西门子6ES7511-1CK01-0AB0详细说明
西门子6ES7511-1CK01-0AB0详细说明
、 变频控制系统
离心脱水机属于大惯性、近似的恒转矩负载，必须在选用交流变频器的基础上配置制动单元和制动电阻才能满足系统的要求，选用HOLIP-A变频器，其接线主回路和控制回路如图示：
在变频器的外围线路中，主要有3个部分：
1、 流母线P、N端接制动单元P、N端，然后再由制动单元的P、PB端外接控制电阻BR。
2、 制回路输入端子中，FOR为正向低速信号，REV为正向高速，SPL为反向低速。
3、 控制回路输出端子中，FB和FC为变频器的故障指示，外接故障灯，AM和ACM外接0—10V的直流数显仪（频率或转速指示）。
二、制动特性
使用脱水机的制动特性必须包含制动单元和制动电阻。
制动单元的安装和接线必须注意：安装环境的温度、湿度、腐蚀情况、通风状况等必须符合说明书要求，与变频器连接时，尽量选用不同颜色的导线，防止P/N接反，否则将烧毁制动单元并损坏变频器。P、N配线需选用600V耐压等级电导线，配线长度应尽量短，如长度超过5m,需采用双绞线。
1、 动单元的动作：
制动单元在系统中的连接位置如图示：
制动单元功率开关的动作过程：
①当电机在减速时电机以发电状态运行，产生再生能量。电机处于发电状态时，其产生的三相交流电被逆变部分的六个续流二极管组成的全桥整流，使变频器内直流中间环节的直流电压升高。
②直流电压达到使制动单元开（ON）的状态，制动单元的功率开关管导通，电流流过制动电阻。
③制动电阻放出热量，吸收了再生能量，电机的转速降低，直流侧的电压变低。
④直流侧的电压降低到使制动单元关断（OFF）的值，制动单元的功率开关管关
这时没有电流流过制动电阻。
⑤电机继续减速运转，直流电压再次升高。
⑥以上当直流侧的电压高到使制动单元重新工作时，制动单元重复以上开关（ON/OFF）过程，平衡直流电压，使系统正常运行。当再生能量大时，再生制动单元的开关（ON/OFF）频率增高，使制动转矩增大，单位时间里电能转换为热能的量增大。
1、制动电阻的选择：在制动单元的工作中，直流母线的电压升降取决于常数RC，R为制动电阻的阻值，C为变频器电解电容的容量，由充放电曲线知，RC越小，母线电压的放电速度越快，在变频器中C保持一定的情况下，R越小，母线电压的放电速度越快。通常求制动电阻的阻值R=Uc2/[0.1047*(Tb-0.2Tm)N]Ω
式中：Uc 制动单元动作电压值，一般为710V/660
Tb 制动转矩
Tm 电动机额定转矩
本系统制动电阻采用1.5KW/40Ω的标称规格，可以适应自动脱水机的正常制动，考虑到连线分布，电阻器本身阻值的分布性以及电阻的温度分布等因素。在选定电阻时要留有余量，一般情况下选1.2倍较合适，即阻值R为1.2倍R（计算位）。
三、变频器参数
CD012=200 CD013=180 CD033=1 CD034=1 CD043=3 CD121=180 CD123=180 CD140=4 CD142=10
1、过压失速防止功能：
变频器在减速运行过程中，由于负载惯性的影响，可能会出现电
机转速的实际下降率低于输出频率的下降率，此时电机会回馈电能给变频器，造成变频器直流母线电压升高，到660V时制动单元动作，由于制动单元存在一定的使用率，如果高惯量的影响持续的话， 就会出现直流母线电压持续升高，使用过压失速保护功能，就能在减速运行中自动比较过压失速点与实际的直流母线电压，若后者超过了前者，就让变频器输出功率停止下降，直到再次检测到后者低于前者时，才让变频器实施减速运行。
