SIMATIC S7-200在變頻貨梯上的應(yīng)用
1 概述
許繼電梯有限公司坐落在中原腹地的河南省許昌市，是許繼集團(tuán)引進(jìn)世界先進(jìn)電梯控制技術(shù)成立的高新技術(shù)企業(yè)，是一家從事電梯研發(fā)、制造、銷售、安裝、維修服務(wù)的專業(yè)化大型企業(yè)，為用戶提供包括客梯、住宅梯、醫(yī)用梯、貨梯、觀光梯、自動(dòng)扶梯、自動(dòng)人行道、別墅梯、汽車梯、液壓梯等產(chǎn)品在內(nèi)的電梯系列產(chǎn)品及服務(wù)，具有年生產(chǎn)6000臺(tái)電梯的制造能力。企業(yè)符合iso 9001、iso 14001和ohsas 18001標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量、環(huán)境及職業(yè)健康安全一體化管理體系，高起點(diǎn)的研發(fā)戰(zhàn)略，不斷擴(kuò)充的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，國(guó)際一流的加工設(shè)備，遍布各地的營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò)，快捷、優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)，國(guó)內(nèi)首家為全部產(chǎn)品投保的氣度構(gòu)成了為客戶提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的支撐系統(tǒng)。
貨梯是垂直運(yùn)輸貨物的設(shè)備，隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的提高，在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，大量的貨梯應(yīng)用在工廠的生產(chǎn)作業(yè)當(dāng)中，而且伴隨著生產(chǎn)精細(xì)化、流水線生產(chǎn)過(guò)程的發(fā)展，對(duì)貨梯的性能要求也越來(lái)越高，僅僅空間位置的升降已經(jīng)不能夠滿足用戶的生產(chǎn)作業(yè)要求，精確的平層精度和加減速斜率要求標(biāo)準(zhǔn)的提高也對(duì)電梯生產(chǎn)廠家貨梯的設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn)！
許繼電梯有限公司生產(chǎn)的基于s7-200控制的stia-p224變頻貨梯控制系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)、平層精確、控制可靠，一投放市場(chǎng)，在同類貨梯產(chǎn)品中因其控制性能優(yōu)越、質(zhì)量穩(wěn)定可靠而受到廣大用戶的一致好評(píng)，市場(chǎng)銷量連年攀升。在這當(dāng)中，具有卓越控制性能的s7-200 plc功不可沒(méi)！
2 系統(tǒng)構(gòu)成
該系統(tǒng)主要控制部分是一臺(tái)cpu224和兩臺(tái)em223擴(kuò)展組成的控制系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用西門子m440變頻器，門機(jī)也采用西門子m440變頻器和西門子1la7電動(dòng)機(jī)，下面主要針對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)介紹，電氣圖紙如下。
圖1 cpu224控制原理圖（計(jì)數(shù)、井道信號(hào)檢測(cè)、檢修運(yùn)行控制、變頻器控制和開(kāi)關(guān)門部分）
說(shuō)明： 1、cmd—門機(jī)信號(hào)公共端 2、0d、cd—開(kāi)、關(guān)門信號(hào)
3、fwd、rev、ss1、ss2、ss4、off—變頻器控制信號(hào) 4、ac220v plc—供電電源
5、squ、sqd—上、下門區(qū)感應(yīng)器 6、pfa、pfb—計(jì)數(shù)信號(hào)
7、井道信號(hào)檢測(cè)及檢修運(yùn)行信號(hào) 8、kmc變頻器進(jìn)相接觸器
9、kmy—變頻器出相接觸器 10、kmb—抱閘接觸器
11、kmz—抱閘強(qiáng)激接觸器
圖2 em 223控制原理圖（控制、檢測(cè)、顯示部分）
圖3 em223控制原理圖（集選、基本功能設(shè)定、到站鐘部分）
3 系統(tǒng)控制功能
工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展帶來(lái)了對(duì)貨梯運(yùn)行要求的提高，在平層精度、故障檢測(cè)、噪聲、啟動(dòng)與停車加速度、特殊功能和可靠性上都對(duì)電梯提出了較高的要求，在許繼電梯公司生產(chǎn)的stia p224貨梯控制系統(tǒng)中，特別在這些地方充分應(yīng)用了西門子產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，最大限度的為客戶創(chuàng)造了價(jià)值！具體內(nèi)容如下：
3.1 硬件部分
通過(guò)合理的硬件選型和線路設(shè)計(jì)，是該系統(tǒng)達(dá)到了低噪音、高效率、節(jié)能、安全可靠。
