6ES7368-3CB01-0AA0详细说明

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随着电力电子技术的发展，软起动技术发展迅速，各种新的软起动名词层出不穷。近年来，变频软起动的概念被提了出来。由于其与变频器的名称非常接近，而且变频器也具有软起动功能，不了解者往往认为变频软起动器就是变频器，将两个不同的产品混为一谈。在这里，就我所知对这两个产品进行一个比较，以便需要者有所区分。

一、工作原理的不同

1、变频软起动器的工作原理

变频软起动器的全称是分级交-交变频软起动器，也称为离散变频软起动器。变频软起动器利用三相交流调压回路，通过控制三相晶闸管的触发顺序，使晶闸管导通一个或者多个半波周期，对电网电压进行斩波，使几个工频周波内去掉一部分工频上半波和一部分工频下半波，实现电机端电源频率变化的目的。几种频率波形示例如下图：

 

图一 几种频率的波形

由于这些频率是对工频交流电分频得到的，是交流电源的一系列子频率，不可能得到连续的频率，所以称之为分级变频或者离散变频。由于分频是通过斩波的方式实现的，所以得到的波形是不连续的。

考虑到变频后的三相相序和对称性，在这些子频率中，只有3n+1分频能够满足要求，所以变频软起动器的频率变化为f/13→f/7→f/4→f/3→f/2→f(50Hz)。其中3分频和2分频是为了避免从4分频直接变为工频造成过大冲击而增加的过渡过程。

从图一中可以看出，频率改变的时候电压也发生了改变。通过适当的控制，可以实现V/f成比例，从而提高电机的低频转矩，让电机以高起动转矩顺利起动。由于频率的不连续，所以电压的变化也是不连续的。

电机起动完成后，短接开关闭合，短接交流调压回路，使电机直接并网运行。

变频软起动器也能实现软停车功能，采用的方式是低速反接制动，即将频率以f/5→f/8→f/11的顺序变化，使电机电源的相序相反。

2、变频器的工作原理

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式(VVVF变频或矢量控制变频)，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。

变频器的输出频率是通过直流逆变而来，其频率理论上是可以连续变化的。由于采用了先进的PWM调制技术，其波形非常接近正弦波。变频器的输出电压和频率的比值也是成比例的，所以电压的变化也是连续的。

变频器在起动电机时，其频率是平滑变化的，每一次频率的变化很小，所以可以看成是连续的。

变频器是为调节电机转速而设计的，可以带电机长时间运行，不需要短接开关。

6SL3060-4AW00-0AA0连接电缆

二、主回路结构的不同

1、变频软起动器的主回路结构

变频软起动器的主回路如下图所示:

 

图二 变频软起动器的主回路图

从图二中可以看出，变频软起动器的主回路是由六只晶闸管两两反并联组成的三相交流调压回路和短接开关并联构成。电机起动时，晶闸管工作;起动完毕后，短接开关动作，短接晶闸管，晶闸管停止工作。

2、变频器的主回路结构

变频器的主回路拓扑结构如图三所示。

 

图三 变频器主回路拓扑结构图

变频器主要由整流回路、平波回路、逆变回路以及制动回路构成，共计需用12只电力电子器件。当前大多使用六只电力二极管用于整流回路，六只IGBT用于流变回路。整流回路将工频交流电变为脉动的直流电，平波回路将脉动的直流电变为平整的直流电，逆变回路将直流电变为所需频率的交流电。

对比两个主回路可知，变频软起动器由于结构简单，使用电力电子器件数量较少，成本低于变频器。

三、性能的不同

虽然变频软起动器和变频器在起动电机时都有较大的起动转矩，但工作原理的不同，表现的性能也有很多的不同。

变频软起动器的频率是离散的，定子电压和电流是不连续的，转矩也是不连续的、脉动的，转速也出现脉动的现象，平滑性没有变频器好。因此，电机在运行时会有振动和噪声(低频)，不像变频软起动那样只有调制脉冲的高频噪声。由于变频软起动器只是在起动的时候出现这种状况，时间极短，所以对电机的影响可以忽略不计。

电力电子器件工作时会产生谐波。变频软起动器的晶闸管是短时工作的，所以产生的谐波量比变频器少。

变频软起动器虽然也能够改变电机端电压的频率，但其短时工作制的设计，使其不能长时间变频工作，更重要的是其频率是固定的几种，不能连续调节，而且不高于25Hz，电机只能在半速以下运行，所以变频软起动器不适合用于电机的调速。变频器是为电机调速而设计的，如果只是用于电机起动，使其利用率非常低，是一种很大的成本和资源浪费。

