6ES7231-7PB22-0XA8大量现货
1 引言
随着城市建设的不断发展,高层建筑不断增多,电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。目前电梯的控制普遍采用了两种方式,一是采用微机作为信号控制单元,完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定,实现电梯的自动调度和集选运行功能,拖动控制则由变频器来完成;第二种控制方式用可编程控制器(PLC)取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说,这两种方法并没有太大的区别。国内厂家大多选择第二种方式,其原因在于生产规模较小,自己设计和制造微机控制装置成本较高;而PLC可靠性高,程序设计方便灵活。本设计在用PLC控制变频调速实现电流、速度双闭环的基础上,在不增加硬件设备的条件下,实现电流、速度、位移三环控制。
2 硬件电路
系统硬件结构图如图1 所示,其各部分功能说明如下。
Q1——三相电源断路图
K1——电源控制接触器
K2——负载电机通断控制接触器
VS——变频器
BU——制动单元
RB——能耗制动电阻
M——主拖动曳引电机
2.1 主电路
主电路由三相交流输入、变频驱动、曳引机和制动单元几部分组成。由于采用交-直-交电压型变频器,在电梯位势负载作用下,制动时回馈的能量不能馈送回电网,为限制泵升电压,采用受控能耗制动方式。
2.2 PLC控制电路
选用OMRON公司C系列60P型PLC。PLC接收来自操纵盘和每层呼梯盒的召唤信号、轿厢和门系统的功能信号以及井道和变频器的状态信号,经程序判断与运算实现电梯的集选控制。PLC在输出显示和监控信号的向变频器发出运行方向、启动、加/减速运行和制动停梯等信号。
2.3 电流、速度双闭环电路
采用YASAKWA公司的VS-616G5 CIMRG5A4022变频器。变频器本身设有电流检测装置,由此构成电流闭环;通过和电机同轴联接的旋转编码器,产生a、b两相脉冲进入变频器,在确认方向的利用脉冲计数构成速度闭环。
2.4 位移控制电路
电梯作为一种载人工具,在位势负载状态下,除要求安全可靠外,还要求运行平稳,乘坐舒适,停靠准确。采用变频调速双环控制可基本满足要求,但和国外高性能电梯相比还需改进。本设计正是基于这一想法,利用现有旋转编码器构成速度环的通过变频器的PG卡输出与电机速度及电梯位移成比例的脉冲数,将其引入PLC的高速计数输入端口0000,通过累计脉冲数,经世式(1)计算出脉冲当量,由此确定电梯位置。电梯位移
h=SI
式中 I——累计脉冲数
S——脉冲当量
S = lpD / (pr) (1)
本系统采用的减速机,其减速比l = 1/32,曳引轮直径D = 580mm,电机额定转速ned =1450r/min,旋转编码器每转对应的脉冲数p = 1024,PG卡分频比r = 1/18,代入式(1)得
S = 1.0mm / 脉冲
3 程序设计
利用变频器PG卡输出端(TA2.1)将脉冲信号引入PLC的高速计数输入端0000,构成位置反馈。高速计数器(CNT47)累加的脉冲数反映电梯的位置。高速计数器的值不断地与各信号点对应的脉冲数进行比较,由此判断电梯的运行距离、换速点、平层电和制动停车点等信号。理论上这种控制方式其平层误差可在±1个脉冲当量范围。在考虑减速机齿轮啮合间隙等机械因素情况下,电梯的平层精度可达±5mm内,大大低于国标±15mm的标准,满足电梯起制动平滑,运行平稳,平层准确的要求。电梯在运行过程中,通过位置信号检测,软件实时计算以下位置信号:电梯所在楼层位置、快速换速点、中速换速点、门区信号和平层位置信号等。由此省去原来每层在井道中设置的上述信号检测装置,大大减少井道检测元件和信号连线,降低成本。下面针对在实现集选控制基础上新增添的楼层计数、快速换速、中速换速、门区和平层信号5个子程序进行介绍。
3.1 楼层计数
本设计采用相对计数方式。运行前通过自学习方式,测出相应楼层高度脉冲数,对应17层电梯分别存入16个内存单元DM06 ~DM21。
楼层计数器(CNT46)为一双向计数器,当到达各层的楼层计数点时,根据运行方向进行加1或减1计数。楼层计数程序流程图如图2所示。
