模拟电梯PLC程序说明(0617092542).pdf
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1、. ;. 模拟电梯 PLC 程序说明 2007.3 . ;. 一、系统软件 模拟电梯 PLC 是 SIEMENS 公司的 S7-200 系列 PLC,该系列 PLC 一般用在 小型控制系统上。 S7-200系列 PLC 的编程软件是 Step7-Micro/Win 4.0。在功能和使用上都比 STEP7 V5.3的软件要简单, SIEMENS 公司提供了 S7-200系统的详细说明书。 这里只简单介绍 Step7-Micro/Win 4.0 的中地址和通讯, 这与 S7-300/400PLC 有较的的不同。 1、变量地址 1.1 I/O 地址 相比 STEP7 V5.3 软件来说, Step7
2、-Micro/Win 4.0 要简单得多,没有硬件态 功能,所有的硬件I/O 地址都由模块物理位置确定的,从CPU 模块开始,依次 往后面排列。 开关量输入 /输出地址,分别表示为 I 和 Q,从 I0.0 或 Q0.0 开始一直往下排, I、Q 使用的是不同的地址空间,可以相同,如I3.2 和 Q3.2 同时出现是允许的 ; 模拟量输入 /输出地址,分别表示为AIW 和 AQW,从 AIW0 或 AQW0 开始 一直往后排,模拟量输入/输出的地址都是16 位的字,所以对于AI 来说,排列 的顺序应该是 AIW0 、AIW2 、AIW4 .,模拟量输出也是如此。 1.2 内存地址 (M) 顾名
3、思义, 这些地址都存放在 CPU 的内存中, 一般情况下, 断电后保存在 M 中的数据会丢失,但在CPU 的系统参数中可以将部分M 设置成保存,这样在重 新上电后,数据可以恢复(后面介绍) 。 M 地址支持位操作(如M3.2) 、字节操作(如MB4) 、字操作(如MW6) 、 双字操作(如 MD0) 。 S7-200 PLC中的 M 地址用法与 S7-300/400PLC中的一样。 . ;. 另外,系统中还有一些特殊的M 地址,用在中断、通讯等专用功能上,如后 面程序中用到的 SM0.0、SM0.1、SMB47 等。 1.3 存储数据区( V) V 数据是可以断电保存, 相当于 S7-300/
4、400PLC的 DB,但比 DB 的用法要简 单,在 200PLC的 CPU 中只有一个连续的V 地址空间,使用前也不必要定义。 同 M 地址一样, V 地址也支持位操作(如V3.2) 、字节操作(如VB4) 、字 操作(如 VW6) 、双字操作(如VD0) 。 1.4 定时器 /计数器地址 分别保持定时器和计数器状态的地址。 特别要注意,在S7-200PLC 中,各个定时器的时间分辨率是不一样的,同 样是 200,在 T0 中表示 200MS,而在 T5 中则表示 20S。 分辨率最大值定时器号 1MS 32.767 s T0,T32,T64,T96 10 ms 327.67 s T1-T4
5、,T65-T68,T33-T36, T97-T100 100MS 3276.7 s T5-T31, T69-T95,T37-T63, T101-T255 2、通讯设置 在主画面上可以 打开 CPU 型号的对 话框,在S7200PLC 中,不同 CPU 型号, 不但地址空间有很大 差异,而且支持的系 统指令也不一样,这 一点在PLC 选型时 要特别注意。 如果是在线方式,可以用Read PLC 直接从 PLC 中读出 CPU 的型号。在 “Communication”可以设置 CPU 与计算机的通讯协议。 在 CPU226上有两个通讯口,一个是RS485通讯口( P0) ,另一个( P1)用 .
