基于PLC与变频器控制的扶梯设计学士毕业论文.docx

摘要自动扶梯是生活中随处可见的一道风景线。它由一台特种结构型式的链式输送机和两台特殊结构型式的胶带输送机所组合而成的，用以在建筑物的不同层高间运载人员上下的一种连续输送机械装置。广泛用于车站、码头、商场、机场和地下铁道等人流集中的地方。随着自动扶梯进一步发展，用户对扶梯的工艺设计、高科技性、安全、节能性能、智能化的要求也越来越高，促使变频控制在扶梯领域被广泛地应用。本文系统采用红外传感器、三菱fx2n plc可编程序控制器与三菱fr-e740变频器的控制组合，构成的调速系统对传统扶梯进行改造后，使扶梯具备平稳启动、节能运行和检修运行功能。扶梯启动时，避免产生很大的启动电流；无人乘梯时，扶梯由额定运行速度转为低速运行，即节约了能源，减小了机械磨损，也为乘客明确了扶梯运行方向；扶梯的日常使用由保护系统自动润滑装置对扶梯各主要部件润滑，即延长了扶梯的使用寿命，也降低了运行噪声。电气安全装置通过硬件与软件的结合使用以及机械保护等，使用户在使用过程中更加安全。扶梯检修时，检修运行功能保证了扶梯检修精度。本论文分为六个部分,即：交流变频调速系统概论及自动扶梯系统简介；交流调速系统方案论证和系统组成；自动扶梯系统的工作原理及电路设计；自动扶梯系统的参数设定及plc程序设计；系统的应用价值、电气安全等。关键词：fx2n plc，fr-e740变频器，节能分析，自动控制原理的设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日目录摘要i目录ii第一章 绪论31.1扶梯的项目背景31.1.1自动扶梯的社会背景31.1.2自动扶梯技术要求与目标31.1.3自动扶梯系统的基本结构组成3第二章 方案论证32.1 方案论证32.1.1 继电气控制系统32.1.1.1 继电控制系统的优缺点32.1.2 plc控制系统32.1.3变频调速系统32.1.4 方案选定3第三章 控制系统的组成及硬件选择33.1 控制系统的组成33.2 硬件的选择33.2.1 可编程控制器的选择33.2.1.1可编程控制器简介33.2.1.2 三菱fx2n系列plc33.2.1.3 plc在自动扶梯中的作用33.2.2 变频器的选择33.2.2.1 变频器的简介33.2.2.2 变频器容量选择33.2.2.3 fr-e700变频器33.2.2.4 变频器选择注意事项33.2.2.5 变频器在自动扶梯中的作用33.2.3 自动扶梯电动机的选择33.2.3.1 电动机的选型33.2.3.2 注意事项33.2.4 传感器的选择33.2.4.1 红外传感器33.2.4.2热释红外传感3第四章 参数设定及程序设计34.1 电动机参数设定34.2 变频器参数设定34.2.1 fr-e740的参数及面板操作34.2.2变频器参数设定34.3 plc程序设计3第五章 工作原理及电路设计35.1 自动扶梯系统的工作原理35.2 电路设计及电路图3第六章 自动扶梯的安全及保护装置36.1自动扶梯的安全装置36.2 自动扶梯的保护装置3调试37.1 硬件调试37.2 软件调试3总结3致谢3参考文献359第一章 绪论1.1扶梯的项目背景1.1.1自动扶梯的社会背景消费者是当今和会的主流群体，目前他们对购物环境、购物气氛、购物功能的要求越来越高，且普遍期望“大型”、“规模化”的商业场所出现。在带动经济不断发展的百货公司，机场、地铁、火车站等场所自动扶梯应运而生。在过去扶梯拖动的控制普遍采用传统继电器控制方式，至今很多扶梯仍然使用这种控制方式，这种电器控制原理比较简单、直观。但继电器控制回路触点较多，造成接线比较复杂，运行故障比较多，排除故障比较困难；还受到线路控制的局限性，继电器控制方式难以实现许多附加的先进功能；扶梯工作时，无论有无乘客都处于额定的运行状态，具有能耗大、机械磨损严重、使用寿命低等缺点。随着扶梯的自动化及按全能的逐渐提高，而自动扶梯控制系统还采用传统的继电器控制已不能满足高性能的要求。因此，采用plc与变频器相结合的稳定、方便、节能控制系统，已成为自动扶梯控制技术的发展方向。1.1.2自动扶梯技术要求与目标（1）使自动扶梯能够按照一定的速度曲线运行。