运行中,高速计数器累计值实时与楼层计数点对应的脉冲数进行比较,相等时发出楼层计数信号,上行加1,下行减1。为防止计数器在计数脉冲高电平期间重复计数,采用楼层计数信号上沿触发楼层计数器。
3.2 快速换速
当高速计数器值与快速换速点对应的脉冲数相等时,若电梯处于快速运行且本层有选层信号,发快速换速信号。若电梯中速运行或虽快速运行但本层无选层信号,则不发换速信号。程序流程图如图3所示。中速换速与快速换速判断方法类似,不再重复。
3.3 门区信号
当高速计数器CNT47数值在门区所对应脉冲数范围内时,发门区信号。程序流程图如图4所示。平层信号与区信号判断方法类似,不再重复。
3.4 脉冲信号故障检测
脉冲信号的准确采集和传输在本系统中显得尤为重要,为检测旋转编码器和脉冲传输电路故障,设计了有无脉冲信号和错漏脉冲检测电路,通过实时检测确保系统正常运行。为消除脉冲计数累计误差,在基站设置复位开关,接入PLC高速计数器CNT47的复位端0001。
3.5 快速换速工作原理
限于篇幅,本文仅对快速换速工作原理进行介绍,梯形图如图5所示。
图中数据存储单元DM01为快速换速距离脉冲数,DM30为楼层间距脉冲数,DM31为快速换速点对应的脉冲数,DM34为高速换速比较区间下限,DM35为高速换速比较区间上限,HR01为快速换速点开始信号,1507为快速运行信号,1700为选层信号,0010为零速信号,0503为快速换速输出信号。
以上行为例,DM31快速换速点对应的脉冲数是楼层间距DM30与快速换速举例DM01之差;DM31和DM30的值分别赋给DM34和DM35。运行时高速计数器不断累加脉冲数,每个扫描周期计数器的值与DM34~DM35区段进行比较。当其值进入DM34与DM35区段时,HR01置位,表示进入快速换速区间;若此时有选层信号且电梯为快速运行,则发快速换速信号(0503置ON)。
4 结论
本文所述系统基于电气集选控制原则,采用脉冲计数方法,用脉冲编码器取代井道中原有的位置检测装置,实现位移控制,用软件代替部分硬件功能,既降低系统成本,又提高了系统的可靠性和安全性,实现电梯的全数字化控制。
在实验室调试的基础上,采用上述方法,实地对两台17层电梯进行改造,经有关部门检测和近一年的实际运行表明,系统运行可靠,乘坐舒适,故障率大为降低,平层精度在±5mm以内,取得了良好的运行效果。
MX系列可编程控制器具有简单易用、技术成熟、稳定可靠的特点,可完美兼容三菱同类产品。在2018年上海工博会迈信电气展台展出就获得广泛关注。其实在展出前,迈信的工程师就已经成功将其应用于多家电机测试系统。
该系统主要由电气逻辑控制,伺服功能码收发,通讯连接三大部分构成,能够手动自动启动本系统,选择不同的伺服电机在线数量后经过PLC程序演算发出对应的功能码控制电机的运行,能够设置时间温度来监控本系统。在人机界面上能够实时监控电机的各项动态数据以及电机内部参数,观察诊断伺服电机性能,一次接线,一站式完成全部性能检测。
▲全自动电机测试系统电气柜安装图
方案特点
1、通过各种功能码将复杂的运动控制用功能指令来完成,让被测电机快速达到额定转速反复切换运行方向,严格监测电机的各项性能指标;
2、在复杂多变的电气环境中采用终端匹配的总线型结构,实现了平衡传输,多点通讯很好的抑制了共模干扰;
3、全参数化的设计让复杂的测试步骤变得简单易行,电机的电流转矩、速度、温升等等关键数据能够获取 。
MX系列可编程控制器
MX3U
高性能型PLC
本体点数16/32/48/64/80/128
三路高速脉冲用于伺服定位应用
可扩展通讯、输入输出模块
MX1N
通用型PLC
本体点数14/24/40/60
两路高速脉冲用于伺服定位应用
可扩展通讯、输入输出模块
MX1S
经济型PLC
本体点数10/14/20/30
两路高速脉冲用于伺服定位应用
一、电采暖原理
电阻丝通电发热,电能转换为热能,热能导入水中,把水加热成热水,热水循环泵辅助循环锅炉和暖气管道里的热水,通过散热器实现采暖目的。
二、优势
电采暖锅炉和燃气锅炉、燃油锅炉相比,无需设置燃油油箱,无需铺设燃气管道,没有昂贵的燃气开口费用;电采暖锅炉与燃煤锅炉相比,无需司炉工,无需设置堆煤场地,无需向缴纳污染费,也不会受到临近居民的扰民投诉;如果使用低谷电,运行费用比燃煤锅炉还经济。
三、控制系统
