西门子模块6ES7235-0KD22-0XA8工作原理

西门子模块6ES7235-0KD22-0XA8工作原理1 概况　 安钢120t精炼炉钢包车变频调速系统采用SIEMENS 6SE70系列装机装柜型变频器控制三相异步电动机。钢包车设有停靠位和工作位。电机正转时钢包车往工作位行走，反转时钢包车往停靠位行走。每个钢包车系统包括2台交流异步电动机和1台SIEMENS 6SE70系列装机装柜型变频器。钢包车控制方式设计为本地操作箱手动控制模式和PLC自动控制模式。电机参数为Pe：30kW，Ue：380V，Ie:59.5A，n:980r/min。　 钢包车传动控制具体要求是：　 (1)钢包车速度设计为行走速度和减速速度，行走速度为16m/min，减速速度为5m/min，要求的调速范围比较大。　 (2)定位精度要求±20mm，而钢包车带负荷运行时惯性大，对钢包车的制动要求比较高。　 (3)调速系统采用变频器一拖二(2台电机)控制，要求运行稳定、可靠。2 系统配置2.1 硬件配置　 安钢120t精炼炉钢包车传动控制系统采用2套变频柜，分别控制1#钢包车和2#钢包车，每个钢包车均采用双电机驱动。设计将两套变频器连接到同一直流母线上，变频器的整流电路把三相交流电变成直流电向变频电路部分提供直流电源。制动电阻经制动单元连接到直流母线。此设计的优点是：　 (1)制动电阻可以“消耗”掉因电机制动或突然减速时产生的回馈到直流母线的电能。因为，在制动或突然减速时，异步电动机由于存在机械惯性，处于再生发电状态，机械能转变为电能，经过逆变器的续流二极管回馈到变频器的直流回路中，此时的变频器处于整流状态。这时，如果变频器中没采取消耗能量的措施，这部分能量将导致中间回路的储能电容器的电压上升，从而对变频器造成损坏。　 (2)采用能耗制动，对电网无污染，可靠性高。　 (3)设计简单，成本低。同时制动力强，制动平稳。　 在变频器控制主回路分别设置了进线断路器、网侧熔断器、网侧接触器、进线电抗器、出线电抗器和断路器。变频器箱内安装有CUVC控制板、CBP2通讯板，用于PLC和变频器的通讯。相应的自动化系统配置SIMATIC PLC S7—400和HMI。　 钢包车控制系统主回路单线图见图1。　2.2 软件配置　 钢包车变频调速系统装机装柜型变频器调试的软件版本是Drive Monitor 5.3。　 通过在编程器安装的Drive Monitor 5.3软件，可以对变频器参数进行工厂恢复设置、参数设定及更改、变频器运行跟踪及监视，读取变频器故障值，电机识别等。为了实现远程自动控制，变频器作为从站，通过连接到CBP2通讯板的PROFIBUS—DP总线与上位机PLC实现通讯。3 SIEMENS 6SE70系列装机装柜型变频器的特点　 SIEMENS 6SE70系列装机装柜型变频器采用全数字技术矢量控制，功率部分采用IGBT电压源型的交流变频传动装置。它tigao了传动装置的速度、精度、可靠性和效率。其完全统一的系统和模块化设计使得其应用简便、运行稳定和成本低廉。　 该系列变频器具有多种控制方式，分别应用于各种不同的场合。如：水泵、风机等开环控制系统的v/f控制、带增量式编码器等闭环控制系统的n控制等。4 参数设置　 安钢钢包车变频调速控制系统采用v/f开环控制，分别对变频器进行订货号、PROFIBUS—DP通讯地址、电机参数设置，功率部分定义，硬件部分和系统设定，端口设置，操作模式设定和通讯设置。4.1 功率部分设置　 P060=8：功率部分定义　 P070=98：变频器订货号4.2 硬件定义　 P060=4：电子版定义　 P918=5：变频器的PROFIBUS地址4.3 系统设定　 P060=5：系统设定　 P068=2：有dv/dt滤波器　 P071=400：直流母线电压　 P095=10：异步电机　 P100=1：v/f控制　 P101=380：电机额度电压　 P102=119：电机额度电流　 P103=36：电机励磁电流　 P104=0.84：电机功率因素　 P107=50：电机额度频率　 P108=980：电机额度转速　 P113=558：电机额度转矩　 P350=119：所有电liuliang参考值　 P351=380：所有电压量参考值　 P352=49：所有频率量参考值　 P353=980：所有转速量参考值　 P354=558：所有转矩量参考值　 P357=2.8：采样时间(ms)　 P384.2=145：电机负载限制　 P452=98：电机正转时大频率或速度(％)　 P453=98：电机反转时大频率或速度(％)4.4 参数设置　 P060=1：回到参数设置菜单　 P128=178.5：变频器大输出电流　 P462=2：加速时间　 P463=0：加速时间单位(s)　 P464=2：减速时间　 P465=0：减速时间单位(s)　 对以上所有参数设置完成后，开始对变频器CUVC板的I/O端子进行配置。