北京西门子S7-1500PLC模块代理（欢迎您）

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PLC使用的通信介质有哪些

    通信介质就是在通信系统中位于发送端与接收端之间的物理通路。通信介质一般可分为导向性和非导向性介质两种。导向性介质有双绞线、同轴电缆和光纤等，这种介质将引导信号的传播方向；非导向性介质一般通过空气传播信号，它不为信号引导传播方向，如短波、微波和红外线通信等。

    以下艾特贸易小编介绍几种常用的导向性通信介质。

    1)双绞线

    双绞线由按规则螺旋结构排列的2根或4根绝缘线组成。一对线可以作为一条通信电路，如图10-3所示，把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可以降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。PLC控制网络中常使用双绞线作为通信介质。

    2)同轴电缆

    同轴电缆由一根空心的外圆柱导体（铜网）和一根位于中心轴线的内导线（电缆铜芯）组成，并且内导线和圆柱导体及圆柱导体和外界之间都用绝缘材料隔开，如图10-4所示。由于电流通过电缆时产生的电磁场被屏蔽在内、外导体之间，故其辐射损耗小，抗*力好，传输数据稳定，价格也便宜，家里电视机用的闭路线大多就是同轴电缆。同轴电缆有细缆和粗缆之分。但是同轴电缆体积大，即使细缆的直径就有3/8英寸粗，要占用电缆管道的大量空间；并且不能承受缠结、压力和严重的弯曲，这些都会损坏电缆结构，阻止信号的传输；还有就是成本高。以上这些缺点双绞线能克服，因此在现在的局域网环境中，同轴电缆基本已被基于双绞线的以太网物理层规范所取代。

    3)光纤光缆

    光缆一般是指有外包护套的成品光缆，光纤一般是指光缆内用于传输的纤芯。光纤是一种直径细( 2～125μm)的柔软、能传导光波的介质。光缆具有圆柱形的形状，由三个同心部分组成：纤芯、包层、护套，如图10-5所示。目前比较常见的有两种不同类型的光纤，分别是单模光纤和多模光纤（所谓“模”就是指以一定的角度进入光纤的一束光线）。多模光纤一般被用于同一办公楼或距离相对较近的区域内的网络连接；而单模光纤传递数据的质量更高，传输距离更长，通常被用来连接办公楼之间或地理分散更广的网络。光纤光缆是新一代的传输介质，与铜质介质相比，光纤无论在安全性、可靠性还是网络性能方面都有了很大的提高。由于光纤光缆具有抗电磁干扰性好、保密性强、速度快、传输容量大等优点，所以它的价格也较为昂贵，一般PLC控制网络中不常采用。

    4)其他介质

    无线网络、电波、红外线等在PLC的网络中也有应用，但相对较少。在传输介质中屏蔽双绞线的应用广泛，成本较低、安装简单。当前，随着无线传输技术的发展口趋成熟，利用无线网络对远距离的PLC进行控制成为当今工控领域的一个热点。

为了提高提升机的舒适性和减少对机械部分的冲击，本系统中借助于PLC实现提升机速度的S曲线变化。SO曲线不但要求系统在加、减速过程中速度变化平滑，而且要求系统的加、减速度变化平滑，如图7-35所示。

    1．系统S曲线相关参数

    设定系统中A1=A2 =A3 =A4 =0. 25m／S2，am1=am2=0.5 m/s2，加速段I、加速段III、减速段I和减速段III的时间均为2s。该矿井为单次提升189 m的双水平斜井，设计提升高速度为3.82m/s，爬行速度设定为0.2m/s。

    根据以上分析，可以将整个提升行程分为8个阶段。每个阶段的速度给定都以公式形式给出。程序中采用的方法是每个阶段开始都对时间进行复位，每个阶段复位的条件在加速段和减速段不同，在加速段靠速度（即Vl，V2）比较来判断，在减速段靠行程比较来判断。

    2．PLC软件设计

    本系统PLC程序部分用到了主程序循环OB1、循环中断0835、诊断中断0882、暖启动OB100等组织块。另外还用到了自定义的功能FC、数据块DB、系统功能SFC等。

    操作保护PLC必须确保提升机安全运行，所以其程序中主要是两大类故障的处理。给出其软件程序流程如图7-36所示。各个组织块之间的切换由PLC的操作系统负责，操作系统检测系统运行时间，如达到中断时间则调用一次OB35，若发现有硬件故障，则调用OB82。

