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6ES7214-2AS23-0XB8安裝調(diào)試
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3．用戶的反饋
系統(tǒng)從在廠里調(diào)試成功，至運(yùn)到用戶那里安裝完畢后,，開始生產(chǎn)至今已有三年時(shí)間，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,，取得了較好的效果,，生產(chǎn)廠家及用戶都比較滿意。
CC-bbbb通信原理簡介
CC-bbbb的底層通訊協(xié)議遵循RS485,。一般情況下,，CC-bbbb主要采用廣播－輪詢的方式進(jìn)行通訊。具體的方式是：主站將刷新數(shù)據(jù)（RY/RWw）發(fā)送到所有從站,，與此同時(shí)輪詢從站1,；從站1對主站的輪詢作出響應(yīng)（RX/RWr），同時(shí)將該響應(yīng)告知其它從站,；然后主站輪詢從站2（此時(shí)并不發(fā)送刷新數(shù)據(jù)）,，從站2給出響應(yīng)，并將該響應(yīng)告知其它從站,；依此類推,，循環(huán)往復(fù)。廣播－輪詢時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸幀格式請參照圖2,，該方式的數(shù)據(jù)傳輸率非常高,。
除了廣播－輪詢方式以外，CC-bbbb也支持主站與本地站,、智能設(shè)備站之間的瞬時(shí)通訊,。從主站向從站的瞬時(shí)通訊量為150字節(jié)/數(shù)據(jù)包，由從站向主站的瞬時(shí)通訊量為34字節(jié)/數(shù)據(jù)包,。瞬時(shí)傳輸時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸幀格式請參照圖2,，由此可見瞬時(shí)傳輸不會(huì)對廣播輪詢的循環(huán)掃描時(shí)間造成影響。
CC所有主站和從站之間的通訊進(jìn)程以及協(xié)議都由通訊用LSI－MFP(MitsubishiFieldNetworkProcessor)控制,，其硬件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)決定了CC-bbbb的高速穩(wěn)定的通訊,。
CC-bbbb網(wǎng)絡(luò)設(shè)置與編程
在基于CC-bbbb現(xiàn)場總線的應(yīng)用過程中，最為重要的一部分便是對系統(tǒng)進(jìn)行通信初始化設(shè)置,。目前CC-bbbb通信初始化設(shè)置的方法一般有三種：
1）采用的是最基本的方法,，即通過編程來設(shè)置通信初始化參數(shù)。
2）使用CC-bbbb通信配置的組態(tài)軟件GX-ConfiguratorforCC-bbbb，采用通信初試化設(shè)置的方法,。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(xiàn)通信參數(shù)的設(shè)置，整個(gè)組態(tài)的過程十分簡單,，但遺憾的是,，目前該方法還不支持Q系列的PLC。
3）通過CC-bbbb網(wǎng)絡(luò)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)通信參數(shù)設(shè)定,。這是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(xiàng)功能。整個(gè)設(shè)置的過程相當(dāng)方便,。只要在GPPW軟件的網(wǎng)絡(luò)配置菜單中,，設(shè)置相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，遠(yuǎn)程I/O信號就可自動(dòng)刷新到CPU內(nèi)存,，還能自動(dòng)設(shè)置CC-bbbb遠(yuǎn)程元件的初始參數(shù),。如果整個(gè)CC-bbbb現(xiàn)場總線系統(tǒng)是由Q系列和64個(gè)遠(yuǎn)程I/O模塊構(gòu)成的，甚至不須設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)即可自動(dòng)完成通信設(shè)置的初試化,。
