西门子一级授权总代理商|模块总代理

首先在学之前应该要了解，一个完整的STEP7有哪几部分组成,如下图所示：



了解任务解决方案后，用STEP7,创建一个项目，然后做选项1（先组装硬件，然后编程）或选项2（先编程，再组装硬件），完成之后下载程序到CPU进行调试。

编程举例

下面以用57一300 plc控制三相异步电动机的起动与停止为例，来介绍STEP7软件的使用。本例中PLC实现的功能相当于图1所示的控制电路，外部
需要连接一个起动按钮SB1、一个停止按钮SB2和一个输出接触器KM，PLC的端子接线图如图2所示。其中FR为热断电器，当主电路内的电动机过载时FR动作，并切断接触器KM的线圈。




PLC硬件选择

PLC硬件系统包括一个PS307 （ 5A)电源模块、一个CPU314、一个数字量输入模块SM321XDC24V和一个数字量输出模
块SM322 DO32 X AC120/230/1A。所使用的数字量输入模块有32个输入点，每8个为一组，拥有4个公共端，用1M、2M、3M、
4M表示，外部控制按钮(如SB1，SB2)信号通过DC24V送入相应的输入端所使用的数字量输出模块有32个输
出点，每8点为一组，有4个公共电源输入端，用1L,2L,3L,4L表示，外部负载(如KM)均通过电源(如AC 220V)接在公 共电源输入端(如1L)与输出端(如Q4.1)之间。

程序截图如下

变频器脉宽调制频率需要8KHz,达到降低电机运行噪音的目的。

根据以上需求，基于西门子S120可以提供的方案为S120 CU310-2DP+SMC20+PM340+编码器信号转换器。

这个方案的优点

曳引机驱动变频器结构简单，在实现拖动功能的同时，大大节省曳引同步电机驱动的成本。

选用可靠的第三方编码器转换器，变频器只负责驱动永磁同步电机实现闭环矢量速度控制，TTL差分5V信号通过编码器信号转换器直接输出到电梯控制主板，调试简单。

电力拖动系统选型

在电梯提升系统中，用于电梯的永磁无齿同步曳引机根据电梯行业经验直接提供负载重量和运行线速度。关于变频器，需要对应同步电机功率的选择重载功率，客户通过计算提供了变频器功率和制动电阻功率。但是为了达到降低电机运行噪音的目，

变频器的脉宽调制频率需要增加到8KHz

，因此需要考虑实际变频器因脉宽调制频率增大而造成的输出电流降容。当变频器的脉宽调制频率需要增加到8KHz时，变频器允许的持续输出电流降容到额定的70%。

客户主要选择第三方制动电阻，在S120功率单元PM340有对制动电阻阻值的要求，即

客户选择的制动单元阻值不能小于PM340功率单元允许的小阻值要求

，如果选择的制动单元阻值小于功率单元允许的阻值，会导致PM340内置的制动单元损坏。

第三方永磁同步电机的调试及优化

磁极位置识别

S120驱动永磁同步电机需要进行磁极位置识别功能来确定同步电机的电气磁极位置，在磁场定向控制中需要该位置。

对于带未校准编码器的电机，只需要进行一次性磁极位置识别，客户原先使用某品牌的变频器由于不能接入编码器C，D信号，每次变频器上电次运行会自动执行磁极位置识别，从而引起电梯产生较大的震动。而本样机中S120驱动沈阳蓝光永磁同步电机，编码器为海德汉ERN1387，带有C，D 

信号，所以只需在电梯调试时执行一次磁极位置识别，保证了电梯运行的舒适性。

抱闸设置

P1215=3

: 电机抱闸同顺序控制，通过 BICO 连接。P1216 电机抱闸打开时间，抱闸通电后(打开抱闸)，转速/ 

速度设定值在该时间内保持为零，之后使能转速/ 速度设定值

。P1217 电机抱闸闭合时间, 在执行 OFF1 或 

OFF3、给抱闸断电(闭合抱闸)后，驱动在该时间仍处于闭环控制中，转速/速度设定值为零，在该时间届满后删除脉冲。

如果设置的闭合时间比实际闭合时间短，则可能会使负载滑落;而如果闭合时间设得太大，控制闭环会施加反作用在抱闸上，缩短抱闸使用寿命。

转矩限制

转矩限值是允许的大转矩，针对电机电动运行和回馈运行设置不同的转矩限值，且由转矩限制，电流设置和功率限制共同决定。需要确认设定的回馈功率是否满足电机回馈运行。

变频器控制信号设定

本样机中变频器速度给定值通过二进制选择的固定频率给定实现。

变频器的故障信号输出信号连接到电梯控制主板，因为在系统上电时，电梯的控制主板启动时间比变频器时间要短，

当变频器没有准备好，电梯控制主板提前启动变频器，有可能会导致意外发生，所以需要故障信号输出信号取反后发送到电梯控制主板

。当变频器控制单元正常运行后才能把故障信号取反发送出去，所以变频器在正常运行的情况才会发出常1信号，当变频器断电或者变频器故障时，电梯控制主板不能接收到这个常1信号，就认为变频器不具备启动条件，整个电梯系统无法正常运行。

电梯运行舒适性设置

为了满足乘客乘坐电梯时舒适性的要求，

需要通过扩展斜坡函数发生器和转速控制器适配来实现

。

扩展的斜波函数发生器提供电机启动加速过程中的起始圆弧和结束圆弧，实现了速度的平稳过渡，在电梯整个加减速过程中实现变加速度的功能，在电梯启动瞬间和快加速到达给定速度时，减小了电梯运行加速度，提高了电梯乘坐的舒适性,避免了电梯从静止状态突然启动和电梯加速到设定速度时的冲击。

电梯电力拖动系统从调试结束至今已经稳定运行一年多，产品性能和电梯乘坐舒适度都得到了客户的认可。现场实际调试了两台电梯永磁同步无齿曳引机，通过简单的参数设置，以及优化速度环比列Kp_n和积分Tn_n，容易实现客户要求的性能，DCC和BICO功能，大大提高了系统功能的可扩展性。