西門(mén)子6ES7412-1XJ05-0AB0

通過(guò) SIMOTION D，PLC、運(yùn)動(dòng)控制功能以及 SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)能在一個(gè)共享控制硬件上運(yùn)行。SIMOTION D 中集成有符合 IEC 61131?3 的 PLC，這意味著該不僅能夠控制運(yùn)動(dòng)序列，而且還可控制整臺(tái)機(jī)器。

轉(zhuǎn)矩限制可分為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩限制和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩限制兩種。它是根據(jù)變頻器輸出電壓和電流值，經(jīng)CPU進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計(jì)算，其可對(duì)加減速和恒速運(yùn)行時(shí)的沖擊負(fù)載恢復(fù)特性有顯著。轉(zhuǎn)矩限制功能可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加速和減速控制。假設(shè)加減速時(shí)間小于負(fù)載慣量時(shí)間時(shí)，也能保證電動(dòng)機(jī)按照轉(zhuǎn)矩設(shè)定值自動(dòng)加速和減速。驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩功能提供了強(qiáng)大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，在穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)矩功能將控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差，而將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩限制在設(shè)定值內(nèi)，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩突然增大時(shí)，甚至在加速時(shí)間設(shè)定過(guò)短時(shí)，也不會(huì)引起變頻器跳閘。在加速時(shí)間設(shè)定過(guò)短時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩也不會(huì)超過(guò)設(shè)定值。驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩大對(duì)起動(dòng)有利，以設(shè)置為80～100較妥。

制動(dòng)轉(zhuǎn)矩設(shè)定數(shù)值越小，其制動(dòng)力越大，適合急加減速的場(chǎng)合，如制動(dòng)轉(zhuǎn)矩設(shè)定數(shù)值設(shè)置過(guò)大會(huì)出現(xiàn)過(guò)壓報(bào)警現(xiàn)象。如制動(dòng)轉(zhuǎn)矩設(shè)定為0，可使加到主電容器的總量接近于0，從而使電動(dòng)機(jī)在減速時(shí)，不使用制動(dòng)電阻也能減速至停轉(zhuǎn)而不會(huì)跳閘。但在有的負(fù)載上，如制動(dòng)轉(zhuǎn)矩設(shè)定為0時(shí)，減速時(shí)會(huì)出現(xiàn)短暫空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，造成變頻器反復(fù)起動(dòng)，電流大幅度波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使變頻器跳閘，應(yīng)引起注意。

加減速模式選擇又叫加減速曲線(xiàn)選擇。一般變頻器有線(xiàn)性、非線(xiàn)性和S三種曲線(xiàn)，通常大多選擇線(xiàn)性曲線(xiàn)；非線(xiàn)性曲線(xiàn)適用于變轉(zhuǎn)矩負(fù)載，如風(fēng)機(jī)等；S曲線(xiàn)適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，其加減速變化較為緩慢。設(shè)定時(shí)可根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性，選擇相應(yīng)曲線(xiàn)，但也有例外，筆者在調(diào)試一臺(tái)鍋爐引風(fēng)機(jī)的變頻器時(shí)，先將加減速曲線(xiàn)選擇非線(xiàn)性曲線(xiàn)，一起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)變頻器就跳閘，調(diào)整改變?cè)S多參數(shù)無(wú)效果，后改為S曲線(xiàn)后就正常了。究其原因是：起動(dòng)前引風(fēng)機(jī)由于煙道煙氣流動(dòng)而自行轉(zhuǎn)動(dòng)，且反轉(zhuǎn)而成為負(fù)向負(fù)載，這樣選取了S曲線(xiàn)，使剛起動(dòng)時(shí)的頻率上升速度較慢，從而避免了變頻器跳閘的發(fā)生，當(dāng)然這是針對(duì)沒(méi)有起動(dòng)直流制動(dòng)功能的變頻器所采用的方法。

根據(jù)所用的 SIMOTION D 平臺(tái)，HMI 設(shè)備可在內(nèi)置的 PROFIBUS、Ethernet 或 PROFINET 接口上運(yùn)行，以進(jìn)行操作員控制與。遠(yuǎn)程、診斷和遠(yuǎn)程服務(wù)等功能也可通過(guò)這些接口來(lái)使用。

需要以緊湊室外結(jié)構(gòu)提供單軸運(yùn)動(dòng)控制和 PLC 功能時(shí)，SIMOTION D410-2 是解決方案。不過(guò)，該解決方案也可用于塊型小型多軸組（通常為 2 到 3 軸 軸）。實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用時(shí)，SINAMICS 控制單元通過(guò) PROFIBUS 或 PROFINET 與 SIMOTION D410-2 連接。

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4. 熱電偶的信號(hào)處理方式

4.1 硬件組態(tài)設(shè)置
首先要在硬件組態(tài)選擇與外部補(bǔ)償接線(xiàn)一致的measuring type（測(cè)量類(lèi)型），measuring range（測(cè)量范圍），reference junction（參比接點(diǎn)類(lèi)型）和reference temperature（參比接點(diǎn)溫度）的參數(shù)，如下各圖所示。