對Q型PLC來說,，利用網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置的方法是最為簡單有效的，只要按規(guī)定填寫一定量的參數(shù)之后就能夠很好的取代繁冗復(fù)雜的順控程序,。在發(fā)生錯(cuò)誤或是需要修改參數(shù)時(shí),，同組態(tài)軟件一樣，也能很快地完成,，減少設(shè)置時(shí)間,。然而它的不足之處，在于設(shè)置過程中跳過了很多重要的細(xì)節(jié),，從而無法真正掌握PLC的內(nèi)部的運(yùn)作過程,，比較抽象。例如在填寫了眾多參數(shù)之后,，雖然各站的數(shù)據(jù)鏈路能正常執(zhí)行,，但是卻無法理解這些參數(shù)之間是如何聯(lián)系的，如何作用的,，如何使得各站的數(shù)據(jù)鏈接得以正常完成,。在實(shí)際CC-bbbb的應(yīng)用中，通過網(wǎng)絡(luò)參數(shù)來進(jìn)行通信初始化設(shè)置的方法不失為一種最為*的方法,，方便、可靠,、功能全面這三點(diǎn)就已經(jīng)很好的滿足了系統(tǒng)的需求,，縮短了CC-bbbb現(xiàn)場總線在應(yīng)用于各種不同的工控場合時(shí)設(shè)計(jì)和調(diào)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(hù),。遺憾的是它只適用于小Q系列PLC,。
隨著當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,電梯制造技術(shù)也呈高速發(fā)展之勢,由于高層建筑不斷增多，電梯在國民經(jīng)濟(jì)和生活中有著廣泛的應(yīng)用,。電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分,。在這里我選擇我選擇國內(nèi)電梯行業(yè)三之一的三菱電梯,對其FX2系列PLC構(gòu)成電梯控制系統(tǒng)特性進(jìn)行分析.
實(shí)際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號以及自身控制規(guī)律等運(yùn)行的，而呼叫是隨機(jī)的,，電梯實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng),，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此,，電梯控制系統(tǒng)采用隨機(jī)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(jī)作為信號控制單元,，完成電梯信號的采集,、運(yùn)行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)調(diào)度和集選運(yùn)行功能,，拖動(dòng)控制則由變頻器來完成;第二種控制方式用可編程控制器(PLC)取代微機(jī)實(shí)現(xiàn)信號集選控制,。從控制方式和性能上來說，這兩種方法并沒有太大的區(qū)別,。國內(nèi)廠家大多選擇第二種方式,，其原因在于生產(chǎn)規(guī)模較小，自己設(shè)計(jì)和制造微機(jī)控制裝置成本較高;而PLC可靠性高,，程序設(shè)計(jì)方便靈活,，抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等特點(diǎn),，所以現(xiàn)在的電梯控制系統(tǒng)廣泛采用可編程控制器來實(shí)現(xiàn),。
2.電梯理想運(yùn)行曲線
根據(jù)大量的研究和實(shí)驗(yàn)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(yùn)行曲線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實(shí)現(xiàn)較為困難,，而三角形曲線最大加速度和在啟動(dòng)及制動(dòng)段的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處的加速度變化率均大于梯形曲線，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,，因梯形曲線容易實(shí)現(xiàn)并且有良好加速度變化率頻繁指標(biāo)，故被廣泛采用,，采用梯形加速度曲線電梯的理想運(yùn)行曲線如圖1所示：
智能變頻器是為電梯的靈活調(diào)速,、控制及高精度平層等要求而專門設(shè)計(jì)的電梯專用變頻器，可配用通用的三相異步電動(dòng)機(jī),，并具有智能化軟件,、標(biāo)準(zhǔn)接口,、菜單提示、輸入電梯曲線及其它關(guān)鍵參數(shù)等功能,。其具有調(diào)試方便快捷,，而且能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)單多層功能，并具有自動(dòng)優(yōu)化減速曲線的功能,，由其組成的調(diào)速系統(tǒng)的爬行時(shí)間少,，平層距離短，不論是雙繞組電動(dòng)機(jī),，還是單繞組電動(dòng)機(jī)均可適用,，其最高設(shè)計(jì)速度可達(dá)4m/s，其的電腦監(jiān)控軟件,，可選擇串行接口實(shí)現(xiàn)輸入/輸出信號的無觸點(diǎn)控制,。
