西门子模块6ES7231-0HC22-0XA8多仓发货

1、引言

近年来可编程序控制器(PLC)以及变频调速技术日益发展，性能价格比日益提高，并在机械、冶金、制造、化工、纺织等领域得以普及和应用。为满足温度、速度、流量等工艺变量的控制要求，常常要对这些模拟量进行控制，PLC模拟量控制模块的使用也日益广泛。

通常情况下，变频器的速度调节可采用键盘调节或电位器调节方式，但是，在速度要求根据工艺而变化时，仅利用上述两种方式则不能满足生产控制要求，因此，我们须利用PLC灵活编程及控制的功能，实现速度因工艺而变化，从而保证产品的合格率。

2、变频器简介

交流电动机的转速n公式为：

式中:f—频率;

p—极对数;

s—转差率(0～3%或0～6%)。

由转速公式可见，改变三相异步电动机电源频率，可以改变旋转磁通势的同步转速，达到调速的目的。额定频率称为基频，变频调速时，可以从基频向上调(恒功率调速)，也可以从基频向下调(恒转距调速)。因此变频调速方式，比改变极对数p和转差率s两个参数简单得多。同时还具有很好的性价比、操作方便、机械特性较硬、静差率小、转速稳定性好、调速范围广等优点，因此变频调速方式拥有广阔的发展前景。

3、PLC模拟量控制在变频调速的应用

PLC包括许多的特殊功能模块，而模拟量模块则是其中的一种。它包括数模转换模块和模数转换模块。例如数模转换模块可将一定的数字量转换成对应的模拟量(电压或电流)输出，这种转换具有较高的精度。

在设计一个控制系统或对一个已有的设备进行改造时，常常会需要对电机的速度进行控制，利用PLC的模拟量控制模块的输出来对变频器实现速度控制则是一个经济而又简便的方法。

下面以三菱FX2N系列PLC为例进行说明。同时选择FX2N-2DA模拟量模块作为对变频器进行速度控制的控制信号输出。如图1所示，控制系统采用具有两路模拟量输出的模块对两个变频器进行速度控制。

图2为变频器的控制及动力部分，这里的变频器采用三菱S540型，PLC的模拟量速度控制信号由变频器的端子2、5输入。

3.1系统中PLC模拟量控制变频调速需要解决的主要问题

（1）模拟量模块输出信号的选择

通过对模拟量模块连接端子的选择，可以得到两种信号，0~10V或0~5V电压信号以及4~20mA电流信号。这里我们选择0~5V的电压信号进行控制。

（2）模拟量模块的增益及偏置调节

模块的增益可设定为任意值。然而，如果要得到大12位的分辨率可使用0~4000。如图3，我们采用0~4000的数字量对应0~5V的电压输出。当然，我们可对模块进行偏置调节，例如数字量0~4000对应4~20mA时。

（3）模拟量模块与PLC的通讯

对于与FX2N系列PLC的连接编程主要包括不同通道数模转换的执行控制，数字控制量写入FX2N-2DA等等。而重要的则是对缓冲存储器(BFM)的设置。通过对该模块的认识，BFM的定义如附表。

附表BFM的定义

从附表中可以看出起作用的仅仅是BFM的#16、#17，而在程序中所需要做的则是根据实际需要给予BFM中的#16和#17赋予合适的值。其中：

#16为输出数据当前值。

#17:b0:1改变成0时，通道2的D/A转换开始。

b1:1改变成0时，通道1的D/A转换开始

（4）控制系统编程

对于上例控制系统的编写程序如图4所示。

在程序中：

1)当M67、M68常闭触点以及Y002常开触点闭合时，通道1数字到模拟的转换开始执行;当M62、M557常闭触点以及Y003常开触点闭合时，通道2数字到模拟的转换开始执行。

2)通道1

将保存个数字速度信号的D998赋予辅助继电器(M400~M415);

将数字速度信号的低8位(M400~M407)赋予BFM的16#;

使BFM#17的b2=1;

使BFM#17的b2由1→0，保持低8位数据;

将数字速度信号的高4位赋予BFM的16#;

使BFM#17的b1=1;

使BFM#17的b1由1→0，执行通道1的速度信号D/A转换。

3)通道2

将保存第二个数字速度信号的D988赋予辅助继电器(M300~M315);

将数字速度信号的低8位(M300~M307)赋予BFM的16#;

使BFM#17的b2=1;

使BFM#17的b2由1→0，保持低8位数据;

将数字速度信号的高4位赋予BFM的16#;

使BFM#17的b0=1;

使BFM#17的b0由1→0，执行通道2的速度信号D/A转换。

4)程序中的K0为该数模转换模块的位置地址，在本控制系统中只用了一块模块，因此为K0，假如由于工艺要求控制系统还要再增加一块模块，则新增模块在编程时只要将K0改为K1即可。

