6ES7216-2AD23-0XB8使用方式

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1 引言

　　电梯的电气系统由驱动系统和控制系统两部分组成。传统的电气控制系统采用的继电器逻辑控制由于触点多、故障率高、可靠性差、体积大等缺点，正逐渐被淘汰。电梯采用PLC一变频器控制，具有控制准确、调试方便、运行稳定、电路简单等特点。PLC控型电梯，其核心是一台PLC。目前电梯设计使用可编程控制器（PLC），要求控制系统能进行下列运作:根据轿厢所处位置及乘客所处层数，判定轿厢运行方向，保证轿厢平层时减速，将轿厢停在选定的楼层上;同时根据楼层的呼叫，顺路停车，自动开关门;另外在轿厢内外均要有信号灯显示电梯运行方向及楼层数。

2 电梯主控制电路及其工作原理

　　电梯中的曳引电动机的运行直接由变频器控制，变频器的输入控制信号由PLC提供。电路中，电动机作为终端设备给电梯提供驱动能力，同时是变频器的执行机构;变频器是中间设备，在电路中起上传下达的作用，其作用是根据PLC输出的指令要求来控制主机、门机及旋转编码器，然后又将执行结果反馈给PLC;PLC既是人与电梯的接口，又是电梯控制部分的核心，其作用是接收乘客输入的开关指令，然后将该命令传送给变频器;旋转编码器是电梯运行中的检测机构，其作用是检测电梯的运动行程。

2.1 电梯运行控制（设电机转为上行）

　　电梯运行培训见图1。

　　DYD为电源指示灯，当外接电源接通时指示灯发光。接通电源开关GK，按下启动按钮，电源接触器HKC接通，变频器有电源输入。KC为运行/停止开关（由运行控制器控制），电梯的运行类型由PLC来控制。其控制方式如下:

　　Yl l、 Y 14 输出:电梯以额定速度上行（电梯正常状态下使用此速度）;
　　Yl l、 Y 巧输出:电梯以额定速度上行;
　　Y12 、 Y 14输出:电梯以爬行速度上行（电梯测试或检修时使用此速度）;
　　Y12 、 Y 巧输出:电梯以爬行速度上行;
　　Y01 、 Y 14 输出:电梯以检修速度上行（电梯检修状态下使用此速度）;
　　Y01 、 Y 巧输出:电梯以检修速度上行;
　　Y13 、 Y 14 输出:电梯以中速上行（电梯轻载时使用此速度）;
　　Y13 、 Y 巧输出: 电梯以中速上行。

2.2 旋转编码器工作原理

　　旋转编码器的作用是对电机的转动圈数进行计数，然后根据电机的转速与所计转动圈数计算出电梯的运动行程，从而实现对电梯运动行程的检测。

L=nZT

　　式中 : L-电梯运行行程（m）;n-电机转速（r/s）;Z-电机每转动一圈所对应的行程（m/r）;T一电机运行的时间（s）。

图1 电梯主控制电路

3 PLC电气控制电路

　　PLC是本梯控制部分的核心。电梯的各种操作均由PLC来控制，本PLC采用共阳极继电器输出型，如图2所示。PLC输入/输出接口功能及保护作用说明如下:

　　AJ :安 全 继电器开关，电梯运行时为闭合状态。
　　MJS : 门 锁继电器开关，电梯运行时为闭合状态。
　　MQG :平 层磁感应器开关，正常运行时断开，平层时闭合。
　　SHK: 上 强迫换速开关，此开关闭合，电梯强行减速，正常时断开。
　　XHK : 下强迫换速开关，此开关闭合卜电梯强行减速，正常时断开。
　　NH K : 轿内检修开关其与X7接通时，Y01输出，电梯处于轿内检修状态，正常运行时此开关与X10接通。
　　DHK :轿顶检修开关正常情况下与X01支路接通，当开关与Xll、X12 支路接通时，电梯处于轿顶检修状态。
　　DSA: 轿顶检修慢上按钮，电梯在轿顶检修状态下，按下此开关，电梯将以检检修速度上行。
　　DX A :轿 顶检修慢下按钮，电梯在轿顶检修状态下，按下此开关，电梯将以检检修速度下行。
　　KM A : 开门按钮，电梯停靠在层站时，按下此开关电梯将打开轿门，同时轿门带到层门井起开户;一般电梯每到一停站，门自动开户。
　　GM A : 关门按钮，电梯停靠在层站时，按下此开关电梯将关闭轿门，层门在弹簧作用力下自动关闭;一般电梯每到一停站，门延时关闭。
　　KM K : 开门极限开关，当轿门开到极限时此开关断开，门机停止运转。
　　GM K : 关门极限开关，当轿门关到极限时此开关断开，门机停止运转。
　　OR K : 开门故障开关，此开关正常时门断开。
　　SJK : 司 机开关，时开关闭合时，电梯由电梯司机控制。
　　xF K: 消 防开关，时开关闭合时，电梯将、乘客送到近的一层站然后停止运行，以保证乘客安全。
　　CZ K: 超 载开关，电梯超载时此开关闭合，电梯报警，电梯不运行。
　　SW K : 上限位开关，电梯冲顶时将开关闭合，电梯停止运行。
　　xW K : 下限位开关，电梯冲底时将开关闭合，电梯停止运行毛-
　　x2 7: 变 频器故障开关，此开关正常时断开，变频器故障时闭合，电梯停止运行。
　　X3 O: 减 速开关，电梯靠近停站时此开关闭合，电梯减速运行。
　　SP :强 迫 换速开关，电梯飞车时，此开头闭合，电梯强迫换速。
　　AP K I、 APK、CPK、LSS:安全触板开关组，位于轿门安全触板上。
　　INA 一 nN:A 内指令按钮，用于乘客选层。
　　ISA 一 Sn :A外上呼电梯按钮，每层一个，用于乘客呼叫电梯。
　　IX A一 nx A汐卜下呼电梯按钮，每层一个，用于乘客呼叫电梯。