變頻器構(gòu)成的電梯系統(tǒng)，當(dāng)變頻器接收到控制器發(fā)出的呼梯方向信號,，變頻器依據(jù)設(shè)定的速度及加速度值,，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，達(dá)到最大速度后,，勻速運(yùn)行,，在到達(dá)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(shè)定的減速度將最大速度減至爬行速度,，在減速運(yùn)行過程中，變頻器的能夠自動(dòng)計(jì)算出減速點(diǎn)到平層點(diǎn)之間的距離,，并計(jì)算出優(yōu)化曲線,，從而能夠按優(yōu)化曲線運(yùn)行，使低速爬行時(shí)間縮短至0.3s,在電梯的平層過程中變頻器通過調(diào)整平層速度或制動(dòng)斜坡來調(diào)整平層精度,。即當(dāng)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),，有平層開關(guān)自動(dòng)斷開低速信號，系統(tǒng)按優(yōu)化曲線實(shí)現(xiàn)高精度的平層,，從而達(dá)到平層的準(zhǔn)確可靠,。
3.電梯速度曲線
電梯運(yùn)行的舒適性取決于其運(yùn)行過程中加速度a和加速度變化率p的大小，過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(yùn)行效率，a,、p的值不宜過小,。能保證a,、p最佳取值的電梯運(yùn)行曲線稱為電梯的理想運(yùn)行曲線。電梯運(yùn)行的理想曲線應(yīng)是拋物線-直線綜合速度曲線,，即電梯的加、減過程由拋物線和直線構(gòu)成,。電梯給定曲線是否理想,，直接影響實(shí)際的運(yùn)行曲線。
3.1速度曲線產(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(kuò)展模塊和FX2-40AW雙絞線通信適配器,，F(xiàn)X2-40AW用于系統(tǒng)串行通信,。利用PLC擴(kuò)展功能模塊D/A模塊實(shí)現(xiàn)速度理想曲線輸出，事先將數(shù)字化的理想速度曲線存入PLC寄存器,，程序運(yùn)行時(shí),，通過查表方式寫入D/A，由D/A轉(zhuǎn)換成模擬量后將速度理想曲線輸出,。
3.2加速給定曲線的產(chǎn)生
8位D/A輸出0～5V/0～10V,，對應(yīng)數(shù)字值為16進(jìn)制數(shù)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(jì)算，電梯加速過程中每次查表的時(shí)間間隔不宜超過10ms,。
由于電梯邏輯控制部分程序最大,，而PLC運(yùn)行采用周期掃描機(jī)制，因而采用通常的查表方法,，每次查表的指令時(shí)間間隔過長,，不能滿足給定曲線的精度要求。在PLC運(yùn)行過程中,，其CPU與各設(shè)備之間的信息交換,、用戶程序的執(zhí)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、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(yùn)行監(jiān)視,、與編程器交換信息,、與數(shù)字處理器交換信息、與通訊處理器交換信息,、執(zhí)行用戶程序和輸入輸出接口服務(wù)等,。在一個(gè)周期內(nèi)，CPU對整個(gè)用戶程序只執(zhí)行一遍,。這種機(jī)制有其方便的一面,，但實(shí)時(shí)性差。過長的掃描時(shí)間,，直接影響系統(tǒng)對信號響應(yīng)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(fù)雜的問題,。一般只能從用戶程序執(zhí)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10ms，盡管采取了一些減少程序掃描時(shí)間的辦法,，但仍無法將掃描時(shí)間降到10ms以下,。同時(shí)，制動(dòng)段曲線采用按距離原則,，每段距離到的響應(yīng)時(shí)間也不宜超過10ms,。為滿足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求，在速度曲線的產(chǎn)生方式中,，采用中斷方法,，從而有效地克服了PLC掃描機(jī)制的限制。
起動(dòng)加速運(yùn)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)行開關(guān),，一旦設(shè)定，就一直按設(shè)定時(shí)間間隔循環(huán)中斷,，所以,，起動(dòng)運(yùn)行條件需放在中斷服務(wù)程序中，在不滿足運(yùn)行條件時(shí),，中斷即返回,。
3.3減速制動(dòng)曲線的產(chǎn)生