通过比较可以看出，变频软起动器和变频器是两种的不同的产品，其基本原理和器件构成根本不同，因而性能和应用也不同，成本也有较大的差别，不能混淆。在实际使用时要根据不同的使用目的选用不同的产品。变频软起动器用于电机的起动，而变频器用于电机的调速，兼有起动功能

FX2N的共有27条基本逻辑指令，其中包含了有些子系列plc的20条基本逻辑指令。

1．取指令与输出指令（LD/LDI/LDP/LDF/OUT）

（1）LD（取指令） 一个常开触点与左母线连接的指令，每一个以常开触点开始的逻辑行都用此指令。

（2）LDI（取反指令） 一个常闭触点与左母线连接指令，每一个以常闭触点开始的逻辑行都用此指令。

（3）LDP（取上升沿指令）  与左母线连接的常开触点的上升沿检测指令，仅在指定位元件的上升沿（由OFF→ON）时接通一个扫描周期。

（4）LDF（取下降沿指令）  与左母线连接的常闭触点的下降沿检测指令。

（5）OUT（输出指令） 对线圈进行驱动的指令，也称为输出指令。

取指令与输出指令的使用如图1所示。

图1 取指令与输出指令的使用

取指令与输出指令的使用说明：

1）LD、LDI指令既可用于输入左母线相连的触点，也可与ANB、ORB指令配合实现块逻辑运算；

2）LDP、LDF指令仅在对应元件有效时维持一个扫描周期的接通。图3-15中，当M1有一个下降沿时，则Y3只有一个扫描周期为ON。

3）LD、LDI、LDP、LDF指令的目标元件为X 、Y 、M 、T、C、S；

4）OUT指令可以连续使用若干次（相当于线圈并联），对于定时器和计数器，在OUT指令之后应设置常数K或数据寄存器。

5）OUT指令目标元件为Y、M、T、C和S，但不能用于X。

2．触点串联指令（AND/ANI/ANDP/ANDF）

（1）AND（与指令）  一个常开触点串联连接指令，完成逻辑“与”运算。

（2）ANI（与反指令）  一个常闭触点串联连接指令，完成逻辑“与非”运算。

（3）ANDP  上升沿检测串联连接指令。

（4）ANDF  下降沿检测串联连接指令。

触点串联指令的使用如图2所示。

图2  触点串联指令的使用

触点串联指令的使用的使用说明：

1）AND、ANI、ANDP、ANDF都指是单个触点串联连接的指令，串联次数没有限制，可反复使用。

2）AND、ANI、ANDP、ANDF的目标元元件为X、Y、M、T、C和S。

3）图3-16中OUT M101指令之后通过T1的触点去驱动Y4称为连续输出。

  FX系列plc是由三菱公司近年来推出的高性能小型可编程控制器，以逐步替代三菱公司原F、F1、F2系列PLC产品。其中FX2是1991年推出的产品，FX0是在FX2之后推出的超小型PLC，近几年来又连续推出了将众多功能凝集在超小型机壳内的FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N、FX2NC等系列PLC，具有较高的性能价格比，应用广泛。它们采用整体式和模块式相结合的叠装式结构。

    一、FX系列PLC型号的说明

 FX系列PLC型号的含义如下：

              FX □─ □ □ □ ─ □

                   

   系列名称                         

  输入输出总点数                    特殊品种

 单元类型                       输出方式

其中系列名称：如0、2、0S、1S、ON、1N、2N、2NC等

单元类型：M──基本单元

           E──输入输出混合扩展单元

            Ex──扩展输入模块

           EY──扩展输出模块

输出方式：R──继电器输出

S──晶闸管输出

             T──晶体管输出

特殊品种：D──DC电源，DC输出

A1──AC电源，AC（AC100~120V）输入或AC输出模块

H──大电流输出扩展模块

V──立式端子排的扩展模块

C──接插口输入输出方式

F──输入滤波时间常数为1ms的扩展模块

如果特殊品种一项无符号，为AC电源、DC输入、横式端子排、标准输出。

例如FX2N－32MT－D表示FX2N系列，32个I/O点基本单位，晶体管输出，使用直流电源，24V直流输出型。

二、FX系列PLC硬件配置

FX系列PLC的硬件包括基本单元、扩展单元、扩展模块、模拟量输入输出模块、各种特殊功能模块及外部设备等。

（一）FX系列PLC的基本单元

基本单元是构成PLC系统的核心部件，内有CPU、存储器、I/O模块、通信接口和扩展接口等。由于FX系列PLC有众多的子系列，现以FX0S，FX0N，FX2N三个子系列为例加以介绍。