　　另外 ， 图 中的“a一9”为LED七段显示器a段～9段的发光二极管，图中的“9”是应用于设有地下层的楼房的，当“9”有信号时指层器就会自动显示“负数”表示地下楼层，如:一IF、-ZF等。
　　变频器 、旋转编码器的型号及电动机的型号、功率为:

图2 PLC电气控制电路

　　变频器 : FR一55205一0，75K一CH;
　　曳引电动机:YS一5634W 180w（教学实训用，实际选用功率应相应增大）;
　　旋转编码器:ZSP3.806一40lG50OBZlls一24C（配速比为巧:1的相应减速器）。

4 结束语

　　本文采用三菱FXZN一80MR可编程控制器设计电梯的控制系统完成电梯的轿内指令、厅外召唤指令、楼层位置指示、平层换速控制、开门控制等控制任务。变频器在电梯中的应用，能够准确的执行PLC输出的指令，灵活地控制电机的运动状态。旋转编码器jingque计算出电梯的运动行程，将信号反馈给变频器。利用变频器执行电梯PLC控制系统的运行，将PLC中的驱动程序与变频器的需求响应相结合，实现加载驱动。通过对我院机电一体化实验室电梯实验装置的实践设计与调试证明，将PLC可电气控制电路编程控制器和变频器结合可以有效地实现电梯控制系统 的测试运行，有利于PLC控制系统的设计、检测，具有良好的应用价值。

　　中国的经济在快速发展、人们生活水平在不断tigao、城市化进程也在不断加快，但同时却面临着日趋严重的环境问题，特别是城市垃圾的处理。城市生活垃圾已经成为中国严重

　　的公害之一。及时处理城市垃圾是建设现代化城市不可缺少的条件。如何解决垃圾问题，已引起全社会的广泛关注。

　　目前国内外广泛采用的城市生活垃圾处理方式主要有卫生填埋、高温堆肥和焚烧等，这三种主要垃圾处理方式的比例，因地理环境、垃圾成份、经济发展水平等因素不同而有所区别。中国城市生活垃圾的厨余物多、含水率高、热值较低，利用焚烧法处理垃圾时必须将新鲜垃圾在垃圾储坑中储存3～5天进行发酵熟化，以达到渗出水分、tigao热值的目的，才能保证后续焚烧炉的正常运行，将此过程中渗出的水分称为“渗滤液”。垃圾渗滤液中的成分比较复杂，主要是有机物污染物、氨氮磷、重金属等，是一种高污染、强烈恶臭的呈黄褐色或灰褐色污水，对于环境有极大的破坏力。目前主要运用的处理技术方法有回喷法、反渗透法处理、生化处理等。垃圾焚烧处理相对于其它两种方法在减量化、无害化、资源化等方面具有很大优势，这种集环保、发电于一体的垃圾处理技术，正在使垃圾成为一种资源，具有广阔的发展空间，成为解决城市垃圾出路的一个新方向。

2 控制系统的要求

　　本系统要求包括（1）能够对实时监控现场的各种状态，显示当前的温度、liuliang、电机转速、变频器频率（2）能够在现场设定各种控制参数，（3）能够产生报警事件，包括温度过高、过低，liuliang过大、过小，电机转速过高、过低以及用户特殊定制的报警等。（4）能够加密以防止非人员修改系统参数。（5）能够为用户提供远距离开关控制。