（1）在cpu選型上，充分利用了西門子控制系統(tǒng)可靠性高、指令豐富、通訊和擴(kuò)展能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，以高性價(jià)比占領(lǐng)市場(chǎng)，選用cpu224作為控制系統(tǒng)控制中樞，利用其兩個(gè)獨(dú)立的高速計(jì)數(shù)器作為電梯位置的定位脈沖采集和電梯運(yùn)行故障判斷;
（2）在擴(kuò)展選型上，由于變頻貨梯為集選并行產(chǎn)品，樓層和轎廂輸入/輸出信號(hào)較多，為盡量降低成本，將集成并行信號(hào)分別采用幾個(gè)擴(kuò)展模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)樓層的多少可自由選用擴(kuò)展模塊的類型和個(gè)數(shù)，一般四層站及以下的電梯選用兩塊em223擴(kuò)展模塊；
（3）在變頻器選型上，采用了西門子m440矢量控制變頻器，其脈寬調(diào)制的頻率可選,可以大大降低電機(jī)運(yùn)行噪聲,豐富的矢量控制功能使電梯運(yùn)行效率更高、更節(jié)能、更可靠;
（4）在接觸器的選型上，全部采用西門子3rh11型低噪音接觸器。
3.2 軟件部分
硬件設(shè)計(jì)是系統(tǒng)的骨架，確保硬件設(shè)計(jì)完善的基礎(chǔ)上，plc程序設(shè)計(jì)也是該系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運(yùn)行的關(guān)鍵，依據(jù)s7-200豐富的指令集，程序設(shè)計(jì)充分與硬件設(shè)計(jì)相結(jié)合，構(gòu)成了電梯系統(tǒng)安全可靠的保障！
（1）計(jì)數(shù)是電梯運(yùn)行的基準(zhǔn)，使用i0.0和i0.1作為計(jì)數(shù)脈沖輸入點(diǎn)，用該輸入脈沖進(jìn)行井道高度計(jì)數(shù)、正反轉(zhuǎn)運(yùn)行判斷、門區(qū)信號(hào)與樓層高度信號(hào)比較處理以進(jìn)行故障判斷；由于貨梯載重噸位大、開(kāi)門寬度大等因素，貨梯運(yùn)行的平層精度一直是一個(gè)行業(yè)的難題，其中的因素除跟變頻器的低速驅(qū)動(dòng)能力和機(jī)械配合精度有關(guān)外，最主要的還和plc程序控制的處理方式有非常重要的關(guān)系，在plc的處理上，該系統(tǒng)在門區(qū)信號(hào)的處理上，采用了門區(qū)信號(hào)檢測(cè)、井道脈沖信號(hào)檢測(cè)、門區(qū)長(zhǎng)度二次計(jì)數(shù)相結(jié)合的方式來(lái)處理電梯停車位置，極大的提高了電梯的平層精度，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的貨梯平層精度能達(dá)到5mm以內(nèi)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)標(biāo)7588關(guān)于變頻貨梯平層精度的要求。
（2）在顯示信號(hào)的處理上，該系統(tǒng)充分應(yīng)用s7-200的豐富的指令集，運(yùn)用多種寄存器和傳送指令進(jìn)行樓層顯示、故障顯示和故障記憶功能，極大的方便了電梯的使用和維護(hù)，用戶在使用時(shí)，僅可以進(jìn)行觀察電梯運(yùn)行時(shí)的顯示就可知道電梯的運(yùn)行是正常，有故障時(shí)可以讓維保人員在第一時(shí)間知道故障的位置，極大的提高了電梯的運(yùn)行無(wú)故障時(shí)間，電梯運(yùn)行每月平均故障率不到一次。
4 開(kāi)始使用時(shí)遇到的問(wèn)題和解決方法
在整個(gè)運(yùn)用過(guò)程中，遇到的硬件問(wèn)題較少，軟件設(shè)計(jì)時(shí)要注意下面的一些問(wèn)題：
（1）計(jì)數(shù)處理
電梯運(yùn)行時(shí)多處采樣計(jì)數(shù)脈沖，處理時(shí)要考慮是井道信號(hào)優(yōu)先或者是故障判斷優(yōu)先，任何情況下都要確保電梯在安全的狀態(tài)下運(yùn)行；
（2）故障顯示處理
有時(shí)多個(gè)故障同時(shí)發(fā)生時(shí)，要考慮故障顯示的優(yōu)先級(jí)，防止多個(gè)故障代碼同時(shí)顯示，出現(xiàn)所謂的“亂碼”，無(wú)法正確判斷故障發(fā)生的位置。
5 結(jié)束語(yǔ)
自2004年10月份開(kāi)始，許繼電梯公司首批stia
p224控制系統(tǒng)變頻貨梯投放市場(chǎng)以來(lái)，該系統(tǒng)即在許繼電梯的多種類型控制系統(tǒng)的貨梯產(chǎn)品及其他品牌貨梯產(chǎn)品中脫穎而出，成為眾多中、高端用戶的首選，鄭州出口加工區(qū)、易初蓮花多家連鎖店、中國(guó)樂(lè)凱、正新輪胎等多家用戶都相繼大量使用，許繼電梯公司生產(chǎn)的此類型電梯數(shù)量也連年攀升，目前已運(yùn)行300余臺(tái)，運(yùn)行質(zhì)量穩(wěn)定可靠，獲得了用戶的一致好評(píng)。相信在未來(lái)的變頻貨梯市場(chǎng)，s7-200也必將發(fā)揮越來(lái)越大的優(yōu)勢(shì)，廣大未來(lái)的貨梯用戶也必將從中獲取更多的價(jià)值！
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