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西門子SITOP電源模塊6EP1336-2BA10

電動(dòng)機(jī)使用變頻器的作用就是為了調(diào)速，并降低啟動(dòng)電流。為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設(shè)備首先要把電源的交流電變換為直流電（DC），這個(gè)過程叫整流。把直流電（DC）變換為交流電（AC）的裝置，其科學(xué)術(shù)語為“inverter"(逆變器)。一般逆變器是把直流電源逆變?yōu)橐欢ǖ墓潭l率和一定電壓的逆變電源。對(duì)于逆變?yōu)轭l率可調(diào)、電壓可調(diào)的逆變器我們稱為變頻器。變頻器輸出的波形是模擬正弦波，主要是用在三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速用，又叫變頻調(diào)速器。對(duì)于主要用在儀器儀表的檢測(cè)設(shè)備中的波形要求較高的可變頻率逆變器，要對(duì)波形進(jìn)行整理，可以輸出標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，叫變頻電源。一般變頻電源是變頻器價(jià)格的15--20倍。由于變頻器設(shè)備中產(chǎn)生變化的電壓或頻率的主要裝置叫“inverter"，故該產(chǎn)品本身就被命名為“inverter"，即：變頻器。

數(shù)字量輸入模塊可記錄設(shè)備中的 24 V DC 或 230 V AC 信號(hào)，并將它們傳送到控制器?？梢赃B接開關(guān)以及 2 線制、3 線制或 4 線制接近開關(guān)。

35 mm 寬的輸入模塊具有可設(shè)定的參數(shù)和診斷功能，因此可根據(jù)相應(yīng)過程要求進(jìn)行靈活調(diào)整。

25 mm 寬的低成本模塊沒有可設(shè)定的參數(shù)或診斷功能，可極為方便地集成到工程系統(tǒng)中。建議將它們?cè)谥恍枰苌佥斎胪ǖ赖奈恢檬褂茫蛟诒仨氃谑钟邢薜目臻g內(nèi)部署大量通道的情況下使用。

根據(jù)需要，可在一個(gè)站中并排使用兩種模塊。由于具有統(tǒng)一特性并采用共同的系統(tǒng)附件，處理十分方便。

提供了以下寬度為 35 mm 的數(shù)字量輸入模塊：

DI 16x24VDC HF；
16 通道數(shù)字量輸入模塊，用于記錄 24 V DC 信號(hào)；一個(gè)電壓組；輸入延遲 0.05 ... 20 ms；輸入類型 3 (IEC 61131)；可設(shè)置診斷和硬件中斷
DI 32x24VDC HF;
32 通道數(shù)字量輸入模塊，用于記錄 24 V DC 信號(hào)；兩個(gè)電壓組；輸入延遲 0.05 ... 20 ms；輸入類型 3 (IEC 61131)；可設(shè)置診斷和硬件中斷
DI 16x24VDC SRC BA;

模擬量模塊讀寫指令  這類指令有2毯RD3A （FNC176）和WR3A （FNC177），其功能是對(duì)FXON-3A模擬量模塊輸入值讀取和對(duì)模塊寫入數(shù)字值。如圖3-90所示，[m1.]為特殊模塊號(hào)K0～K7，[m2.]為模擬量輸入通道K1或K2，[D.]為保存讀取的數(shù)據(jù)，[S.]為寫入模擬量模塊的數(shù)字值。指令均為16位操作，占7個(gè)程序步。

通常情況下，要實(shí)現(xiàn)HMI設(shè)備與V20變頻器的通訊，需要一個(gè)支持USS通訊或MODBUS通訊的PLC，比如S7-200系列PLC。其通訊電纜連接如圖1所示。PLC的一個(gè)通訊端口與觸摸屏連接，可以采用PPI協(xié)議通訊。PLC的另一個(gè)通訊端口與V20的RS485通訊端口連接，采用MODBUS協(xié)議通訊，PLC上編寫MODBUS主站程序，V20為從站。

圖1 觸摸屏通過PLC與V20變頻器通訊

         如果只需要對(duì)V2O變頻器做簡(jiǎn)單的運(yùn)行控制和變量監(jiān)視，那么上述配置中PLC的作用僅為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。這種情況下，觸摸屏直接和V20變頻器通訊，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控功能，而且可以少用一個(gè)PLC，節(jié)省成本。采用西門子的SMART LINE系列觸摸屏能夠?qū)崿F(xiàn)與V20變頻器直接通訊的功能。通訊電纜連接如圖2所示。SMART LINE觸摸屏作為MODBUS主站，V20為從站。

圖2 觸摸屏直接與V20變頻器通訊

2. 硬件設(shè)備及其安裝
        下面用一個(gè)實(shí)例來介紹Smart Line觸摸屏與一臺(tái)V20變頻器通過MODBUS通訊的實(shí)現(xiàn)方法。該例子中用到的主要硬件設(shè)備如表1所示，觸摸屏組態(tài)軟件為WinCC Flexible 2008 SP4 China。

表1 示例主要硬件設(shè)備

         硬件安裝步驟如下：
1）將變頻器、電機(jī)、觸摸屏固定在安裝工位上。
2）連接變頻器到電機(jī)的動(dòng)力電纜和接地電纜。
3）連接供電電源到變頻器的動(dòng)力電纜和接地電纜。
4）連接變頻器和觸摸屏的RS485通訊電纜。觸摸屏RS485的9針接口與 V20端子對(duì)應(yīng)關(guān)系：3對(duì)應(yīng)P+，8對(duì)應(yīng)N-。
5）連接24V直流電源的交流進(jìn)線電纜和到觸摸屏的直流供電電纜。

