西门子模块6ES7331-7PF01-0AB0详细说明

电梯分为客梯、货梯、自动扶梯、观光梯、自动人行道、液压梯。总的来说分为客梯和货梯，但是根据曳引机来区分的话，可以分为有齿轮异步电梯和无齿轮同步电梯。

      电梯主要的部件由曳引机、控制器、变频驱动器组成。以前主要的电梯是双速梯，舒适感比较差、耗能大等特点。由于变频器在电梯上的使用具有良好的舒适感，节省能源，减少维护等特点，所以推动了变频器在电梯行业上的应用。

      目前在市场上主要使用的曳引机有如下：天津奥的斯、宁波欣达、常熟蓝光、宁波申菱、西子孚信等。控制器主要有：奔克、蓝光、新时达、奥的斯等。

      自动扶梯时时都处于运行的状态，耗能较大，SIEI AGy变频器是矢量控制通用型的变频器。价格便宜，性能比较优越，在扶梯上的使用可以对节省能源。

      SIEI AVy-L变频器是一种性价比很高的转矩矢量控制型变频器，55kW以下内置制动单元，PG卡内置、RS485通讯口。该系列产品有强适应性、操作简易、运行性能高的主要特点。控制类型多样（矢量、无刷、无传感器或V/F控制）的选择使得该设备可用于各种不同的用途。该变频器全部参数对用户开放，具有非常强大的可编程功能，其参数设置软件Config99具有对参数设置方便的功能外，另外可以对电梯的运行曲线状态进行实时监控功能，而且可以同时监控多种参数变化的曲线。此外，SIEI还开发了APC功能卡，扩展到变频器上，电梯可以直接停靠功能www.plcs.cn，不需要采用多段速度来控制。在同步电梯上的应用，硬件结构不变，只需下载同步电梯上使用的软件即可。

      目前在电梯上应用的变频器主流是安川变频器，另外还有KEB、富士、艾默生等。

一：SIEI变频器的选型

      变频器的选型主要根据曳引机功率的大小来选定，变频器的额定电流不能小于曳引机的额定电流，根据梯型选择变频器的型号。在同步电机上建议放大一规格。
 

二：外围设备的选型

三：分频卡

      分频卡主要是读取楼层的高度，在有的电梯上采用值编码器或者磁开关来作为相同的用途（例如奔克主板），通过井道自学习来达到平层的精度。

      PLC控制时也要用分频卡，因为PLC的输入点响应速度不够快，必须采用分频卡。

四：制动电阻的选择

制动电阻的选择见下表:

五：APC卡的功能

      加APC卡固定在控制板上的，可以通过APC卡实现直接停靠的功能，另外APC卡可以和其他软件配合使用和参数的不同设置作为不同的功能。

六：编码器的选择及接线

      在异步电梯上，使用增量型编码器，SIEI编码器信号由A+、A-、B+、B-及0V、+5V组成，假如需要使用C相，则跳线S17=ON（建议使用内密控的SBH-1024-2T型号）。

      在同步电梯上，使用正余弦编码器，编码器信号由A+、A-、B+、B-、C+、C-、Sin+、Sin-、Cos+、Cos-、0V、+5V组成，跳线部分见使用手册（建议使用Heidehain（海德汉）ERN 1387）。

七：在电梯上的使用

      在电梯上的使用时，主要分为客梯和货梯，货梯主要以PLC控制为主。客梯分为异步和同步电梯。SIEI变频器的自学习可以通过面板来操作，也可以通过 Config99软件来进行，自学习分为动态自学习、静态自学习、电流自学习、磁通自学习四种状态来进行。动态和静态自学习包括了电流和磁通自学习。动态自学习是轿厢没有挂上时，可以时曳引机进行转动。静态自学习可以避免轿厢挂上后卸钢丝绳，可以直接对曳引机直接自学习，其中两者之间的效果是等效的。同步电梯上由于是永磁的，所以不需要对磁场进行自学习，只对电流进行自学习即可。

