Programación de dos velocidades
Capítulo 2 Diseño del hardware del ascensor
2.1 Configuración del hardware del sistema de control del ascensor
El sistema consta principalmente de PLC, convertidor de frecuencia, caja de control, pantalla y motor de tracción ( (denominado VVVF). Controlar el modo de operación del ascensor a través del PLC puede hacer que el sistema de control sea más confiable y compacto. El diagrama de bloques de hardware del sistema se muestra en la Figura 3-1.
Figura 2-2-1 Diagrama de bloques de hardware del sistema de control de varillaje de ascensor PLC
Como se puede ver en la Figura 3-1, el sistema consta principalmente de dos partes, entre las cuales la lógica parte del control del ascensor Realizado por PLC. Al analizar las condiciones reales de operación y las reglas de control del ascensor, se diseñó y desarrolló un programa de control de varillaje del ascensor para que el PLC pueda controlar el funcionamiento del ascensor. En la parte de regulación de velocidad del ascensor, se selecciona un inversor de control vectorial de alto rendimiento y se utiliza un generador de impulsos (codificador) para medir la velocidad de rotación del motor de tracción de jaula de ardilla para formar un sistema de control vectorial de circuito cerrado para el motor y realizar el control del funcionamiento del motor de tracción de jaula de ardilla con voltaje variable y frecuencia variable (VVVF).
En primer lugar, el PLC recibe la señal de llamada y la señal de piso del ascensor. Luego, de acuerdo con el estado de estas señales de entrada, las relaciones lógicas de varias señales se procesan de manera ordenada a través de una serie de complejos programas de control interno. Finalmente, envía señales de control del interruptor al motor de control de la puerta de CC, al convertidor de frecuencia y a varias pantallas a tiempo para controlar el ascensor. En el sistema de control de ascensores, debido a que el control del ascensor es un control aleatorio, existe una fuerte correlación entre varias señales de entrada, entre señales de salida y entre señales de entrada y señales de salida. Las relaciones lógicas son muy complejas de procesar, lo que plantea grandes desafíos. Programación de PLC. Viene con gran dificultad.
Para cumplir con los requisitos del ascensor, el inversor necesita detectar y realimentar el motor a través del generador de impulsos y la tarjeta PG conectada coaxialmente al motor de tracción de jaula de ardilla mientras el PLC envía la señal de control del interruptor a la velocidad del inversor, formando así un sistema de circuito cerrado. El generador de impulsos emite impulsos después de que la tarjeta PG reciba los impulsos, se enviará de vuelta al inversor para ajustar el funcionamiento. La dirección de rotación del motor se puede determinar en función de la secuencia de fases de los pulsos y la velocidad del motor se puede medir en función de la frecuencia de los pulsos.
2.1.1 Circuito de hardware
Figura 2-2 Diagrama de cableado de hardware
Las funciones de cada parte se describen a continuación:
Q1 —— Diagrama del circuito de potencia trifásico.
k 1-Contactor de control de fuente de alimentación
K2—Contactor de control on-off del motor de carga
vs-Inversor
Dinámico fabricado unidad
r B-Resistencia de frenado de energía
m-Motor de tracción principal
2.1.2 Circuito principal
Principal El circuito consta de Entrada de CA trifásica, variador de frecuencia, máquina de tracción y unidad de frenado. Debido al uso de un inversor de voltaje AC-DC-AC, la energía realimentada durante el frenado no puede enviarse de vuelta a la red bajo la carga potencial del ascensor. Para limitar la tensión de la bomba se utiliza un método de frenado con consumo de energía controlable.
2.1.3Circuito de control PLC
El PLC recibe señales de llamada del panel de control y cajas de llamadas de cada piso, señales de función del sistema de cabina y puerta, y señales de estado del hueco y Convertidor de frecuencia. El control de selección centralizado de los ascensores se realiza mediante el juicio y el cálculo del programa. Mientras emite señales de visualización y monitoreo, el PLC envía señales como dirección de marcha, arranque, aceleración y desaceleración y frenado al convertidor de frecuencia para detener la escalera.
2.2 Curva de control de velocidad del ascensor
Como herramienta de transporte de pasajeros, el ascensor no solo debe ser seguro y confiable, sino también funcionar suavemente bajo cargas potenciales, viajar cómodamente y detenerse con precisión. . La velocidad de funcionamiento del ascensor debe ser como se muestra en la Figura 2-3, y el error de nivelación debe ser como se muestra en la Tabla 2-1:
Vm Velocidad nominal de funcionamiento del ascensor Vp Velocidad de ralentí del piso ascendente paralelo
Fig. 2-3 Curva de velocidad de funcionamiento del ascensor
Tabla 2-1 Rango de error de medición de nivel
Ascensor de alta velocidad Elevador de alta velocidad Elevador de baja velocidad metros/segundo
≤5≤10≤ 0.5>0.5
≤ 15 ≤ 30
El control de doble bucle de regulación de velocidad de conversión de frecuencia básicamente puede cumplir con los requisitos, pero Necesita mejorarse aún más en comparación con los ascensores extranjeros de alto rendimiento. Este diseño se basa en esta idea. Al mismo tiempo, el codificador rotatorio existente se utiliza para formar la velocidad. La tarjeta PG del convertidor de frecuencia genera el número de pulsos proporcionales a la velocidad del motor y el desplazamiento del elevador, y se introduce en el puerto de entrada de conteo de alta velocidad. SOCIEDAD ANÓNIMA. Al acumular el número de pulsos, el equivalente del pulso se calcula usando una fórmula para determinar la posición del elevador.