配置可编程控制器与触摸屏一体机,控制着电采暖炉的正常运行,把锅炉性能的智能化、自动化、人性化变成现实,具有稳定性高、功能丰富、操作简单、使用方便、控制灵活等优点。
功能强大,拥有锅炉水温控制、锅炉水位显示、缺水保护、超温保护、内置数字式电子时钟、连续或定时(4个时间段)运行控制等多项自动显示、控制功能。
锅炉运行采用血液循环原理,结合专用一体机,通过温度传感器,构成循环调节系统。按恒温、节能的优化运行原则,随着水温的变化,控制系统不断进行温度采集,逻辑运算和数字芯片控制调节,从而达到系统自动恒温,实现采暖的目的。
四、配置高端
(1)触摸屏可中英文显示,具有丰富的显示功能,将锅炉的运行状态和采集到的循环泵工作状态、加热器工作状态、炉水温度、水位状态、当前时间、报警信息等准确直观的显示出来。简单的通过手指点击触摸屏进行操作设置,并可查核、设定和修改各种调节参数,实现人机对话,易懂、易学、易记,操作简单、方便;
(2)控制器带内藏式数字时钟,系统可按用户要求,在内4个时间段任意设定开、关机时间,节省电损耗,降低锅炉使用费用;
(3)加热器采用陶瓷电加热棒,表面热负荷低,使用寿命更长,布局均匀热效率高。"防电墙"模式的水电分离加热方式,杜绝漏电安全隐患,并且拆装方便,便于检查、维修。不锈钢电加热管与炉体采用法兰连接方式,便于拆卸、安装,检修、保养方便(不锈钢电加热管型);
(4)锅炉配有温度传感器是控制着电采暖炉的温度调解;
(5)触摸屏PLC一体机与手机APP相结合,同步控制,实时反馈,更加方便。
五、设计合理
1、大功率电铜排连接,出线电缆为国标铜芯电缆,承载负荷大,绝缘性好,经久耐用
3、锅炉具有缺水、超温、短路、漏电、缺相、过流等多项保护功能,锅炉运行更加稳定、安全。
4、锅炉可连接大型蓄热水箱,利用夜间低谷电把水加热至95℃,进行蓄热储存,白天利用换热器换热后进行供暖,对电网起到了削峰添谷的作用,运行更加经济。
5、铝箔加厚玻璃面做保温,热损失少,保温效果更好。
6、整体快装出厂,机电一体化,白色彩板,外形美观,不易锈蚀。
六、综合特点
1、采用可编程控制器跟触摸屏PLC一体机,锅炉的运行状态清晰可见。所有操作都简单地通过点击触摸屏轻松完成,锅炉控制器的超级显示功能、控制功能十分齐全。
2、陶瓷电加热管型热水锅炉采用"水电分离"的电加热模式,把电加热管和炉水彻底分开,锅炉使用安全又方便检修、更换加热管;不锈钢电加热管型热水锅炉实行"浸入式"的电加热方式,炉水升温快、效率高,加热管与炉体法兰式连接,易于清洗、拆换。
3、用户可在30℃-90℃之间任意设置水温,锅炉按照用户要求定时、定温全自动向供暖循环系统供热或为用户提供洗浴、生活用热水。
4、锅炉采用步进式分时投入法控制加热组,加热组可根据负荷变化随机投入或停止工作,明显减少对电网的冲击。也可以手动启、停加热段数,方便用户自行调整锅炉电功率。
5、控制系统根据炉水温度控制循环泵的启停。使用热水锅炉采暖,炉水达到设定上限水温时热水循环泵启动,低于设定下限水温时热水循环泵停止;使用热水锅炉洗浴,炉水达到设定上限水温时热水循环泵停止,低于设定下限水温时热水循环泵启动。
6、采用离心玻璃纤维丝棉多层保温,热损失少,节能降耗;名优白色彩板精美包装,外型美观大方耐锈蚀。
7、锅炉具有漏电保护功能(控制系统检测到电源电器漏电后,自动切断锅炉电源)、防干烧极低水位保护功能(水位低于设定的低极限水位时,立刻停机并报警)、炉体过热保护功能(当锅炉外壳温度超过105℃,立刻停机并报警,温度正常后自动启动锅炉)、温度传感器异常保护功能(控制系统持续检测传感器情况,立刻停机并报警)、电源电压异常保护功能(电源异常时,自动断电。正常后,自动恢复工作)、加热组件断相保护功能(监测到加热组件缺相后,停机保护)。
8、锅炉顶部设有与大气相通的排气口,内胆不承压,锅炉在常压下工作,毫无爆炸危险,彻底杜绝安全隐患。
9、出、回水口对称设计(双进双出),适合快捷连接安装;锅炉机电一体化,体型紧凑合理,运输十分方便。
七、主要部件
电采暖锅炉的主要部件有EX3G触摸屏控制器一体机(它是锅炉控制系统的核心部件,所有功能全依靠它来实现),电加热管(加热部件,它的质量好坏直接决定着锅炉的运行维修费用),锅炉本体(出厂前必须进行严格的试压、保压,杜绝渗漏现象的出现)。