      同步和异步电梯除了在自学习和编码器的定位过程中有些不一样，其他的都大同小异，没有什么太大的区别

 辅助继电器是用软件实现的，它们不能接收外部的输入信号，也不能直接驱动外部负载，是一种内部的状态标志，相当于继电器控制系统中的中向继电器。    

 1．通用辅助继电器 

       FX系列PLC的通用辅助继电器没有断电保功能。在FX系列PIC中，除了输入继电器和输出继电器的元件号采用八进制外，其他编程元件的元件号均采用十进制。
       如果在PLC运行时电源突然中断，输出继电器和通用辅助继电器将全部变为OFF。若电源再次接通，除了因外部输入信号而变为ON的以外，其余的仍将保持为OFF状态。

2. 电池后备/锁存辅助继电器

       某些控制系统要求记忆电源中断瞬时的状态，重新通电后再现其状态，电池后备/锁存辅助继电器可以用于这种场合。在电源中断时用锂电池保持RAM中的映像寄存器的内容，或将它们保存在EEPROM中。它们只是在PLC重新通电后的个扫描周期傈持断电瞬时的状态。为了利用它们的断电记忆功能，可以采用有记忆功能的电路。设图3–7中X0和X1分别是起动按钮和停止按钮，M500通过Y0控制外部的电动机，如果电源中断时M500为1状态，因为电路的记忆作用，重新通电后M500将保持为l状态，使Y0继续为ON，电动机重新开始运行。

3．特殊辅助继电器

特殊辅助继电器共256点，它们用来表示PLC的某些状态，提供时钟脉冲和标志(如进位、借位标志)，设定PLC的运行方式，或者用于步进顺控、禁止中断、设定计数器是加计数还是减计数等。特殊辅助继电器分为两类：  
(1)触点利用型
由PLC的系统程序来驱动触点利用型特殊辅助继电器的线圈，在用户程序中直接使用
其触点，但是不能出现它们的线圈，下面是几个例子：
M8000(运行监视)：当PLC执行用户程序时，M8000为ON；停止执行时，M8000为OFF(见图3-8)。
　

 M8002(初始化脉冲)：M8002仅在M8000由OFF变为ON状态的一个扫描周期内为ON(见图3-8)，可以用M8002的常开触点来使有断电保持功能的元件初始化复位或给它们置初始值。
M801 l～M8014分别是10ms，100ms，ls和1min时钟脉冲。
M8005(锂电池电压降低)：电池电压下降至规定值时变为ON，可以用它的触点驱动输出继电器和外部指示灯，提醒工作人员更换锂电池。
(2)线圈驱动型   
由用户程序驱动其线圈，使PLC执行特定的操作，用户并不使用它们的触点。例如：
M8030的线圈“通电”后，“电池电压降低”发光二极管熄灭；  
M8033的线圈“通电”时，PLC进入STOP状态后，所有输出继电器的状态保持不变；
M8034的线圈“通电”时，禁止所有的输出； 
M8039的线圈“通电”时，PLC以D8039中指定的扫描时间工作。

1 引言 

             可编程逻辑控制器（Programming Logic Controller, PLC）作为一台产业计算机，集数据的采集、处理、显示于一身，那么作为数据终端，数据的显示是完全必要的。固然PLC本身有很多指示灯，可以观测到PLC的CPU单元、输进/输出单元及网络通讯单元的运行工作状态，但无法显示PLC内部数据。计算机通过与PLC通讯以及触摸屏都可以实现PLC内部数据显示，但价格昂贵，对一些小型不需要经常改动的系统来说更是浪费。本文采用拨码开关和数码管来显示PLC内部数据，操纵简单、本钱低廉，对实验教学和工程职员有参考价值。

         （1）应用行业：机加工、过程控制等。

         （2）使用产品：CJ1M（CPU22）， CS1W-ID211，CS1W-OD261

         （3）应用的主要工艺点及要解决的主要题目：内部数据的动态显示

         （4）应用方案简介：用高频率晶体管输出单元，结合高速定时器指令TIMH实现内部数据的动态显示。

         2 动态数据显示

         2.1 硬件系统设计

             LED数码管有7段显示灯，可以用来显示0～9间的10个数字。CJ1M系列PLC内部通道数据一般都是四位，假如用借用每个输出点来控制一个显示灯，那么一个数码管就需要7个输出点，这显然要占用大量的输出点，是不经济的。这里选用含有内置译码电路的数码管如CD4511，可以把8421码自动译成7段码。8421码或BCD码用4个接口加选通讯号，就可以显示一个数据位。将四个8421输进线组合与某个输出通道的低四位相连，每个选通讯号的输进信号与通道中剩下的四位相对应连接，这样一个输出通道就能显示PLC四位（一个字）内部数据。具体接线图如图1所示。

