西门子模块6ES7211-0BA23-0XB0技术介绍

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1、 引言
　　随着社会经济的发展，工业的迅速兴起，使得一些10kv配电系统大幅度增加，配电系统的简便性、可靠性、安全性、节能性、性价比显得尤其重要。
　　目前，传统的10kv配电系统还是采用继电器系统和分布监测计量、分布控制方式，而采用plc（可编程序控制器）系统集中控制和集中监测计量方式，有利于提高配电系统的运行管理自动化水平，保证配电的安全稳定，还能减少运行人员的工作强度提，安全可靠。
　　2、 继电器系统和plc系统的比较
　　plc（可编程序控制器）是近几十年来发展起来的一种新型工业控制器，由于它编程灵活，功能齐全，应用广泛比继电器系统的控制简单，使用方便，抗干扰力强，，工作寿命高，而其本身具有体积小，重量轻，耗电省等特点。继电器系统有明显的缺点：体积大，可靠性低，工作寿命短，查找故障困难，特别是由于它是靠硬连线逻辑构成系统，所以接线复杂，对于生产工艺的变化的适应性差，不便实现集中控制；而plc的安装和现场接线简便，可以应用其内部的软继电器简化继电器系统的繁杂中间环节，实现软接线逻辑构成系统，方便集中控制，除此之外，plc还具有自诊断、故障报警、故障报警种类显示及网络通讯功能，便于操作和维修人员检查。
　　3、 集中控制、集中监测计量在10kv配电一次系统中的应用举例
　　在一个10kv配电一次系统中，有两台1000kva变压器并联运行。图1为该配电一次系统的原理图。

图1 10kv配电一次系统原理图
　　3.1 plc在集中控制中的地位
　　在配电一次系统中继电器系统主要集中在总受柜和变压器配出柜内，应用plc系统来代替继电器系统，可以减少柜与柜之间的硬连线，省去很多继电器，简化工艺，降低系统制作成本，提高配电系统的可靠性，安全性和节能性。plc系统框图如图2所示。

图2 plc系统框图
　　plc是整个系统的神经中枢，所有控制，保护，工作状态指示都通过plc内部的虚拟继电器通过软连线配合外部给定开关量和信号来完成。控制电压在安全电压以下，可以提高工作的安全性，远离高压室进行操作，可以避免工作人员的误操作，一站式控制，可以提高工作效率，减少工作人员的劳动强度。用两条现场总线就可以实现整个系统的信号传输，通过plc的工作状态和报警指示，便于工作和维修人员的故障排除。另外，与继电器相比，plc的免维护性高，工作寿命长。
　　3.2 plc的i/o分配
　　10kv配电一次系统中，除了上电断电控制外，还有对变压器的过流，欠压和瓦斯保护。我们以欧姆龙camp2ah40点的plc为例进行i/o分配，如表1所示。上断电控制是开关量，选用控制按钮即可，过流，欠压和瓦斯保护涉及自动检测技术，选用智能传感器来实现，可以提高保护的可靠性。

输入端口分配		输出端口分配
0.00	总受柜开	10.00	总受柜开停
0.01	总受柜停	10.01	1#配出柜开停
0.02	1#配出柜开	10.02	2#配出柜开停
0.03	1#配出柜停	10.03	总受过流报警指示
0.04	2#配出柜开	10.04	总受欠压报警指示
0.05	2#配出柜停	10.05	1#过流报警指示
0.06	总受过流检测	10.06	1#欠压报警指示
0.07	总受欠压检测	10.07	1#轻瓦斯报警指示
0.08	1#过流检测	11.00	1#重瓦斯报警指示
0.09	1#欠压检测	11.01	2#过流报警指示
0.10	1#轻瓦斯检测	11.02	2#欠压报警指示
0.11	1#重瓦斯检测	11.03	2#轻瓦斯报警指示
1.00	2#过流检测	11.04	2#重瓦斯报警指示
1.01	2#欠压检测	11.05	事故音响
1.02	2#轻瓦斯检测	11.06	备用
1.03	2#重瓦斯检测	11.07	备用
1.04	备用
1.05	备用
1.06	备用
1.07	备用
1.08	备用
1.09	备用
1.10	备用
1.11	备用

表1 plci/o分配表
　　3.3 10kv配电一次系统集中控制、集中监测计量的设计
　　配电系统是供电网的神经中枢。配电系统的正常工作和我们的生活保障及工作秩序密不可分，这就要求它有更高的可靠性；配电系统的智能化、节能、操作简便、方便维护是经济高速发展的需要；配电系统操作和维护对工作人员的安全系数要求更高、劳动强度更低和设备的性价比更高是用户所希望的。综合以上几点，我们对10kv配电一次系统作了如下改进，应用plc对系统的总受柜、配出柜实现集中控制，应用数字仪表对系统进行集中监测计量。改进后的10kv配电一次系统框图如图3所示。