6、 ;. 来和计算机或编程器通讯,通讯协议是PPI。 200PLC 本身不能直接支持PROFIBUS 协议,但通过EMM277 转换可以实 现与 S7300/400的主从通讯。 图中的地址栏上, Local 指的是计算机的地址, Remote是 PLC 的地址; 在右侧的 PLC 栏目中,显示正与计算机通讯的200PLC 的型号和地址(如 果在线) ,双击可以重新扫描查找在线PLC; Set PG/PC interface 是设定控制面板上的SIEMENS PLC 专用的通讯协议。 在此选择 PC/PPI电缆,确定串口的端口号就可以了。 二、用户软件 Step7-Micro/Win 4.0 在程
7、序由主程序和子程序组成,从使用上和STEP7 V5.3 差不多,电梯系统较小,只有两个程序段: 主程序( OB1) :控制电梯系统的所有逻辑; 子程序( SBR0) :用来与 S7-400 PLC通讯。 1、OB1 . ;. N1 是调用 DP 通讯子程序( SBR0) ,在 200PLC 中,子程序只能是条件调 用,所以要加个 SM0.0,SM0.0 是系统标志位,在PLC 运行时一直是 ON; N2 是清除急停信号,该信号是按下急停按钮时产生的标志位,每次上电时 自动清除,这句程序用到了系统标志位SM0.1,在 PLC 开始运行时, SM0.1 设 为 1,在保留一个扫描周期后又自动设为0
8、,一般用来实现初始化的功能。 这段程序作用是复位高速计数器。 模拟电梯的上下位置是用旋转编码器检测的,S7200PLC 接收编码器的信号 要使用高速计数指令。 可以使用向导程序调用向导程序使用下列信息:计数器的类型和模式、 计数 器的预置值、计数器的初始值和计数的初始方向。要启动HSC 指令向导,可以在 命令菜单窗口中选择 Tools Instruction Wizard ,然后在向导窗口中选择 HSC 指令。 . ;. 使用高速计数指令,首先要定义计数器号和运行模式。 电梯的位置编码器的A、B 项分别接到了开关量输入点I0.6 和 I0.7,所以选 择的输入计数器号是HSC1,模式是 9;
9、接着就要定义设置控制字、 设置初始值和预置值, 这些值都存在特殊存储器 字节MB36 -SMD62 中。见下表: . ;. 本段程序第 1 句是用字节传送指令MOV_B 传送 16进制数 #FC到 SMB47 中, SBB47 就是高速计数器HSC1 的控制字。 16 进制数 #FC 转换 2 进制格式就是 11111100 ,相当于给 SMB47 中每一位设定如下: SMB47.0 =0 HSC1复位信号为高电平有效; SMB47.1 =0 HSC1启动信号为高电平有效; SMB47.2 =1 HSC1正交计数频率为1 倍速; SMB47.3 =1 HSC1为增计数; SMB47.4 =1
10、HSC1为更新方向(电梯有上行/下行) ; SMB47.5=1 向 HSC1 写新的预置值; SMB47.6=1 向 HSC1 写新的初始值; SMB47.7=1 HSC1 有效(允许计数); 第 2 句是用高速计数器定义指令设置HSC1 的模式:计数器号为 1,模式为 9; 3、4 两句是给计数器的设定值和初始值清0。 . ;. 这里要注意:在 200PLC中,数据传送指令 要严格区分数据类型, 如字节传送用 MOV_B 字传送用 MOV_W 等。 第 5 句将控制字清 0,实际上就是禁止计数, 最后面的 HSC 指令,用来启动高速计数器HSC1。 在急停状态下清除所有的输出信号和运行标志位
11、。 QD0 开关量输出的双字,包括Q0.0-Q3.7,具体是哪些输出可以在符号表中 找到: . ;. MD5 中包括了电梯的各楼层的平层标志(电梯到了可以开门的高度); MD9 中包含了各层的上行和下行信号。 急停信号需要保存,所以用了(S)指令,指令下面的“ 1”标志只给 1 位 置位; (END)指令是跳转到程序结束。 . ;. 电梯变频器的速度给定没有用模拟量端口,是通过 PLC 的开关量端口发脉冲 的方式实现的, PLC 上电时要将该端口复位为0。 S7-200 集成有高速冲输出功能,其输出点Q0.0和Q0.1可形成高速脉冲串输出 (PTO )或脉宽调制( PWM)。 PTO 输出方波