（2）扶梯平稳运行，能根据设定的时间按设定的速曲线进行速度过度。（3）系统工作可靠、稳定、安全、抗外界因数干扰影响能力强。（4）在节能经济方面实现尽可能的低损耗，低磨损，使其使用寿命延长。（5）自动扶梯安全措施实现更好的完善。1.1.3自动扶梯系统的基本结构组成（1）驱动装置由于自动扶梯是运载人员的，往往用于人流集中之处；特别是服务于公共场所的自动扶梯更是如此，每天连续运转时间很长。因此，对驱动装置提出较高的设计要求。所有零、部件应进行详细计算，较高的强度和刚度，以保证在短期过载情况下机械具有从分的可靠性。零件要有较高的耐磨性，以保证机器在若干年内每天能进行长时间工作。由于驱动装置设置地点位置的限制，要求机构尽量的紧凑，并要求装拆维修方便。驱动装置的作用是将动力传递给予梯路系统及扶手系统。一般由电机、减速器、制动器、船东链条及驱动主轴等组成。（2）牵引构件自动扶梯所用牵引构件有牵引链条与牵引齿条两种。牵引构件是传递牵引力的构件。一台自动扶梯一般有两根构成闭合环路的牵引链条（或称梯级链）或牵引齿条。使用牵引链条的驱动装置装在上分支上水平直线区段的末端，即所谓端部驱动式的。使用牵引齿条的驱动装置装在倾斜直线区段上，下分支的当中，即所谓中间驱动式的。（3）扶手装置扶手装置是供站立在自动扶梯上的乘客扶手用的。自动扶梯自从有了活动扶手之后，才真正进入实用阶段。自动扶梯的活动扶手有如电梯中的安全钳一样，是重要的安全设备。扶手装置由扶手驱动系统、扶手胶带、栏杆等组成。扶手装置是装在自动扶梯梯路两侧的两台特种结构形式的胶带输送机。（4）张紧装置重锤式张紧装置是利用重锤的上下的自动调节牵引构件的张力的一种张紧装置。这种结构复杂和自重大，在自动扶梯中已很少使用。目前，一般采用弹簧张紧装置这种结构形式的张紧装置链轮轴的两端各装在滑块内，滑块可在固定的滑槽中滑动，以调节牵引链条的张力使自动扶梯的牵引链条获得必要的初张力，以保证自动扶梯正常运转。补偿牵引链条在运转过程中的伸长；牵引链条及梯级由一个分支过渡到另一分支的改向功能；梯路导向所必须的部件，如转向壁等均装在张紧装置上的。（5）导向轨道系统如前所述，自动扶梯的梯级沿着金属结构内按一定要求设置的多根轨道运行，以形成阶梯。自动扶梯梯路导轨系统包括主轮和辅轮的全部导轨、反轨、反板、导轨支架及转向壁等。导轨系统的作用在于支承由梯级主轮和辅轮传递来的梯路载荷，保证梯级按一定得规律运动以及防止梯级跑偏等。因此，要求轨道既要满足梯路设计要求，还应具有光滑、平整、耐磨的工作表面，并具有一定得尺寸精度。（6）梯级梯级是特殊结构形式的四轮小车，有两只主轮，两只辅轮。梯级的主轮的轮轴与牵引链条铰接在一起，而辅轮轴则不与牵引链条连接。这样，全部梯级通过按一定得规律布置的导轨运行，可以做到在自动扶梯上分支的梯级保持水平，而在下分支的梯级可以倒挂。在一台自动扶梯中，梯级是数量最多的部件。一台小提升高度自动扶梯的梯级约需50100只；大提升高度自动扶梯的梯级多达600700只梯级。对梯级的要求是：自重轻；工艺性能好；装拆维修方便。采用铝合金整体压铸而成的梯级为整体梯级；采用铝合金分零件压铸拼装而成的梯级为分体式。（7）电气控制系统自动扶梯是一种连续输送机械，其电气控制系统与电梯电气控制系统相比区别主要体现在：自动扶梯基本上不带负载起动；自动扶梯的运行速度保持不变；自动扶梯不频繁起制动，无加减速问题；自动扶梯正常运行时不需改变运行方向；自动扶梯无开关门系统；自动扶梯不需要信号登录及信号显示系统；自动扶梯不需要考虑其运行位置及运行状态。因此，自动扶梯的电气控制系统相对电梯来说简单得多。（8）安全装置自动扶梯常设置多种安全设置。一般可分为两大类：一类是必备的安全装置；另一类是辅助的安全装置。必备安全装置：工作制动器；附加制动器；速度监控装置；牵引链条伸长和断裂保护设备；梳齿板保护装置；扶手胶带入口防异物保护装置及扶手带断带监控装置；梯级塌陷保护装置；裙板保护装置；梯级间隙照明装置；电机保护；相位保护；急停按钮；非操纵逆转保护装置。辅助安全装置：辅助制动器；机械锁紧装置；梯级上的黄色边框；裙板上的安全刷；扶手胶带同步监控装置。第二章 方案论证2.1 方案论证目前，一般国内安装的自动扶梯多采用单速交流电机作为主机，链轮链条式传动，梯级额定速度大多为0.5m/s。