Desplazamiento del ascensor h=SI
Donde I: número de pulsos acumulado S: pulso equivalente.
S=IpD/(pr)(1)
La relación de reducción del reductor utilizado en este sistema es 1=1/20, lo que genera fuerza de tracción.
Diámetro de la rueda D=580 mm, velocidad nominal del motor ne=1450 r/min, correspondiente al número de pulsos por revolución del codificador rotatorio p = 1024, relación de división de frecuencia de la tarjeta PG r=1/18, ingrese la fórmula (1).
S = 1,6 mm/pulso
2.3 Selección del motor de arrastre
La selección del motor incluye la selección del tipo de motor, la forma estructural y varios parámetros nominales.
Principios básicos para la selección del motor
Las características mecánicas del motor deben cumplir con los requisitos de la maquinaria de producción y ser compatibles con las características de carga. Garantiza un funcionamiento estable y un buen rendimiento de arranque y frenado.
Durante el proceso de trabajo, la capacidad del motor se puede utilizar completamente para que su aumento de temperatura alcance o se acerque lo más posible al aumento de temperatura nominal.
La estructura del motor debe cumplir con los requisitos de instalación propuestos por el diseño mecánico y cumplir con las condiciones de trabajo del entorno circundante.
Seleccionar el motor según los requisitos de regulación de velocidad de la maquinaria de producción.
Generalmente se utiliza un motor asíncrono de jaula trifásico o un motor trifásico de dos velocidades; cuando se tiene en cuenta la regulación general de velocidad y el gran par de arranque, se selecciona un motor asíncrono de devanado trifásico; cuando los requisitos de regulación de velocidad son relativamente grandes, cuando sean altos, elija la regulación de velocidad de conversión de frecuencia del motor de CC o del motor de CA para lograrlo.
En resumen, el motor de tracción del ascensor utiliza un motor asíncrono de bobinado trifásico y la grúa pórtico puede utilizar un motor de CA de frecuencia variable y velocidad ajustable.
Selección de la forma estructural del motor
Seleccionar la forma de protección del motor según los diferentes entornos de trabajo. El tipo abierto es adecuado para ambientes secos y limpios; el tipo protector es adecuado para ambientes secos y polvorientos sin gases corrosivos ni explosivos; el tipo de enfriamiento con ventilador automático cerrado y otros tipos de enfriamiento con ventilador se usan para polvo húmedo y corrosivo y viento y lluvia. entornos de erosión; para inmersión Está completamente encerrado en el entorno acuático; el tipo a prueba de explosiones se utiliza en entornos con peligro de explosión.
En resumen, el ambiente de trabajo de la sala de máquinas y eje es seco y polvoriento, sin gases corrosivos y explosivos, por lo que el motor de tracción y el motor de la puerta están protegidos;
La tensión nominal de la selección del motor
La tensión nominal del motor debe ser consistente con la fuente de alimentación de la red de suministro. El ascensor adopta un sistema trifásico de cinco cables, por lo que el voltaje nominal del motor de tracción es de 380 V. La fuente de alimentación de la máquina de la puerta puede ser una cortina de luz o una fuente de alimentación de pantalla táctil de seguridad, por lo que el voltaje nominal es de 220 V.
Selección de la velocidad nominal del motor
Para motores con la misma potencia nominal, cuanto mayor sea la velocidad nominal, menor será el tamaño, el peso y el coste del motor, por tanto, a la hora de producirlo. La maquinaria requiere una cierta velocidad. En este caso, es más económico elegir un motor de alta velocidad. Sin embargo, cuanto mayor es la velocidad del motor, mayor es la velocidad del mecanismo de transmisión y más complejo es el mecanismo de transmisión. Por lo tanto, la velocidad nominal del motor debe determinarse considerando varios factores del motor y del mecanismo de transmisión. Normalmente se utiliza un motor asíncrono trifásico con una velocidad síncrona de 1500 r/min.
