電阻��！這個(gè)電阻起到限流作用，當模塊有短路時(shí)也不會(huì )把模塊燒掉，等開(kāi)機后測量變頻器輸出正常，才把這假負載撤掉��！ 很多工廠(chǎng)供電是發(fā)電機發(fā)電，當發(fā)電機有故障時(shí)，輸出高壓電常把變頻器及電子儀器燒壞��！這種情況是我們經(jīng)常見(jiàn)過(guò)的，去年深圳就有一家拉絲廠(chǎng)一次就壞了二十幾臺30KW變頻器，停產(chǎn)十幾天，造成重大損失，工廠(chǎng)在發(fā)電機搞了很多保護方法可效果不太明顯！ 后來(lái)我們想了一個(gè)被動(dòng)的保護方法，就是在變頻器或儀器的輸入端的空氣開(kāi)關(guān)上加了壓敏電阻（380V用821K，220V471K），這樣當有高壓電時(shí)壓敏就會(huì )短路，空氣開(kāi)關(guān)跳閘，保護了變頻器，變頻器故障率大大減小，壓敏電阻很便宜，這個(gè)方法可說(shuō)是花小錢(qián)辦大事��！
FX2系列PLC構成電梯控制系統特性分析電梯2004-3-15 摘要；文中分析了電梯的負載特性，闡述了采用梯形加速曲線(xiàn)的電梯理想速度曲線(xiàn)，結合變頻器和PLC的性能，論述了電梯控制系統的構成和工作特性。闡述了電梯速度曲線(xiàn)產(chǎn)生的方法，歸納了由PLC構成的控制系統軟件設計的特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：負載特性 理想速度曲線(xiàn) 控制系統 軟件設計
1.概述 隨著(zhù)城市建設的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經(jīng)濟和生活中有著(zhù)廣泛的應用。電梯作為高層建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。實(shí)際上電梯是根據外部呼叫信號以及自身控制規律等運行的，而呼叫是隨機的，電梯實(shí)際上是一個(gè)人機交互式的控制系統，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿(mǎn)足控制要求的，因此，電梯控制系統采用隨機邏輯方式控制。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機作為信號控制單元，完成電梯信號的采集、運行狀態(tài)和功能的設定，實(shí)現電梯的自動(dòng)調度和集選運行功能，拖動(dòng)控制則由變頻器來(lái)完成；第二種控制方式用可編程控制器（PLC）取代微機實(shí)現信號集選控制。從控制方式和性能上來(lái)說(shuō)，這兩種方法并沒(méi)有太大的區別。國內廠(chǎng)家大多選擇第二種方式，其原因在于生產(chǎn)規模較小，自己設計和制造微機控制裝置成本較高；而PLC可*性高，程序設計方便靈活，抗干擾能力強、運行穩定可*等特點(diǎn)，所以現在的電梯控制系統廣泛采用可編程控制器來(lái)實(shí)現。
2.電梯理想運行曲線(xiàn) 根據大量的研究和實(shí)驗表明,人可接受的最大加速度為am≤1.5m/s2, 加速度變化率ρm≤3m/s3,電梯的理想運行曲線(xiàn)按加速度可劃分為三角形、梯形和正弦波形，由于正弦波形加速度曲線(xiàn)實(shí)現較為困難，而三角形曲線(xiàn)最大加速度和在啟動(dòng)及制動(dòng)段的轉折點(diǎn)處的加速度變化率均大于梯形曲線(xiàn)，即+ρm跳變到-ρm或由-ρm跳變到+ρm的加速度變化率，故很少采用，因梯形曲線(xiàn)容易實(shí)現并且有良好加速度變化率頻繁指標，故被廣泛采用，采用梯形加速度曲線(xiàn)電梯的理想運行曲線(xiàn)如圖1所示：