4.5 端口设置　 X101/3端子：1#电机故障，X101/6端子：2#电机故障。　 参数设置：U221.1=11，U221.2=17，U221.3=1，P575=601。　 X101/7端子：主接触器故障，X101/8端子：制动单元故障。　 参数设置：U222.1=19，U222.2=21，U222.3=1，P588=602。　 X101/4端子：电机抱闸打开。　 参数设置：P654.1=275，P654.2=275。　 X101/5端子：电机抱闸确认。　 参数设置：P612=15。　 X101/9端子：急停。参数设置：P555=22。　 为了实现手动模式和自动模式操作，进行以下设置。4.6 自动模式设置　 P：590=0：选择BICO数据组，对应控制字的bit30。　 P554.1=3100：Src启停命令来自CB/TB Wordl bit0。　 P443.1=3002：速度主给定来自CB／TB Word2。4.7 手动模式设置　 P590=1：选择BICO数据组，对应控制字的bit30。　 P554.2=5：Src启停命令来自PMU。　 P443.2=58：速度主给定来自PMU。　 为了实现Driver与PLC之间的通讯，进行以下设置。4.8 通讯设置　 P734.1=32 Driver传给PLC的状态字1，即STATUS WORDl。　 P734.2=24 Driver传给PLC的状态字2，即电机转矩。　 P734.3=148 Driver传给PLC的状态字3，即速度实际值。　 P734.4=22 Driver传给PLC的状态字4，即电机输出电流值。5 结束语　 安钢120t精炼炉1#、2#钢包车自2005年8月投产以来，采用的SIEMENS 6SE70系列装机装柜型变频器调速控制系统，取得了较高的控制精度，很好地满足了安钢120t精炼炉的工艺要求，至今设备运行稳定，故障率低。 1 引言       随着我国经济的发展，人们对电子设备的需求越来越大、对电子设备的质量要求也越来越高。针对自动化流水线的需求也越来越广泛，因此，需要可靠、功能齐全、响应速度快的控制系统。然而PLC可靠性高、抗干扰能力强、性能稳定、容易扩展、便于维护和升级等优点都强于PC机。此自动化流水线选用西门子CPU（S7-200）及Uni MAT扩展模块控制系统，下面具体介绍设计方案。   2 系统概述      电池包装流水线主要由电池性能检测 、电池贴附商标及电池裹标三部分工艺及各设备机构的衔接传送控制部分。电池性能检测：此控制系统需要采集电池性能检测数据，处理后送入PLC，经PLC运算穗选电池良品；传动到贴附商标设备中，控制伺服电机对电池贴附功能，由角度扫描光纤测定电池贴附精度，穗选电池良品送入全自动裹标设备放料平台，经三个步进电机控制到裹标位置-裹标-下料。  3 系统构成及功能       PLC：CPU224（西门子）；UniMAT扩展模块：EM221（32点数字量输入）、EM221（16点数字量输入）  EM222（32点数字量输出）  EM221（16点数字量输出）  EM253（运动控制模块）      一：控制要求         1监视整个流水线的工作情况。         2进行各设备时间参数及计数参数设置。         3执行控制全局作用，负责各部分工艺工作的状态，处理使整个系统良好运行。      二：整个系统精度控制          1伺服电机jingque控制，通过对伺服发送脉冲数控制卷料商标压轴角度达到jingque的出标位置，实现高精度的贴标任务。     2步进电机的jingque控制，此系统使用三个步进电机：步进电机传送电池到裹标位置，为减少误差累计的负面影响，使用发送高数脉冲数实现jingque定位；裹标利用步进转动角度和转矩控制裹标的质量；下料为自动装置且下料机构须同一位置进行且不影响产品情况下选用步进电机收料到一定数量后整体移出。步进电机是将电脉冲信号变换成角位移的一种机电式数模转换器。它受脉冲信号控制，角位移与输入脉冲个数构成严格的正比例关系，每输入一个脉冲，步进电机就转动一定的角度。它具有定位精度高、惯性小、无积累误差、启动性能好等  三：系统需求 1数据采集卡，采集电池性能检测信息功能。2数字量输入及输出。 3高频脉冲输出。