圖10 S7-300模板測(cè)量方式示意圖

圖11 S7-300模板測(cè)量范圍示意圖

對(duì)于S7-300的模板，組態(tài)如圖10和11所示，只需要選擇測(cè)量類(lèi)型和測(cè)量范圍（分度類(lèi)型），補(bǔ)償方式包含在測(cè)量類(lèi)型中。比如： 參比接點(diǎn)固定溫度補(bǔ)償方式，測(cè)量類(lèi)型選擇 TC-L00C（參比接點(diǎn)溫度固定為0℃） 或 TC-L50C（參比接點(diǎn)溫度固定為50℃），再選擇分度類(lèi)型，組態(tài)就完成。

圖12 S7-400模板組態(tài)圖1

圖13 S7-400模板組態(tài)圖2

對(duì)于S7-400的模板，組態(tài)如圖12和13所示，測(cè)量類(lèi)型中選擇TC-L方式，測(cè)量范圍中選擇與實(shí)際熱電偶類(lèi)型一致的分度號(hào)，參比接點(diǎn)的選擇。比如：參比接點(diǎn)固定溫度的方式，測(cè)量類(lèi)型和測(cè)量范圍選擇完后，在參比接點(diǎn)選擇ref.temp（參考溫度），然后在reference temperature框（參考溫度）內(nèi)填寫(xiě)參比接點(diǎn)的固定，組態(tài)就完成，或者是共享補(bǔ)償方式，可以用SFC55動(dòng)態(tài)傳輸溫度參數(shù)。

表12 參比接點(diǎn)參數(shù)說(shuō)明

4.2 測(cè)量方式和轉(zhuǎn)換處理

表13 測(cè)量方式各參數(shù)的說(shuō)明及處理

注：測(cè)量方式中：I ：內(nèi)部補(bǔ)償，E：外部補(bǔ)償，L：線(xiàn)性處理。

線(xiàn)性化方式（TC-IL/EL/L00C/L50C/L）
線(xiàn)性化方式下，由模板內(nèi)部根據(jù)所選擇的熱電偶類(lèi)型的特性進(jìn)行線(xiàn)性處理，可以使用L PIW xxx 直接讀入，則將獲得十進(jìn)制的溫度值，精度為0.1。例如：讀進(jìn)來(lái)的 十進(jìn)制值為2345，則對(duì)應(yīng)的溫度值為234.5℃。
非線(xiàn)性化方式（TC-I/E）
對(duì)于非線(xiàn)性化的設(shè)置，此設(shè)置類(lèi)似80Mv的電壓測(cè)量，CPU得到的是0~27648之間的一個(gè)十進(jìn)制數(shù)值，即0~80Mv 對(duì)應(yīng)0~27648，需要轉(zhuǎn)換成相應(yīng)Mv信號(hào)，然后通過(guò)對(duì)照表查找溫度。

功能

S7-400F/FH 滿(mǎn)足下列安全要求：

• 等級(jí)需求：AK 1 to AK 6 to DIN V 19250/DIN V VDE 0801
• 安全要求等級(jí)：SIL 1 to SIL 3 to IEC 61508
• 等級(jí) 1 to 4 to EN 954-1

運(yùn)行模式

CPU的F程序和故障安全信號(hào)模板中包含有S7-400F/FH的安全功能。

使用差異分析和測(cè)試信號(hào)，信號(hào)模板可以監(jiān)視輸出和輸入信號(hào)。

CPU通過(guò)常規(guī)的自檢、監(jiān)測(cè)和邏輯命令以及程序定時(shí)檢測(cè)，檢查運(yùn)行的正確性。 此外，通過(guò)申請(qǐng)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。

當(dāng)系統(tǒng)診斷出一個(gè)故障時(shí)，系統(tǒng)將進(jìn)入安全狀態(tài)。

F 運(yùn)行版授權(quán)

CPU 417-4H必須裝在F運(yùn)行授權(quán)才能運(yùn)行S7-400F/FH。每個(gè) S7-400F/FH 系統(tǒng)需要 1 個(gè)授權(quán)。

編程

S7-400F/FH 的編程方法同其他 SIMATIC S7 編程方法相同。 通過(guò)諸如STEP 7編程工具編寫(xiě)非故障安全用戶(hù)程序。

S7 F 系統(tǒng)選件包

"S7 F Systems" 軟件包用來(lái)編寫(xiě)故障安全程序。 軟件包包含生成F程序所需的所有功能和部件。 S7 F系統(tǒng)運(yùn)行必須將下列軟件包裝載到PG或PC：

• STEP 7 V5.1 以上
• CFC V5.23 或新版本
• S7-SCL V5.1 SP 1 或新版本
• S7 H Systems Version 5.1 (S7-400FH的選件)

特殊功能塊通過(guò)CFC從F庫(kù)中進(jìn)行調(diào)用，并為包含安全功能的F程序互連。