Selección de la capacidad del motor
La capacidad del motor refleja su capacidad de carga y está relacionada con el aumento de temperatura permitido y la capacidad de sobrecarga del motor. El aumento de temperatura permitido es el aumento de temperatura máximo permitido cuando el motor impulsa una carga y está relacionado con la resistencia al calor del material aislante. La capacidad de sobrecarga es la capacidad de carga máxima que puede soportar el motor. Está limitada por las condiciones de rectificación del motor de CC y determinada por el par máximo del motor de CA. De hecho, la capacidad nominal del motor está determinada por el aumento de temperatura permitido.
Existen dos métodos para seleccionar la capacidad del motor, uno es el método de cálculo analítico y el otro es el método de analogía estadística de encuesta.
El método de análisis y cálculo consiste en calcular la potencia de carga promedio en función del diagrama de carga de la maquinaria de producción y luego calcular la potencia nominal del motor primario en función de (1,1 ~ 1,6) veces la carga promedio. fuerza. La selección de coeficientes debe basarse en cambios de carga. Cuando una carga grande representa una gran cantidad de componentes, se selecciona un coeficiente mayor; cuando la carga permanece sin cambios o no cambia mucho durante mucho tiempo, se puede seleccionar el coeficiente más pequeño.
Verifique el calentamiento del motor principal, luego verifique la capacidad de sobrecarga del motor y verifique la capacidad de arranque del motor si es necesario. Cuando pasa la calibración, la potencia nominal del motor cumple con los requisitos de carga; si falla, seleccione otro motor y verifique nuevamente hasta que pase. Este método requiere muchos cálculos y dificulta la elaboración de un diagrama de carga. Para sistemas de transmisión eléctrica simples y maquinaria de producción general sin requisitos especiales, la selección de la capacidad del motor a menudo se basa en encuestas y analogías estadísticas.
El método de analogía estadística se utiliza para analizar estadísticamente la capacidad del motor del mismo tipo y de máquinas herramienta avanzadas en varios países, descubrir la relación entre la capacidad del motor y los parámetros principales, y luego derivar el cálculo correspondiente. Fórmula para determinar la capacidad del motor según las condiciones nacionales de mi país. Este es un enfoque práctico.
2.4 Control de velocidad
Este método se implementa utilizando el módulo D/A del módulo de función extendida PLC. La curva de velocidad ideal digitalizada se almacena de antemano en el registro del PLC. Cuando el programa se está ejecutando, D/A se escribe en D/A consultando la tabla, D/A se convierte en simulación y luego se genera la curva ideal.
Acelerar la generación de la curva dada
Dado que la parte de control lógico del ascensor tiene el programa más grande y la operación del PLC adopta el sistema de escaneo periódico, se utiliza el método habitual de búsqueda de tablas. y el tiempo de instrucción de cada búsqueda de tabla es El intervalo es demasiado largo para cumplir con los requisitos de precisión de la curva dada. Durante el funcionamiento del PLC, el intercambio de información, la ejecución del programa de usuario, la recopilación de información, la salida de control y otras operaciones entre el PLC y varios dispositivos se realizan en un orden fijo en forma de escaneo cíclico, y cada ciclo tiene varias funciones. juicio y operación.
2) Generación de la curva de frenado por desaceleración
Para garantizar la finalización del proceso de frenado, es necesario juzgar las condiciones de frenado y determinar el punto de desaceleración en el programa principal. Antes de determinar el punto de desaceleración, el ascensor siempre está en proceso de acelerar o funcionar a una velocidad constante. El proceso de aceleración se logra mediante tiempos de interrupción fijos. Una vez que la aceleración alcanza el valor máximo del modo correspondiente, las condiciones de funcionamiento del programa de aceleración ya no se cumplen. Después de cada interrupción, el programa de aceleración ya no se ejecuta y regresa directamente de la interrupción. El ascensor funciona al valor máximo del modo correspondiente. Después del punto de desaceleración en este modo, se genera una interrupción de conteo de alta velocidad y se ejecuta el programa de servicio de desaceleración. En esta rutina de servicio de interrupción, las condiciones del valor establecido del contador se modifican para garantizar la ejecución de la siguiente interrupción.
2.5 Distribución de puntos y selección del modelo de PLC
Antes de asignar puntos de E/S, primero debemos saber qué son los puntos de entrada y salida. Figura 3.4 El modelo simplificado del ascensor de cinco pisos y el diagrama esquemático del gabinete de control, del cual podemos encontrar fácilmente la distribución aproximada de la entrada.
Figura 2.4 Modelo simplificado del ascensor de cinco pisos y diagrama esquemático del gabinete de control.
2.5.1Módulo de interfaz de E/S
El módulo de interfaz del S7-200 incluye principalmente un módulo de E/S digital, un módulo de E/S analógica y un módulo de comunicación. Estos módulos se describen a continuación.