智能變頻器是為電梯的靈活調速、控制及高精度平層等要求而專(zhuān)門(mén)設計的電梯專(zhuān)用變頻器，可配用通用的三相異步電動(dòng)機，并具有智能化軟件、標準接口、菜單提示、輸入電梯曲線(xiàn)及其它關(guān)鍵參數等功能。其具有調試方便快捷，而且能自動(dòng)實(shí)現單多層功能，并具有自動(dòng)優(yōu)化減速曲線(xiàn)的功能，由其組成的調速系統的爬行時(shí)間少，平層距離短，不論是雙繞組電動(dòng)機，還是單繞組電動(dòng)機均可適用，其最高設計速度可達4m/s，其獨特的電腦監控軟件，可選擇串行接口實(shí)現輸入/輸出信號的無(wú)觸點(diǎn)控制。 變頻器構成的電梯系統，當變頻器接收到控制器發(fā)出的呼梯方向信號，變頻器依據設定的速度及加速度值，啟動(dòng)電動(dòng)機，達到最大速度后，勻速運行，在到達目的層的減速點(diǎn)時(shí)，控制器發(fā)出切斷高速度信號，變頻器以設定的減速度將最大速度減至爬行速度，在減速運行過(guò)程中，變頻器的能夠自動(dòng)計算出減速點(diǎn)到平層點(diǎn)之間的距離，并計算出優(yōu)化曲線(xiàn)，從而能夠按優(yōu)化曲線(xiàn)運行，使低速爬行時(shí)間縮短至0.3s,在電梯的平層過(guò)程中變頻器通過(guò)調整平層速度或制動(dòng)斜坡來(lái)調整平層精度。即當電梯停得太早時(shí)，變頻器增大低速度值或減少制動(dòng)斜坡值，反之則減少低速度值或增大制動(dòng)斜坡值，在電梯到距平層位置4—10cm時(shí)，有平層開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)低速信號，系統按優(yōu)化曲線(xiàn)實(shí)現高精度的平層，從而達到平層的準確可*。
3.電梯速度曲線(xiàn) 電梯運行的舒適性取決于其運行過(guò)程中加速度a和加速度變化率p的大小，過(guò)大的加速度或加速度變化率會(huì )造成乘客的不適感。同時(shí)，為保證電梯的運行效率，a、p的值不宜過(guò)小。能保證a、p最佳取值的電梯運行曲線(xiàn)稱(chēng)為電梯的理想運行曲線(xiàn)。電梯運行的理想曲線(xiàn)應是拋物線(xiàn)-直線(xiàn)綜合速度曲線(xiàn)，即電梯的加、減過(guò)程由拋物線(xiàn)和直線(xiàn)構成。電梯給定曲線(xiàn)是否理想，直接影響實(shí)際的運行曲線(xiàn)。
3.1速度曲線(xiàn)產(chǎn)生方法 采用的FX2-64MR PLC，并考慮輸入輸出點(diǎn)要求增加了FX-8EYT、FX-16EYR、FX-8EYR三個(gè)擴展模塊和FX2-40AW雙絞線(xiàn)通信適配器，FX2-40AW用于系統串行通信。利用PLC擴展功能模塊D/A模塊實(shí)現速度理想曲線(xiàn)輸出，事先將數字化的理想速度曲線(xiàn)存入PLC寄存器，程序運行時(shí)，通過(guò)查表方式寫(xiě)入D/A，由D/A轉換成模擬量后將速度理想曲線(xiàn)輸出。
3.2加速給定曲線(xiàn)的產(chǎn)生 8位D/A輸出0～5V/0～10V，對應數字值為16進(jìn)制數00～FF，共255級。若電梯加速時(shí)間在2.5～3秒之間。按保守值計算，電梯加速過(guò)程中每次查表的時(shí)間間隔不宜超過(guò)10ms。 由于電梯邏輯控制部分程序最大，而PLC運行采用周期掃描機制，因而采用通常的查表方法，每次查表的指令時(shí)間間隔過(guò)長(cháng)，不能滿(mǎn)足給定曲線(xiàn)的精度要求。在PLC運行過(guò)程中，其CPU與各設備之間的信息交換、用戶(hù)程序的執行、信號采集、控制量的輸出等操作都是按照固定的順序以循環(huán)掃描的方式進(jìn)行的，每個(gè)循環(huán)都要對所有功能進(jìn)行查詢(xún)、判斷和操作。這種順序和格式不能人為改變。