1． FX0S系列的基本单元

FX0S系列的功能简单，价格便宜，适用于小型开关量控制系统，它只有基本单元，没有扩展单元。其基本单元如表1所示。

表1  FX0S系列的基本单元

型       号输入点数输出点数AC电源100～240vDC电源24v继电器输出晶体管输出继电器输出继电器输出FX0s-10MR-001FX0s-10MTFX0s-10MR-DFX0s-10MT-D64FX0s-14MR-001FX0s-14MTFX0s-14MR-DFX0s-14MT-D86FX0s-20MR-001FX0s-20MTFX0s-20MR-DFX0s-20MT-D128FX0s-30MR-001FX0s-30MTFX0s-30MR-DFX0s-30MT-D1614  FX0s-14MR-D12 86  FX0s-30MR-D12 1614

FX0S容量为800步，有20条基本指令，两条步进指令，35种50条功能指令。FX0S编程元件包括500多点辅助继电器，64点状态寄存器，56点定时器和一个模拟定时器，有16个16位的计数器及4点1相7KHZ或1点2相32位高速加/减计数器，61点16位数据寄存器，还有64点转移用跳步指针及4点中断指针。

2．FX0N系列的基本单元

FX0N的基本单元共有12种，大的I/O点数为60，它可带3种扩展单元，7种扩展模块，可组成24～128个I/O点的系统。其基本单元如表2所示。

表2  FX0N系列的基本单元

型号输入点数输出  点数扩展模块可用点数AC电源100～240VDC电源24V继电器输出晶体管输出继电器输出继电器输出FX0n-24MR-001FX0n-24MTFX0n-24MR-DFX0n-24MT-D141032FX0n-40MR-001FX0n-40MTFX0n-40MR-DFX0n-40MT-D241632FX0n-60MR-001FX0n-600MTFX0n-60MR-DFX0n-60MT-D362432

FX0N的EEPROM用户存储器容量为2000步。基本指令有20条，步进指令2条，应用指令36种51条。FX0N有500多点的辅助继电器，128点状态寄存器，95个定时器和45个计数器（其中高速计数器13个）还有大量的数据寄存器，76点指针用于跳转，中断和嵌套。FX0N有较强的通信功能，可与内置RS－232C通信接口的设备通信，如使用FX0N－485APP模块，可与计算机实现1：N（多8台）的通信。FX0N还备有8位模拟量输入输出模块（2路输入，1路输出）用以实现模拟量的控制。由于FX0N体积小，功能强，使用灵活，特别适用于由于安装尺寸的限制而难以采用其他PLC的机械设备上。

3．FX2N系列的基本单元

FX2N系列是FX家族中先进的plc系列。

FX2N基本单位有16/32/48/65/80/128点，六个基本FX2N单元中的每一个单元都可以通过I/O扩展单元扩充为256I/O点，其基本单元如表3所示。

表3  FX2N系列的基本单元

型号输入点数输出  点数扩展模块可用点数继电器输出可控硅输出晶体管输出FX2n-16MR-001FX2n-16MSFX2n-16MT8824～32FX2n-32MR-001FX2n-32MSFX2n-32MT161624～32FX2n-48MR-001FX2n-48MSFX2n-48MT242448～64FX2n-64MR-001FX2n-64MSFX2n-64MT323248～64FX2n-80MR-001FX2n-80MSFX2n-80MT404048～64FX2n-128MR-001 FX2n-128MT646448～64

FX2N具有丰富的元件资源，有3072点辅助继电器。提供了多种特殊功能模块，可实现过程控制位置控制。有多种RS—232C/RS—422/RS—485串行通信模块或功能扩展板支持网络通信。FX2N具有较强的数学指令集，使用32位处理浮点数。具有方根和三角几何指令满足数学功能要求很高数据处理。

（二）FX系列的I/O扩展单元和扩展模块

FX系列具有较为灵活的I/O扩展功能，可利用扩展单元及扩展模块实现I/O扩展。