Selección de módulos de entrada/salida digital
El núcleo de control del sistema de control lógico del ascensor es el PLC. Qué señales deben ingresarse al PLC y qué cargas deben controlarse. por el PLC y qué método de programación se utiliza. Los problemas que deben considerarse cuidadosamente afectarán la distribución de sus puntos de E/S internos. Por lo tanto, la determinación de los puntos de E/S es el primer problema a resolver en el diseño de todo el sistema de control de ascensores PLC. Determina el diseño de la parte de hardware del sistema y también es el requisito previo para escribir el software del sistema.
(B) Selección del módulo de entrada/salida analógica
La función principal de la simulación de E/S analógica es la conversión de datos, que está conectada al bus interno del PLC y tiene función de aislamiento eléctrico para seguridad. El módulo de entrada analógica (A/D) convierte las cantidades analógicas continuas generadas por la detección del sensor en cantidades digitales aceptables para el PLC. El módulo de salida analógica (D/A) convierte cantidades digitales en el PLC en salida de señal analógica.
El rango de módulos de E/S analógicas típicos es -10V~+10V, 0~+10V, 4~20MA, etc. Puede elegir según las necesidades reales, teniendo en cuenta también su resolución y precisión de conversión.
(3) Selección de módulos de funciones especiales
En la actualidad, los fabricantes de PLC han lanzado sucesivamente algunos módulos de E/S con funciones especiales, y algunos también han lanzado módulos de E/S inteligentes con sus propias CPU/módulos, como contador de alta velocidad, simulador de levas, módulo de control de posición, módulo de control PID, módulo de comunicación, etc.
Puntos de E/S estadísticos
Hay 365, 438+0 señales de entrada. Teniendo en cuenta que hay un 15% de puntos sobrantes, es decir, 31 × (1 + 15%) = 35,65, tomando el número entero 36, ** se requieren 36 puntos de entrada.
Hay 365, 438+0 señales de salida. Teniendo en cuenta que hay un 15% de puntos sobrantes, es decir, 31 × (1 + 15%) = 35,65, el número entero es 36, por lo que ** se requieren 36 puntos de salida.
2. 5. 3 Definición de puntos de E/S en programa PLC.
Durante el proceso de programación, la asignación de direcciones de E/S utilizada se muestra en la Tabla 2-2.
El proceso de programación se puede dividir en dos partes: dentro del ascensor y fuera del ascensor.
Tabla de asignación de puntos de entrada/salida:
Tabla 2-2 tabla de parámetros detallada de símbolos
Tabla de asignación de puntos de entrada y salida
corresponde a La señal del punto de entrada y la señal correspondiente al punto de salida
En el botón de llamada 1 i0.1, el motor Q0.0km1 gira hacia adelante.
I0.2 Q0.1, presione el botón de llamada 2-
I0.3 Q0.2KM2, presione el botón de llamada 2, el motor retrocede.
Botón de salida 3 en la bobina I0.4 Q0.3KV y su fallo
Botón de salida I0.5 3q 0.4 indicación de enlace ascendente.
I0.6 Q0.5 grita la instrucción de bajar en el botón 4
I0.7 llama al botón 4, Q0.6 abre el comando de puerta.
I 1.0 Botón de salida 5 Q 0.7 Comando de cierre.
El botón de llamada I 1.1 llama instrucciones a Q 1, piso 1.
Presione el botón de llamada entrante I 1.2 al segundo piso para realizar la instrucción de llamada saliente de Q 1.1.2.
I 1.3 Botón de llamada entrante, ir al 3er piso, Q 1.22, dar instrucciones de llamada saliente.
I 1.4 es el botón de entrada para ir al 4to piso, Q 1.33 es el comando de salida.
Pulsa el botón de llamada entrante I 1.5, dirígete al 5.º piso, Q 1.43 y da la orden de llamada saliente.
I 1.6 Señal nivel 1º piso Q 1.5 4 indicación de llamada saliente
I 1.7 Señal nivel 2º piso Q 1.64 Indicación de llamada saliente.
I2.0 Señal horizontal de 3 pisos q 1.7 Indicación de 5 llamadas salientes
Señal de piso I2.1 El botón de llamada Q2.0 pide instrucciones desde 1 piso.
I2.2 Señal nivel 5º piso Q2.1 Pulsador de llamada para pedir instrucciones al segundo piso.
Solicite instrucciones en el 3er piso sobre el botón de llamada Q2.2 para conocer los límites superior e inferior de I2.3.
I2.4 Botón de apertura de puerta en el coche Q2.3 Botón de llamada Dirígete al 4º piso para recibir instrucciones.
I2.5 Botón de puerta en el automóvil Q2.4 Botón de llamada Vaya al quinto piso para obtener instrucciones.
Relé térmico I2.6 Q2.5La capa LED muestra el segmento a.
I2.7——Q2.6La capa LED muestra el segmento b.
Interruptor de proximidad de desaceleración de enlace ascendente I3.0 Área de visualización LED de primera capa Q2.7 c.
