您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)
青島西門子PLC代理商
青島西門子PLC代理商
矢量控制(VC)方式
矢量控制變頻調(diào)速的做法是將異步電動機在三相坐標(biāo)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(biāo)系下的交流電流Ia1Ib1，再通過按轉(zhuǎn)子磁場定向旋轉(zhuǎn)變換，等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流Im1、It1(Im1相當(dāng)于直流電動機的勵磁電流；It1相當(dāng)于與轉(zhuǎn)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(jīng)過相應(yīng)的坐標(biāo)反變換，實現(xiàn)對異步電動機的控制。其實質(zhì)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(zhuǎn)子磁鏈，然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場兩個分量，經(jīng)坐標(biāo)變換，實現(xiàn)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(yīng)用中，由于轉(zhuǎn)子磁鏈難以準(zhǔn)確觀測，系統(tǒng)特性受電動機參數(shù)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(zhuǎn)變換較復(fù)雜，使得實際的控制效果難以達到理想分析的結(jié)果。
直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)方式
1985年，德國魯爾大學(xué)的DePenbrock教授*提出了直接轉(zhuǎn)矩控制變頻技術(shù)。該技術(shù)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(tǒng)結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的動靜態(tài)性能得到了迅速發(fā)展。目前，該技術(shù)已成功地應(yīng)用在電力機車牽引的大功率交流傳動上。 直接轉(zhuǎn)矩控制直接在定子坐標(biāo)系下分析交流電動機的數(shù)學(xué)模型，控制電動機的磁鏈和轉(zhuǎn)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(zhuǎn)變換中的許多復(fù)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(shù)學(xué)模型。
矩陣式交—交控制方式
VVVF變頻、矢量控制變頻、直接轉(zhuǎn)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(shù)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(wǎng)，即不能進行四象限運行。為此，矩陣式交—交變頻應(yīng)運而生。由于矩陣式交—交變頻省去了中間直流環(huán)節(jié)，從而省去了體積大、價格貴的電解電容。它能實現(xiàn)功率因數(shù)為l，輸入電流為正弦且能四象限運行，系統(tǒng)的功率密度大。該技術(shù)目前雖尚未成熟，但仍吸引著眾多的學(xué)者深入研究。其實質(zhì)不是間接的控制電流、磁鏈等量，而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控制量來實現(xiàn)的。具體方法是：
——控制定子磁鏈引入定子磁鏈觀測器，實現(xiàn)無速度傳感器方式；
——自動識別(ID)依靠精確的電機數(shù)學(xué)模型，對電機參數(shù)自動識別；
——算出實際值對應(yīng)定子阻抗、互感、磁飽和因素、慣量等算出實際的轉(zhuǎn)矩、定子磁鏈、轉(zhuǎn)子速度進行實時控制；
——實現(xiàn)Band—Band控制按磁鏈和轉(zhuǎn)矩的Band—Band控制產(chǎn)生PWM信號，對逆變器開關(guān)狀態(tài)進行控制。
矩陣式交—交變頻具有快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)(<2ms)，很高的速度精度(±2％，無PG反饋)，高轉(zhuǎn)矩精度(<＋3％)；同時還具有較高的起動轉(zhuǎn)矩及高轉(zhuǎn)矩精度，尤其在低速時(包括0速度時)，可輸出150％～200％轉(zhuǎn)矩
連接設(shè)置按鈕,冗余電源輸入,OIEIO設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)，可組成冗余環(huán)，可選-LUG，電子手冊光盤。LE-I,網(wǎng)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(yīng)用，驅(qū)動裝置經(jīng)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(xiàn)能量回饋，并且提給其他耗電設(shè)備使用。 編碼器模塊應(yīng)被安裝到DI導(dǎo)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(biāo)配通信接和端子。?在個驅(qū)動組，多可以驅(qū)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(dǎo)線通過無線連接或Ehee/Iee，遠程服務(wù)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(shè)置軟起動器的參數(shù)。對于軟起動器，使用電位計即可很容易地設(shè)置起動時間、起動電壓和停止時間。其數(shù)值可以在常用設(shè)置范圍內(nèi)細調(diào)。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(yè)應(yīng)用。 因此，在選型時應(yīng)盡量使用核心型。在選型和訂數(shù)據(jù)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(tài)，可使用組態(tài)工具IZEo會Dive。在許多地區(qū)，規(guī)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(jié)省空間緊湊設(shè)計。