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西門子LOGO!在自動扶梯上的應(yīng)用
***概述:***
------自動扶梯和電梯一樣是公共場所運送乘客的典型設(shè)備,已在百貨公司,機場、地鐵、火車站等場所廣泛的應(yīng)用。而對于扶梯的拖動一般都采用三相異步電動機,而對于拖動的控制也普遍采用傳統(tǒng)的繼電器控制方式,由于扶梯的自動化及安全性能逐漸的提高,而它的控制還采用傳統(tǒng)的繼電器控制已不能滿足高性能的要求。再加上繼電器控制方式固有的缺點,控制煩瑣、布線雜多、占用空間大、故障率高、不易檢修等缺點。而現(xiàn)在電子邏輯器件,大規(guī)模集成電路的出現(xiàn);諸如像單片機、PLC 在控制系統(tǒng)上的應(yīng)用也越來越多。在自動扶梯中有些廠家也采用PLC 做為控制核心。
------PLC 有應(yīng)用的局限性,比如說輸入輸出對電壓的要求,價格高等,所以在自動扶梯的控制上采用PLC 并不是最理想的,對此我公司就想找一個具有邏輯控制功能,可現(xiàn)場編程,有輸入輸出功能的單元來實現(xiàn)我自動扶梯系統(tǒng)的核心控制。我發(fā)現(xiàn)西門子LOGO 正符合我公司的要求,能滿足系統(tǒng)的控制要求,價格還低,故我公司在設(shè)計生產(chǎn)自動扶梯控制柜中采用西門子LOGO 為控制核心。
***系統(tǒng)要求:***
------扶梯采用11KW 三相異步電動機拖動,扶梯要求能上行,也可下行(可切換),需要安全急停功能,需要檢修功能,需要照明燈??刂乒耋w積的要求。
------控制系統(tǒng)構(gòu)成:
------電動機降壓啟動電路,電動機正反轉(zhuǎn)電路,安全急停電路,檢修電路,照明電路。
------如果要完成上述功能還要求控制柜的控制性能、體積、價格。顯然采用繼電器控制和PLC 控制都不是最理想的,采用西門子LOGO 是最理想的控制單元。
***電氣系統(tǒng)描述:***
------(一)硬件電路部分
------在此選擇西門子LOGO!RC230 主模塊加擴展模塊LOGO!DM8230 R,RC230 是8 輸入4 輸出,擴展模塊為4 入4 出(輸入為數(shù)字量,輸出為繼電器方式)。
------LOGO 是一種具有可編程的邏輯模塊。在控制系統(tǒng)中起到邏輯控制且可輸入輸出的功能。
------系統(tǒng)硬件組成:平行按扭、轉(zhuǎn)換開關(guān)、急停按扭、交流接觸器、熱繼電器、LOGO(RC230)+LOGO!擴展模塊、繼電器、變壓器、斷路器等組成。
------與LOGO 的接線:LOGO RC230 的電源電壓115---240V/AC/DC。它可以直接輸入交流220V 電壓做為輸入信號。主單元的輸入端子為I1-I8,擴展為I1-I4。輸出端子為Q1-Q4,擴展為Q1-Q4,在此自動扶梯控制系統(tǒng)中只用了輸入I1-I5(與按扭接點連接),輸出Q1-Q4,擴展Q1-Q3(與接觸器線圈連接)。擴展模塊與主模塊的連接用模塊自帶的插針接口連接即可,下為與LOGO 的接線圖。
--------------------------------------------------------------圖1
------圖1 中各元件表示:
------LOGO!RC230:西門子通用邏輯模塊
------LOGO!DM8230 R:西門子通用邏輯模塊擴展模塊
------SB1:上行按扭
------SB2:下行按扭
------SA:檢修轉(zhuǎn)換開關(guān)
------SB3:急停按扭
------SP:急停繼電器觸點
------K1.1:電動機星型啟動接觸器
------K1.2:電動機角運行接觸器
------K2.2:電動機正轉(zhuǎn)接觸器
------K2.1:電動機反轉(zhuǎn)接觸器
------K10:運行接觸器
