基于PC-Link的電梯的PLC控制
由于PLC具有體積小、價格低、功能強、運行穩(wěn)定可靠等特點,且集電控、電儀、電傳于一體,所以在工業(yè)控制的各個領域得到了廣泛的應用。對于要求I/O點數(shù)較多,且控制點比較分散的控制系統(tǒng),可以通過PLC網(wǎng)絡實現(xiàn)控制要求。本文介紹利用松下FPΣ構成PC-Link網(wǎng)絡實現(xiàn)六層電梯的PLC控制。 一、電梯控制系統(tǒng) 電梯主要由轎廂系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等組成。電力拖動系統(tǒng)通過曳引電機實現(xiàn)電梯轎廂的上下移動。電氣控制系統(tǒng)實現(xiàn)電梯的自動運行。 電梯控制要求如下:開始時電梯處于任意一層。當有外呼梯信號時,轎廂應該響應呼梯信號,到達該樓層時轎廂停止運行,轎廂門打開,無人操作時延時一定時間后自動關門。當有內(nèi)呼梯信號時,轎廂響應該呼梯信號,到達該層時轎廂停止運行,轎廂門打開,無人操作時延時一定時間后自動關門。電梯轎廂運行過程中,轎廂上升(或下降)途中,任何反方向下降(或上升)的外呼信號均不響應,但如果反向外呼梯信號前方無其他內(nèi)、外呼梯信號外呼梯響應功能。電梯未平層即運行時,開門按鈕和關門按鈕均不起作用。平層且電梯轎廂響應停止后,按開門按鈕轎廂門打開,按關門按鈕轎廂門關閉。 六層電梯控制系統(tǒng)的硬件是由松下最新PLC產(chǎn)品FPΣ(2臺)、三相異步電動機、變頻器、旋轉編碼器、內(nèi)選信號控制器、轎廂內(nèi)部控制器、外呼裝置等組成。2臺PLC之間通過PC-Link網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,其控制系統(tǒng)結構如圖1所示。

二、PC-Link網(wǎng)絡的構成及通信原理 PC-Link網(wǎng)絡是松下電工FPΣ系列PLC網(wǎng)絡的子網(wǎng),為工業(yè)局域網(wǎng),其網(wǎng)絡體結構是3層結構(如圖2),其中物理層和數(shù)據(jù)鏈路層面向通信,應用層面向用戶,向用戶提供服務。應用層協(xié)議以其專用通信協(xié)議MEWTOCOL為基礎。

其通信原理是串行通信中的共享存儲器通信,它在網(wǎng)上的各站通信單元內(nèi)都劃出一塊存儲器,這些存儲器在各站均占據(jù)相同的地址編號空間。把這樣的存儲區(qū)都構造成信箱。如果網(wǎng)上有n個站,則每個信箱都分為n格,其中1個格作為自己的發(fā)送信箱,其他(n-1)格作為(n-1)個接收分箱,與其他(n-1)個站一一對應。如果PC-Link的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層提供的網(wǎng)絡通信能夠把每個站發(fā)送分箱的數(shù)據(jù)復制到其他(n-1)個站與其對應的接收分箱中去,則每個站只要訪問自己的通信單元中的信箱就可以獲得全網(wǎng)的通信數(shù)據(jù)。顯然該信箱成為全網(wǎng)共享的存儲器。 通過使用鏈接繼電器和鏈接寄存器,能實現(xiàn)PLC之間的數(shù)據(jù)共享。在PC-Link網(wǎng)絡中,打開網(wǎng)絡中一臺PLC上的鏈接繼電器,也就打開了在同一網(wǎng)絡上其他PLC上相同的鏈接繼電器;如果一個PLC的鏈接寄存器的內(nèi)容被改變,那么,同一網(wǎng)絡上其他PLC上相同的寄存器的內(nèi)容也相應被修改。 三、PC-Link的連接

四、PC-Link的設置 為了能夠實現(xiàn)2個PLC之間正常通信,需進行必要的參數(shù)設置。 1. 站號和通信模式的設定 站號設置一方面可以利用FPΣ的站號設置開關進行設置,另一方面可以利用FPWIN GR編程工具使用系統(tǒng)寄存器設置。但首先站號設置開關設定為0,以便系統(tǒng)寄存器為有效狀態(tài)。 當利用FPWIN GR編程工具設置時,進入FPWIN GR系統(tǒng),打開本站的PLC程序。點擊系統(tǒng)菜單“設置”的子菜單選項“PLC系統(tǒng)設置”,出現(xiàn)COM1口設置的對話框,對站號進行設置,在通信類型欄目中選擇PC-Link,如果當前這臺PLC設為1號站,則另一臺設為2號站,整個網(wǎng)絡站號不能重復。表1和表2為各站的設置情況。


2. 通信格式和波特率的設定 使用PC-Link,通信格式固定為:數(shù)據(jù)長度8位,奇偶校驗奇校驗,停止位1位;波特率固定為:115200b/s。 3. 鏈接繼電器和鏈接寄存器的區(qū)域分配 為實現(xiàn)PLC之間的數(shù)據(jù)共享,使用了專用的內(nèi)部繼電器“鏈接繼電器(L)”和數(shù)據(jù)寄存器“鏈接寄存器(LD)”。當使用鏈接繼電器時,如果一個PLC中的某個鏈接繼電器為ON狀態(tài),那么連接于網(wǎng)絡上的其他PLC相應鏈接繼電器也為ON狀態(tài)。對于鏈接寄存器,如果一臺PLC的鏈接寄存器的內(nèi)容被重新寫入,那么處于網(wǎng)絡中的其他PLC的鏈接寄存器的內(nèi)容也改變了。 在本PC-Link網(wǎng)絡中,鏈接繼電器的區(qū)域分配為:1號站的系統(tǒng)寄存器設定No.40為6,No.42為0,No.43為3,No.47為2;2號站的系統(tǒng)寄存器設定No.40為6,No.42為3,No.43為3,No.47為2。 在本控制系統(tǒng)中,由于站1和站2之間主要傳遞控制量,不需兩站之間的數(shù)據(jù)量的傳遞,因此也不需分配鏈接寄存器區(qū)域,即鏈接寄存器采用默認設置。 通過以上設置,將各站的控制程序分別下載到1號PLC和2號PLC中,然后將2臺PLC設置成運行模式,則電梯在2臺PLC構成的PC-Link網(wǎng)絡控制下自動運行。通過實際測試,電梯根據(jù)外呼和內(nèi)呼信號能夠正確響應,運行穩(wěn)定可靠。 電梯的PLC控制,證明通信網(wǎng)絡可以滿足要求I/O點數(shù)較多且控制點比較分散的系統(tǒng)的控制要求,且PC-Link的建立比較簡單。通過本系統(tǒng)的實現(xiàn)可為其他系統(tǒng)的PLC控制提供借鑒作用。 參考文獻 [1] 常斗南.可編程控制器[M].北京:機械工業(yè)出版社,2002. [2] 邱公偉.可編程控制器網(wǎng)絡通信及應用[M].北京:清華大學出版社,2001. [3] 郭宗仁,吳亦鋒,郭永.可編程控制器網(wǎng)絡通信及應用[M].北京:人民郵電出版社,2001. 信息來源于:中國制造業(yè)信息化門戶

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