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    由于PLC具有體積小、價格低、功能強、運行穩定可靠等特點，且集電控、電儀、電傳于一體，所以在工業控制的各個領域得到了廣泛的應用。對于要求I/O點數較多，且控制點比較分散的控制系統，可以通過PLC網絡實現控制要求。本文介紹利用松下FPΣ構成PC-Link網絡實現六層電梯的PLC控制。

    一、電梯控制系統

    電梯主要由轎廂系統、電力拖動系統、電氣控制系統等組成。電力拖動系統通過曳引電機實現電梯轎廂的上下移動。電氣控制系統實現電梯的自動運行。

    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、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。

    六層電梯控制系統的硬件是由松下最新PLC產品FPΣ（2臺）、三相異步電動機、變頻器、旋轉編碼器、內選信號控制器、轎廂內部控制器、外呼裝置等組成。2臺PLC之間通過PC-Link網絡實現數據共享，其控制系統結構如圖1所示。

圖1 網絡的構成及通信原理

    二、PC-Link網絡的構成及通信原理

    PC-Link網絡是松下電工FPΣ系列PLC網絡的子網，為工業局域網，其網絡體結構是3層結構（如圖2），其中物理層和數據鏈路層面向通信，應用層面向用戶，向用戶提供服務。應用層協議以其專用通信協議MEWTOCOL為基礎。

圖2 PC-Link網絡結構

    其通信原理是串行通信中的共享存儲器通信，它在網上的各站通信單元內都劃出一塊存儲器，這些存儲器在各站均占據相同的地址編號空間。把這樣的存儲區都構造成信箱。如果網上有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的物理層和數據鏈路層提供的網絡通信能夠把每個站發送分箱的數據復制到其他（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的通信數據。顯然該信箱成為全網共享的存儲器。

    通過使用鏈接繼電器和鏈接寄存器，能實現PLC之間的數據共享。在PC-Link網絡中，打開網絡中一臺PLC上的鏈接繼電器，也就打開了在同一網絡上其他PLC上相同的鏈接繼電器；如果一個PLC的鏈接寄存器的內容被改變，那么，同一網絡上其他PLC上相同的寄存器的內容也相應被修改。

    三、PC-Link的連接

圖3 FPΣ通信插卡1通道RS485端口布局

    四、PC-Link的設置

    為了能夠實現2個PLC之間正常通信，需進行必要的參數設置。

    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編程工具使用系統寄存器設置。但首先站號設置開關設定為0，以便系統寄存器為有效狀態。

    當利用FPWIN GR編程工具設置時，進入FPWIN GR系統，打開本站的PLC程序。點擊系統菜單“設置”的子菜單選項“PLC系統設置”，出現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，整個網絡站號不能重復。表1和表2為各站的設置情況。

表1 FPΣ1號單元設定

表2 FPΣ2號單元設定

    2. 通信格式和波特率的設定

    使用PC-Link，通信格式固定為：數據長度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域分配

    為實現PLC之間的數據共享，使用了專用的內部繼電器“鏈接繼電器（L）”和數據寄存器“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，那么連接于網絡上的其他PLC相應鏈接繼電器也為ON狀態。對于鏈接寄存器，如果一臺PLC的鏈接寄存器的內容被重新寫入，那么處于網絡中的其他PLC的鏈接寄存器的內容也改變了。

    在本PC-Link網絡中，鏈接繼電器的區域分配為：1號站的系統寄存器設定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，不需兩站之間的數據量的傳遞，因此也不需分配鏈接寄存器區域，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網絡控制下自動運行。通過實際測試，電梯根據外呼和內呼信號能夠正確響應，運行穩定可靠。

    電梯的PLC控制，證明通信網絡可以滿足要求I/O點數較多且控制點比較分散的系統的控制要求，且PC-Link的建立比較簡單。通過本系統的實現可為其他系統的PLC控制提供借鑒作用。

    參考文獻

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    [2] 邱公偉.可編程控制器網絡通信及應用[M].北京:清華大學出版社,2001.

    [3] 郭宗仁,吳亦鋒,郭永.可編程控制器網絡通信及應用[M].北京:人民郵電出版社,2001.