西门子模块1FL6042-2AF21-1MB1

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传统电梯控制系统由于接线过多，安装复杂，不易更改和扩展，导致难以维护和效率低的缺点。电梯用户对电梯的要求已不仅仅停留在对系统的安全性、可靠性等基本功能的追求上，对电梯的舒适感、效率、自我故障诊断、远程监控等智能化以及电梯调试，维护的简便性提出了更高的要求。所以急需一种率，高可靠性的现场总线技术来满足用户的要求，AS-Interface总线技术就是其较佳选择。AS-I总线的物理实现为两线通讯，接线采用卡线刺穿式结构，AS-I从站可以十分方便的接入到总线上，且*特的AS-I梯形电缆，杜绝了接线错误的可能性。下面对西门子S7-200CN PLC的AS-Interface总线系统实现电梯控制做一些探讨。

4 AS-Interface总线在电梯控制系统中应用
4.1 硬件实现
具有AS-Interface总线功能的西门子S7-200CN PLC性能较好，功能强大，支持三角函数、开方、对数运算等功能;可在线编辑和监视;通过调制解调器支持远程监控;可以故障诊断，执行单次扫描，强制输出;可以编辑变量状态表，使用多个可同时打开的窗口可同时显示信号状态和状态表。所以基于S7-200CN PLC的电梯控制系统是一个网络化、智能化、性价比较高的控制系统。
在系统的硬件实现上，经过仔细调查和论证发现:电梯控制系统的传感器和执行器基本上集中在井道和轿厢，机房仅只有一个执行器即调速器，而无传感器。所以将机房作为控制中心不尽合理，为了使系统的硬件布置达到较优，项目对传统的电梯控制系统做了如下调整:电梯的控制系统和拖动系统从物理开，改变了传统电梯系统控制、拖动不分家的状态。这样做的好处是真正实现了强弱电分开，大大提高了系统的抗干扰性，进一步保证了电梯系统的安全和可靠;由于电梯的大部分信号在轿厢和井道，如果将控制中心置于机房，即使应用AS-Interface总线技术，那么它所需要的AS-I从站是十分可观的(以10层10站的电梯为例，轿厢和井道的信号大约有100个，一个AS-I从站的的I/O数较多为8，也就是说需13个从站才能满足要求)，这种即使有了先进性而无经济性的系统难以被工程所接受。项目的做法就是将控制中心转移到轿厢**，这种转移在不降低其先进性的同时大大降低了控制系统的成本(同样以10层10站的电梯为例，井道和机房的信号大约有48个，所需要的从站仅为6个)。

图2为根据以上思想采用AS-I总线技术的电梯控制系统，控制中心位于轿**，由CPU226CN(PLC)、EM223(PLC扩展)、AS-I主站三部分组成，轿厢上的信号均直接接到PLC的I/O上，井道和机房的信号通过AS-I从站传输到AS-I主站上，现场安装十分简单。

●作用
装置于轿**，负责与主控制器通讯并控制AS-I从站。
(3) 扩展
●性能
EM223扩展单元具有8I/8O共16路数字信号输入输出口，具有光电隔离，低功耗等功能。
●作用
将控制中心置于轿**的一个重要原因是电梯的大部分信号都集中在轿厢上，可以通过将这些信号直接以并行的方式送到控制中心，这是一种十分经济且可行的办法。所以显然CPU224本机I/O点数量不能满足要求时，必须通过扩展(EM223)来弥补不足点数。
(4) AS-I从站
将井道和机房的信号通过AS-I从站连入电梯控制系统，因此，AS-I从站被分散安装在井道中和机房内，负责处理召唤盒内信号和控制调速器。
4.3 软件实现
西门子S7-200CN系列PLC是将AS-I从站自动映射到8个模拟量输入字(AIW0～AIW7)和8个模拟量输出字(AQW0～AQW7)上。对于工程技术人员来说，对AS-I从站的编程和对普通的I/O编程没什么区别，只需增加一小段程序，就可实现从站I/O到PLC中的映射。
启动AS-I及映射转换程序清单如下:
LD SM0.1
SI Q3.7, 1
RI Q3.0, 4
LD SM0.7
BMW AIW0, VW1000, 8
BMW VW2000, AQW0, 8
4.4 工作流程
电梯控制的核心是对各类信号分析并控制调速器，门机等拖动轿厢运动的过程。在西门子S7-200CNPLC串行系统中，井道和机房的各类控制、数据信号通过AS-I从站传输到AS-I主站上，经由AS-I主站传输到CPU226CN中。同样，CPU226CN想对某一从站发出指令也需AS-I主站完成。轿厢上的所有信号直接通过并行I/O点送入CPU226CN内。下面以一部电梯处理一个召唤信号过程为例，简要介绍其工作流程。
系统上电时，CPU226CN进行上电自检。包括I/O检查，与主站的通讯检查，电梯的当前状态(门状态，自动、检修或司机，电梯位置等)的参数正确性。一旦发现错误，则进入故障状态，封锁快车，直到所有故障排除，才进入正常运行状态。从站一旦检测到有召唤信号，立即通过AS-I信号电缆传输到AS-I主站，经由主站向CPU226CN发出中断信号，把召唤信号较终传送到CPU226CN进行处理。一次信号的传输时间少于5ms。
CPU226CN收到信号后，根据电梯的现在状态，决定电梯的运行方向和停车位置，通过AS-I主站向从站发生指令控制调速器及曳引机。

