西門子CPU416-3主機

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SIEMENS可編程控制器

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矢量控制(VC)方式

　　矢量控制變頻調速的做法是將異步電動機在三相坐標系下的定子電流Ia、Ib、Ic、通過三相－二相變換，等效成兩相靜止坐標系下的交流電流Ia1Ib1，再通過按轉子磁場定向旋轉變換，等效成同步旋轉坐標系下的直流電流Im1、It1(Im1相當于直流電動機的勵磁電流；It1相當于與轉矩成正比的電樞電流)，然后模仿直流電動機的控制方法，求得直流電動機的控制量，經過相應的坐標反變換，實現對異步電動機的控制。其實質是將交流電動機等效為直流電動機，分別對速度，磁場兩個分量進行獨立控制。通過控制轉子磁鏈，然后分解定子電流而獲得轉矩和磁場兩個分量，經坐標變換，實現正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有劃時代的意義。然而在實際應用中，由于轉子磁鏈難以準確觀測，系統特性受電動機參數的影響較大，且在等效直流電動機控制過程中所用矢量旋轉變換較復雜，使得實際的控制效果難以達到理想分析的結果。

　　直接轉矩控制(DTC)方式

　　1985年，德國魯爾大學的DePenbrock教授*提出了直接轉矩控制變頻技術。該技術在很大程度上解決了上述矢量控制的不足，并以新穎的控制思想、簡潔明了的系統結構、優良的動靜態性能得到了迅速發展。目前，該技術已成功地應用在電力機車牽引的大功率交流傳動上。 直接轉矩控制直接在定子坐標系下分析交流電動機的數學模型，控制電動機的磁鏈和轉矩。它不需要將交流電動機等效為直流電動機，因而省去了矢量旋轉變換中的許多復雜計算；它不需要模仿直流電動機的控制，也不需要為解耦而簡化交流電動機的數學模型。

　　矩陣式交—交控制方式

　　VVVF變頻、矢量控制變頻、直接轉矩控制變頻都是交—直—交變頻中的一種。其共同缺點是輸入功率因數低，諧波電流大，直流電路需要大的儲能電容，再生能量又不能反饋回電網，即不能進行四象限運行。為此，矩陣式交—交變頻應運而生。由于矩陣式交—交變頻省去了中間直流環節，從而省去了體積大、價格貴的電解電容。它能實現功率因數為l，輸入電流為正弦且能四象限運行，系統的功率密度大。該技術目前雖尚未成熟，但仍吸引著眾多的學者深入研究。其實質不是間接的控制電流、磁鏈等量，而是把轉矩直接作為被控制量來實現的。具體方法是：

　　——控制定子磁鏈引入定子磁鏈觀測器，實現無速度傳感器方式；

　　——自動識別(ID)依靠**的電機數學模型，對電機參數自動識別；

　　——算出實際值對應定子阻抗、互感、磁飽和因素、慣量等算出實際的轉矩、定子磁鏈、轉子速度進行實時控制；

　　——實現Band—Band控制按磁鏈和轉矩的Band—Band控制產生PWM信號，對逆變器開關狀態進行控制。

　　矩陣式交—交變頻具有快速的轉矩響應(<2ms)，很高的速度精度(±2％，無PG反饋)，高轉矩精度(<＋3％)；同時還具有較高的起動轉矩及高轉矩精度，尤其在低速時(包括0速度時)，可輸出150％～200％轉矩

 連接設置按鈕,冗余電源輸入,OIEIO設計，網絡，可組成冗余環，可選-LUG，電子手冊光盤。LE-I,網管型等時同步實時換機,biJ端,bi多模BO接,故障顯示。 多可以裝機容量%–利用自身能源在升降應用，驅動裝置經常必須對物體進行制動。在這里，帶能量回饋功能變頻器可以顯著能量需求。通過使用具回饋能力電源模塊，就可以實現能量回饋，并且提給其他耗電設備使用。 編碼器模塊應被安裝到DI導軌上。它們同樣也被用于外部（機器）編碼器處理。擴展模塊單元U-在標配通信接和端子。?在個驅動組，多可以驅動個端子模塊。制動模塊和制動電阻制動單元由個制動模塊和個需要外部安裝制動電阻組成。 參考用于連接信令觸和LE與LEW組件的24V電壓電源導線通過無線連接或Ehee/Iee，遠程服務子站可與eleooleveBi或與eleooleveBi相連的其它II器通信。 對于變頻器電的運行，如何設置軟起動器的參數。對于軟起動器，使用電位計即可很容易地設置起動時間、起動電壓和停止時間。其數值可以在常用設置范圍內細調。這同樣適用于具有電機過載保護功能的軟起動器：通過電位計電機額定電流、脫扣等和流值。 外形尺寸圖外形尺寸圖會D.·-E。)附加條件：額定輸入電流指是電壓為V，使用進線電抗器，電源短路電壓為U=%，變頻器輸出額定功率情況下輸入電流值。)符合E-E，通常適宜用于重工業應用。 因此，在選型時應盡量使用核心型。在選型和訂數據針對II電機模塊，示例所示是書本型。也可采用其他類型。對于具體組態，可使用組態工具IZEo會Dive。在許多地區，規范與建議IE-*相符，因此這些在液溫度、溫度等和溫度升極等方面存在任何差異。 節省空間緊湊設計。借助于集成自動叉功能，可使用非叉電纜。借助自動感應和協商功能自動檢測和協商數據傳輸率。通過浮動觸，，網絡瀏覽器和OIEIO診斷功能可進行遠距離診斷。集成在IIE組態和診斷功能。 與“eleooleveBi”結合使用，1242-7可成為個基于無線通信的遠程。作為臺的通訊模塊，I把連接7的數目到個（1），否則通過I網絡直接連接站時須保持所有連接。