这种扶梯即使在无乘客使用时仍以额定的速度来不停的运行，这样具有耗能大、机械磨损严重、使用寿命低等缺点。众所周知，目前生活中现行普遍应用的自动控制系统有三种：变频调速控制系统、plc控制系统、继电器控制系统。下面将着重向大家介绍三种控制系统的优劣区别比较及本课题选用变频控制系统的特色。2.1.1 继电气控制系统继电器控制系统的组成：控制系统（输入回路），被控系统（输出回路）。继电器控制系统利用具有继电特性的元件进行控制的自动控制系统。所谓继电特性是指在输入信号作用下输出仅为通、断等几个状态的特性。继电控制也称通断控制。例如，电炉温度调节中根据炉温是否超过规定值而断开或接通电源。这种只有通、断两个状态的控制又称双位式控制。对于继电控制型伺服系统，继电控制是指驱动电源的全部电压按照控制偏差值符号的正或负，正向或反向地加到执行电动机上。为避免正反方向之间的持续振荡，在正向和反向之间常设置一个死区。继电控制中使用的元件并不限于电磁式继电器，也可用别的手段来实现继电特性。例如，在双位式温度调节中，常采用双金属片作为敏感元件，温度变化时双金属片因两部分金属的膨胀系数不同而弯曲变形，接通或断开触点。其他如液压和气动阀等也是具有继电特性的元件。继电控制系统的主要分析方法有相平面法和描述函数法。2.1.1.1 继电控制系统的优缺点继电控制系统的主要优点是控制装置比较简单。对于同样的功率，继电控制装置的重量和体积在各类控制系统中几乎是最小的，其具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点，广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中。但现在由于扶梯自动化及安全性能的逐步提高，仍采用传统的继电器控制方式已不能满足更高性能的要求，另外由于继电器控制方式的固有缺点，如：控制烦琐、布线杂多、占用空间大、故障率高、不易检修等缺点，因此随着电子逻辑器件、大规模集成电路的出现；诸如像单片机、plc在控制系统上的应用也越来越多。尤其是变频调速系统在使用节能、高科技、智能化方面得到了进一步的提高，被广泛应用。2.1.2 plc控制系统现今自动扶梯的使用越来越高技术含量、高可靠性、高品质、安全、舒适的方向发展。以继电器为控制系统的自动扶梯已逐渐受到高技术要求的冲击。总之，技术含量高，物超所值的产品将越来越被消费者所青睐。plc控制的自动扶梯系统以其可靠性好、稳定性好、编程简单、使用方便、维护检修方便等显著优点，加上现今逐渐时兴电脑化控制的电气设备，plc控制的自动扶梯正好迎合了人们的心态，与市场需求紧密相连。与继电器比较：plc控制系统结构紧凑，体积小；plc内部全为“软接点”，动作快；plc 控制功能改变，一般仅修程序即可，极其方便；plc控制系统的设计、施工与调试比继电接触控制系统周期短；plc控制的自检和监控功能比继电接触控制的强；plc的适用范围比继电接触控制的广泛；plc可靠性比继电接触控制的高。但plc有其应用的局限性，比如说输入输出对电源电压的要求、价格高等因素，因此在自动扶梯的控制上采用plc并不是最理想的2.1.3变频调速系统80年代末，交流电机的变频调速技术迅速发展成为一项成熟的技术，它将供给交流电机的工频交流电源经过二极管交流变成直流，再逆变成频率可调的交流电源，以此电源拖动电机在变速状态下运行，并自动适应变负荷的条件。它改变了传统工业中电机启动后只能以额定功率、定转速的单一运行方式，从而达到节能目的。现代变频调速技术应用于电力水泵供水系统中，较为传统的运行方式是可节电40%-60%,节水15%-30%。由于变频调速具有调速的机械特性好，效率高，调速范围宽，精度高，调整特性曲线平分，可以实现连续的、平稳的调速，体积小、维护简单方便、自动化水平高等一系列突出的优点而倍受人们的青睐。尤其当它应用于风机、水泵等大容量负载时，可以获得其它调速方式无法比拟的节能效果。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类，目前国内大都使用交-直-交变频器。