PLC控制技术在游乐设备中的典型应用 优先出版.pdf

网络出版时间：2016-08-08 17:00:51 网络出版地址：/kcms/detail/44.1522.TH1700.264.html DOI：10.3969/j.jssn.1009-9492.2016.z2.132 PLC控制技术在游乐设备中的典型应用 张 恒 （ 广州广电运通金融电子股份有限公司，广州，510663） 摘要：本文介绍了基于PLC 控制技术实现的一种旋转和滑行复合运动的控制方案。是游乐设备中运动控制的典型应用。运用 两台西门子 S7 系列小型 PLC CPU226 通过 PPI 通信分别实现对旋转和滑行运动的控制。通信硬件采用 RS485 接口。两台 S7-200 PLC 主从站分别对滑行和旋转运动进行控制，通过模拟量给定方式控制变频器输出转速驱动三相电动机。主站实时 与旋转部分PLC进行通信，达到监控转盘运转状态的目的，保证精确控制及转盘的安全运转。该系统已经成功应用游乐设备 的控制中。 关键词：PLC；S7-200；PPI；旋转和滑行复合运动； 中图分类号：TP273 文献标识码：B 文章编号：1009-9492（2016）z2-0551-03 0 引言 PLC 控制器（可编程控制器）是一种成熟的工业控制器。可靠性高，搞干扰能力强，在工业控制领域 得到了广泛的应用，并已经成为现代工业自动化的三大支柱之一。[1] 20 世纪 80 年代以前， 我国的现代游乐设施几乎是空白。随着改革开放的深入，国民经济迅速发展， 人民生活水平不断提高，人们对游乐活动的需求也越来越迫切。[2]加之近几年国民消费心态的转变，人们 倡导健康的理念，适当放松身心，尤其在青年群体，都市工作压力日益加大，更加需要一些刺激的体验去 全身心的放松。全国各地大小城市都在修建主题游乐园或度假区配套的游乐园项目。如雨后春笋。 经过 20 多年的不断努力，我国的游乐设施从无到有，从小到大。产品形式也是从旋转到滑行，从地 面到空中，从室内到室外，从固定到移动等多种形式。[2]但在众多游乐设备中，旋转和滑行的复合运动是 一种典型的较刺激的复合运动体验，在转盘自转的同时加之其它方向的滑行运动，即可以带给乘客快速旋 转的刺激，也可以带来由于滑行高度和速度的变化所产生的超重和失重的体验，在刺激过后使乘客身心愉 悦。所以在游乐设备中，对乘客的感官体验是设备运动的重点，多重复合运动往往能给乘客带来不一样的 刺激体验。 终上在游乐设备行业，这种旋转和滑行运动的复合是较典型的运动需求。而结合PLC 控制技术恰好可 以运用主从站的控制方法搭建整体控制系统，分别对旋转和滑行进行运动的精确控制，并且通过主站可以 监控旋转从站的状态，确保安全。 1 游乐设备中的运动控制 1.1 运动控制需求示意图 旋转和滑行两种运动的结合往往能够给乘客带来多重的感官体验。这在游乐设备中是一种典型的运动 结合方式 ，这种运动的原理可以用在众多娱乐设备之中。下面是这一需求的示意图：如图 1 一方面转盘可以沿着滑行轨道由低到高滑行，速度可由快慢到快，上升到最高点速度由快到慢，可充分体 验超重和失重的刺激。同时转盘可以自由进行两个方向的旋转，速度可以随时进行控制。 图 1：旋转和滑行运动示意图 551 2 系统硬件组成 2.1 控制系统的硬件配置 本系统方案主要以西门子 S7-200 为控制核心，一台 CPU226 作为 PPI 主站在地面，一台作为从站在转 盘，两站 PLC 分别通过模拟量模块控制两台施耐德 ATV71 变频器给定输出频率。从而实现对滑行和旋转 运动的驱动控制。两个 PLC 通过 RS485 硬件接口配以屏蔽双绞线实现两个站的通信，实现数据交换，主 站地面 PLC 可以控制转盘 PLC 。通过相应电磁阀或继电器等继而控制相应气缸或其它执行器件。系统的 组成框图如下图 2 所示。