------MD:抱閘繼電器
------K25:照明繼電器
------(二)、軟件部分:
------在設(shè)計扶梯控制程序之前,首先要確定電路的輸入量和輸出量(見圖1)。根據(jù)輸入輸出斷子安排和系統(tǒng)的工作流程編寫程序。
------西門子LOGO 編寫程序簡單方便,可以用PC 機專用的LOGO 編程軟件編程下載,也可在現(xiàn)場用LOGO 一體的操作面板(帶按鍵和液晶顯示)輸入。我公司采用現(xiàn)場手動輸入的方法實現(xiàn)LOGO 的編程。LOGO 的編程語句是用功能塊和邏輯圖來表達的。即我們在數(shù)學(xué)上學(xué)的“或”“與”“非”等邏輯符號來表達實際的電路邏輯關(guān)系,對于具體的編寫操作方法請參見西門子LOGO 手冊。
------我現(xiàn)將自動扶梯程序流程圖表示如下:
------備注:圖2 中的粗線粗字表示當(dāng)在I3 輸入有效時的輸出流程。
***功能描述:***
------當(dāng)按下SB1 按鈕上行(I1 信號有效),輸出主Q2、主Q4、擴展Q1、擴展Q2、擴展Q3、延時2.5 秒后輸出主Q1。即當(dāng)按下上行按鈕SB1 時, 電動機星型啟動接觸器K1.1、上行接觸器K2.2、正常運行接觸器K10、制動繼電器MD、照明繼電器K25 吸合,延時2.5秒后電動機角運行接觸器吸合(星啟動接觸器斷開)。這一過程是電動機的星三角啟動,打開扶梯照明,打開制動器,使之上行的過程。當(dāng)按下SA 急停按鈕時,以上輸出除擴展Q3(照明繼電器)外其他全部停止輸出。由于扶梯停止后還須照明,而不能立即停止,故扶梯停止后延時25 秒后自動停止扶梯照明。
------當(dāng)按下SB2 按鈕下行(I2 信號有效)時輸出主Q3,連鎖停止Q4,其它與上相同。(主Q3 與Q4 和主Q1 與Q2 的輸出是互鎖的)
------當(dāng)按下SA 檢修按鈕時,扶梯進入檢修狀態(tài),按下SB1 或SB2 按鈕,扶梯只能運行在星啟動模式下(主Q3 或Q4 輸出),不能進入正常電動機角運行模式(主Q1 不能輸出)。其他同上。
------當(dāng)扶梯在任何運行狀態(tài),LOGO I4 或I5 信號輸入有效時,停止一切輸出,K25(擴展Q3)延時25 秒后停止輸出。
LOGO! 更多功能 0BA7
LOGO! 的當(dāng)前版本Soft Comfort,您當(dāng)然可以,輕松地配置全部新LOGO!硬件和固件功能。已以添加了以下五個功能模塊:
天文定時開關(guān)
最小/較大功能
平均值生成
模擬濾波器
秒表
創(chuàng)建具有庫函數(shù)的宏塊
方案的復(fù)現(xiàn)部分可以單獨保存為完整的塊并用于其他程序。您可以從經(jīng)常使用的應(yīng)用程序建立自己的塊庫,方便而快速地將他們集成到新項目。加快測試和編程速度。
數(shù)據(jù)記錄
從生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)可以保存在LOGO! 的內(nèi)部存儲器或標(biāo)準SD卡,以便通過PC讀,或在工作站的SD卡進行評估。
網(wǎng)絡(luò)連接
LOGO!的真正的亮點0BA7代采用不同的通訊方式:
LOGO! 和LOGO! 之間的通訊- 第二個LOGO! 功能為輸入/輸出擴展,沒有自己的程序。
LOGO! 和LOGO! 之間的通訊- 第二個 LOGO! 執(zhí)行它自己的程序和與其他人的數(shù)據(jù)交換一些數(shù)據(jù)。
LOGO! 與SIMATIC S7 CPU或面板之間的通訊,通過以太網(wǎng)提供的S7通訊。
LOGO! 中、德應(yīng)用程度有差異