2、加减速时间：
由于负载惯性的影响，必须将电机转速的加减速时间设定为合理的数值。如果时间过短，就会出现变频器过流、过压等故障。如果时间过长，设备的运行功率就会大大降低。
四、结束语
离心脱水机已得到成功的市场应用，其优良的运行性能完善的保护措施进一步**了离心脱水机整机设备的性能，在HOLIP-A变频器11KW以下内部已经带有了制动单元，它们降低了用户投资，节省了机柜空间，增加了此型号变频器的市场竞争
一、节能板简单
1、 HL－GNQA塑机节能控制系统为注塑机节电而设计的专用产品，适用于比例阀控制射胶压力及**的各种注塑机。
2、 HL－GNQA系统由AC 220V供电，注塑机电脑控制板给出的压力及**信号送入HL－GNQA系统的信号输入端，该信号经微电脑控制器运算处理后输出控制信号，送入变频调速器。随着合模、射胶、保压、开模等不同工艺段，输出0~10V信号，控制变频器的运行频率。
二、节能原理
注塑机的电能消耗主要是加热体和油泵。
1 、 现行的加热方式效果低，有50%的热能不能利用，白白消耗电能。
2 、 油泵电机全速运转，不需油压时，处于空转状态，消耗电能。
本公司开发的HL－GNQA注塑机节能控制系统是针对油泵电机实现变速控制，同步跟踪压力和**实现不同阶段时的不同转速，从而达到节电目的。
也就是说，通过控制器调整油泵电机转速，用以改变普通定量泵的输出功率，使其随着负载的变化而变化，将注塑过程中多余的能量及冷却，等待产品的能量节约下来，所以节电效果十分明显，同时还可以**功率因素。
经实际检测，本系统在注塑机上的节能效果可达20%~68%，节电效果与注塑机的状态、注塑机容量的多少，注塑周期的长短，注塑的产品及原材料不同，节能效果也不同，同时与工艺也有很大的关系。
三、主要特点及功能
1、 节电效果20%~68%。
2、 电机软启动，减少对机械的冲击。
3、 动态调节油泵的功率输出。
4、 无高压节流能量损失
5、 具有欠压、过压、过载、短路、缺相等自动保护。
6、 系统为闭环控制，功率与压力和**同步自动跟踪控制，大大减轻合模、开模振动，稳定生产工艺、**产品质量，并减少注塑机故障率，延长注塑机寿命。
7、 本系统可与原有系统共存，操作方式一样，可互相控制
四、应用案例
本公司在广州、山东浙江金华诸暨等地有较好的应用，受到用户极大好评。现选取一例，说明具体使用情况。
A：用户名称：金华某塑料制品有限公司
注塑机为海天公司生产注塑机 配用电机 30KW 工作 500g
B: 效果
1） 改造前用户每小时用电22度左右，经改造后每小时用电为12
度左右，节电率为45.5%
2） 设备运转平滑，无冲击，运行情况良好
对象：
① 三菱PLC: FX2N(V3.0以上版本) + FX2N-485-BD + FX2N-ROM-E1
② 三菱变频器: A500系列、E500系列、F500系列、F700系列、S500系列
FX2N-ROM-E1是一种功能扩展存储器，首先它是16K步的EEPROM存储器，同时当其用在FX2N系列V3.0或以上版本的PLC（对应的序列号为15**** 或以后）上时，还可以使用扩展的EXTR(FNC.180)指令与三菱的变频器（多8台）很方便地进行485通讯（当然还需要有FX2N-485-BD通讯扩展板）。
当使用软件输入EXTR指令时，GX Developer需要SW7或者以上版本，FX-PCS/WIN则需要3.10或者以上版本。
㈠ 对PLC的D8120（通讯格式）设置如下：
0000 1100 1000 0110