通常一個(gè)掃描周期，基本要完成六個(gè)步驟的工作，包括運行監視、與編程器交換信息、與數字處理器交換信息、與通訊處理器交換信息、執行用戶(hù)程序和輸入輸出接口服務(wù)等。在一個(gè)周期內，CPU對整個(gè)用戶(hù)程序只執行一遍。這種機制有其方便的一面，但實(shí)時(shí)性差。過(guò)長(cháng)的掃描時(shí)間，直接影響系統對信號響應的效果，在保證控制功能的前提下，最大限度地縮短CPU的周期掃描時(shí)間是一個(gè)很復雜的問(wèn)題。一般只能從用戶(hù)程序執行時(shí)間最短采取方法。電梯邏輯控制部分的程序掃描時(shí)間已超過(guò)10ms，盡管采取了一些減少程序掃描時(shí)間的辦法，但仍無(wú)法將掃描時(shí)間降到10ms以下。同時(shí)，制動(dòng)段曲線(xiàn)采用按距離原則，每段距離到的響應時(shí)間也不宜超過(guò)10ms。為滿(mǎn)足系統的實(shí)時(shí)性要求，在速度曲線(xiàn)的產(chǎn)生方式中，采用中斷方法，從而有效地克服了PLC掃描機制的限制。 起動(dòng)加速運行由定周期中斷服務(wù)程序完成。這種中斷不能由程序進(jìn)行開(kāi)關(guān)，一旦設定，就一直按設定時(shí)間間隔循環(huán)中斷，所以，起動(dòng)運行條件需放在中斷服務(wù)程序中，在不滿(mǎn)足運行條件時(shí)，中斷即返回。
3.3減速制動(dòng)曲線(xiàn)的產(chǎn)生 為保證制動(dòng)過(guò)程的完成，需在主程序中進(jìn)行制動(dòng)條件判斷和減速點(diǎn)確定。在減速點(diǎn)確定之前，電梯一直處于加速或穩速運行過(guò)程中。加速過(guò)程由固定周期中斷完成，加速到對應模式的最大值之后，加速程序運行條件不再滿(mǎn)足，每次中斷后，不再執行加速程序，直接從中斷返回。電梯以對應模式的最大值運行，在該模式減速點(diǎn)到后，產(chǎn)生高速計數中斷，執行減速服務(wù)程序。在該中斷服務(wù)程序中修改計數器設定值的條件，保證下次中斷執行。 在PLC的內部寄存器中，減速曲線(xiàn)表的數值由大到小排列，每次中斷都執行一次“表指針加1”操作，則下一次中斷的查表值將小于本次中斷的查表值。門(mén)區和平層區的判斷均由外部信號給出，以保證減速過(guò)程的可*性。
4.電梯控制系統
4.1電梯控制系統特性 在電梯運行曲線(xiàn)中的啟動(dòng)段是關(guān)系到電梯運行舒適感指標的主要環(huán)節,而舒適感又與加速度直接相關(guān),根據控制理論,要使某個(gè)量按預定規律變化必須對其進(jìn)行直接控制,對于電梯控制系統來(lái)說(shuō),要使加速度按理想曲線(xiàn)變化就必須采用加速度反饋,根據電動(dòng)機的力矩方程式:M—MZ=ΔM=J（dn/dt），可見(jiàn)加速度的變化率反映了系統動(dòng)態(tài)轉距的變化，控制加速度就控制系統的動(dòng)態(tài)轉距ΔM=M—MZ。故在此段采用加速度的時(shí)間控制原則，當啟動(dòng)上升段速度達到穩態(tài)值的90%時(shí)，將系統由加速度控制切換到速度控制，因為在穩速段，速度為恒值控制波動(dòng)較小，加速度變化不大，且采用速度閉環(huán)控制可以使穩態(tài)速度保持一定的精度，為制動(dòng)段的精確平層創(chuàng )造條件。在系統的速度上升段和穩速段雖都采用PI調節器控制，但兩段的PI參數是不同的，以提高系統的動(dòng)態(tài)響應指標。 在系統的制動(dòng)段，即要對減速度進(jìn)行必要的控制，以保證舒適感，又要嚴格地按電梯運行的速度和距離的關(guān)系來(lái)控制，以保證平層的精度。在系統的轉速降至120r/min之前，為了使兩者得到兼顧，采取以加速度對時(shí)間控制為主，同時(shí)根據在每一制動(dòng)距離上實(shí)際轉速與理論轉速的偏差來(lái)修正加速度給定曲線(xiàn)的方法。