行程控制PLC主要是为了给出完整的S型曲线，其程序结构和操作保护PLC类似。这里给出其速度计算的流程图，如图7-37所示。其中v表示实际速度、Vm表示主令速度给定、vi表示根据“S曲线”各阶段公式计算出来的速度给定，S表示实际行程，Sjsd表示实际减速点。在减速点之前速度Vm由主令给定，当主令变化时，实际速度跟随，设定动态跟随加速度为0.8 m/s。在减速点的时刻，计算出减速段的各特征位置，用来判断整个减速段各点所处的阶段。在减速之后，主令给定比理论计算给定速度小时，则按主令给定，否则按理论S曲线减速。在程序设计时，两个量比较还有滤波，在流程图中略去。

    该矿副井提升机自从投入运行以来，运行良好，该系统的突出优点如下。

    ①基于双PLC结构的提升机调速系统设计功能完善，运行安全可靠，改原来系统减速段主令和制动闸配合减速为自动减速。

    ②S曲线速度给定使变频器能够控制提升机平滑运行，减少机械冲击，大大提高人员舒适度。变频器结合制动单元可以实现提升机4象限运行，解决了提升机下放回馈的问题。

③触摸屏上显示了罐笼位置，速度（给定速度、实际速度、包络线速度）、系统状态等，方便司机观察和操作。

    1．PLC部分硬件构成

    根据控制需要，PLC控制部分采用2台PLC构成冗余系统，对一些重要的保护同时控制，确保提升机运行安全。其中一台PLC为提升机操作保护系统．主要完成逻辑操作控制和故障判断处理两个方面的任务；另一台PLC为行程控制系统，主要完成高性能的提升机速度曲线即S曲线给定。

    本系统采用西门子SIMATIC S7-300 PLC，并通过MPI网与西门子触摸屏TP27构成网络，实时监视系统运行的状态。图7-32给出系统的硬件组态。其中操作保护PLC的MPI地址为2，行程控制PLC的MPI地址为6，触摸屏TP27的地址为1，操作保护PLC的组成主要为电源模块PS 307SA，CPU 314，两个输入模块DI32×DC 24 V，一个输出模块D016xRel，两个计数器模块FM350。行程控制PLC的组成类似，但多一个8路模拟量输入模块AI8x12 bit和一个4路输出模块A04x12 bit。

    2．编码器及FM350模块

编码器和FM350模块是整个系统正常运行的核心部件，其作用是根据脉冲计数确定提升机的位置和提升机实际速度。系统中采用NEMICON NE-2048-2MD旋转编码器，分别安装在提升机的导向轮和驱动轮上。FM350模块可以接收4种类型的脉冲输入，本系统采用的是5 V encoder RS422，symmetric型

    通过校正可以使提升机每次到达同一点为一固定脉冲。在减速段根据位移可以得到给定速度，根据单位时间内脉冲数值差又可以得到提升机的实际速度，此处单位时间是指STEP 7的中断组织块的周期，设定OB35的周期为20 ms。检测到实际速度和位移以后，还可以对提升机一些重要的保护做出判断，如过卷、超速等。

    3．变频器的主回路

    系统采用西门子6SE70变频器，提升机主电动机的功率为180 kW，据此选用6SE7033-7EG60型变频器。6SE70的l/O端子可以自由定义和使用。本应用中对控制端子Xl01的功能设置为：Xl01-3，变频器故障（输出）；Xl01-4，变频器运行（输出）；Xl01-5，变频器警告（输出）；Xl01-6，制动单元和制动电阻故障（输入）；Xl01-7，变频器故障复位

（输入）；Xl01-8，停车2（输入）；Xl01-9，启／停（输入）。速度主设定Xl01-15，16通过PLC的AO模块给定。

    4．制动电阻和制动单元

提升机属于位势性负载，提升机需要消耗能量，而下放时则会释放能量。因为通用变频器都是单向整流，如果电动机处于制动状态或发电状态，回馈的能量将通过逆变环节到达直流环节，会使直流母线电压升高，因此需要增加制动单元。制动单元和制动电阻的连接如图7-34所示。其中制动单元的X38-4和X38-2接DC 24 V，X38-1为故障复位功能，通过复位按钮SB2实现复位功能。为合理利用CUVC板上Xl01的数字量端子，将制动电阻的热触点3、4和制动单元故障串联作为Xl01-6，并在6SE70软件中自定义其功能为制动单元和制动电阻故障。

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