6ES7214-1BG40-0XB0详细参数

西门子S7-300 PLC控制系统在门式起重机中的应用

引言

　　门式起重机作为一种大吨位拖动安装机械，其在工业安装祖业中得到了广泛应用，从而大 大降低了工作强度，提高了工业生产能力和工作效率。对于门式起重机的研究始于上个世纪80年代［1］，受当时科研水平，金属材料的限制，生产出的门式起重机笨重粗大，作业精度很差，往往只能实现较为简单的起升搬运作业。到了90年代以后，对于门式起重机的研究偏向注重安装便捷、工作可靠和节能环保等，并提出了一系列的方法，如电动机转子电路串电阻调速、晶闸管定子调压调速等方式，取得了一地的成效，但不可避免地存在着一些问题，如功率损耗过大、低速机械特性偏软等。

　　plc是近几年来发展起来的一种新型技术，由于其结构简单，编程方便，特别是在现代工业生产和设备制造业中得到了广泛应用。

2 传统起重电力拖动系统介绍

　　2.1转子电路串电阻调速

　　绕线式异步电动机转子电路串接不同电阻时的机械特性如图1所示。

　　图1 电机电路串接不同电阻的机械特性

　　如上图所示，电阻r2》r1》r，当负载转矩m相同时，转速n随着电阻的增大而减小，或者说串接电阻后电机同步转速n和大转矩的mmax不变，转差率s增大，转速n降低。这种方法的优点在于可改善点击的起动特性，可方便控制工作速度，简单可靠，维护方便；缺点也很明显：不能实现连续调速，冲击过大，在串接电阻上消耗很大，工矿时调速困难，低速机械特性偏软［2］。

　　2.2晶闸管定子调压调速

　　晶闸管调压调速是一种较为先进的调速方式，其特性曲线如图2所示（红线表示2.1倍点击额定电流时等电流曲线）。

　　图2 晶闸管定子调压调速特性曲线

　　如上图所示，晶闸管定子调压调速能实现平滑调速，低速特性较好，调速范围也较大，可达到1:10，升降均可调速，但其串接电阻消耗过大，发热量较大，维护不方便［3］。

   西门子伺服电机是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机是可以连续旋转的电-机械转换器。作为液压阀控制器的伺服电机，属于功率很小的微特电机。伺服电机分为直流伺服电机和交流伺服电机，以永磁式直流伺服电机和并激式直流伺服电机*为常用。

　　
       伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。

　　伺服电机在封闭的环里面使用。就是说它随时把信号传给系统，同时把系统给出的信号来修正自己的运转。

　　伺服电机的优点：

　　1、精度：实现了位置，速度和力矩的闭环控制；克服了步进电机失步的问题；

　　2、转速：高速性能好，一般额定转速能达到2000～3000转；

　　3、适应性：抗过载能力强，能承受三倍于额定转矩的负载，对有瞬间负载波动和要求快速起动的场合特别适用；

　　4、稳定：低速运行平稳，低速运行时不会产生类似于步进电机的步进运行现象。适用于有高速响应要求的场合；

　　5、及时性：电机加减速的动态相应时间短，一般在几十毫秒之内；

　　6、舒适性：发热和噪音明显降低。

　　简单点说就是：平常看到的那种普通的电机，断电后它还会因为自身的惯性再转一会儿，然后停下。而伺服电机和步进电机是说停就停，说走就走，反应极快。但步进电机存在失步现象。

　　伺服电机的应用领域就太多了。只要是要有动力源的，而且对精度有要求的一般都可能涉及到伺服电机。如机床、印刷设备、包装设备、纺织设备、激光加工设备、机器人、自动化生产线等对工艺精度、加工效率和工作可靠性等要求相对较高的设备。

西门子PLC S7-200的程序有三种：主程序、子程序、中断程序。

主程序只有一个，名称为OB1。

子程序可以达到64个，名称分别为SBR0~SBR63。子程序可以由子程序或中断程序调用。

中断程序可以达到128个，名称分别为INT0~INT127。中断方式有输入中断、定时中断、高速计数中断、通信中断等中断事件引发，当CPU响应中断时，可以执行中断程序。

由这三种程序可以组成线性程序和分块程序两种结构。

一、线性程序结构

_线性程序是指一个工程的全部控制任务都按照工程控制的顺序写在一个程序中，比如写在OB1中。程序执行过程中，CPU不断地扫描OB1，按照事先准备好的顺序去执行工作，如图：

显然，线性程序结构简单，一目了然。但是，当控制工程大到一定程序之后，仅仅采用线性程序就会使整个程序变得庞大而难于编制、难于调试了。

二、分块程序结构

分块程序是指一个工程的全部控制任务被分成多个小的任务块，每个任务块的控制任务根据具体情况分别放到子程序中，或者放到中断程序中。程序执行过程中，CPU不断地调用这些子程序或者被中断程序中断，

分块程序虽然结构复杂一些，但是可以把一个复杂的过程分解成多个简单的过程。对于具体的程序块容易编写，容易调试。从总体上看，分块程序的优势是十分明显的。