例如在距離平層點(diǎn)的某一距離L處，速度應降為 Vm/s，而實(shí)際轉速高為V′m/s，則說(shuō)明所加的制動(dòng)轉距不夠，因此計算出此處的給定減速度值-ag后，使其再加上一個(gè)負偏差ε，即使此處的減速度給定值修正為-（ag+ε）使給定減速度與實(shí)際速度負偏差加大，從而加大了制動(dòng)轉距，使速度很快降到標準值，當電動(dòng)機的轉速降到120r/min 以后，此時(shí)轎廂距平層只有十幾厘米，電梯的運行速度很低，為防止未到平層區就停車(chē)的現象出現，以使電梯能較快地進(jìn)入平層區，在此段采用比例調節，并采用時(shí)間優(yōu)化控制，以保證電梯準確及時(shí)地進(jìn)入平層區，以達到準確可*平層。
4.2電梯控制構成 由于電梯的運行是根據樓層和轎廂的呼叫信號、行程信號進(jìn)行控制，而樓層和轎廂的呼叫是隨機的，因此，系統控制采用隨機邏輯控制。即在以順序邏輯控制實(shí)現電梯的基本控制要求的基礎上，根據隨機的輸入信號，以及電梯的相應狀態(tài)適時(shí)的控制電梯的運行。另外，轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數確定，并送PLC的計數器來(lái)進(jìn)行控制。同時(shí)，每層樓設置一個(gè)接近開(kāi)關(guān)用于檢測系統的樓層信號。 為便于觀(guān)察，對電梯的運行方向以及電梯所在的樓層進(jìn)行顯示，采用LED和發(fā)光管顯示，而對樓層和轎廂的呼叫信號以指示燈顯示(開(kāi)關(guān)上帶有指示燈)。 為了提高電梯的運行效率和平層的精度，系統要求PLC能對轎廂的加、減速以及制動(dòng)進(jìn)行有效的控制。根據轎廂的實(shí)際位置以及交流調速系統的控制算法來(lái)實(shí)現。為了電梯的運行安全，系統應設置可*的故障保護和相應的顯示。采用PLC實(shí)現的電梯控制系統由以下幾個(gè)主要部分構成�！ �
4.2.1PLC控制電路；PLC接收來(lái)自操縱盤(pán)和每層呼梯的召喚信號、轎廂和門(mén)系統的功能信號以及井道和變頻器的狀態(tài)信號，經(jīng)程序判斷與運算實(shí)現電梯的集選控制。PLC在輸出顯示和監控信號的同時(shí)，向變頻器發(fā)出運行方向、啟動(dòng)、加/減速運行和制動(dòng)停梯等信號。
4.2.2電流、速度雙閉環(huán)電路；變頻器本身設有電流檢測裝置，由此構成電流閉環(huán)；通過(guò)和電機同軸聯(lián)接的旋轉編碼器，產(chǎn)生a、b兩相脈沖進(jìn)入變頻器，在確認方向的同時(shí)，利用脈沖計數構成速度閉環(huán)�！�
4.2.3位移控制電路；電梯作為一種載人工具，在位勢負載狀態(tài)下，除要求安全可*外，還要求運行平穩，乘坐舒適，停*準確。采用變頻調速雙環(huán)控制可基本滿(mǎn)足要求，利用現有旋轉編碼器構成速度環(huán)的同時(shí)，通過(guò)變頻器的PG卡輸出與電機速度及電梯位移成比例的脈沖數，將其引入PLC的高速計數輸入端口，通過(guò)累計脈沖數，經(jīng)式（1）計算出脈沖當量，由此確定電梯位置。電梯位移h=SI 式中I—累計脈沖數；S—脈沖當量；S=plD/ (pr)（1）l—減速比；D—牽引輪直徑；P—旋轉編碼器每轉對應的脈沖數； r—PG卡分頻比。