I3.1 Interruptor de proximidad de desaceleración hacia arriba y hacia abajo Q3.0 Pantalla LED de segunda capa segmento d.
El interruptor de proximidad de desaceleración descendente del segundo piso I 3.2 q 3.1 capa de LED muestra el segmento E.
I3.3 Interruptor de proximidad de desaceleración de enlace ascendente en el tercer piso Q3.2 Pantalla LED de piso segmento f.
Interruptor de proximidad de desaceleración descendente de tres capas I3.4 La capa Q3.3LED muestra el segmento G.
I3.5 Interruptor de proximidad de desaceleración de elevación Q3.4 Relé de aceleración del cuarto piso
I3.6 Q3.5 Relé de baja velocidad del interruptor de proximidad de desaceleración de descenso del cuarto piso.
Interruptor de proximidad de desaceleración descendente de 5 capas I3.7 Q3.6 relé rápido
Descripción de los relés internos utilizados en el programa 2.5.4
La siguiente tabla describe los relés internos utilizados en el programa:
Descripción de los relés internos en la Tabla 2-3 tabla de parámetros detallada de símbolos
Descripción del relé interno
Enlace ascendente de piso M0.01 Botón de llamada, utilizado para memorizar la señal de llamada del botón saliente y suavizar la señal integrada de enlace ascendente M4.0.
M0.1 El segundo piso sube M4.1
m El piso 0.22 desciende M4.2
M 0.3, el tercer piso sube m 4,3
m 0,43 piso cayó, M4.4 cayó señal integral
M0.5, el cuarto piso subió a m4.5.
m 0,64 caída de piso M4.6
M0.7 5 caída de piso M4.7
M5.1.1 Piso plano se utiliza para memorizar la señal de piso plano , la señal de memoria ascendente de M1.6 se compensa con otras señales de piso plano.
Panel plano M5.2 2 capas M1.7 señal de memoria atenuada
3 niveles 6.1 1 nivel M5.3 3 señal efectiva de apertura de puerta
Panel plano M5.44 Señal válida de apertura de puerta en el piso M6.22.° piso
Señal válida de apertura de puerta en M6.33.° piso del apartamento M5.55.° piso
Llame al piso 1 en M1 como el piso a alcanzar, y se libera al nivelar M64438+La señal de apertura efectiva de la puerta del piso 0.
M1.2 llama a la señal de apertura efectiva de puerta de M6.5 en el 2º y 5º piso.
En M1.3, llama a la señal de memoria de M6.6 en el 3er piso para abrir y cerrar la puerta normalmente.
Llame al interruptor manual de M7.1.1 en el 4º piso en M1.4.
M1.5 activa el interruptor manual en M7.2 2 en el 5.º piso.
M2.0 Conmutador ascensor 1º piso llamada efectiva puerta M7.3 Conmutador manual 3º piso
m 2.1 Elevador 2º piso M7.Conmutador manual 44º piso
M2.2 2º piso abajo M7.5 Interruptor manual 5º piso
M2.3, 3er piso arriba, M7.6, síntesis de señal de apertura manual de puerta para cada piso.
M24 tercer piso bajando T34 tiempo aceleración ascensor
M25 cuarto piso ascendiendo T37 tiempo apertura
M26 cuarto piso bajando T38 tiempo cierre
M2.7 5 veces cuando T39 no está nivelado después de descender del 5.º piso.
M3.1 llama al 1er piso para abrir y cerrar la puerta. La llamada efectiva es el tiempo T40 y nadie regresa a la estación base.
Llamada interna M3.2. al segundo piso.
M3.3 llama al 3er piso interno.
M3.4 llamada interna 4º piso.
M3.5 llama al quinto piso.
2.5.5Selección de PLC
Seleccionar el tipo apropiado de PLC que pueda cumplir con los requisitos de control es un paso clave en el diseño de aplicaciones. En la actualidad, existen cientos de variedades de PLC producidas por fabricantes de PLC nacionales y extranjeros, cada una con sus propias características. Por lo tanto, en el diseño, primero debemos considerar el uso de un PLC familiar tanto como sea posible.
1.Modelo PLC
Bajo la premisa de cumplir con los requisitos de control, se debe seleccionar el mejor rendimiento de costos al seleccionar, considerando específicamente los siguientes puntos.
(1.) El desempeño es apropiado para la tarea.
Para sistemas de aplicación de control de interruptores, cuando la velocidad de control no es alta, como el control de secuencia de bombas pequeñas y el control automático de una sola máquina, un PLC pequeño (como el PLC CPU224 de la serie Siemens S7-200) puede cumplir con los requisitos.