图1 PLC硬件接线图

             留意，这里的PLC输出模块应选用晶体管或者晶闸管输出单元，而不宜采用继电器输出单元。由于继电器输出单元为有触点开关，响应慢、速度低，不适用于高频率的通断，也不适用于动态数据显示[1>。故图1中采用OMRON公司CJ1W-OD261（64点）晶体管作为输出单元，其在本PLC机架上的IO地址分配为6.00～9.15，这里用0006通道作为内部数据的显示通道。6.00～6.03为CD4511的数据输进端A、B、C、D，其中A为低位，D为高位， 为高电平时锁存数据，四位数据的 端由PLC的6.04～6.07分别控制，4个数码管共占用8个输出点。

         2.2 选通讯号的天生

             由于4个数码管 的线皆由一个I/O口控制，因此，在每一瞬间，4位LED会显示相同的字符。要想每位显示不同的字符，就必须采用扫描方式轮流点亮各位LED，即在每一瞬间只使某一位显示字符。使每位分时显示该位应显示字符，根据人眼视觉特性，当LED所加信号频率大于50Hz时,人眼不能感觉其变化，所以每位显示的间隔不能超过20ms，也就是说要在20ms之内分时的点亮所有LED，LED越多所分的时间越短，亮度就会不足；假如增加点亮时间，又会使扫描频率下降，有闪烁感轻易造成人眼的彼劳，故常采用动态扫描方式[2>。这种扫描方式仅适用于LED不超过10个时的场合，本例中只有4只LED数码管，故可以选用此方法。

             CJ1M系列PLC有丰富的定时指令，其定时器类型有1ms、10ms和100ms，这里选用TIMH指令[3>，定时器的设定值为#1，这样选通讯号的周期为10ms。

         2.3 同步化处理

             PLC采用循环周期扫描工作方式，指令的执行由上至下，有左至右，前面的结果将影响后面；前一个周期的结果影响下一周期。PLC逻辑设计同步化就是想法实现：用脉冲信号控制输出及内部状态的转换，有脉冲作用的周期，执行指令才有效果；而且在脉冲信号起作用的这周期中，前面指令的执行结果，不改变后面指令的执行条件[4>。同步化处理的方法很多，在图2中是通过公道安排指令的先后顺序来实现同步的。

             图2中，系统上电，高速定时器开始定时，10ms后，其常闭触点断开，即T0输出一个脉冲，宽度为一个扫描周期。个脉冲到了， 6.04置位，成为前一行的指令执行条件，但这时它的指令已经执行完毕，故在此脉冲作用期间，也不会有什么变化。依此类推，第四个脉冲之后，6.07置位，6.06复位，成为工作寄存器W0.00输出的条件，第五个脉冲到来，6.07复位，梯形图又回到初始状态，如此反复，分时实现四位数据的 端6.04～6.07轮流接通10ms。

图2 选通讯号的天生

         2.4 数据显示

             采用MOVD指令，将要显示的内部数据如DM区、W区、T/C区等中的一个字通过通道6显示出来。如图3所示，本例中，依不同的选通讯号，将D0中的数据通过选择不同的位进行显示。

图3 数据显示输出

         3 功能扩展

         3.1 显示双字

             在图1中，PLC输进端0.01接拨码开关SA，其作用根据其所在位置不同结合跳转指令（JMP/JME）来确定数据显示是哪个通道。如图4中，当SA为ON时，显示D0中的数据；当SA为OFF时，显示D1中的数据。

图4 双字数据显示输出

         3.2 硬件扩展

             假如对4个选通输出点6.00～6.03采用一片4线－16线译码器（如SG74HC154）进行译码，可以扩展成16个循环的选通讯号，就能显示4个通道的数据。假如结合开关SA，按图4中的方式，就可以显示8个通道的数据。