西门子S7-200 PLC在电梯控制中的应用

技术分类: 工程软件/硬件    来源:中国机械资讯网  发表时间:2006-05-15
在保证控制功能的前提下,最大限度地缩短CPU的周期扫描时间是一个很复杂的问题。一般只能从用户程序执行时间最短采取方法。电梯逻辑控制部分的程序扫描时间已超过10ms,尽管采取了一些减少程序扫描时间的办法,但仍无法将扫描时间降到10ms以下。同时,制动段曲线采用按距离原则,每段距离到的响应时间也不宜超过10ms。为满足系统的实时性要求,本文在速度曲线的产生方式中,采用中断方法,从而有效地克服了PLC扫描机制的限制。
  本文采用的PLC有三种中断功能:(1)外部中断;(2)高速计数内部中断(3)定周期中断。前两种中断各有8个中断点,后一种有4个中断点。在程序中采用了后面两种中断方式.起动过程采用定周期中断,制动过程采用高速计数内部中断。中断服务程序放在主程序后,运行状态检测\运行保护\内选外呼等逻辑控制均在主程序中实现。而运行条件的判断\运行模式的选择\查表等与运行曲线产生有关的程序放在中断服务程序中。
  起动加速运行由定周期中断服务程序完成。这种中断不能由程序进行开关,一旦设定,就一直按设定时间间隔循环中断,所以,起动运行条件需放在中断服务程序中,在不满足运行条件时,中断即返回。
  3.
2.2 减速制动曲线的产生
  为保证制动过程的完成,需在主程序中进行制动条件判断和减速点确定。在减速点确定之前,电梯一直处于加速或稳速运行过程中。加速过程由固定周期中断完成,加速到对应模式的最大值之后,加速程序运行条件不再满足,每次中断后,不再执行加速程序,直接从中断返回。电梯以对应模式的最大值运行,在该模式减速点到后,产生高速计数中断,执行减速服务程序。在该中断服务程序中修改计数器设定值的条件,保证下次中断执行。
  在PLC的内部寄存器中,减速曲线表的数值由大到小排列,每次中断都执行一次表指针加1操作,则下一次中断的查表值将小于本次中断的查表值。门区和平层区的判断均由外部信号给出,以保证减速过程的可靠性。
  4 程序设计
  利用变频器PG卡输出端将脉冲信号引入 PLC的高速计数输入端,构成位置反馈.高速计数器累加的脉冲数反映电梯的位置.高速计数器的值不断地与各信号点对应的脉冲数进行比较,由此判断电梯的运行距离,换速点,平层点和制动停车点等信号。理论上这种控制方式其平层误差可在个脉冲当量范围.在考虑减速机齿轮合间隙等机械因素情况下,电梯的平层精度可达内,大大低于国标的标准,满足电梯起制动平滑,运行平稳,平层准确的要求.电梯在运行过程中,通过位置信号检测,软件实时计算以下位置信号:电梯所在楼层位置,快速换速点,中速换速点,门区信号和平层位置信号等.由此省去原来每层在井道中设置的上述信号检测装置,大大减少井道检测元件和信号连接,降低成本。下面针对在实现集选控制基础上新增添的楼层计数,快速换速,中速换速,门区和平层信号5个子程序进行介绍。
  4.1 楼层计数
  本设计采用相对计数方式.运行前通过自学习方式,测出相应楼层高度脉冲数,对应17层电梯分别存入16个内存单元D01 - D16。
  楼层计数器CNTl0为一双向计数器,当到达各层的楼层计数点时,根据运行方向进行加1或减计数。
  运行中,高速计数器累计值实时与楼层计数点对应的脉冲数进行比较,相等时发出楼层计数信号,上行加1,下行减1,为防止计数器在计数脉冲高电平期间重复计数,采用楼层计数信号上沿触发楼层计数器。
  4.2 快速换速
  当高速计数器值与快速换速点对应的脉冲数相等时,若电梯处于快速运行且本层有选层信号,发快速换速信号.若电梯中速运行或虽快速运行但本层无选层信号,则不发换速信号。中速换速与快速换速判断方法类似,不再重复。
  4.3 门区信号
  当高速计数器CNT47数值在门区所对应脉冲数范围内时,发门区信号.平层信号与区信号判断方法类似,不再重复。
  4.4 脉冲信号故障检测
  脉冲信号的准确采集和传输在本系统中显得尤为重要,为检测旋转编码器和脉冲传输电路故障,设计了有无脉冲信号和错漏脉冲检测电路,通过实时检测确保系统正常运行。为消除脉冲计数累计误差,在基站设置复位开关,接入PLC高速计数器CNT47的复位端0001。
  5 结论
  本文所述系统基于电气集选控制原则,采用脉冲计数方法,用脉冲编码器取代井道中原有的位置检测装置,实现位移控制,用软件代替部分硬件功能,既降低系统成本,又提高了系统的可靠性和安全性,实现电梯的全数字化控制。
  在实验室调试的基础上,采用上述方法,实地对两台17层电梯进行改造,经有关部分检测和近一年的实际运行表明,系统运行可靠,乘坐舒适,故障率大为降低,平层精度在5mm以内,取得了良好的运行效果。参考文献
  [1] 朱善君.可编程序控制系统原理、应用、维护[M].北京:清华大学出版社.
  [2] 李景学,金广业.可编程控制器应用系统设计方法[M].北京:电子工业出版社





















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