在德國,LOGO!是一款市場認知度非常高的產(chǎn)品,因為 LOGO! 的使用非常簡單,和傳統(tǒng)PLC 相比對,對用戶的技術(shù)要求更低,更容易掌握,而且性價比非常高。但在中國市場,LOGO!的市場應(yīng)用情況與德國市場還有較大的差距。盧飛說:“在德國,LOGO! 的銷量是 S7-200 的3到4 倍,而在中國,這種情況卻恰恰相反,中國市場S7-200 的普及率遠勝過 LOGO! ?!本科湓颍R飛認為,中國的工程師接觸工業(yè)控制器往往都是從 PLC 開始,很少接觸類似 LOGO! 這樣的智能邏輯控制器,從而在產(chǎn)品設(shè)計和選型上本能的選擇 PLC。這造成的現(xiàn)實情況就是,本來采用 LOGO! 就可以實現(xiàn)的功能,中國的工程師卻選擇了價位相對更高的 PLC。“因此我認為德國的工程師在選型上更務(wù)實一些。不過,相信隨著 LOGO! 產(chǎn)品在中國市場認知度的提升,這種情況會逐漸改觀。”
LOGO!在西門子控制器家族的定位
易學(xué)易用,電工也能掌握
LOGO!同樣是專業(yè)電工的理想選擇?!癓OGO!在德國的專業(yè)電工群體是一款認知度非常高的產(chǎn)品,以至于德國很多職業(yè)院校將 LOGO! 作為一門必學(xué)的控制器課程,而且職業(yè)院校之間定期會舉辦 LOGO! 的應(yīng)用大賽?!北R飛說道。他歸納了幾點LOGO!控制器受到德國電工歡迎的主要原因:一是電工的日常工作中電氣設(shè)計的比重較小,需要實現(xiàn)的系統(tǒng)邏輯簡單,LOGO! 完全滿足需求,無需PLC 這樣的高端控制器;二是LOGO! 相對 PLC 價格更低,更經(jīng)濟,而且更容易掌握,對用戶的技術(shù)要求較低;還有一點就是LOGO! 的一些特性和電工熟悉的低壓設(shè)備更接近,非常適合替代中間繼電器和時間繼電器等開關(guān)設(shè)備。
俗話說,“百樣通不如一樣精”。在盧飛看來,對于電工而言,與其學(xué)習(xí)高端PLC的皮毛,還不如精通一款滿足需求的低端產(chǎn)品,比如LOGO!。“我發(fā)現(xiàn)中國的很多電工更熱衷于學(xué)習(xí) PLC,比如S7-200這樣的小型PLC,還有S7-300/400 等中大型PLC,但是很少人能真正掌握這些產(chǎn)品,因為PLC要求使用者有很好的技術(shù)背景以及結(jié)構(gòu)化編程等理念,多數(shù)電工學(xué)習(xí)后只能達到簡單維護的程度,達不到設(shè)計和升級改造的水平?!?/span>
事實上,電工學(xué)習(xí)LOGO!,大有可為。最近,盧飛就親自走訪了上海的一個資深電工,這名電工自學(xué)了LOGO! 產(chǎn)品,并成功的將公司的十多個老舊設(shè)備用LOGO! 完成了升級改造,提高了工人的生產(chǎn)效率,減少了廢件率,給公司增加了效益,受到了領(lǐng)導(dǎo)的褒獎。
一個電工用LOGO!簡單改造的設(shè)備,這是改造前后的樣子
LOGO! 適用行業(yè)廣泛
據(jù)介紹,LOGO! 的應(yīng)用從領(lǐng)域上可以分為兩大類:工業(yè)領(lǐng)域和住宅建筑領(lǐng)域。由于LOGO! 產(chǎn)品隸屬于西門子工業(yè)集團,所以此前主要致力于 LOGO! 在工業(yè)領(lǐng)域的拓展,而且取得了優(yōu)異的成績,在許多行業(yè)取得了廣泛的應(yīng)用,比如小型的通用機械設(shè)備,LOGO!就成功地應(yīng)用于搖臂鉆床、超聲波點焊機、壓樣機、水冷機等。這些設(shè)備控制邏輯簡單,對控制器質(zhì)量要求很高,而且成本控制嚴格,LOGO! 憑借穩(wěn)定的性能和高性價比頗受這些用戶的青睞。
此外,LOGO! 還成功地應(yīng)用到像壓路機、施工升降機等建筑機械,除濕機、制冷機、制冰機、空氣源熱泵等暖通設(shè)備,以及變壓器凈油機、智能雙電源切換柜等電力設(shè)備??梢哉f,目前各個行業(yè)都可以看到 LOGO! 產(chǎn)品的身影。