Para sistemas de aplicaciones que controlan principalmente cantidades de conmutación y tienen algún control analógico, como el control de cantidades continuas como temperatura, presión, flujo y nivel de líquido que a menudo se encuentran en la producción industrial, A/A El módulo de entrada analógica con conversión D y el módulo de salida analógica con conversión D/A están conectados a los correspondientes sensores, transmisores (el sistema de control de temperatura puede usar un módulo de temperatura con entrada directa desde el sensor de temperatura), dispositivo de accionamiento y un módulo. Se selecciona un PLC pequeño con una fuerte función informática (como Siemens).
Adecuado para sistemas de control complejos de mediana y gran escala, como control de bucle cerrado, ajuste PID, redes de comunicación, etc. , puede elegir PLC mediano y grande (como el PLC de la serie S7-400 de Siemens). Cuando los objetos de control del sistema están distribuidos en diferentes áreas, se debe seleccionar el PLC de acuerdo con los requisitos específicos de cada parte para formar un sistema de control distribuido.
(2)2) La velocidad de procesamiento del PLC debe cumplir con los requisitos del control en tiempo real.
Cuando el PLC está funcionando, hay un fenómeno de histéresis desde la señal de entrada al control de salida, es decir, el cambio en la cantidad de entrada debe pasar por 1 o 2 ciclos de exploración antes de que pueda reflejarse. hasta el extremo de salida. Esto está permitido por el control industrial general. Sin embargo, algunos equipos requieren un alto rendimiento en tiempo real y no permiten un gran retraso. Por ejemplo, el número de puntos de E/S de un PLC varía de decenas a miles, y la longitud del programa de usuario tendrá una gran diferencia en la velocidad de respuesta del sistema. El tiempo de retardo debe controlarse en decenas de milisegundos y menos que el tiempo de acción de los relés ordinarios (el tiempo de acción de los relés ordinarios es de aproximadamente 100 ms), de lo contrario no tiene sentido.
Por lo general, para mejorar la velocidad de procesamiento del PLC, se pueden utilizar los siguientes métodos:
Elija un PLC con una velocidad de procesamiento de CPU rápida para que el tiempo para ejecutar una instrucción básica no exceda los 0,5 us;
Optimiza el software de la aplicación, acorta el ciclo de escaneo;
Al utilizar módulos de respuesta de alta velocidad, como módulos de conteo de alta velocidad, el tiempo de respuesta no se ve afectado por el ciclo de escaneo del PLC. y solo depende del retraso del hardware.
(3) Elección de programación en línea y programación fuera de línea
Los PLC pequeños generalmente utilizan un programador simple. Sólo se puede programar cuando está conectado al PLC. Su característica es que el programador y el PLC utilizan una CPU y hay un interruptor de selección "ejecutar/monitorear/programar" en el programador. Cuando llegue el momento de programar o modificar un programa, gire el interruptor selector a la posición "Programa". En este momento, la CPU del PLC no ejecuta el programa de usuario, solo sirve al programador. Esto es después de la programación, gire el interruptor selector a la posición "Ejecutar" y la CPU ejecutará el programa de usuario para controlar el sistema. El programador simple tiene una estructura simple, tamaño pequeño y fácil de transportar. Es muy adecuado para depurar y modificar programas en el sitio de producción.
La programación en línea se puede lograr combinando un programador gráfico o una calculadora personal con un paquete de software de programación. Tanto el PLC como el programador gráfico tienen su propia CPU, y la CPU del programador puede procesar varias instrucciones de programación ingresadas desde el teclado en cualquier momento. La CPU del PLC realiza principalmente el control in situ y se comunica con el programador al final de un ciclo de escaneo. El programador envía el programa programado o modificado al PLC. En el siguiente ciclo de escaneo, el PLC controlará de acuerdo con el programa o los parámetros modificados para lograr la "programación en línea". Los programadores gráficos son caros, pero potentes y ampliamente utilizados. No solo se puede programar con declaraciones de instrucciones, sino también directamente con diagramas de escalera y se puede almacenar en un disco o imprimir con una impresora. Generalmente, los PLC grandes y medianos utilizan programadores gráficos. La programación en línea con una computadora personal puede eliminar la necesidad de un programador de gráficos, pero requiere el soporte de un paquete de software de programación cuyas funciones sean similares a las de un programador de gráficos.
De acuerdo con los requisitos de control, el sistema de control PLC utiliza la CPU226 de la serie Siemens S7-200. Debido a puntos de E/S insuficientes, se selecciona el módulo de expansión EM221.
Capítulo 3 Diseño de software de ascensores
3.1 Diseño de software del sistema
El diseño del software del sistema cambia con la dificultad de la tarea de control y también es muy difícil para las personas. fácil. El uso de diagrama de escalera, lista de instrucciones o programación de gráfico de funciones depende principalmente de los siguientes puntos:
a) Algunos PLC no son muy convenientes para programar con diagrama de escalera (por ejemplo, es inconveniente escribir). Se puede utilizar la programación de listas de declaraciones, pero el diagrama de escalera es más intuitivo que la lista de declaraciones.
b) El personal experimentado puede programar directamente usando listas de declaraciones, como si usara lenguaje ensamblador.
c) Si se trata de una tarea de control clara de una secuencia única o de una secuencia concurrente, lo mejor es utilizar un diagrama de funciones para diseñar el programa.