0 C 8 6
对应的含义是：波特率9600bps，7位数据位，1位停止位，偶校验。
㈡ 对变频器中的相关通讯参数设定如下：
㈢ 关于EXTR（FNC.180）指令的说明：
EXTR K10: 变频器监视
EXTR K11: 变频器运行控制
EXTR K12: 读取变频器参数
EXTR K13: 变频器参数写入
具体的梯形图程序如下：
当M1为ON时，马达正转。
当M2为ON时，马达反转。
D50中是当前变频器的运行频率。D51中是电流监视值。D52中是电压监视值。
一、系统概述
艾默生PLC和变频器在浆纱机上的应用，此电气系统采用PLC集中管理，分散控制，系统集中化，简约化，易控性强，更好的降低故障率。 方案配置如下：
PLC系统由艾默生EC202416BAR主模块，16点的数字量输入模块和4路模拟量输出模块组成。
操作界面采用工业级液晶触摸屏，可动态修改控制参数，方便显示当前速度，当前匹长、匹数及系统的动态运行状态。
边轴电机变频器采用高性能通用型的EV2000系列，织轴收卷TD3300 22KW张力变频器。此变频器是张力专用变频器，内置张力控制功能。采用独立变频模式，结构简单，维护方便，稳定度高，保证收卷的张力及线速度，在小卷到大卷的变化过程中稳定可靠。在加减速中的自动补偿控制，使加减速中张力更稳，更有上卷防断纱程序，使上卷起机时便于操作。
本系统的优点：
Ø 张力设定在人机上设定，人性化的操作;
Ø 使用**的控制算法:卷径的递归运算;空心卷径激活时张力的线性递加;张力锥度计算公式的应用;转矩补偿的动态调整等等;
Ø 卷径的实时计算，**度非常高，保证收卷电机输出转矩的平滑性能好。并且在计算卷径时加入了卷径的递归运算，在操作失误的时候，能自己纠正卷径到正确的数值;
Ø 因为收卷装置的转动惯量是很大的，卷径由小变大时。如果操作人员进行加速、减速、停车、再激活时很容易造成爆纱和松纱的现象，将直接导致纱的质量。而进行了变频收卷的改造后，在上述各种情况下，收卷都很稳定，张力始终恒定。而且经过PLC的处理，在特定的动态过程，加入一些动态的调整措施，使得收卷的性能更好;
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在传统机械传动收卷的基础上改造成变频收卷，非常简便而且造价低，基本上不需对原有机械进行改造。改造周期短，基本上两三天就能安装调试完成;
Ø 克服了机械收卷对机械磨损的弊端，延长机械的使用寿命。方便维护设备。
Ø 机台上的所有操作部分全部采用36V以下的安全电，以保证操作中的使用安全。
二、系统框图
三、张力控制原理
所谓的张力控制，通俗点讲就是要能控制电机输出多大的力，即输出多少牛顿。反应到电机轴即能控制电机的输出转矩。真正的张力控制不同于靠前后两个动力点的速度差形成张力的系统，靠速度差来调节张力的实质是对张力的PID控制，要加张力传感器。而且在大小卷启动、停止、加速、减速、停车时的调节不可能做到像真正的张力控制的效果，张力不是很稳定。肯定会影响产品的质量。
变频收卷的实质是要完成张力控制，即能控制电机的运行电流，因为三相异步电机的输出转矩T=CmφmIa，与电流成正比。并且当负载有突变时能够保证电机的机械特性曲线比较硬。所以必须用矢量变频器，而且必须要加编码器闭环控制。用变频器做恒张力控制的实质是死循环矢量控制，即加编码器反馈。收卷的卷经是由小到大变化的，为了保证恒张力，所以要求电机的输出转距要由小到大变化。同时在不同的操作过程，要进行相应的转距补偿。即小卷启动的瞬间，加速，减速，停车，大卷启动时，要在不同卷经时进行不同的转距补偿，这样就能使得收卷的整个过程很稳定，避免小卷时张力过大；大卷启动时松纱的现象。