图3 10kv配电一次系统框图
　　改进后，以综合柜为工作平台，在值班室，工作人员可以对高压室运行状态进行控制，既方便又安全；工作人员可以随时对监测仪表和计量仪表以及工作或报警状态进行记录，巡查，既方便又及时明了，还可以减少劳动强度。
　　采用微型计算机plc实现继电保护和控制系统的操作，大大提高系统的自动化水平和可靠性，同时更加便于系统的集中控制和监测，方便了系统的信息化管理，大大降低成本，提高了工作的效率，具有一定的推广意义。

一、控制要求：
1．系统应具备：有司机、无司机、消防三种工作模式。
2．系统应具备下列几项控制功能:
1）自动响应层楼召唤信号(含上召唤和下召唤)。
2）自动响应轿厢服务指令信号。
3）自动完成轿厢层楼位置显示(二进制方式)。
4）自动显示电梯运行方向。
5）具有电梯直达功能和反向远停站功能。
3．系统提供的输入控制信号:
ays 向上行驶按钮
ayx 向下行驶按钮
ysj 有/无司机选择开关
1yc 一楼行程开关
2yc 二楼行程开关
3yc 三楼行程开关
a1j 一楼指令按钮
a2j 二楼指令按钮
a3j 三楼指令按钮
aj 指令专用开关(直驶)
zxf 置消防开关
a1s 一楼上召唤按钮
a2s 二楼上召唤按钮
a2x 二楼下召唤按钮
a3s 三楼上召唤按钮
a3x 三楼下召唤按钮
4．系统需要输出的开关控制信号：
km 开门显示
gm 关门显示
mgb 门关闭显示
dcs 上行显示
dcx 下行显示
s 上行继电器(控制电动机正转)
x 下行继电器(控制电动机反转)
yx 运行显示
a led 七段显示器 a 段发光二极管
b led 七段显示器 b 段发光二极管
c led 七段显示器 c 段发光二极管
d led 七段显示器 d 段发光二极管
e led 七段显示器 e 段发光二极管
f led 七段显示器 f 段发光二极管
g led 七段显示器 g 段发光二极管
1dja 一楼指令信号登记显示
2dja 二楼指令信号登记显示
3dja 三楼指令信号登记显示
1das 一楼上召唤信号登记显示
2das 二楼上召唤信号登记显示
2dax 二楼下召唤信号登记显示
3das 三楼上召唤信号登记显示
3dax 三楼下召唤信号登记显示
二、课题要求：
1．按题意要求，画出 plc 端子接线图及控制梯形图。
2．完成 plc 端子接线工作, 并利用编程器输入梯形图控制程序，完成调试。
3. 完成课程设计说明书
三、答辩问题：
1．阐明程序设计思想及工作流程。
2．当层楼数增加，开关量输入和输出的点数将作如何变化 ?
3．若需要电梯只服务于奇数楼层，梯形图将作如何变换 ?
4．若需要电梯只服务于偶数层楼，梯形图将作如何变换 ?
5．若正常运行方式作为方式 a ，上述 3、4 题运行方式作为 方式 b 、方
式 c 、方式 d , 如何采用两个输入开关来任选其中一个作为当前运行方式?
6．电梯控制中清除召唤登记的条件是什么 ?
7．电梯控制中清除指令登记的条件是什么 ?
下面是图纸：

1、线路部分

2、主回路图

3 plc接线图

4 plc接线图

5 fx2n-48mr程序

6 fx2n-48mr程序

7 fx2n-48mr程序

8 fx2n-48mr程序

9 fx2n-48mr程序

10 fx2n-48mr程序

11 fx2n-48mr程序

12 fx2n-48mr程序

       确定i/o接口点数

1、输入接口： （1）安全回路 （2）门锁 （3）检修开关 （4）上平层感应器 （5）下平层感应器 （6）向上按钮 （7）向下按钮 （8）关门按钮 （9）开门按钮 （10）上强迫减速限位 （11）下强迫减速限位 （12）消号按钮 （13）锁梯钥匙 （14）一楼楼层感应器 （15）二楼楼层感应器 （16）三楼楼层感应器 （17）一楼指令按钮 （18）二楼指令按钮 （19）三楼指令按钮 （20）一楼向上召唤按钮 （21）二楼向上召唤按钮 （22）二楼向下召唤按钮 （23）三楼向下召唤按钮	2、输出接口 （1）上行接触器 （2）下行接触器 （3）快车接触器 （4）慢车接触器 （5）一级加速接触器 （6）一级减速接触器 （7）二级减速接触器 （8）三级减速接触器 以上为一组：选用交流220v电压的接触器 （9）开门继电器 （10）关门继电器 （11）jk继电器 （12）蜂鸣器 （13）向上方向显示 （14）向下方向显示 （15）一楼楼层显示 （16）二楼楼层显示 （17）三楼楼层显示 （18）一楼指令显示 （19）二楼指令显示 （20）三楼指令显示 （21）一楼上召唤显示 （22）二楼上召唤显示 （23）二楼下召唤显示 （24）三楼下召唤显示 以上合并为一组，选用交流24v电压电源
根据计算，输入共23点，输出共24点，我们可以选用fx2n-48mr的plc来编制程序（输入输出各24点）