德國西門子S7-300 PLC S7-300是模塊化小型PLC系統能滿足中等性能要求的應用。各種單獨的模塊之間可進行廣泛組合構成不同要求的系統。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結構，具備高速的指令運算速度；用浮點數運算比較有效地實現了更為復雜的算術運算；一個帶標準用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進行參數賦值；方便的人機界面服務已經集成在S7-300操作系統內，人機對話的編程要求大大減少。SIMATIC人機界面從S7-300中取得數據，S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數據。S7-300操作系統自動地處理數據的傳送；CPU的智能化的診斷系統連續監控系統的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統事件多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術機密，防止未經允許的復制和修改；S7-300 PLC設有操作方式選擇開關，操作方式選擇開關像鑰匙一樣可以拔出，當鑰匙拔出時，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。具備強大的通信功能，S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態功能，這使得組態非常容易、簡單。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業以太網總線 系統；串行通信處理器用來連接點到點的通信系統；多點接口集成在CPU中，用于同時連接編程器、PC機、人機界面系統及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統。

一。 概述

　　在自動化控制領域中，相同功能有不同實現方式，針對不同的設備對精度和響應速度的要求，選用合適的定位控制系統以實現的性價比。本文介紹的一種應用西門子S7-300 PLC的高速計數模塊ET200S和70系列變頻器通過PROFIBUS總線通訊的功能來實現的定位控制的實際應用。

二。 控制思路

　　橫移車是鋼管生產線中*的輔機設備，它主要完成將前一工序生產的鋼管搬運到下一工序，或有序地暫放在臺架的每個工位上。隨著對生產線自動化程度要求的日益提高，減輕操作人員的工作量和操作失誤。要求對橫移車實現全自動準確定位控制。

　　其控制核心就是利用裝在橫移車車輪上的編碼器采集的位置信號，通過PLC的高速計數模塊讀取，CPU經過運算處理與設定位置作比較，控制變頻器的多段速度，從而實現橫移車的準確 定位控制。因為考慮到控制成本和操作方便，采用PROFIBUS總線控制方式，減少了布線，控制方便，靈活。

三。系統的構成和特點

　　1.PLC作為控制的核心，主要用來接收編碼器的反饋信號，與設定的位置信號作比較，通過通訊功能來控制變頻器的輸出頻率減小，提前減速，到位前低速運轉，到位時準確停止。為了實現**定位還設有零位置傳感器，到零位時將計數器的計數值清零，消除累積誤差，保證定位的準確，使橫移車能平穩地放下和舉起鋼管。

　　由于放置主站CPU和變頻器的控制柜與橫移車比較遠，在橫移車上放置了遠程I/O模塊和高速計數器模塊ET200S，通過 PROFIBUS總線相連，將現場的傳感器，編碼器信號直接連接在遠程I/O和計數模塊上，減少了現場的走線和故障的發生，維護方便。通訊速率可過 1.5M，整個系統的系統框圖如1。

　　由于使用通訊功能，可以省去用于控制變頻器的幾個輸出點，PLC的輸出點也減少了。

　　2.高速計數器模塊ET200S的應用

　　控制系統中所選的編碼器分辨率為2048P/R，輪徑φ250，齒輪比3，可計算出脈沖精度：250×3.14/2048×3=0.127mm/脈。能*橫移車的準確定位精度。

　　**定位過程如下：

　　首先設定好橫移車運行的一個方向為正方向，當橫移車向設定的位置運行時，高速計數器自動進行加/減速計數，在距離設定位置300—400mm時，控制變頻器的輸出頻率，以低速運行，在到達設定的位置時，停止變頻器的輸出，同時實施機械抱閘，完成了準確定位。

　　讀取高數計數模塊的程序段如下：

　　L PID 272 //模塊開始地址，將計數器模塊狀態值存放到MD20~MD27

　　T MD 20 //當前計數值

　　L PID 276

　　T MD 24

　　L 123 //裝載比較值

　　T MD 30

　　SET

　　= M 34.0 //打開軟件門

　　A M 10.0 //使能傳送比較值功能

　　= M35.2

　　L MD 30

　　T PQD 272

　　L MD 34

　　T PQD 276

　　3.PLC和變頻器通訊

　　在CPU進行硬件配置時，對掛在總線PROFIBUS 站點都分配了物理地址，PLC與變頻器進行通訊也有相應的物理地址，CPU內部有通訊功能塊SFC14，SFC15，使用內部的寄存器DB塊存放數據，當PLC對變頻器進行數據的寫入和讀出時，就需知道PLC和變頻器定義的相關功能的地址，然后依據這些地址進行數據的寫入和讀出，才能實現對變頻器的控制。

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