4.2.4端站保護；當電梯定向上行時(shí)，上行方向繼電器、快車(chē)輔助接觸器、快車(chē)運行接觸器、門(mén)鎖繼電器、上行接觸器均得電吸合，抱閘打開(kāi)，電梯上行。當轎廂碰到上強迫換速開(kāi)關(guān)時(shí)，PLC內部鎖存繼電器得電吸合，定時(shí)器Tim10、Tim11開(kāi)始定時(shí)，其定時(shí)的時(shí)間長(cháng)短可視端站層距和梯速設定。上強迫換速開(kāi)關(guān)動(dòng)作后，電梯由快車(chē)運行轉為慢車(chē)運行，正常情況下，上行平層時(shí)電梯應停車(chē)。如果轎廂未停而繼續上行，當Tim10設定值減到零時(shí)，其常閉點(diǎn)斷開(kāi)，慢車(chē)接觸器和上行接觸器失電，電梯停止運行。在驕廂碰到上強迫換速開(kāi)關(guān)后，由于某些原因電梯未能轉為慢車(chē)運行，及快車(chē)運行接觸器未能釋放，當Tim11 設定值減到零時(shí)，其常閉點(diǎn)斷開(kāi)，快車(chē)運行接觸器和上行接觸器均失電，電梯停止運行。因此，不管是慢車(chē)運行還是快車(chē)運行，只要上強迫換速開(kāi)關(guān)發(fā)出信號，不論端站其他保護開(kāi)關(guān)是否動(dòng)作，借助Tim10和Tim11均能使電梯停止運行，從而使電梯端站保護更加可*。
當電梯需要下行，只要有了選梯指令，下行方向繼電器得電其常開(kāi)點(diǎn)閉合，鎖存繼電器被復位，Tim10和Tim11均失電，其常閉點(diǎn)閉合為電梯正常下行做好了準備。下端站的保護原理與上端站保護類(lèi)似不再重復。
4.2.5樓層計數；樓層計數采用相對計數方式。運行前通過(guò)自學(xué)習方式，測出相應樓層高度脈沖數，對應17層電梯分別存入16個(gè)內存單元DM06～DM21。樓層計數器（CNT46）為一雙向計數器，當到達各層的樓層計數點(diǎn)時(shí)，根據運行方向進(jìn)行加1或減1計數。 運行中，高速計數器累計值實(shí)時(shí)與樓層計數點(diǎn)對應的脈沖數進(jìn)行比較，相等時(shí)發(fā)出樓層計數信號，上行加1，下行減1。為防止計數器在計數脈沖高電平期間重復計數，采用樓層計數信號上沿觸發(fā)樓層計數器�！�
4.2.6快速換速；當高速計數器值與快速換速點(diǎn)對應的脈沖數相等時(shí)，若電梯處于快速運行且本層有選層信號，發(fā)快速換速信號。若電梯中速運行或雖快速運行但本層無(wú)選層信號，則不發(fā)換速信號。
4.2.7門(mén)區信號；當高速計數器CNT47數值在門(mén)區所對應脈沖數范圍內時(shí)，發(fā)門(mén)區信號�！�
4.2.8脈沖信號故障檢測；脈沖信號的準確采集和傳輸在系統中顯得尤為重要，為檢測旋轉編碼器和脈沖傳輸電路故障，設計了有無(wú)脈沖信號和錯漏脈沖檢測電路，通過(guò)實(shí)時(shí)檢測確保系統正常運行。為消除脈沖計數累計誤差，在基站設置復位開(kāi)關(guān)，接入PLC高速計數器CNT47的復位端。
5.軟件設計特點(diǎn)
5.1采用優(yōu)先級隊列 根據電梯所處的位置和運行方向，在編程中，采用了四個(gè)優(yōu)先級隊列，即上行優(yōu)先級隊列、上行次優(yōu)先級隊列、下行優(yōu)先級隊列、下行次優(yōu)先級隊列。其中，上行優(yōu)先級隊列為電梯向上運行時(shí)，在電梯所處位置以上樓層所發(fā)出的向上運行的呼叫信號，該呼叫信號所對應的樓層所具有的脈沖數存放的寄存器所構成的陣列。上行次優(yōu)先級隊列為電梯向上運行時(shí)，在電梯所處位置以下樓層所發(fā)出的向上運行的呼叫信號，該呼叫信號所對應的樓層所具有的脈沖數存放的寄存器所構成的隊列�？刂葡到y在電梯運行中實(shí)時(shí)排列的四個(gè)優(yōu)先級陳列，為實(shí)現隨機邏輯控制提供了基礎。
5.2采用先進(jìn)先出隊列 根據電梯的運行方向，將同向的優(yōu)先級隊列中的非零單元(有呼叫時(shí)此單元為七零單元，無(wú)呼叫時(shí)則此單元為零)送入寄存器隊列(先進(jìn)先出隊列FIFO)，利用先進(jìn)先出讀出指令SFRDP指令，將FIFO第一個(gè)單元中的數據送入比較寄存器。
