门狗”用,对运动部件的工作状态进行监视。定时器的设定值,为运动部件所需要的最大可能时间。在发出该部件的动作指令时,同时启动\看门狗\定时器。若运动部件在规定时间内达到指定位置,发出一个动作完成信号,使定时器清零,说明监控对象工作正常;否则,说明监控对象工作不正常,发出报警或停止工作信号。
2.3.2.2 消抖 在振动环境中,行程开关或按钮常常会因为抖动而发出误信号,一般的抖动时间都比较短,针对抖动时间短的特点,可用PLC内部计时器经过一定时间的延时,得到消除抖动后的可靠有效信号,从而达到抗干扰的目的。
2.3.2.3 用软件数字滤波的方法提高输入信号的信噪比 为了提高输入信号的信噪比,常采用软件数字滤波来提高有用信号真实性。对于有大幅度随机干扰的系统,采用程序限幅法,即连续采样五次,若某一次采样值远远大于其它几次采样的幅值,那么就舍去之。对于流量、压力、液面、位移等参数,往往会在一定范围内频繁波动,则采用算术平均法。即用n次采样的平均值来代替当前值。一般认为:流量n= 12,压力n=4最合适。对于缓慢变化信号如温度参数,可连续三次采样,选取居中的采样值作为有效信号。对于具有积分器A/D转换来说,采样时间应取工频周期(20ms)的整数倍。实践证明其抑制工频干扰能力超过单纯积分器的效果。
2.4 PLC控制系统的发展趋势
PLC当初是针对工业顺序控制发展而研制的。经过30几年的迅速发展,PLC已不仅能进行开关量控制,而且还能进行模拟量控制,位置控制。特别是PLC的通信网络技术的发展,使得PLC如虎添翼,由单机控制向多机控制,由集中控制向多层次分布式控制系统发展。现在PLC的足迹已遍布了国民经济的各个领域,形成了满足各种需要的PLC应用系统。
今后PLC控制系统将朝什么方向发展呢?在市场经济发达的今天,产品的发展取决于市场的需求。PLC的主要应用领域是自动化。不同的企业对自动化的要求,规模以及投资数额都不相同,存在着不同的层次需求。从我国目前正在开展的以高新技术带动传统产业发展形式来看,我们不仅要大力发展适合于大,中型企业的高水准的PLC网络,而且也要发展合适小型企业该找的性能价格比高的小型PLC控制系统。所以今后PLC控制系统将朝着两个方向发展:一是向小型化,微型化系统方向发展。作为控制系统的关键设备,PLC将朝着体积更小,速度更快,功能更强,价格更低的方向发展。二是向大型化,网络化,多功能的方向发展。
(1)小型化、高性能、低成本、简单使用。
近年来,小型PLC应用十分普遍,超小型PLC的需求日趋增多。据统计,美国机床行业应用超小型PLC几乎占据了市场的1/4,国外许多PLC厂家正在积极地研制开发出各种超小型微型的PLC。例如德国西门子公司的S7-200既可以单机运行也可以联网实现复杂的控制。S7-200的最小配置是8个数字量输入和6个数字量输出,还可以根据实际情况
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扩展2~7个模块,最多可达到128个输入和120输出,此外S7-200还可以进行模拟量控制,是一种性能价格比较好的微型PLC
(2)大型化、网络化、多功能。
多层次分布式控制系统与集中型相比,具有更高的安全性和可靠性。系统设计,组态也更为灵活方便,地域分布也广,是当前控制系统发展的主要潮流。为了适应这种发展,实现工厂自动化,世界上各PLC生产厂家不断地研制开发功能更强的PLC网络系统。这种PLC网络一般是多级的,网络的最底层是现场执行级,网络的最上层为组织管理级。现场执行级可以由多个PLC或远程I/O工作站所组成,中间一级由PLC或计算机构成。最高一级一般由高性能的计算机组成。它们之间采用工业以太网,MAP网和工业现场总线相连构成一个多级分布式PLC。
(3)PLC控制系统将与智能控制系统更进一步地相互渗透和结合。
目前,PLC与计算机已成为地结合并广泛应用,PLC不再是单独的一个控制装置,它成为控制系统中的一个重要的组成部分和环节。随着集成电路和计算机技术的进一步发展,今后的PLC将更加注重它与智能控制系统的结合。许多PLC开发商已经注意到了PLC的兼容性,不仅是PLC与PLC的兼容,而且还注意到PLC与计算机的兼容,使之可以充分地利用计算机现有的软件资源。今后PLC将采用速度更快,功能更强的CPU,容量更大的存储器。并将更充分地利用计算机资源。PLC与工业控制计算机,集散控制系统,嵌入式计算机等系统还将进一步渗透与结合,这必将更进一步拓宽PLC的应用领域和空间。
第3章 PLC的选型
3.1 输入输出(I/O)点数的估算
本系统控制四层电梯,采用集选控制方式。为了完成设定的控制任务,主要根据电梯输入/输出点数确定PLC的机型。
根据电梯控制的要求,电梯应具有内呼和外呼按钮、行程开关、开关门按钮,以及相应的指示灯,估算所需I/O口的数量,并绘制I/O口分配表,见表3-1。
表3-1 I/O口分配表
序号 名 称 0 一层内呼 输入点 序号 I0.0 0 名 称 一层内呼指示 输出点 Q0.0 13
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 二层内呼 三层内呼 四层内呼 一层外呼上 二层外呼下 二层外呼上 三层外呼下 三层外呼上 四层外呼下 开门开关 关门开关 一层平层 二层平层 三层平层 四层平层 开门限位 关门限位 电梯上升极限位 电梯下降极限位 超重 警报器按钮 激光传感器 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 I2.0 I2.1 I2.2 I2.3 I2.4 I2.5 I2.6 I2.7 I3.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 二层内呼指示 三层内呼指示 四层内呼指示 一层外呼上指示 二层外呼下指示 二层外呼上指示 三层外呼下指示 三层外呼上指示 四层外听下指示 电梯上行门 电梯下行门 门电机开 门电机关 电梯上行指示 电梯下行指示 超重指示 警报器 一层指示 二层指示 三层指示 四层指示 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 Q2.0 Q2.1 Q2.2 Q2.3 Q2.4 Q2.5 Q2.6 Q2.7 Q3.0 Q3.1 Q3.2 Q3.3 图3-2 EM223CN
第4章 四层楼电梯控制系统设计
4.1 电动机控制电路图
根据设计要求,本次设计的电气控制系统主回路原理图如图4-2所示。图中M1,M2为曳引电机和门电机,交流接触器KM1~KM4通过控制两台电动机的运行来控制轿厢和厅门,从而进行对电梯的控制。FR1,FR2为起过载保护作用的热继电器,用于电梯运行过载时断开主电路。FU1为熔断器,起过电流保护作用。
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曳引电机 门电机
图4-2电动机控制电路图
4.2 PLC外部接线图
PLC外部接线图见下图4-3,其中包含主控制器CPU224CN及扩展模块EM223。接线图分为DC输入端和DC输出端。
输入端DC24V的负极接公共端1M和2M。输入开关的一端接到DC24V的正极,输入开关的另一端连接到CPU224或ME223各输入端。
输出端DC24V的正极接L+端。输出负载的一端接到DC24V的负极,输入开关的另一端连接到CPU224或EM223各输出端。
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4-3 PLC外部接线图
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图