2.1.4 方案选定变频控制系统是集现代变频调速技术、plc技术、监控技术和计算机技术为一体的控制系统。系统采用变频器、可编程控制器（plc）等现代控制技术，对自动扶梯进行闭环控制，具有手动、自动操作方式。该系统还配有完善的故障自诊断、故障检修手动工作方式等功能，使维修工作十分轻松快捷。由于控制回路与负载回路之间是通过中间继电器实现电隔离和信号耦合的，因此系统的抗干扰能力强。随着自动扶梯进一步向着高科技、节能、智能化的方向发展，变频器在扶梯领域也被广泛地应用。应用变频器和可编程控制器（plc）构成变频调速系统对传统扶梯进行节能改造，能够有效节约能源，降低运行成本。传统的控制方式都有各自的缺点，都造成了很明显的能源浪费。本文在plc控制系统的基础上再加上变频器，使自动扶梯的速度可调。自动扶梯通过变频器起动以后，以额定速度（0.5m/s）运行，在系统设定的时间2分钟内，若没有检测到有人进入扶梯，则2分钟后扶梯经过变频器调节频率使扶梯以五分之一额定速度（0.1m/s）运行（不让扶梯停止是为了提示乘客乘梯的方向，以免人们误以为电梯坏了）；如变频器故障，则自动扶梯可由变频转换到工频状态运行（不节能状态），以保证自动扶梯正常工作。 第三章 控制系统的组成及硬件选择3.1 控制系统的组成图3.1 控制系统框该系统主要由以下几部分组成：电源、plc、变频器等。plc是控制系统的核心，plc根据输入的光电信号是否有效确定高速运行指令的输出，变频器根据plc的高速运行指令控制扶梯的运行速度，完成扶梯的快慢及快慢停循环运行。3.2 硬件的选择3.2.1 可编程控制器的选择3.2.1.1可编程控制器简介一.可编程控制器的定义可编程控制器，简称plc（programmable logic controller）,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。其结构如下图3.1图3.2 plc结构二.plc的特点1 可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。plc由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的f系列plc平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余cpu的plc的平均无故障工作时间则更长。从plc的机外电路来说，使用plc构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，plc带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除plc以外的电路3及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。 2 配套齐全，功能完善，适用性强plc发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代plc大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来plc的功能单元大量涌现，使plc渗透到了位置控制、温度控制、cnc等各种工业控制中。加上plc通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用plc组成各种控制系统变得非常容易。 3 易学易用，深受工程技术人员欢迎plc作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用plc的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。 4 系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造plc用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。 5 体积小，重量轻，能耗低以超小型plc为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。