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西門子SITOP電源模塊6EP1336-2BA10

電動機使用變頻器的作用就是為了調(diào)速，并降低啟動電流。為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設備首先要把電源的交流電變換為直流電（DC），這個過程叫整流。把直流電（DC）變換為交流電（AC）的裝置，其科學術(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機調(diào)速用，又叫變頻調(diào)速器。對于主要用在儀器儀表的檢測設備中的波形要求較高的可變頻率逆變器，要對波形進行整理，可以輸出標準的正弦波，叫變頻電源。一般變頻電源是變頻器價格的15--20倍。由于變頻器設備中產(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備中的 24 V DC 或 230 V AC 信號，并將它們傳送到控制器?？梢赃B接開關以及 2 線制、3 線制或 4 線制接近開關。

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

25 mm 寬的低成本模塊沒有可設定的參數(shù)或診斷功能，可極為方便地集成到工程系統(tǒng)中。建議將它們在只需要很少輸入通道的位置使用，或在必須在十分有限的空間內(nèi)部署大量通道的情況下使用。

根據(jù)需要，可在一個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；一個電壓組；輸入延遲 0.05 ... 20 ms；輸入類型 3 (IEC 61131)；可設置診斷和硬件中斷
DI 32x24VDC HF;
32 通道數(shù)字量輸入模塊，用于記錄 24 V DC 信號；兩個電壓組；輸入延遲 0.05 ... 20 ms；輸入類型 3 (IEC 61131)；可設置診斷和硬件中斷
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FXON-3A模擬量模塊輸入值讀取和對模塊寫入數(shù)字值。如圖3-90所示，[m1.]為特殊模塊號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個程序步。

通常情況下，要實現(xiàn)HMI設備與V20變頻器的通訊，需要一個支持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V2O變頻器做簡單的運行控制和變量監(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. 硬件設備及其安裝
        下面用一個實例來介紹Smart Line觸摸屏與一臺V20變頻器通過MODBUS通訊的實現(xiàn)方法。該例子中用到的主要硬件設備如表1所示，觸摸屏組態(tài)軟件為WinCC Flexible 2008 SP4 China。

表1 示例主要硬件設備

         硬件安裝步驟如下：
1）將變頻器、電機、觸摸屏固定在安裝工位上。
2）連接變頻器到電機的動力電纜和接地電纜。
3）連接供電電源到變頻器的動力電纜和接地電纜。
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端子對應關系：3對應P+，8對應N-。
5）連接24V直流電源的交流進線電纜和到觸摸屏的直流供電電纜。

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

表2 Cn011對應參數(shù)設置

3）修改MODBUS通訊參數(shù)，其它參數(shù)為Cn011連接宏默認參數(shù)：
P2014[0]=0 不監(jiān)控報文間隔時間，否則可能會報F72故障
P2021[0]=3 MODBUS設備地址為3（與觸摸屏組態(tài)軟件中設置的從站地址*）

MM440標準變頻器的特點圖下：
       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準變頻器。它采用高性能矢量控制技術(shù)，能提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動態(tài)特性，同時具備*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，可編程多點設定V/f控制，磁通電流控制，無測速矢量控制;標準參數(shù)結(jié)構(gòu)，標準測試軟件;數(shù)字量輸進6個，模擬量輸進2個，模擬量輸出2個，繼電器輸出3個;獨立的I/O端子板，方便維護;采用BICO技術(shù)，實現(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個固定頻率，4個跳轉(zhuǎn)頻率，可編程;可實現(xiàn)主從控制及力矩控制方式;在電源消失或故障時具有自動再起動功能;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)，防止運行中不應有的跳閘;有直流制動和復合制動方式，進步制動性能。
    主要保護功能有:
        過載能力為200％額定負載電流,
        持續(xù)時間3s和150％額定負載電流，持續(xù)時間60s;
        過電壓，欠電壓保護;
        變頻器和電機過熱保護;
        接地故障保護，短路保護;
        閉鎖電機保護，防止失速保護;
        采用PIN編號實現(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、復位等信號集中上位機進行操縱和監(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)驗設計法的編程步驟
　　1、在準確了解控制要求后，合理地為控制系統(tǒng)中的事件分配輸入輸出口。選擇必要的機內(nèi)器件，如定時器、計數(shù)器、輔助繼電器。
　　2、對于一些控制要求較簡單的輸出，可直接寫出它們的工作條件，依“起—?！?電路模式完成相關的梯形圖支路。工作條件稍復雜的可借助輔助繼電器。
　　3、對于復雜的控制要求，為了能用“起—保—停"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鍵點。在空間類邏輯為主的控制中為影響控制狀態(tài)的點。在時間類邏輯為主的控制中，關鍵點為控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時間。
　　4、將關鍵點用梯形圖表達出來。關鍵點總是要用機內(nèi)器件來代表的，在安排機內(nèi)器件時需要考慮并安排好。繪關鍵點的梯形圖時，可以使用常見的基本環(huán)節(jié)。
　　5、在完成關鍵點梯形圖的基礎上，針對系統(tǒng)最終的輸出進行梯形圖的編繪。使用關鍵點綜合出最終輸出的控制要求。
　　6、審查以上草繪圖紙，在此基礎上，補充遺漏的功能，更正錯誤，進行的完善。