5.3采用隨機邏輯控制 當電梯以某一運行方向接近某樓層的減速位置時(shí)，判別該樓層是否有同向的呼叫信號(上行呼叫標志寄存器、下行呼叫標志寄存器、有呼叫請求時(shí)，相應寄存器為l，否則為0)，如有，將相應的寄存器的脈沖數與比較寄存器進(jìn)行比較，如相同，則在該樓層減速停車(chē)：如果不相同，則將該寄存器數據送入比較寄存器，并將原比較寄存器數據保存，執行該樓層的減速停車(chē)。該動(dòng)作完畢后，將被保存的數據重新送入比較寄存器，以實(shí)現隨機邏輯控制。
5.4采用軟件顯示 系統利用行程判斷樓層，并轉化成BCD碼輸出，通過(guò)硬件接口電路以L(fǎng)ED顯示。
5.5對變頻器的控制 PLC根據隨機邏輯控制的要求，可向變頻器發(fā)出正向運行、反向運行、減速以及制動(dòng)信號，再由變頻器根據一定的控制規律和控制算法來(lái)控制電機。同時(shí)，當系統出現故障時(shí)，PLC向變頻器發(fā)出信號。
6.結束語(yǔ) 采用MIC340電梯專(zhuān)用變頻器構成的電梯控制系統，可實(shí)現電梯控制的智能化，但由于候梯和電梯轎內的人到達各層的人數是智能電梯無(wú)法確定的，即使采用AITP人工智能系統，傳輸的交通客流信息也是模糊的，為解決電梯這一垂直交通控制系統的兩大不可知因素，需要我們在今后的工作中去不斷的研究和探索。
CC-Link現場(chǎng)總線(xiàn)的通信初始化設置方法和應用比較分析 2004-3-15 CC-Link現場(chǎng)總線(xiàn)是日本三菱電機公司主推的一種基于PLC系統的現場(chǎng)總線(xiàn)，這是目前在世界現場(chǎng)總線(xiàn)市場(chǎng)上唯一的源于亞洲、又占有一定市場(chǎng)份額的現場(chǎng)總線(xiàn)。它在實(shí)際工程中顯示出強大的生命力，特別是在制造業(yè)得到廣泛的應用。 在CC-Link現場(chǎng)總線(xiàn)的應用過(guò)程中，最為重要的一部分便是對系統進(jìn)行通信初始化設置。目前CC-Link通信初始化設置的方法有三種，本文將對這三種不同的初始化設置方法進(jìn)行比較和分析，以期尋求在不同的情況下如何來(lái)選擇最簡(jiǎn)單有效的通信初始化設置方法。這對CC-Link現場(chǎng)總線(xiàn)在實(shí)際工程中的使用具有重要的現實(shí)意義，一則為設計人員在保證設計質(zhì)量的前提下減少工作量和節省時(shí)間，二則也試圖探索一下是否可以進(jìn)一步發(fā)揮和挖掘CC-Link的潛力。 實(shí)驗系統簡(jiǎn)述 為了便于比較通信初始化設置方法，我們首先在實(shí)驗室中建立了這樣一個(gè)小型的CC-Link現場(chǎng)總線(xiàn)系統.整個(gè)系統的配置如圖1所示。
圖1 系統配置
在硬件連接設置無(wú)誤之后，就可開(kāi)始進(jìn)行通信初始化設置。
三種設置方法的使用
圖2 通信初始化程序的流程
首先采用的是最基本的方法,即通過(guò)編程來(lái)設置通信初始化參數。編制通信初始化程序的流程如圖2所示。首先在參數設定部分，將整個(gè)系統連接的模塊數，重試次數，自動(dòng)返回模塊數以及當CPU癱瘓時(shí)的運行規定（停止）以及各站的信息寫(xiě)入到存儲器相應的地址中。在執行刷新指令之后緩沖存儲器內的參數送入內部寄存區，從而啟動(dòng)數據鏈接。如果緩沖存儲器內參數能正常啟動(dòng)數據鏈接，這說(shuō)明通信參數設置無(wú)誤，這時(shí)就可通過(guò)寄存指令將參數寄存到E²PROM。這是因為一旦斷電內部寄存區的參數是不會(huì )保存的，而E²PROM中的參數即使斷電仍然保存。同時(shí)通信參數必須一次性地寫(xiě)入E²PROM，即僅在初始化時(shí)才予以執行。此后CPU運行就通過(guò)將E²PROM內的參數送入內部寄存區去啟動(dòng)數據鏈接。