3.2.1.2 三菱fx2n系列plc目前市场上的plc种类繁多，三菱的fx2n系列plc适用于各行各业、各种场合中的检测、监测及控制的自动化。fx2n系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。由于它紧凑的设计、良好的扩展性、低廉的价格、丰富的功能模块以及强大的指令系统，使得fx2n plc可以近乎完美地满足小规模的控制要求。fx2n plc的电源电压有ac100v240v和dc24v两种。它的输入列型有dc输入型（dc24 7ma/5ma无电压触电或者npn开集电极晶体管输入）、ac输入型（ac100120v ac电压输入）、内置24v、400ma直流电源可用于外围设备，如传感器或其它元件。输出类型有晶体管（dc）、继电器（dc/ac）、可控硅（ac）三种输出方式。因为采用了优良的可维护断开端子块，即使接着电缆也可以更换单元。在所有的fx2n plc中都有实时时钟标准，时间按设置和比较指令易于操作，小时表功能对过程跟踪和机器维护提供了有价值的信息。持续扫描功能为应用所需求的持续扫描时间定义操作周期。输入滤波器调节功能可以用输入滤波器平整输入信号（在基本单元中x000到xo17）。原建筑界可以记录在程序储存器中。在线程序编辑在不影响设备正常运行的情况下可在线修改程序。面板上run/stop（运行/停止）开关易于操作，可指定输入点控制cpu的运行/停止。编程软件可以通过调制解调器拨号通讯来监控、修改、上载和下载程序，进行plc故障诊断。主要特点：较高的可靠性；丰富的指令集；丰富的内置集成功能；实时特性强和强大的通信能力。该系统选用fx2n-48mr plc。本机集成24输入/24输出，i/o共计48点，它程序存储容量较大，通信能力大大增强。它可用于点数较多、要求较高的小型或中型控制系统。fx2n性能规格项目规格备注运转控制方式通过储存的程序周期运转i/o控制方式批次处理方法（当执行end指令时）i/o指令可以刷新运转处理时间基本指令：0.8s/指令应用指令：1.52至几百s/指令编辑语言逻辑梯形图和指令清单使用步进梯形图能生成sfc类型程序程序容量8000步内置使用附加寄存盒可扩展到16000步指令数目基本指令：27步进指令：2应用指令：128最大可用298条应用指令i/o配置最大硬体i/o配置点256，依赖于用户的选择（最大软件可设定地址输入256、输出256）辅助继电器（m线圈）一般500点m0至m499锁定2572点m500至m3071特殊256点m8000至m8255状态继电器（s线圈）一般490点s0至s499锁定400点s500至s899初始10点s0至s9信号报警100点s900至s999定时器（t）100毫秒范围：0至3276.7秒200点t0至t19910毫秒范围：0至327.67秒46点t200至t2451毫秒保持型范围：0至32.767秒4点t246至t249100毫秒范围：0至3276.7秒6点t250至t255计数器（c）一般16位范围：0至32767秒200点c0至c199类型：16位上/下计数器锁定16位100点（子系统）c100至c119类型：16位上/下计数器一般32位15点c200至c219类型：16位上/下计数器锁定32位15点c220至c234类型：16位上/下计数器高速计数器（c）单项范围：-2147483648至+2147483647一般规则：选择组合计数频率不大于20khz的计数组合注意所有的计数器锁定c235至c240 6点单项c/w起始停止输入c241至c245 5点双相c200至c219a/b相c200至c219数据寄存器（d）一般200点d0至d199类型：32位元件的16位数据存储寄存器锁定7800点d200至d7999类型：32位元件的16位数据存储寄存器文件寄存器7000点d1000至d7999通过14块500程式步的参数设置类型：16位数据存储寄存器特殊256点从d8000至d8255类型：16位数据存储寄存器变址16点v0至v7以及z0至z7类型：16位数据存储寄存器指标（p）用于call128点p0至p127用于中断6点输入、3定时器、6计数器100*至150*和16*18*上升触发1，下降触发0，时间（单位：毫秒）嵌套层次用于mc和mrc时8点n0至n7常数十进位k16位：-32768至+3276832位：-2147483648至+2147483647十六进位h16位：0000至ffff32位：00000000至ffffffff浮点32位：1.175*10-38, 3.403*10-38（不能直接输入）3.2.1.3 plc在自动扶梯中的作用虽然变频器可以单独使用，但大多数情况还是作为一个组成部分在工业自动化控制系统中使用。