借助于集成自動叉功能，可使用非叉電纜。借助自動感應(yīng)和協(xié)商功能自動檢測和協(xié)商數(shù)據(jù)傳輸率。通過浮動觸，，網(wǎng)絡(luò)瀏覽器和OIEIO診斷功能可進行遠距離診斷。集成在IIE組態(tài)和診斷功能。 與“eleooleveBi”結(jié)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(shù)目到個（1），否則通過I網(wǎng)絡(luò)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(tǒng)能滿足中等性能要求的應(yīng)用。各種單獨的模塊之間可進行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速的指令運算速度；用浮點數(shù)運算比較有效地實現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運算；一個帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進行參數(shù)賦值；方便的人機界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，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(shù)據(jù)，S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動地處理數(shù)據(jù)的傳送；CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術(shù)機密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改；S7-300 PLC設(shè)有操作方式選擇開關(guān)，操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)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(tài)功能，這使得組態(tài)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(yè)以太網(wǎng)總線 系統(tǒng)；串行通信處理器用來連接點到點的通信系統(tǒng)；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(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統(tǒng)。
一。 概述
在自動化控制領(lǐng)域中，相同功能有不同實現(xiàn)方式，針對不同的設(shè)備對精度和響應(yīng)速度的要求，選用合適的定位控制系統(tǒng)以實現(xiàn)的性價比。本文介紹的一種應(yīng)用西門子S7-300 PLC的高速計數(shù)模塊ET200S和70系列變頻器通過PROFIBUS總線通訊的功能來實現(xiàn)的定位控制的實際應(yīng)用。
二。 控制思路
橫移車是鋼管生產(chǎn)線中*的輔機設(shè)備，它主要完成將前一工序生產(chǎn)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(chǎn)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(xiàn)全自動準(zhǔn)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(shù)模塊讀取，CPU經(jīng)過運算處理與設(shè)定位置作比較，控制變頻器的多段速度，從而實現(xiàn)橫移車的準(zhǔn)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(tǒng)的構(gòu)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(shè)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(zhuǎn)，到位時準(zhǔn)確停止。為了實現(xiàn)精確定位還設(shè)有零位置傳感器，到零位時將計數(shù)器的計數(shù)值清零，消除累積誤差，保證定位的準(zhǔn)確，使橫移車能平穩(wěn)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(shù)器模塊ET200S，通過 PROFIBUS總線相連，將現(xiàn)場的傳感器，編碼器信號直接連接在遠程I/O和計數(shù)模塊上，減少了現(xiàn)場的走線和故障的發(fā)生，維護方便。通訊速率可過 1.5M，整個系統(tǒng)的系統(tǒng)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(shù)器模塊ET200S的應(yīng)用
控制系統(tǒng)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(zhǔn)確定位精度。
精確定位過程如下：
首先設(shè)定好橫移車運行的一個方向為正方向，當(dāng)橫移車向設(shè)定的位置運行時，高速計數(shù)器自動進行加/減速計數(shù)，在距離設(shè)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(shè)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(zhǔn)確定位。
讀取高數(shù)計數(shù)模塊的程序段如下：
L PID 272 //模塊開始地址，將計數(shù)器模塊狀態(tài)值存放到MD20~MD27
T MD 20 //當(dāng)前計數(shù)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(yīng)的物理地址，CPU內(nèi)部有通訊功能塊SFC14，SFC15，使用內(nèi)部的寄存器DB塊存放數(shù)據(jù)，當(dāng)PLC對變頻器進行數(shù)據(jù)的寫入和讀出時，就需知道PLC和變頻器定義的相關(guān)功能的地址，然后依據(jù)這些地址進行數(shù)據(jù)的寫入和讀出，才能實現(xiàn)對變頻器的控制。
此控制系統(tǒng)變頻器需設(shè)定的參數(shù)介紹如下：
P60=1，P53=6，P554=3100，P571=3101
P572=3102，P443=3002，P566=3107
P734.1=32,，P734.2=148
其它的參數(shù)可以按出廠默認值即可