為保證制動(dòng)過程的完成，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(wěn)速運(yùn)行過程中。加速過程由固定周期中斷完成,，加速到對應(yīng)模式的最大值之后,，加速程序運(yùn)行條件不再滿足，每次中斷后,，不再執(zhí)行加速程序,，直接從中斷返回,。電梯以對應(yīng)模式的最大值運(yùn)行，在該模式減速點(diǎn)到后,，產(chǎn)生高速計(jì)數(shù)中斷,，執(zhí)行減速服務(wù)程序。在該中斷服務(wù)程序中修改計(jì)數(shù)器設(shè)定值的條件,，保證下次中斷執(zhí)行,。
在PLC的內(nèi)部寄存器中，減速曲線表的數(shù)值由大到小排列,，每次中斷都執(zhí)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,。門區(qū)和平層區(qū)的判斷均由外部信號給出,，以保證減速過程的可靠性。
4.電梯控制系統(tǒng)
4.1電梯控制系統(tǒng)特性
在電梯運(yùn)行曲線中的啟動(dòng)段是關(guān)系到電梯運(yùn)行舒適感指標(biāo)的主要環(huán)節(jié),而舒適感又與加速度直接相關(guān),根據(jù)控制理論,要使某個(gè)量按預(yù)定規(guī)律變化必須對其進(jìn)行直接控制,對于電梯控制系統(tǒng)來說,要使加速度按理想曲線變化就必須采用加速度反饋,根據(jù)電動(dòng)機(jī)的力矩方程式:M—MZ=ΔM=J(dn/dt),，可見加速度的變化率反映了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)距的變化,，控制加速度就控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)距ΔM=M—MZ。故在此段采用加速度的時(shí)間控制原則,，當(dāng)啟動(dòng)上升段速度達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的90%時(shí),，將系統(tǒng)由加速度控制切換到速度控制，因?yàn)樵诜€(wěn)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(wěn)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(tǒng)的速度上升段和穩(wěn)速段雖都采用PI調(diào)節(jié)器控制，但兩段的PI參數(shù)是不同的,，以提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)指標(biāo),。
在系統(tǒng)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(yán)格地按電梯運(yùn)行的速度和距離的關(guān)系來控制，以保證平層的精度,。在系統(tǒng)的轉(zhuǎn)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(jù)在每一制動(dòng)距離上實(shí)際轉(zhuǎn)速與理論轉(zhuǎn)速的偏差來修正加速度給定曲線的方法,。例如在距離平層點(diǎn)的某一距離L處，速度應(yīng)降為 Vm/s,，而實(shí)際轉(zhuǎn)速高為V′m/s,，則說明所加的制動(dòng)轉(zhuǎn)距不夠,，因此計(jì)算出此處的給定減速度值-ag后，使其再加上一個(gè)負(fù)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(fù)偏差加大,，從而加大了制動(dòng)轉(zhuǎn)距，使速度很快降到標(biāo)準(zhǔn)值,，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)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(yùn)行速度很低,，為防止未到平層區(qū)就停車的現(xiàn)象出現(xiàn),，以使電梯能較快地進(jìn)入平層區(qū)，在此段采用比例調(diào)節(jié),，并采用時(shí)間優(yōu)化控制,，以保證電梯準(zhǔn)確及時(shí)地進(jìn)入平層區(qū)，以達(dá)到準(zhǔn)確可靠平層,。
4.2電梯控制構(gòu)成
由于電梯的運(yùn)行是根據(jù)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(jī)的,，因此,，系統(tǒng)控制采用隨機(jī)邏輯控制。即在以順序邏輯控制實(shí)現(xiàn)電梯的基本控制要求的基礎(chǔ)上,，根據(jù)隨機(jī)的輸入信號,，以及電梯的相應(yīng)狀態(tài)適時(shí)的控制電梯的運(yùn)行。另外,，轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數(shù)確定,，并送PLC的計(jì)數(shù)器來進(jìn)行控制。同時(shí),，每層樓設(shè)置一個(gè)接近開關(guān)用于檢測系統(tǒng)的樓層信號