然而，plc是工业自动化应用技术的三大支柱之一，自从它诞生以来得到了广泛的使用。在工业自动化应用技术领域，速度调节和控制是经常用到的环节。变频器具有高效的驱动性能和良好的控制特性，在提高控制质量、减少维护费用和节能灯方面都取得了明显的经济效益。在这些场合，变频器所发挥的作用是其他任何控制设备和装置都不能取代的。所以，作为主控制器的plc和作为执行及检测器件（设备或装置）的变频器之间就必须相互配合，共同完成控制任务。plc可以控制变频器的频率给定信号，以使变频器输出相应的速度控制曲线，控制工艺指标；变频器上的检测信号和其他智能控制信号也可以接入plc，完成系统的报警和速度控制，比如通过变频器控制电机的启动、停止及正、反转，也可以使用一个变频器去控制若干台电动机的运行。3.2.2 变频器的选择目前市场上的变频器大致可分三类：通用型变频器 通常指配备一般v/f控制方式的变频器，也称简易变频器。该类变频器成本较低，使用较为广泛。高性能变频器 通常指配备矢量控制功能的变频器。该类变频器使得自适应功能更加完善，用于对调速性能较高的场合。专用变频器 专门针对某种类型的机械而设计的变频器，如泵、风机用变频器，电梯专用变频器，起重机械专用变频器，张力控制专用变频器等。用户应根据生产机械的具体情况进行选择。3.2.2.1 变频器的简介变频器是把工频电源（50hz）变换成各种频率的交流电源，以实现电机变速运行的设备，其结构如下图3.3图3.3变频器结构图其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。生产变频器的公司很多，变频器种类也很多。由于功能不同，不同的变频器虽然在使用上稍有差别，但大部分的使用方法是一样的。3.2.2.2 变频器容量选择变频器容量的选择归根到底是选择其额定电流，总的原则是变频器的额定电流一定要大于拖动系统在运行过程中的最大电流。在选择变频器容量时，有以下情况需要考虑：变频器驱动的是单一电动机，还是驱动多个电动机。电动机是直接在额定电压、额定频率下直接启动，还是软启动。驱动多个电动机时，是同时启动，还是分别启动。大多数情况下是使用变频器驱动单一的电动机，并且是软启动，这时候变频器额定电流选择为电动机的额定电流的1.051.1倍即可。当一台变频器驱动多台电动机时，多数情况下也是分别单独进行软启动。这时候变频器额定电流的选择为多个电动机中最大电动机额定电流1.051.1倍即可。总的来说，变频器的选用应该满足以下原则：变频器的容量应大于负载所需的输出；变频器的电流大于电机的电流。因电机的计算功率小于所选用功率，根据变频器的容量的选择方法进行计算。3.2.2.3 fr-e700变频器产品说明：fr-e700系列 变频调速器 经济型高性能变频器 功率范围：0.115kw 先进磁通矢量控制，0.5hz时200%转矩输出 扩充pid，柔性pwm 内置modbus-rtu协议 停止精度提高 加选件卡fr-a7nc，可以支持cc-link通讯 加选件卡fr-a7nl，可以支持lonworks通讯 加选件卡fr-a7nd，可以支持deveice net通讯 加选件卡fr-a7np，可以支持profibus-dp通讯e700系列变频器是e500系列变频器的升级版，主要特点有：1在0.5hz情况下，使用先进磁通矢量控制模式可以使转矩提高到200% (3.7kw以下)。2先进的自学习功能。3短时超载增加到200%时允许持续时间为3s（以前的产品超载200%时只允许持续0.5s以内），误报警将更少发生。4提供标准usb接口（迷你-b连接器）。