（5）变频器主要参数的设置

根据控制要求，设置变频器的运行模式为外部运行模式，运行频率为外部运行频率设定方式，Pr.79=2;模拟频率输入电压信号为0~5V，所以，Pr.73=0;其余参数根据电机功率、额定电压、负载等情况进行设定。

3.2注意事项

(1)FX2N-2DA采用电压输出时，应将IOUT与COM短路;

(2)速度控制信号应选用屏蔽线，配线安装时应与动力线分开。

4、结束语

上述控制在实际使用过程中运行良好，很好的将PLC易于编程与变频器结合起来，当然不同的可编程序控制器的编程和硬件配置方法也不同，比如罗克韦尔PLC在增加D/A模块时，只要在编程环境下的硬件配置中添加该模块即可。充分利用PLC模拟量输出功能可以控制变频器从而控制设备的速度，满足生产的需要。

该类车库特点：

● 模块化设计，车位数从几个到上百个均可采用。可以在地面及地下停车场使用，也可设计成半地下形式，使用形式灵活，造价较低；
● 充分利用空间，可数倍提高停车数量；
● 系列化、标准化设计，结构合理，多种保护装置，安全可靠；
● 布局灵活，组合方便，可采用多种型式，形成大型停车场。
● 适应性强，地上、地下均可建造，可作2-6层，可多种单元组合，既有单列式，又有重列式。
● 电动钢索(或链条)式升降驱动系统，运行平衡可靠；
● 操作方式自由可选择：按钮式、触屏式、刷卡式；
● 广泛适用于办公写字楼、居民集中住宅区等处的地下室停放车辆；可充分利用地下室的有效空间高度和柱间距宽度来布置停车位。
● 多层升降横移式停车设备，可以创造多层停车位，就同类型设备而言，空间利用率高。
● 直接于地面空地架设，布置较为简单，工期施工短。
● 整体设计与楼面容为一体，美观大方。
● 安全系数大，系统具有以下安全保护装置：防坠落装置、紧急停止按钮、超限运行防止装置、前面光电开关、超高报警装置。
3.  电源及负荷
    本文介绍的立体停车库是三层三列七车位升降横移式停车库，也是多车位立体停车库的雏形，全线共有一个电控柜，外设按钮站，操作及维护简单，安全可靠性高。
    电气控制系统主电路供电为三相四线制AC380V，控制回路用单相220V供电，信号电路由PLC可编程控制器本身提供DC24V供电。
    全线主要电控设备负荷如下（总负荷约22KW）：
2.1  车盘横移电机    4X0.4KW
2.2  车盘升降电机    5X3.7KW
3  机构工位简述
    3.1  横移输送机构
    横移输送包括横移输送小车（升降固定架）及车盘，车盘是承载车的装置，共有4台可以进行横移，层有两台，第二层有两台，这两层各有一个空车位，供车盘左右横移之用，横移输送小车及车盘左右横移的动力源是横移输送电机。左右横移终点有限位开关进行定位保护，极点有机械死挡块保护。
    3.2  升降输送机构
    升降输送机构包括升降固定架及车盘，车盘是承载车的装置，共有5台车盘可以进行升降，第二层有两台，第三层有三台，车盘升降的动力源是升降电机。升降到位有限位开关进行定位保护。
4．PLC应用
    PLC（Programmable Logical Controller)即逻辑可编程序控制器，它是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式输入输出控制各种类型的机械或生产过程。
    PLC在现代控制系统中已普遍为电气设计人员所采用，PLC不仅给设计人员带来了控制上的可塑性，同样给机修人员的维修带来了极大方便。
    本停车库即采用了台达DVP60ES00R2继电器输出型的可编程控制器。扩展机DVP08XM11N+DVP08XN11R，输入输出总点数为76个，其中IN点为44个，OUT点为32个，电源为AC220V输入，交流有接点输出。
    该停车库的运行是通过相应限位开关的动作来自动循环的，各限位开关之间的安全联锁已通过程序的编制做到充分考虑。按程序编制取车操作过程如下：
    首先规定从左至右层依次为101、102、103车位，第二层依次为201、202、203车位，第三层依次为301、302、303车位，面向车库层左边为101车盘，层右边为102车盘，第二层左边为201车盘，第二层右边为202车盘，第三层由左至右分别为301、302、303车盘，车位与车盘要区别开来。
4.1  开机准备：
    接通电源，将电控柜的左侧面电源控制开通主空气开关闭合接通，电柜有电到，电源指示灯亮。
4.2  手动操作：
    将电柜的（自动停手动）转换开关置于“手动”位置，按下“运行启动”按钮，相应指示灯亮，即可在电柜面板上选择相应的手动按钮及动作升降横移选择开关进行操作。