Todo el software del sistema es un todo, y su calidad afecta en gran medida al rendimiento del control programable. En muchos casos, al mejorar el software del sistema, se puede mejorar enormemente el rendimiento del controlador programable sin agregar ningún equipo. Por ejemplo, después de que Siemens lanzó la serie S7-200, ha mejorado continuamente el software del sistema para que sus funciones sean cada vez más potentes.
El diseño del software se puede sincronizar con la construcción en el sitio, es decir, una vez completado el diseño del hardware, el diseño del software y la construcción en el sitio se llevan a cabo al mismo tiempo para garantizar el correcto funcionamiento del programa. .
3.1.1 Diagrama de cableado externo del PLC de control de ascensor
De acuerdo con la distribución de las interfaces de E/S, se puede dibujar el diagrama de cableado externo del PLC, como se muestra en la Figura 3- 1.
3-1 Diagrama de cableado del hardware del ascensor
3.1.2 Diagrama de flujo del ascensor
Diagrama de flujo del ascensor (que se muestra en la Figura 3.2)
3.2 Diagrama de flujo del ascensor
3.2 Funciones básicas del ascensor
3.2.1 Introducción a las funciones de los componentes internos del ascensor
Debe haber cinco pisos (1~5) en los botones del ascensor, botones de apertura y cierre de puertas, indicadores de piso, indicadores de ascensor. Cuando los pasajeros ingresan al ascensor, debe haber un botón de piso en el ascensor que los pasajeros puedan presionar para representar su destino. Este botón se llama botón de parada de llamada. Cuando el ascensor se detiene, debe tener la función de abrir y cerrar la puerta, es decir, la puerta del ascensor puede abrir y cerrar automáticamente el botón, de modo que los pasajeros puedan controlar el interruptor del ascensor en cualquier momento cuando el ascensor se detenga.
También debe haber luces indicadoras dentro del ascensor para mostrar el estado actual del ascensor, es decir, si el ascensor está subiendo o bajando y en qué piso se encuentra, para que los pasajeros en el ascensor puedan saber claramente dónde están. , a qué distancia están del piso al que se dirigen y si el ascensor sube o baja y espera.
3.2.2 Introducción a las funciones de los componentes externos del ascensor
El exterior del ascensor se divide en cinco pisos. Cada piso debe tener un botón de llamada, indicador de llamada,. Indicador de arriba y abajo e indicador de piso. El botón de llamada es una herramienta utilizada por los pasajeros para realizar llamadas. El indicador de llamada deberá permanecer encendido hasta que se complete la solicitud de llamada correspondiente. Se utiliza para mostrar el estado del ascensor, al igual que el indicador de subida, el indicador de bajada y el indicador de piso. Entre los ascensores de 5 pisos, el primer piso solo tiene un botón de llamada hacia arriba, el quinto piso solo tiene un botón de llamada hacia abajo y los otros 3 pisos tienen botones de llamada hacia arriba y hacia abajo. Los indicadores de subida y bajada y los indicadores de piso deben ser los mismos que los del ascensor del quinto piso.
3.2.3 Análisis del estado inicial, estado de funcionamiento y estado de funcionamiento del ascensor.
1) El estado inicial del ascensor. Para facilitar el análisis, se supone que el ascensor está en espera en el primer piso, las pantallas de todos los pisos se han inicializado y el ascensor se encuentra en el siguiente estado:
a) Las luces de llamada En todos los pisos están apagados.
b) Las luces indicadoras de cada piso dentro y fuera del ascensor son "1".
c) Las puertas del ascensor en todos los pisos dentro y fuera del ascensor están cerradas.
2) Cuando el ascensor está funcionando:
a) Cuando se presiona el botón de llamada de un determinado piso (1 ~ 5 pisos), la luz de llamada de ese piso se enciende, y el ascensor responde al botón de llamada de ese piso.
b) El ascensor sube o baja hasta esta planta.
c) La pantalla en cada piso cambia a medida que el ascensor funciona, y las luces indicadoras en cada piso también cambian en consecuencia.
d) Durante el funcionamiento, la puerta del ascensor siempre está cerrada y no se abre hasta llegar al piso designado.
Soporta otras llamadas durante el funcionamiento del ascensor.
3) Después de que el ascensor esté en marcha: Después de llegar al piso designado, el ascensor seguirá estando a un lado hasta que se emita una nueva orden.
a) Después de que el ascensor llega al piso designado, la puerta del ascensor se abre y se cierra automáticamente después de un retraso. Durante este proceso, se admite la apertura o cierre manual de la puerta;
b) Cada piso muestra la posición de ese piso y los indicadores de arriba y abajo se apagan.