Ø 卷径的计算原理
根据V1=V2来计算收卷的卷径。因为V1=ω1×R1, V2=ω2×Rx。因为在相同的时间内由测长辊走过的纱的长度与收卷收到的纱的长度是相等的。即L1/Δt=L2/Δt，Δn1×C1=Δn2×C2/i
(Δn1---单位时间内牵引电机运行的圈数、Δn2---单位时间内收卷电机运行的圈数、C1---测长辊的周长、C2---收卷盘头的周长、i---减速比)
Δn1×π×D1=Δn2×π×D2/i
D2=Δn1×D1×i/Δn2，因为Δn2=ΔP2/P2
(ΔP2---收卷编码器产生的脉冲数、P2---收卷编码器的圈数)。Δn1=ΔP1/P1取Δn1=1，即测长辊转一圈，由编码器接到PLC。那么D2=D1×i×P2/ΔP2，这样收卷盘头的卷径就得到了
Ø 收卷的动态过程分析
要能保证收卷过程的平稳性，不论是大卷、小卷、加速、减速、激活、停车都能保证张力的恒定。需要进行转矩的补偿。整个系统要激活起来，首先要克服静摩擦力所产生的转矩，简称静摩擦转矩，静摩擦转矩只在激活的瞬间起作用;正常运行时要克服滑动摩擦力产生地滑动摩擦转矩，滑动摩擦转矩在运行当中一直都存在，并且在低速、高速时的大小是不一样的。需要进行不同大小的补偿，系统在加速、减速、停车时为克服系统的惯量，也要进行相应的转矩补偿，补偿的量与运行的速度也有相应的比例关系。在不同车速的时候，补偿的系数是不同的。即加速转矩、减速转矩、停车转矩、激活转矩;克服了这些因素，还要克服负载转矩，通过计算出的实时卷径除以2再乘以设定的张力大小，经过减速比折算到电机轴。这样就分析出了收卷整个过程的转矩补偿的过程。
总结:电机的输出转矩=静摩擦转矩(激活瞬间)+滑动摩擦转矩+负载转矩。
Ø 转矩的补偿标准
1) 静摩擦转矩的补偿
因为静摩擦转矩只在激活的瞬间存在，在系统激活后就消失了。因此静摩擦转矩的补偿是以计算后电机输出转矩乘以一定的百分比进行补偿。
2) 滑动摩擦转矩的补偿
滑动摩擦转矩的补偿在系统运行的整个过程中都是起作用的。补偿的大小以收卷电机的额定转矩为标准。补偿量的大小与运行的速度有关系。所以在程序中处理时，要分段进行补偿。
3) 加减速、停车转矩的补偿
补偿硬一收卷电机的额定转矩为标准，相应的补偿系数应该比较稳定，变化不大。
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四、调试过程
（1）先对电机进行自整定，将电机的定子电感、定子电阻等参数读入变频器。
（2）将编码器的信号接至变频器，并在变频器上设定编码器的圈数。然后用面板给定频率和启停控制，观察显示的运行频率是否在设定频率的左右波动。因为运用闭环矢量控制时，运行频率总是接近设定频率，所以运行频率是在设定频率的附近波动的。
（3）在程序中设定空芯卷径和大卷径的数值。通过前面卷径计算的公式算出电机尾部所加编码器产生的大脉冲量(P2)和低脉冲量(P2)。通过算出的大脉冲量对收卷电机的速度进行限定，因为变频器用作张力控制时，如果不对高速进行限定，一旦出现断纱等情况，收卷电机会飞车的。低脉冲量是为了避免收卷变频器运行在2Hz以下，因为变频器在2Hz以下运行时，电机的转矩特性很差，会出现抖动的现象。
（4）通过前面分析的整个收卷的动态过程，在不同卷径和不同运行速度的各个阶段，进行一定的转矩补偿。补偿的大小，以电机额定转距的百分比来设定。
五、参数简表