    另外取车之前要保证各车位与车盘（车位与车盘的定义参见机构工位简述的规定）在相对应的位置上，即101车盘在101车位，其余类同，才能按照下面的操作方法进行操作，否则要根据实际情况进行相对应的手动操作。
4.2.1  取201车盘上的车，手动操作过程如下:
    将“左移右移”选择开关扳到右移，按住102车盘按钮，直至102车盘行到103车位停止；再按住101车盘按钮，直至101车盘行到102车位停止。
    将“上升下降”转换开关扳到下降，按住201车盘按纽，直至201车盘降到101车位停止。
    开走所要取的车之后再进行如下操作。
    将“上升下降”转换开关扳到上升，按住201车盘按纽，直至201车盘升到201车位停止。
    将“左移右移”选择开关扳到左移，按住101盘按钮，直至101车盘返回101车位停止；再按住102车盘按钮，直至102车盘返回102车位停止。
这样就完成了201车盘车位取车的手动操作全过程。
4.2.2  取202车盘上的车，手动操作过程如下:
    将“左移右移”选择开关扳到右移，按住102车盘按钮，直至102车盘行到103车位停止。
    将“上升下降”转换开关扳到下降，按住202车盘按纽，直至202车盘降到102车位停止。
    开走所要取的车之后再进行如下操作。
    将“上升下降”转换开关扳到上升，按住202车盘按纽，直至202车盘升到202车位停止。
    将“左移右移”选择开关扳到左移，按住102车盘按钮，直至102车盘返回102车位停止。
    这样就完成了202车盘车位取车的手动操作过程。
4.2.3  取301车盘上的车，手动操作过程如下:
    将“左移右移”选择开关扳到右移，按住102、202车盘按钮，直至102车盘行到103车位，202车盘行到203车位停止；再按住101、201车盘按钮，直至101车盘行到102车位，201车盘行到202车位停止。
    将“上升下降”转换开关扳到下降，按住301车盘按纽，直至301车盘降到101车位停止。
    开走所要取的车之后再进行如下操作。
    将“上升下降”转换开关扳到上升，按住301车盘按纽，直至301车盘升到301车位停止。
    将“左移右移”选择开关扳到左移，按住101、201车盘按钮，直至101车盘返回101车位，201车盘返回201车位停止；再按住102、202车盘按钮，直至102车盘返回102车位，202车盘返回202车位停止。
    这样就完成了301车盘车位取车的手动操作全过程。
4.2.4  取302车盘上的车，手动操作过程如下:
    将“左移右移”选择开关扳到右移，按住102、202车盘按钮，直至102车盘行到103车位，202车盘行到203车位停止。
    将“上升下降”转换开关扳到下降，按住302车盘按纽，直至302车盘降到102车位停止。
开走所要取的车之后再进行如下操作。
    将“上升下降”转换开关扳到上升，按住302车盘按纽，直至302车盘升到302车位停止。
    将“左移右移”选择开关扳到左移，按住102、202车盘按钮，直至102车盘返回102车位，202车盘返回202车位停止。
    这样就完成了302车盘车位取车的手动操作过程。
4.2.5  取303车盘上的车，手动操作过程如下:
    将“上升下降”转换开关扳到下降，按住303车盘按纽，直至303车盘降到103车位停止。
    开走所要取的车之后再进行如下操作。
    将“上升下降”转换开关扳到上升，按住303车盘按纽，直至303车盘升到303车位停止。
    这样就完成了303车盘车位取车的手动操作过程。
4.3  自动运行：
    将电柜的"自动停止手动“选择开关扳到“自动”位置，“自动运行”指示灯亮。
    当电柜面板“上升指示”“下降指示”“左移指示”“右移指示”指示灯亮时，可以自动运行取车。
    假如要取201车盘车位的车，自动运行操作如下：
    按一下201车盘按钮，201车盘自动调整到101车位停止，此时可以取车。
    当取走所要的车后，无须做其他操作，空车位等待停车。
    其他车位取车类同。只要按相应的取车车盘号按钮即可取到车。
4.4  停机：
4.4.1  正常停机
    将电柜“自动停止手动”转换开关转向停止位，关闭电柜电源开关。
4.4.2  特殊停机:
4.4.2.1当发生特殊情况或故障需紧急停机时，按下急停按钮开关；
4.4.2.2排除故障，将急停按钮复位，用手动功能将各车盘复原始位。
4.4.2.3  按初始开机方法重新供电启动。
5：结束语
    台达ES系列PLC在立体停车库上的应用已经得到设备厂家的认可，终用户反映良好

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