3.3 Análisis de las condiciones reales de funcionamiento
De hecho, los ascensores dan servicio a muchos pasajeros y los propósitos de los pasajeros que toman el ascensor no son exactamente los mismos. Además, el tiempo que tarda cada pasajero en llamar al ascensor es diferente. Por ello, clasificamos y analizamos diversas situaciones específicas de los ascensores en la práctica para facilitar la elaboración de planos.
3.3.1 Análisis de clasificación
Análisis de subida de ascensores.
Si se genera una llamada en un determinado piso mientras el ascensor está subiendo, se puede dividir en las dos situaciones siguientes:
Si el piso de llamada se encuentra entre los pisos operativos objetivo superiores El piso de operación actual del elevador. A continuación, el elevador debe subir a este piso antes de completar las instrucciones anteriores y luego completar otras operaciones de llamada de cerca a lejos después de completar la llamada para este piso.
Si el piso de llamada es más bajo que el piso en funcionamiento actual del ascensor, el ascensor no responderá al comando hasta que se complete el comando anterior y hasta que el ascensor vuelva a estar en estado de espera.
Análisis de descenso de ascensores.
Si hay una llamada en el piso cuando el ascensor está descendiendo, se puede dividir en las dos situaciones siguientes:
Si el piso que llama está por encima del piso de operación objetivo en el Estado de funcionamiento actual del ascensor, el ascensor Antes de completar las instrucciones anteriores, debe bajar a este piso. Después de completar la llamada para este piso, complete otras acciones de llamada de cerca a lejos.
Si el piso de llamada es más alto que el piso de operación del ascensor, el ascensor no responderá al comando hasta que se complete el comando anterior y hasta que el ascensor vuelva a estar en estado de espera.
3.3.2 Resumir las reglas.
Se puede ver en el análisis anterior que después de recibir la instrucción, el ascensor siempre completa cada tarea de llamada de cerca a lejos. Siempre que el mecanismo del ascensor esté diseñado de acuerdo con este principio, el ascensor no subirá ni bajará durante el funcionamiento. Mientras analizamos, también sabemos qué equipos del sistema de ascensor se pueden operar manualmente.
En la vista interior del ascensor, incluye la luz de visualización del primer piso, el botón de apertura de puerta, el botón de cierre de puerta, el botón de llamada del primer al quinto piso y la luz indicadora del estado de elevación del ascensor. En la vista externa, hay 1 botón de llamada de enlace ascendente en el nivel 1, 1 botón de llamada de enlace descendente en el nivel 5 y 1 botón de llamada de enlace ascendente y descendente en los niveles 2, 3 y 4. Cada botón de llamada tiene una luz indicadora correspondiente para indicar si se responde la llamada.
3.3.3 Requisitos de control del ascensor
Acepte el comando de llamada de cada botón de llamada (incluidas las llamadas internas y externas) y responda en consecuencia.
Cuando el ascensor se detiene en un determinado piso (como el tercer piso), presionar el botón de llamada (llamada de subida o llamada de bajada) de ese piso (tercer piso) equivale a emitir una llamada para abrir el comando de puerta del ascensor, ejecute el proceso de apertura de la puerta si la cabina del ascensor no está en el piso actual (1, 2, 4 o 5 pisos) en este momento, espere a que el ascensor se cierre y controle el ascensor hacia arriba. o hacia abajo según el principio de no cambio de fase.
El principio de funcionamiento irreversible del ascensor significa que el ascensor responde primero a las llamadas que no cambian la dirección actual de funcionamiento del ascensor y no responde a las llamadas que hacen que el ascensor funcione en la dirección opuesta hasta que se reciban estas órdenes. todos son respondidos. Por ejemplo, el ascensor ahora se encuentra entre el primer y segundo piso. En este momento, hay llamadas para el primer piso, el segundo piso y el tercer piso, por lo que el ascensor primero responde a la llamada del tercer piso y luego responde a la llamada del segundo piso y al primer piso en consecuencia.
Cada piso del ascensor tiene un interruptor de viaje. Cuando el ascensor toca el interruptor de viaje de un determinado piso, significa que el ascensor ha llegado a ese piso.
Cuando se pulsa el botón de llamada, la luz indicadora de llamada correspondiente se iluminará y permanecerá encendida hasta que el ascensor responda a la llamada.
Cuando el ascensor se detiene en un determinado piso, presione el botón de apertura de puerta dentro del ascensor para abrir la puerta y presione el botón de apertura de puerta dentro del ascensor para cerrar la puerta. Pero la puerta del ascensor no se puede abrir mientras el ascensor está en movimiento.
Cuando el ascensor llega a un determinado piso, el indicador de piso correspondiente se enciende hasta que el ascensor llega al piso anterior.