3 工艺流程

　　本系统的工艺流程主要是渗滤液原料罐首先经过过滤及反冲装置除去渗滤液中的悬浮物和漂浮物，然后送入传输管道，利用高压泵将其直接喷入焚烧炉燃烧。渗滤液liuliang和焚烧炉温度可以分别通过liuliang计和温度传感器测出，传给PLC模拟量模块,PLC通过自由口与变频器进行通讯，从而根据炉温来控制电机和泵的转速，以达到控制liuliang的效果。渗滤液高温焚烧中产生的热能转化为高温高压蒸汽，驱动汽轮发电机。有毒的烟气则利用吸收塔回收净化，然后排入大气层。具体工艺流程图见图1。

图1工艺流程图

4 系统结构及硬件配置

　　本系统结构如图2所示：

图2系统结构

　　根据系统要求我们选择S7-226 PLC,因为它有两个通讯接口port0、port1。将1口设为自由口通讯方式，与变频器进行通讯，0口保留为PPI协议与人机界面进行连接。模拟量模块选择EM235,具有4路模拟量输入，可以直接与各种参数变送器连接。人机界面选择eview的触摸屏，用户可以方便的定义机组的开关、状态设定、参数修改、报警复位以及显示一些重要参数。变频器选择台达变频器，该变频器操作简单，与西门子PLC组合使用。

5 西门子PLC与台达变频器的通讯

　　本系统采用自由口通讯，众所周知采用D/A输出扩展模块来进行运动控制会因为模拟信号的波动和衰减使得系统不稳定，而RS-485通讯仅仅使用一条通讯电缆就可以完成变频器的启动、停止、频率设定，容易实现多台电机的同步运行，降低了系统的成本，增加了信号的传输距离和抗干扰能力。

　　频器RS485端口定义如下：

　　3: SG+ 信号正端，连接RS485口引脚3

　　4: SG- 信号负端，连接RS485口引脚4

　　台达变频器支持Modbus通讯协议，该协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过该协议，控制器与其他设备、网络可以进行通讯。为了使西门子PLC能够与变频器进行RS485通讯设定相互认定的参数，只有设定一致才能进行通讯。这些参数包括波特率、停止位、奇偶校验和数据长度等。设置变频器通讯参数如下：

　　F2-00 d4 由RS485通讯界面输入

　　F2-01 d3 由RS485通讯界面操作，键盘STOP有效

　　F9-00 dn 通讯地址为n,根据变频器的站号设置为1，2，3……..

　　F9-01 d1 波特率为9600位/秒

　　F9-04 ASCII mode 7,E,1

　　Modbus通讯协议包括两种通讯模式：ASCII模式和RTU模式，在一个Modbus网络中所有的设备必须选择相同的传输模式与窜口参数。本设计采用ASCII模式，消息帧格式如下所示：

　　表1消息帧格式

　　PLC采用自由口通讯，首先通过相关程序来读取Modbus通讯协议消息帧的ASCII码值并将其存放到指定的存储单元。将EM235采集到的模拟信号经处理转换为相应的频率ASCII码值替换掉原先存储单元的频率ASCII码值，并利用XMT发送指令实时发送给变频器，以达到实时控制电机转速的目的。

　　按照通讯协议让变频器工作在正转50HZ需要发送的字符窜为：

　　：01 06 2001 1388 3D

　　：为起始位，01为变频器站地址，06为功能码，表示写入字符至变频器，2001为变频器单元地址，1388为命令码，在此表示频率50HZ，3D为校验位，结束符为回车换行

　　正转、反转、停止的字符窜分别为

　　：0n 06 2000 0012 C7

　　：0n 06 2000 0022 B7

　　：0n 06 2000 0001 D8

　　n为被监控变频器的站号，值为1,2……..32。

6 PID控制

　　在工业控制中目前应用多的仍然是PID控制，我们采用CPU内部的PID指令，使用十分方便。S7-200的V4.0版编程软件STEP7-Micro/WIN32提供PID参数的自整定控制面板，可以在线修改PID参数，察看运行结果。由于温度控制是一个大滞后我们采用改进后的PID控制。
　　
　　其中SPn第n个采样时刻的给定值, PVn第n个采样时刻的过程变量值, KC回路增益，Ts采样时间间隔, Ti积分时间，Td微分时间, Mx第n-1采样时刻的积分项, PVn-1第n-1采样时刻的过程变量值。根据设定温度与当前温度的差值利用PID调节功能实现对温度的jingque监控。PID参数可以根据现场工况通过触摸屏进行现场调节，以保持系统的佳性能。

7 PLC的程序结构框图

　　根据整个系统的控制要求PLC的程序结构框图3所示：

图3程序结构框图

8 控制系统程序流程图

　　整个系统的程序流程图如图4所示：

图4程序流程图

9 结束语

　　渗滤液焚烧发电既有效的解决了垃圾污染问题，又可实现能源的再生利用，具有广阔的应用前景。本系统由PLC、台达变频器、触摸屏等组成，满足工艺要求，在稳定性、实时性、抗干扰能力方面效果显著。通过触摸屏友好的用户界面可以现场调试，修改不同的工艺参数，大大tigao了系统的灵活性。