在没有usb-rs-485转换器的情况下变频器也能很方便的和计算机进行连接。fr configurator (变频器设置软件)与变频器的数据交互功能，可以简化变频器的调试和维护。另外, usb的高速图表功能使计算机高速取样显示得以实现5选件插口支持数字量输入、模拟量输出扩展功能，以及几乎所有fr-a700系列变频器所支持的各种通讯协议。（可以安装任一类型的选件卡。每种类型的选件卡都有相应的前盖板一起出售。）6除了标准配置的端子排，还可以选用模拟量、脉冲列及2对rs-485端子等。（即将发布）可拆卸式控制端子排。在更换变频器时，只需把原来变频器上的控制端子排拆卸下来安装到同类型的变频器上即可。7支持eia-485 (rs-485)、modbusrtu (内置), cc-link, profibus-dp、devicenet、lonworks8外置制动电阻对应变频器容量为0.4k至15k.若要增强制动能力，可增加外置制动电阻。9安装尺寸和以前的fr-e500系列完全一致。10允许并排安装，节省安装空间。（要求环境温度为40摄氏度以下）11使用最新开发的设计寿命达10年的长寿命风扇，还可以使用冷却风扇on/off控制来进一步延长其使用寿命。12使用最新开发的设计寿命达10年的长寿命电容器。新一代freqrol-e700系列简易型变频器，秉承s500的优良特性，操作简单，并全面提升各种功能。功率范围：0.4-15kw电压等级：三相400v电源详细介绍（1）fr-e700的接线图（注）噪声干扰可能导致误动作发生，所以信号线要离动力线10cm以上。 接线时不要在变频器内留下电线切削。 电线切削可能导致异常、故障、误动作发生。请始终保持变频器的清洁。在控制柜等上钻安装孔时请务必注意不要使切屑粉掉进变频器内。（2）fr-e700的主要性能特性控制特性控制方式柔性pwm控制/高载波pwm控制（v/p控制、先进磁通欠量控制、通用磁通矢量控制、最佳励磁控制）输出频率范围0.2-400hz频率设定分辨率模拟量输入0.06/60hz（端子2、4：0-10v/10bit）0.12hz/60hz（端子2、4：0-5v/9bit）0.06hz/60hz（端子4：4-20ma/10bit）数字输入0.01hz频率精度模拟量输入最大输出频率的0.5以内（2510）数字输入设定输出频率的0.01以内电压/频率特性基底频率可以在0-400hz之间任意设定可选择恒转矩曲线或变转曲线启动转矩200以上（0.5hz时）已设定先进磁通矢量控制时（3.7k一下）转矩提升手动转矩提升加/减速时间设定可选择0.01-360s、0.1-3600s（可分别设定加速与减速时间）、直线或s型加减速模式直流制动动作频率（0-120hz）、动作时间（0-10s）、动作电压（0-30v）可变失速防止动作水平 设定动作电流水平（0200%可变），可选择有无运转特性频率设定信号模拟量输入端子2：可选择0-10v、0-5v端子4：可选择0-10v、0-5v、4-20ma数字输入通过操作面板及参数单元输入启动信号正转、反传单独控制、a动信号自动保持输入（3线输入）可以选择输入信号7点可选择多段速、远程设定、挡块定位控制、第二功能选择、端子4输入选择、j0g运行选择、pid控制、制动开启功能、外部热保护输入、输出停止、启动自保持、正转、反转指令、复位变频器、pu-net操作切换、外部-net操作切换、指令权切换、变频器运行许可信号、pu运行外部互锁信号运行功能1:下限频率设定，频率跳变、外部热保护输入选择、瞬间停电再启动运行、正转及反转防止、远程设定、制动序列、第2功能、多段速运行、挡块定位控制、固定偏差控制、再生回避、滑差补偿、操作模式选择、离线自动调谐功能、pid控制、计算机通信操作(rs-485)输出信号输出信号点数集电极开路输出2点继电器输出1点运行状态在变频器运行中、频率到达、过载报警、输出频率检测、再生制动预警、电子热继电器预警、变频器运行准备完毕、输出电流检测、零电流检测、pid下限、pid上限、pid正转反转输出、制动打开请求、风扇故障输出*2、散热器过热预警、停电减速停止、fid控制动作中、重试中、寿命报警、电流平均值监控、远程输出、轻故障输出、异常输出、维护定时器报警显示仪用模拟量输出可以在以下中选择：输出频率、电机电流（平均值或峰值）、输出电压、频率设定值、电机转矩、直流恻电压、再生制动使用率、电子过电流保护负载率、输出电流峰值、输出电压峰值、基准电压、电机负载率、pid 