值得注意的是，如果通信參數設置有誤（如參數與系統所采用的硬件不一致，或參數與硬件上的設置不一致），數據鏈接將無(wú)法正常啟動(dòng)，但通常并不顯示何處出錯，要糾正只有*自己細心而又耐心地檢查，別無(wú)它法。反過(guò)來(lái)，如果通信參數設置正確而硬件上的設置有錯，CC-Link通信控制組件會(huì )提供出錯信息，一般可通過(guò)編程軟件包的診斷功能發(fā)現錯誤的類(lèi)型和錯在哪里。 第二種通信初試化設置的方法是使用CC-Link 通信配置的組態(tài)軟件GX-Configurator for CC-Link。該組態(tài)軟件可以對A系列和QnA系列的PLC進(jìn)行組態(tài)，實(shí)現通信參數的設置。 整個(gè)組態(tài)的過(guò)程十分簡(jiǎn)單，在選擇好主站型號之后就可以進(jìn)行主站的設置，此后再陸續添加所連接的從站，并進(jìn)行從站的設置，包括從站的型號和其所占用站的個(gè)數。最后組態(tài)完成的畫(huà)面如圖3所示。
在組態(tài)過(guò)程中的各個(gè)模塊的基本信息都會(huì )顯示在組態(tài)完成的畫(huà)面上，整個(gè)畫(huà)面簡(jiǎn)單直觀(guān)，系統配置一目了然。然而在組態(tài)完成后啟動(dòng)數據鏈接時(shí)出現了問(wèn)題。
圖3組態(tài)完成畫(huà)面
當選擇“Download master parameter file”之后，彈出一對話(huà)框，要求選擇是將參數寫(xiě)到E²PROM還是緩沖存儲器。無(wú)論選擇其中任何一種，軟件都會(huì )提示“是否現在執行數據鏈接?”，如果選擇“是”，各站點(diǎn)的LED燈指示正常。然而當把此時(shí)運行正常的PLC復位后重新運行，各站點(diǎn)均出錯。這種情況說(shuō)明組態(tài)文件并未能真正寫(xiě)入到E²PROM中，也就是說(shuō)該組態(tài)軟件并不具備將參數寫(xiě)入E²PROM這部分功能。因此在這種情況下為了能使用E²PROM啟動(dòng)數據鏈接，就必須在主站中再寫(xiě)入“參數寄存到E²PROM”這段程序，*組態(tài)和編程共同作用來(lái)正常啟動(dòng)數據鏈接。顯而易見(jiàn)，這種方法是利用組態(tài)軟件包設置通信參數，再利用編程將這些參數寫(xiě)E²PROM，這才得以完成數據鏈接所必須的最后步驟。當然這在實(shí)際使用時(shí)會(huì )帶來(lái)某些不便，但它畢竟可以省略將通信參數寫(xiě)入緩沖寄存區的一段程序，在這個(gè)意義上也給CC-Link的使用者帶來(lái)許多便利。 最后一種方法是通過(guò)CC-Link網(wǎng)絡(luò )參數來(lái)實(shí)現通信參數設定。由于這是小Q系列的PLC新增的功能，而A系列和QnA系列PLC并不具備這項功能。因而在進(jìn)行這種設置方法的實(shí)驗就必須將原先使用的主站模塊換成Q系列的PLC。 整個(gè)設置的過(guò)程相當方便。只要在GPPW軟件的網(wǎng)絡(luò )配置菜單中，設置相應的網(wǎng)絡(luò )參數，遠程I/O信號就可自動(dòng)刷新到CPU內存，還能自動(dòng)設置CC-Link遠程元件的初始參數。如下圖所示。如果整個(gè)CC-Link現場(chǎng)總線(xiàn)系統是由小Q 系列和64個(gè)遠程I/O模塊構成的，甚至不須設置網(wǎng)絡(luò )參數即可自動(dòng)完成通信設置的初試化。
比較和分析
