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    由于PLC具有體積小、價(jià)格低、功能強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，且集電控、電儀、電傳于一體，所以在工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。對(duì)于要求I/O點(diǎn)數(shù)較多，且控制點(diǎn)比較分散的控制系統(tǒng)，可以通過PLC網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)控制要求。本文介紹利用松下FPΣ構(gòu)成PC-Link網(wǎng)絡(luò)實(shí)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(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等組成。電力拖動(dòng)系統(tǒng)通過曳引電機(jī)實(shí)現(xiàn)電梯轎廂的上下移動(dòng)。電氣控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)運(yùn)行。

    電梯控制要求如下：開始時(shí)電梯處于任意一層。當(dāng)有外呼梯信號(hào)時(shí)，轎廂應(yīng)該響應(yīng)呼梯信號(hào)，到達(dá)該樓層時(shí)轎廂停止運(yùn)行，轎廂門打開，無人操作時(shí)延時(shí)一定時(shí)間后自動(dòng)關(guān)門。當(dāng)有內(nèi)呼梯信號(hào)時(shí)，轎廂響應(yīng)該呼梯信號(hào)，到達(dá)該層時(shí)轎廂停止運(yùn)行，轎廂門打開，無人操作時(shí)延時(shí)一定時(shí)間后自動(dòng)關(guān)門。電梯轎廂運(yùn)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(hào)均不響應(yīng)，但如果反向外呼梯信號(hào)前方無其他內(nèi)、外呼梯信號(hào)外呼梯響應(yīng)功能。電梯未平層即運(yùn)行時(shí)，開門按鈕和關(guān)門按鈕均不起作用。平層且電梯轎廂響應(yīng)停止后，按開門按鈕轎廂門打開，按關(guān)門按鈕轎廂門關(guān)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(tái)）、三相異步電動(dòng)機(jī)、變頻器、旋轉(zhuǎn)編碼器、內(nèi)選信號(hào)控制器、轎廂內(nèi)部控制器、外呼裝置等組成。2臺(tái)PLC之間通過PC-Link網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，其控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成及通信原理

    二、PC-Link網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成及通信原理

    PC-Link網(wǎng)絡(luò)是松下電工FPΣ系列PLC網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)，為工業(yè)局域網(wǎng)，其網(wǎng)絡(luò)體結(jié)構(gòu)是3層結(jié)構(gòu)（如圖2），其中物理層和數(shù)據(jù)鏈路層面向通信，應(yīng)用層面向用戶，向用戶提供服務(wù)。應(yīng)用層協(xié)議以其專用通信協(xié)議MEWTOCOL為基礎(chǔ)。

圖2 PC-Link網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

    其通信原理是串行通信中的共享存儲(chǔ)器通信，它在網(wǎng)上的各站通信單元內(nèi)都劃出一塊存儲(chǔ)器，這些存儲(chǔ)器在各站均占據(jù)相同的地址編號(hào)空間。把這樣的存儲(chǔ)區(qū)都構(gòu)造成信箱。如果網(wǎng)上有n個(gè)站，則每個(gè)信箱都分為n格，其中1個(gè)格作為自己的發(fā)送信箱，其他（n-1）格作為（n-1）個(gè)接收分箱，與其他（n-1）個(gè)站一一對(duì)應(yīng)。如果PC-Link的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層提供的網(wǎng)絡(luò)通信能夠把每個(gè)站發(fā)送分箱的數(shù)據(jù)復(fù)制到其他（n-1）個(gè)站與其對(duì)應(yīng)的接收分箱中去，則每個(gè)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(chǔ)器。

    通過使用鏈接繼電器和鏈接寄存器，能實(shí)現(xiàn)PLC之間的數(shù)據(jù)共享。在PC-Link網(wǎng)絡(luò)中，打開網(wǎng)絡(luò)中一臺(tái)PLC上的鏈接繼電器，也就打開了在同一網(wǎng)絡(luò)上其他PLC上相同的鏈接繼電器；如果一個(gè)PLC的鏈接寄存器的內(nèi)容被改變，那么，同一網(wǎng)絡(luò)上其他PLC上相同的寄存器的內(nèi)容也相應(yīng)被修改。

    三、PC-Link的連接

圖3 FPΣ通信插卡1通道RS485端口布局

    四、PC-Link的設(shè)置

    為了能夠?qū)崿F(xiàn)2個(gè)PLC之間正常通信，需進(jìn)行必要的參數(shù)設(shè)置。

    1. 站號(hào)和通信模式的設(shè)定

    站號(hào)設(shè)置一方面可以利用FPΣ的站號(hào)設(shè)置開關(guān)進(jìn)行設(shè)置，另一方面可以利用FPWIN GR編程工具使用系統(tǒng)寄存器設(shè)置。但首先站號(hào)設(shè)置開關(guān)設(shè)定為0，以便系統(tǒng)寄存器為有效狀態(tài)。

    當(dāng)利用FPWIN GR編程工具設(shè)置時(shí)，進(jìn)入FPWIN GR系統(tǒng)，打開本站的PLC程序。點(diǎn)擊系統(tǒng)菜單“設(shè)置”的子菜單選項(xiàng)“PLC系統(tǒng)設(shè)置”，出現(xiàn)COM1口設(shè)置的對(duì)話框，對(duì)站號(hào)進(jìn)行設(shè)置，在通信類型欄目中選擇PC-Link，如果當(dāng)前這臺(tái)PLC設(shè)為1號(hào)站，則另一臺(tái)設(shè)為2號(hào)站，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)站號(hào)不能重復(fù)。表1和表2為各站的設(shè)置情況。

表1 FPΣ1號(hào)單元設(shè)定

表2 FPΣ2號(hào)單元設(shè)定

    2. 通信格式和波特率的設(shè)定

    使用PC-Link，通信格式固定為：數(shù)據(jù)長度8位，奇偶校驗(yàn)奇校驗(yàn)，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(shí)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(dāng)使用鏈接繼電器時(shí)，如果一個(gè)PLC中的某個(gè)鏈接繼電器為ON狀態(tài)，那么連接于網(wǎng)絡(luò)上的其他PLC相應(yīng)鏈接繼電器也為ON狀態(tài)。對(duì)于鏈接寄存器，如果一臺(tái)PLC的鏈接寄存器的內(nèi)容被重新寫入，那么處于網(wǎng)絡(luò)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(luò)中，鏈接繼電器的區(qū)域分配為：1號(hào)站的系統(tǒng)寄存器設(shè)定No.40為6，No.42為0，No.43為3，No.47為2；2號(hào)站的系統(tǒng)寄存器設(shè)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(rèn)設(shè)置。

    通過以上設(shè)置，將各站的控制程序分別下載到1號(hào)PLC和2號(hào)PLC中，然后將2臺(tái)PLC設(shè)置成運(yùn)行模式，則電梯在2臺(tái)PLC構(gòu)成的PC-Link網(wǎng)絡(luò)控制下自動(dòng)運(yùn)行。通過實(shí)際測(cè)試，電梯根據(jù)外呼和內(nèi)呼信號(hào)能夠正確響應(yīng)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

    電梯的PLC控制，證明通信網(wǎng)絡(luò)可以滿足要求I/O點(diǎn)數(shù)較多且控制點(diǎn)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(shí)現(xiàn)可為其他系統(tǒng)的PLC控制提供借鑒作用。

    參考文獻(xiàn)

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