目标值、pid测定值脉冲输出最大2.4khz: 1点显示操作面板参数单元（fr-pu07）运行状态最大2.4khz: 1点报警内容保栌功能启动时将显示报警内容，并存储8次报警内容（保护功能启动前的输出电压、电流、频率以及累计通电时间）在参数单元运行状态无（fr-pu04/ fr-pu07）报警内容保护功能启动前的输出电压、屯流、频率以及累计通电时间中可实现的追加显示对话式引导functi0n (帮助）功能的操作指南保护与报警功能 加速中过电流、恒速中过电流、减速中过电流、加速中过电压、恒速中过电压、减速中过电压等。 报警功能 风扇故障、过电流失速防止、过电压失速防止、参数写入错误、再生弒动預警、电子热继电器预警、维护输出、欠压。环境环境温度-10+50（不结冰）环境湿度90srh以下（无凝霜）存放温度-20+65周围环境室内（无腐蚀性气体、可燃性气体、油雾及尘埃）海拔即振动海拔1000m一下、5.9m/s2以下3.2.2.4 变频器选择注意事项 选择变频器时应以实际电机电流值作为变频器选择的依据，电机的额定功率只能作为参考。另外应充分考虑变频器的输出含有高次谐波，会造成电动机的功率因数和效率都会变坏。因此，用变频器给电动机供电与用工频电网供电相比较，电动机的电流增加10而温升增加约20。所以在选择电动机和变频器时，应考虑到这中情况，适当留有裕量，以防止温升过高，影响电动机的使用寿命。 变频器若要长电缆运行时，此时应该采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不够。所以变频器应放大一档选择或在变频器的输出端安装输出电抗器。 使用变频器控制高速电机时，由于高速电动机的电抗小，高次谐波亦增加输出电流值。因此，选择用于高速电动机的变频器时，应比普通电动机的变频器稍大一些。 变频器用于变极电动机时，应充分注意选择变频器的容量，使其最大额定电流在变频器的额定输出电流以下。另外，在运行中进行极数转换时，应先停止电动机工作，否则会造成电动机空转，恶劣时会造成变频器损坏。 驱动防爆电动机时，变频器没有防爆构造，应将变频器设置在危险场所之外。不要超过最高转速容许值。 当电动机的实际负载比电动机的额定输出功率小时，一般认为可选择与实际负载相称的变频器容量。电动机用通用变频器起动时，其起动转矩同用工频电源起动相比多数变小，根据负载的起动转矩特性有时不能起动。另外，在低速运转区的转矩有比额定转矩减小的倾向。3.2.2.5 变频器在自动扶梯中的作用变频器在该系统中的主要作用是调整扶梯转速，使电梯启动和运行平稳，在无人时，经过延时，系统自动转入爬行运行，以达到节能的目的。在扶梯入口处安装红外传感器，当有乘客时红外传感器发出信号，扶梯经变频调速至额定速度；当全部乘客离开扶梯后，扶梯又自动进入低速运行状态待客。这样一来既可节省电能，又可减少机械磨损，延长电梯的使用寿命。3.2.3 自动扶梯电动机的选择在使用标准的通用异步电机运行变频调速时，由于变频器的性能和电动机自身运行工况的改变的原因，在确定电动机的参数时，除按常规方法选择电动机的型号及参数外，还必须考虑电动机在各个频率段恒速运行时从未考虑过的一些新问题。3.2.3.1 电动机的选型（1）电动机类型的选择电动机选择的基本原则是：在满足工作机械对于拖到系统要求的前提下，所选电动机应尽可能结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉。因此，在选择电动机种类时，若工作机械对拖动系统无过高要求，应优先考虑选用交流电动机。在交流电动机中笼型异步电动机结构最简单，运行最可靠，维护最方便，对起动性能无过高要求的调速系统应优先考虑使用。某些工作机械如桥式起重机、电梯、锻压机等，工作中起动、制动比较频繁，为提高生产率又要求电动机具有较大的起动、制动转矩以缩短起动、制动时间，同时还有一定的调速要求。对这类工作机械，可考虑选用绕线转子异步电动机。对于电动