3. V20變頻器參數(shù)設(shè)置
        V20變頻器要采用MODBUS通訊，可以做如下設(shè)置：
1）變頻器恢復(fù)出廠參數(shù)：
P0010=30
P0970=21
2）變頻器快速調(diào)試，選擇Cn011-MODBUS通訊連接宏：
a)設(shè)置電網(wǎng)頻率和功率單位
b)輸入電機(jī)銘牌參數(shù)
c)選擇連接宏Cn011-MODBUS通訊
d)選擇應(yīng)用宏AP000
Cn011連接宏對(duì)應(yīng)參數(shù)如表2所示。

表2 Cn011對(duì)應(yīng)參數(shù)設(shè)置

3）修改MODBUS通訊參數(shù)，其它參數(shù)為Cn011連接宏默認(rèn)參數(shù)：
P2014[0]=0 不監(jiān)控報(bào)文間隔時(shí)間，否則可能會(huì)報(bào)F72故障
P2021[0]=3 MODBUS設(shè)備地址為3（與觸摸屏組態(tài)軟件中設(shè)置的從站地址*）

MM440標(biāo)準(zhǔn)變頻器的特點(diǎn)圖下：
       440變頻器由32位微處理器控制，變頻器的功率元件采用IGBT，是全新一代多功能標(biāo)準(zhǔn)變頻器。它采用高性能矢量控制技術(shù)，能提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動(dòng)態(tài)特性，同時(shí)具備*的過載能力。
    其控制功能主要有:
    線性V/f控制，平方V/f控制，可編程多點(diǎn)設(shè)定V/f控制，磁通電流控制，無測(cè)速矢量控制;標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試軟件;數(shù)字量輸進(jìn)6個(gè)，模擬量輸進(jìn)2個(gè)，模擬量輸出2個(gè)，繼電器輸出3個(gè);獨(dú)立的I/O端子板，方便維護(hù);采用BICO技術(shù)，實(shí)現(xiàn)I/O端口自由連接;內(nèi)置PID控制器，參數(shù)自整定;集成RS-485接口;具有15個(gè)固定頻率，4個(gè)跳轉(zhuǎn)頻率，可編程;可實(shí)現(xiàn)主從控制及力矩控制方式;在電源消失或故障時(shí)具有自動(dòng)再起動(dòng)功能;靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器，帶有起始段和結(jié)束段的平滑特性;快速電流限制(FCL)，防止運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘;有直流制動(dòng)和復(fù)合制動(dòng)方式，進(jìn)步制動(dòng)性能。
    主要保護(hù)功能有:
        過載能力為200％額定負(fù)載電流,
        持續(xù)時(shí)間3s和150％額定負(fù)載電流，持續(xù)時(shí)間60s;
        過電壓，欠電壓保護(hù);
        變頻器和電機(jī)過熱保護(hù);
        接地故障保護(hù)，短路保護(hù);
        閉鎖電機(jī)保護(hù)，防止失速保護(hù);
        采用PIN編號(hào)實(shí)現(xiàn)參數(shù)聯(lián)鎖。
三．控制系統(tǒng)構(gòu)成
    主控系統(tǒng)由霍尼威爾的PKS系統(tǒng)和變頻器組成，變頻器的兩地轉(zhuǎn)換、開停、故障、復(fù)位等信號(hào)集中上位機(jī)進(jìn)行操縱和監(jiān)控。

采用變頻器控制方式，泵的轉(zhuǎn)速由n1降到n2，在滿足同樣流量Q2的情況下，泵揚(yáng)程H3大幅度降低，軸功率P3與面積CH3OQ2。軸功率P3和P1、P2相比將明顯減小，節(jié)省的功率損耗△P與面積BH2H3C成正比，節(jié)能效果很明顯。
五．變頻器的主要調(diào)試參數(shù)
    變頻器主要調(diào)試參數(shù)如下：

經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的編程步驟
　　1、在準(zhǔn)確了解控制要求后，合理地為控制系統(tǒng)中的事件分配輸入輸出口。選擇必要的機(jī)內(nèi)器件，如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輔助繼電器。
　　2、對(duì)于一些控制要求較簡(jiǎn)單的輸出，可直接寫出它們的工作條件，依“起—保—停"電路模式完成相關(guān)的梯形圖支路。工作條件稍復(fù)雜的可借助輔助繼電器。
　　3、對(duì)于復(fù)雜的控制要求，為了能用“起—?！?電路模式繪出輸出口的梯形圖，要正確分析控制要求，并確定組成總的控制要求的關(guān)鍵點(diǎn)。在空間類邏輯為主的控制中為影響控制狀態(tài)的點(diǎn)。在時(shí)間類邏輯為主的控制中，關(guān)鍵點(diǎn)為控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)間。
　　4、將關(guān)鍵點(diǎn)用梯形圖表達(dá)出來。關(guān)鍵點(diǎn)總是要用機(jī)內(nèi)器件來代表的，在安排機(jī)內(nèi)器件時(shí)需要考慮并安排好。繪關(guān)鍵點(diǎn)的梯形圖時(shí)，可以使用常見的基本環(huán)節(jié)。
　　5、在完成關(guān)鍵點(diǎn)梯形圖的基礎(chǔ)上，針對(duì)系統(tǒng)最終的輸出進(jìn)行梯形圖的編繪。使用關(guān)鍵點(diǎn)綜合出最終輸出的控制要求。
　　6、審查以上草繪圖紙，在此基礎(chǔ)上，補(bǔ)充遺漏的功能，更正錯(cuò)誤，進(jìn)行的完善。