4手动及自动运行两套系统，且对各个输入点进行监视，如发现异常立即停止此系统，发出报警功能。4 系统控制过程     此系统采取同步和异步控制程序，主要tigao各工艺的利用率及生产效率。（部分动作控制流程图如下） 工艺流程图 电池性能检测控制流程图（部分控制流程）     5应用效果分析     经整个系统稳定后，全自动包装流水线在各监控中下无误差的稳定生产；西门子S7-200PLC和UniMAT扩展模块抗干扰性强、稳定及可靠性增强该系统运行和监控能力。今后全自动流水线将是大型企业发展趋势，其控制系统的全面性，功能的强大性也是PLC发展趋势本文简要描述瑞千源自动化公司在对某科技园区的锅炉进行变频改造采用的方案。采用西门子MM4系列变频器，控制锅炉鼓风与引风，实现手动开环/自动闭环运行。 　　一:   控制对象: 包括6吨蒸汽锅炉， 鼓风电机和 引风电机等。 　　二:   设备参数: 客户现场的电机参数: ：鼓风电机功率:5.5 KW        引风电机功率18.5KW 　　三: 控制目的:  改造并组成良好的燃烧工况，tigao锅炉燃烧效率，降低能耗减少排污。 　　四:  变频控制系统设计工作原理： 　　      本系统可实现开/闭环运行： 　　1.引风控制： 　　通过炉膛上的负压变送器将炉膛压力标准电信号送入引风变频器PID 控制器的反馈通道, 经处理后与设定炉膛负压力比较, 经过PID 控制器产生运算信号, 此信号控制引风变频器调节电机转速, 使炉内负压稳定在设定值, 从而达到自动跟踪鼓风保持炉膛负压恒定目的。引风电机速度随着炉膛负压值的变化而变化。即保证锅炉燃烧部分的自动运行。 　　2.鼓风控制： 　　通过蒸汽管道上的压力变送器将所需蒸汽压力标准电信号送入鼓风变频器PID 控制器的反馈通道, 经处理后与设定蒸汽压力值比较, 经过PID 控制器产生运算信号, 此信号控制鼓风变频器调节电机转速, 使蒸汽管道上压力基本稳定在设定值, 从而达到自动跟踪蒸汽管道上压力。 　　3.由于原锅炉为非节能型燃烧方式，控制风量靠人工操作风道挡板，蒸汽压力单靠人工控制燃烧不好。因此电机全速运转产生的风量不能全部使用，采用挡板截流造成约30%的电能损耗。使用变频器可根据生产需求任意调整电机速度，使输出风量可以调节，tigao生产工效并且节能降耗。  　　    变频器采用西门子MM430系列。控制系统的起动方式为外部远程人工控制。 　　调速方式：   　　    1: 为操作工人根据生产情况由外部远程升速/降速按钮实现对电机的速度控制。 　　    2：变频器通过端子BICO连接切换为自动PID运行方式。 　　  3：系统还可实现全开环运行，通过控制柜或现场操作箱上的启停按钮和电位器实现人工控制和调速。 　　系统的主要连锁： 　　    1.鼓风机运行条件：只有当引风机投入运行后，鼓风机才允许启动运行。 　　    2.变频和工频连锁。变频运行与原旧工频运行，连锁控制系统。 　　    3.当变频系统在运行过程中出现故障时,发出声、光报警信号,提醒值班人员适时处理。 　　五、系统构成： 　　    1、 锅炉变频改造控制系统原理 　　        配置：GGD控制柜体2200×1000×600  一台 　　     鼓风变频功率: MM430-7.5 KW       引风变频功率MM430-22KW 　　见下图: 　　六、变频控制柜技术参数及性能特点： 　　1.主要技术参数： 　　  (1)主回路电源：三相五线制。380V+10%。 　　  (2)控制回路电压：220V 　　  (3)负压压力传感器调节范围：以保证建立充分燃烧系统为 准。 　　  (4)蒸汽压力传感器调节范围：以生产所需实际为准。 　　2.系统性能特点： 　　  (1)具备运行方式选择开关：实现变频和工频互锁，工频运行为原控制系统，变频与工频由转换开关转换，并具有互锁保护功能。 　　  (2)具备变频方式下的--本地/远程--选择开关：实现本地电位器人工调速。变频器PID闭环调速方式。 　　  (3)变频软启动：电机通过变频器启动，电机电压采用数字自动斜坡补偿技术， 电 机缓步升速时系统机械冲击小，能显著延长电控元件及风机机械的寿命。 　　  (4)具有完善的电机，及变频器自身保护功能：电机欠电压、再生过压、过流、过载、短路、过热保护等。 　　  (5)具有电源电压、电机电流等柜体仪表显示功能。变频器运行工作状态指示灯显示功能。并能将变频器速度和电机运行电流以0—20mA标准模拟量形式传输给DCS监控系统。 　　  (6)变频器故障报警指示及开关量传输、远程复位功能。 　　七：变频器的主要调试参数：