12、(占空比 50% ),并可指定所输出的脉冲数量(从1到 4,294,967,295 )和周期(以微秒或毫秒为单位)。脉冲序列输出(PTO )功能可 以编程为产生一列脉冲或产生由多个脉冲序列组成的脉冲包络。在脉冲包络操作 方式中, PTO 功能被编程为控制一个步进电机运行一个简单的斜坡上升、运行和 斜坡下降操作序列或更复杂的操作序列。 PWM 可变占空比的固定周期的输出脉冲,周期和脉宽既可以用微秒又可以用 毫秒为单位。当脉宽等于周期时,占空比为100,输出恒定为 1;当脉宽等于 0 时,占空比为 0,输出恒定为 0。 电梯调速是 PWM方式,输出口是 Q0.1。 有关脉冲输出的指令可以使用向导程
13、序编程。 PLS 指令从特殊存储器 SM 读取数据,程序按照其存储值控制PTO/PWM发生器。 SMB67 控制PTO0 或者PWM0,SMB77 控制PTO1 或者PWM1。表6-36对用于控制 PTO/PWM 操作的存储器给出了描述。 可以使用表 6-37作为一个快速参考, 用其中的数值作 为PTO/PWM控制寄存器的值来实现需要的操作。 . ;. . ;. 电梯在手动运行时, 运行是不按电梯的运行的逻辑进行的,一般仅在调试中 使用,所以在切换到手动模式时, 为安全起见,首先将 PLC 所有的输出都设为0, 程序中用的是 8 为复位信号,一次复位1 个字节,与急停中的功能基本一样。 N7
14、中第 1 句是设定 PWM 输出的控制字,设定值为16进制数 #D3,转换为 2 进制为 11010011 ,即: SM77.0=1 更新周期值,因为变频器的速度要求是可变的,在PWM 方 式下, PWM 的脉冲频率就是变频器的给定速度; SM77.1=1 更新脉冲宽度值; SM77.2=0 是 PTO 方式的参数,在 PWM 方式下不用,可设为0; SM77.3=0 时间基准(分辨率)选择1s; SM77.4=1 更新方法为同步更新; SM77.5=0 是 PTO 方式的参数,在 PWM 方式下不用,可设为0; SM77.6=1 模式选择为 PWM; SM77.7=1 PWM 允许; 第 2
15、 句 设定 PWM 的周期值为 1000(s); 第 3 句 设定 PWM 的脉冲宽度为 500(s); 第 4 句 用 PLS指令启动 PWM 输出一个脉冲输出到Q0.1( 变频器给定脉冲 ) , 脉冲的周期是 1000s,占空比是 50% 。 N7 只完成了变频器手动操作时的速度给定,但电梯的运行还需要一个启动 信号。 . ;. 这段程序是控制电梯变频器在手动运行(调试状态下) 时的启动信号, 逻辑 是:在手动运行模式下,按下手动上/下行按钮时,电梯上行或下行,在松开按 钮或碰到限位开关(上下基准限位和上下限位)时,停止运行。 . ;. 这段程序是控制电梯在手动运行(调试状态下) 时的开门
16、和关门动作, 逻辑 是:在手动运行模式下,按下手动开门按钮时,电梯开门,这是带保持回路的按 钮,电梯开门信号接通后,信号由轿厢安全开关保持,直到碰到开门限位(开到 最大位)或者碰到轿厢安全开关;按下手动关门按钮时,关门信号接通并保持, 直到碰到关门限位(关到位) ; . ;. 除了系统调试外, 一般情况下, 电梯应运行在自动方式下, 即按照真正的电 梯逻辑运行,所以在系统上电时, 要进入自动方式, 同时手动取消也可进入自动。 在手动方式下,程序跳转到最后,跳过电梯自动运行程序。 . ;. 这段程序用来判断和显示楼层,首先要明确几个概念: A、楼层高度是以编码器的脉冲数计量的,电梯在上下运行中,
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