盧飛表示,LOGO!在德國住宅建筑領(lǐng)域的應(yīng)用可以占總銷量的 30%左右,但在中國這方面的推廣才剛剛開始,隨著人們對住宅舒適性和智能性要求的不斷提高,相信 LOGO! 走進我們的日常生活中指日可待。
LOGO!在空氣源熱泵的應(yīng)用
LOGO! 并非低端PLC
盧飛指出,市場上很多用戶將 LOGO! 看作一個低端的 PLC,這是很片面的。LOGO! 有很多特點是 PLC所不具備的,這體現(xiàn)在以下多個方面:
• 中國生產(chǎn)、全球質(zhì)量
LOGO! 的全球唯一生產(chǎn)基地就在中國南京,中國制造卻發(fā)往世界各地,所以中國客戶拿到的產(chǎn)品就代表著全球質(zhì)量水準。本地化生產(chǎn)給中國客戶帶來的就是更短的訂貨周期,更快的售后服務(wù)響應(yīng)。
• 簡單易用,價格經(jīng)濟
LOGO! 從選型到編程都力求精簡,對用戶的技術(shù)要求最低,而且相對中國市場主流的PLC價格更低,更加經(jīng)濟。
• 體積小巧緊湊
LOGO! 是西門子控制器家族中體積最小的控制器,可以使控制柜結(jié)構(gòu)更緊湊,體積更小
• 全面的國際認證體系
LOGO! 擁有豐富的認證,比如CE,UL,F(xiàn)M,CSA, IRS 和各種船級社認證,比如 LRS, ABS, DNV, GL, NK, BV, PRS 等等。非常合適用于出口設(shè)備以及船舶設(shè)備。
• 集成多功能顯示面板
這是區(qū)別與普通PLC的一大特點,LOGO! 可以通過集成的顯示面板板和組合按鍵就可以輕松實現(xiàn)程序修改,參數(shù)修改,系統(tǒng)監(jiān)控,時鐘調(diào)整,文本顯示,程序拷貝等功能。而普通PLC 必須借助于預(yù)裝專業(yè)編程軟件的電腦或者價格昂貴的觸摸屏才可以實現(xiàn)。
• 高性價比、性能穩(wěn)定可靠
LOGO! 的高性價比體現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計的方方面面,這里拿集成模擬量來舉例說明,LOGO! 12/24 RC 是LOGO! 產(chǎn)品中最暢銷的一款主機,它擁有8個數(shù)字量輸入,其中4個輸入還可以接收 0~10V的模擬量信號。而市場上眾多主流PLC多數(shù)集成2個模擬量輸入通道,當(dāng)然可以通過填加模擬量擴展模塊方法達到4個,但是綜合成本遠在 LOGO! 之上。
• 軟件支持離線仿真
LOGO! 的編程軟件界面友好而簡潔,離線仿真功能是不能不提的特點,該功能可以讓使用者第一時間驗證程序的準確性,從而大大縮短現(xiàn)場的調(diào)試時間,受到用戶的一致好評,而目前市面上很多小型PLC的軟件都不支持該功能。
• 以太網(wǎng)通訊
2011年7月底,西門子推出了可以支持以太網(wǎng)通訊的 LOGO! 0BA7,實現(xiàn)了 LOGO! 之間,以及LOGO! 與 西門子其他控制器、人機界面和上位機組態(tài)軟件的以太網(wǎng)互聯(lián),進一步拓展了LOGO! 的適用范圍。
在剛剛過去的2012年,西門子LOGO! 在中華工控網(wǎng)“工控產(chǎn)品體驗中心”進行了一期產(chǎn)品體驗活動,活動一經(jīng)推出即吸引了眾多申請者,參與試用者結(jié)合自己的工作情況用LOGO! 完成了各自的項目,通過體驗報告和回訪情況看,試用者普遍認為,LOGO! 簡單易用、緊湊小巧、性能穩(wěn)定、性價比高,在未來的項目中必有其用武之地。目前,中華工控網(wǎng)正進行新一期的LOGO! 產(chǎn)品體驗申請,“我們希望借此機會讓更多的用戶真正了解它、喜歡它!”,盧飛說
西門子PLC五層電梯控制程序:先介紹一下程序的控制要求和IO點分配,后面是梯形圖。然后我們分析程序的錯誤。
這個程序的特殊之處是有換速功能,電梯正常運行時是快速,當(dāng)接近目標(biāo)樓層時變?yōu)槁?。由于換速處理不當(dāng),該程序無法控制電梯正常啟動。