在使用過(guò)這三種不同的方法之后，對它們的優(yōu)點(diǎn)和弊端都有了一個(gè)更為全面地認識和理解。 編制傳統的梯形圖順控程序來(lái)設置通信參數最為復雜，編程時(shí)耗費的時(shí)間長(cháng)。并且在調試時(shí)一旦發(fā)現錯誤，就需要一條條指令校對，尋找出錯誤所在，因此有著(zhù)很大的工作量。然而它仍然有著(zhù)其他方法所沒(méi)有的優(yōu)勢。首先，在編完整個(gè)設置的程序之后就能非常清晰的了解整個(gè)設置過(guò)程，掌握PLC是如何運作，啟動(dòng)數據鏈接的。其次，整個(gè)編程的思路非常清晰，而且要編制正確的程序必須建立在熟練的掌握各種軟元件的使用條件的基礎之上，因而在這個(gè)過(guò)程中能夠對各個(gè)軟元件的功能，接通條件都能有非常好的理解，并能熟練使用。對初學(xué)且有志牢固掌握CC-Link通信設計者最好從這里入手。
采用的組態(tài)軟件進(jìn)行設置的最大的優(yōu)勢就在于簡(jiǎn)單直觀(guān)，在畫(huà)面上能夠明了地看到整個(gè)系統的配置，包括主站所連接的從站個(gè)數，各從站的規格和性能，一目了然。而且一旦發(fā)生錯誤或是要更改參數，都能夠很快地完成，節省了很多時(shí)間和工作量。然而它也有一個(gè)最大的缺陷，就是無(wú)法將參數寄存到E²PROM中，在復位之后，剛寫(xiě)入的組態(tài)內容將不復存在。倘若在實(shí)際的應用中，現場(chǎng)的情況錯綜復雜，會(huì )遇到很多預想不到的問(wèn)題，如果中途需要復位，那么組態(tài)軟件將無(wú)能為力，必需重新設置再寫(xiě)入，這樣會(huì )影響工作進(jìn)度。因此，在這種情況下采用組態(tài)軟件，并輔以將通信參數從緩沖積存區寫(xiě)入E²PROM的程序，就能完成整個(gè)系統的初始化設置。此外，組態(tài)軟件目前還不支持小Q系列的PLC。 最后，利用網(wǎng)絡(luò )參數設置的方法簡(jiǎn)單有效，只要按規定填寫(xiě)一定量的參數之后就能夠很好的取代繁冗復雜的順控程序。在發(fā)生錯誤或是需要修改參數時(shí)，同組態(tài)軟件一樣，也能很快地完成，減少設置時(shí)間。然而它的不足之處，在于設置過(guò)程中跳過(guò)了很多重要的細節，從而無(wú)法真正掌握PLC的內部的運作過(guò)程，比較抽象。例如在填寫(xiě)了眾多參數之后，雖然各站的數據鏈路能正常執行，但是卻無(wú)法理解這些參數之間是如何聯(lián)系的，如何作用的，如何使得各站的數據鏈接得以正常完成。
小結 總之，三種方法各有千秋，適用于在不同的目的和不同的情況下（譬如不同的PLC系列）供使用者靈活選用。如果旨在清晰地了解PLC內部的運作，可以用編程的方法；如果旨在節省設計人員的工作量，減少設計調試時(shí)間，可以用網(wǎng)絡(luò )參數的方法。組態(tài)軟件的方法可以算是這兩種的結合。在實(shí)際的應用中，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )參數來(lái)進(jìn)行通信初始化設置的方法不失為一種最為優(yōu)越的方法，方便、可*、功能全面這三點(diǎn)就已經(jīng)很好的滿(mǎn)足了系統的需求，縮短了CC-Link現場(chǎng)總線(xiàn)在應用于各種不同的工控場(chǎng)合時(shí)設計和調試的時(shí)間，降低了工作的難度，更方便了以后的故障檢修和維護。遺憾的是它只適用于小Q系列PLC。 隨著(zhù)通信技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，相信在不久的將來(lái)現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)及其相關(guān)技術(shù)將發(fā)展得更為成熟和完善，并將出現更為便利且功能強大的通信設置的方法，使將來(lái)的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)更好地應用于現場(chǎng)。
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