5 基于西门子PLC的电梯远程监控系统
5.1 通信口介绍
内部集成的PPI接口为S7-200CN的用户提供了强大的通讯功能。PPI接口物理特性为RS-485，可在三种方式下工作:
(1) PPI方式
PPI通讯协议是西门子专为S7-200CN系列PLC开发的一个通讯协议。可通过普通的两芯屏蔽双绞电缆进行联网。波特率为9.6kbps,19.2kbps和187.5kbps.S7-200CN系列CPU上集成的编程口同时就是PPI通讯协议进行通讯非常简单方便，只用NETR和NETW两条语句即可进行数据信号的传递，不需额外再配置模块或软件。PPI通讯网络是一个令牌传递网，在不加中继器的情况下，较多可以由31个S7-200CN系列PLC，TD200，OP/TP面板或上位机(插MPI卡)为站点，构成PPI网。
(2) MPI方式
S7-200CN可以通过内置接口连接到MPI网络上，波特率为19.2/187.5kbps。它可与S7-300/S7-400CPU进行通讯。
(3) 自由口方式
自由口方式是S7-200CNPLC的一个很有特色的功能。它使S7-200CNPLC可以与任何通讯协议公开的其它设备、控制器进行通讯。
5.2 硬件实现
我们使用自由口方式，通过电缆将CPU226CN的485口与调制解调器连接，并接入线，在监控室将调制解调器与电脑连接。连接完毕后，可以通过拨号上网对现场的电梯进行监控。其中，调制解调器选用实达网上之星5600db

四、PLC控制系统概述
1、自控系统方案
本软化水处理工程采用开放式的射线式结构，系统由研华工控机及西门子PLC组成，两者都安装在软水站近旁的控制室内。水处理系统中的水箱液位，水泵压力，阀门位置，水泵运行、故障信号，都通过控制电缆一一对应至PLC的输入端。其中气动阀门，水泵运行、故障信号为数字量，其它连续变量为4-20mA模拟量。全系统共设有256个数字点、24个模拟点、128个数字输出点。工控机和PLC采用MPI电缆连接。PLC中的数据和开关状态通过MPI电缆，用通讯方式连至PC工控机。

PLC选用西门子S7300，使用工控机对它进行编程和运行监控；控制功能用STEP7编程实现，STEP7提供3种编程语言格式，包括梯形图、语句表、功能表；本系统采用的是梯形图编程语言。如何使程序结构较好而又使程序代码较简，对提高PLC系统的性能非常重要。该系统采用单线程编程，循环中断块OB35完成对各子程序标志位的置位，其循环时间设为100ms，主程序OB1通过判断子程序的标志位来分别调用各子程序。PLC的输出点全部控制中间继电器，中间继电器的常开触点控制现场柜中的电磁阀和水泵接触器，通过现场柜上的三位转换开关，直接控制水泵和阀门。
2、PC工控机
PC工控机为闽台研华产品，配置为P4/1.7G/30G/256M，三星21”彩显（CRT），PC机上装有（bbbbbbs2000、2002、WORD、EXCEL等基本软件，还装有SETP7V5.2PLC编程软件和WinccV5.1组态软件。工控机系统由1000VAUPS供电，它的232串口通过MPI适配器连接S7300PLC的编程口。PC机可作为工程师站对PLC进行编程，编程完毕后，可作为操作员站监控系统的运行。打印机使用是EPSON公司的LQ-1600-KIII型打印机。
3、网络功能
现在使用的是工控机和PLC之间的小型工业以态网络，使用交换机连接PC机和PLC，既可编制程序，还可通讯监控。因为工控机使用的是组态软件带有OPL接口软件。软水处理系统完成调试投入正常运行后，工控机挂接的以太网，可与任一台装有组态软件，并带有OPL功能的计算机相连接。

五、WINCC5.1主要功能及特性
与国内外同类产品相比，WINCC5.1组态软件具有以下特点：
1、全中文、可视化、面向窗口组态开发界面，符合中国人的使用习惯和要求，真正的32位程序，支持多任务、多线程、可运行于Microsoft 
bbbbbbs95/98/Me/NT/2000等多种操作系统；
2、庞大的标准图形库、完备的绘图工具集以及丰富的多媒体支持，使您能够快速地开发出集图像、声音、动画等于一体的漂亮、生动的工程画面；
3、全新的ActiveX动画构件，包括存盘数据处理、条件曲线、计划曲线、相对曲线、多行文本、通用棒图等、使您能够更方便、更灵活地处理、显示生产数据。
4、支持目前绝大多数硬件设备，同时可以方便地定制各种设备驱动；此外*特的组态环境调试与灵活的设备操作命令相结合，使硬件设备与软件系统间的配合天衣无缝。
5、简单易学的类Basic脚本语方与丰富的MCGS策略构件，使您能够轻而易举的开发出复杂的流程控制系统。
6、强大的数据处理功能，能够对工业现场产生的数据以各种方式进行统计处理，使您能够在**时间获得有关现场情况的**手数据。
7、方便的报警设置、丰富的报警类型、报警存贮与应答、实时打印报警报表以灵活的报警处理函数，使您能够方便、及时、准确地捕捉到任何报警信息。
8、完善的安全机制、允许用户自由设定菜单、按钮及退出系统的操作权限。此外，MCGS5.1还提供了工程密码、锁定软件狗、工程运行期限等功能，以保护组态开发者的成果。
9、强大的网络功能，支持TCP/IP、Modem、485/422/232，以及各种无线网络和无线电台等多种网络体系结构。
10、良好的可扩充性，可通过OPC、DDE、ODBC、ActiveX等机制，方便地扩展MCGS5.1组态软件的功能、并与其他组态软件、MIS系统或自行开发的软件进行连接。
11、提供了WWW浏览功能，能够方便地实现生产现场控制与企业管理的集成。在整个企业范围内，只使用IE浏览器就可以在任意一台计算机上方便地浏览与生产现场一致的动画画面，实时和历史的生产信息，包括历史趋势、生产报表等等，并提供完善的用户权限控制。