西门子模块6ES7211-0AA23-0XB0大量库存

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接上篇接着给大家讲一下步进驱动器的结构及工作原理,我为什么要给大家接着讲呢？因为在我们很多的自动化书籍上和资料上都没有很详细的来讲！他们只是一带而过,所以,我尽量给大家讲清楚一点,详细一点,让大家容易看懂,这个自动化呢在沿海一带、北京、武汉、湖北、广东、深圳,这些地方呢培训学校比较多,在我们四川呢,就我知道的好像有一家,但他们只是培训的设计与维修,好了我们言归正转。1、控制系统：大家看一下面这个图,如图1：

左边plc控制器它给我们的步进驱动器提供一个脉冲信号、脉冲的数量、脉冲的频率、方向信号,进入步进驱动器之后 ,它经过环形分配器和细分电路处理,再经过功率放大器把信号放大,我在给大家介绍plc的时候就讲过,plc它输出的脉冲信号是比较小的,它必须要经过步进驱动器放大脉冲信号之后才能驱动步进电机转动。这个步进电机它是不能直接接直流电原来驱动它的,如24v、48v,这样是不行的,下面呢给大家看一下这个拆开的实物,如图2：

内部电路板,左边是小功率的,右边呢是大功率的,也是智能化的,它带有cpu,因为它要带编码器执行闭环控制,接这个编码器的脉冲信号,我们再看一下它的外观,我之所以要这样给大家讲,是因为现在市面上好多的设备外观比较相似,容易混淆,所以我们必须要把它搞清楚,如图3：

这就是它的外观了,个：步进伺服驱动器,这个步进伺服,就是说：它有反馈,步进装有编码器,这个编码器它的a相、b相就反馈到我们的伺服驱动器了,这样就形成了闭环控制。第二个呢是不带编码器反馈的。2、步进驱动器的作用：我们说了步进电动机不能用直流电直接带动,必须由驱动器来带动它,步进驱动器接收到上位机的脉冲信号,由驱动器内部的环形分配器按一定的顺序去出发功能放大器的功率元件,来控制步进电机的绕组不断的通断直流电（就是a相线圈、b相线圈不断的通断电,也就是持续的交替通电）,使我们的电动机转动。下面我们再看一个图,如图4：

这个图呢就是功率放大器的工作原理图,这个伺服步进驱动器它给出来这个t1就导通,t2导通用这个igbt,现在用这个igbt的比较多了,直流dc正极流向t1再通过那个a线圈,流向t2一直流向0v,这是给的直流电,它马上就产生磁场了,它就吸引这个转子转动一定的角度,那么给a线圈通完电后,我们下一步给b线圈通电,但是呢,有很多步进电机它是a线圈、b线圈同时通电,再有细分的情况下它给的电流呢,是不一样的,比如a线圈的电流是4各单位,b线圈的电流是0各单位,如果我们把a线圈的电流减去3各单位,那么b线圈的电流就变成了一个单位,这样呢就是它的细分,这样就是说我同时给它供电,用这个步进驱动器来控制这个电流的大小,来达到步进的目的,就是给a线圈通完电之后又给b线圈通电,完了有反向通电,如下图,图5：

这就是反向通电,这个呢是在没有细分的情况下才这麽做的,我们再看下面这个图,如图6：

它一旦有细分了,我给a线圈通电,通完电之后,也给b线圈通电,它们通电的比例不一样,那么我们就达到细分的目的了,这些呢都是伺服驱动器它本身来完成的,不用管它,但你要由细分开关设置它的细分,设置完了,究竟是a线圈先通电、还是b线圈先通电,通电的比例多大你就不用管它了,它会自动形成,那大家只需要关心给它的脉冲的频率和脉冲的个数多少,我们用plc设置参数定位的时候要把这些参数设置了,后面的工作都是步进驱动器它自动完成的,但我们要知道它的这个原理。

   FA417/418型高速悬锭粗纱机是我国近年来开发出的新型粗纱机，其纺纱稳定性、一致性、纺制质量的合格率明显高于托锭粗纱机。适用于普梳和精梳棉型纤维及化纤的纯纺或混纺，将并条后的熟条加工成不同支数和捻度的粗纱，供纺制高质量的细纱。该机取消了传统粗纱机中的差动机构、摆动机构、换向机构成形和铁炮变速等，采用工业控制计算机+PLC+变频实行同步控制，取消了捻度、升降、卷绕、张力、成形角度等变换齿轮，仅保留牵伸变换齿轮，使机构简化，可靠性提高。

控制系统框图
    在整个系统中PLC和变频器、触摸屏均通过RS-485进行串行通讯，西门子S7-200PLC有数种通信模式，其中一种叫Freeport模式（自由通讯口模式），在该通信模式下，通信口完全由用户程序控制，通信协议也由用户设定。在Freeport模式下，PLC与变频器之间是主从关系，PLC始终处于主导地位。借助XMT与RCV命令分别来发送和接收数据。命令格式分别为：
XMT命令格式为：XMT TBL， PORT；
RCV命令格式为：RCV TBL， PORT。
    其中PORT为PLC的通信口，TBL为数据存储区，其中TBL的第1字节为要发送的数据长度。对RCV命令第1字节和后字节为设定的启始和结束字节。
    在Freeport模式下，通信命令前必须先进行通信口的初始化，设定通信的速度，校验，停止位，通信模式，对通信方面的特殊寄存器进行赋值。必须确认这些设定与变频器的设定一致。
三垦vm05系列变频器通信指令为：

启始字节+变频器号码+命令字节[+数据][+校验和]+结束字节
其中[ ]中为可选部分，请确定参数设定是否需要附加校验和，命令是否需要有数据

通过人机界面设定参数，实现对三垦vm05系列变频器的控制，实现变频器以下功能：
1、 控制功能：运行、停机、故障复位等。
2、 监控功能：频率设定、频率读出、输出电压、电流等。
PLC程序示例：
1、 初始化程序
NETWORK 1 //初始化
//初始化 LD First_Scan_On
//通讯初始化 port 1；9600bps；8bit 奇校验；自由通讯 MOVB 16#C9，P1_Config
//初始化RCV MOVB 16#B0，P1_Ctrl_Rcv
//结束字符(0D) MOVB 16#0D，P1_End_Char
//空闲线时间 255ms MOVW +255，P1_Idle_Time
//接收大字符数20个 MOVB 20，P1_Max_Char 2、变频器运行命令
//运行命令 LD Always_On
//命令长度6字节 MOVB 6， VB100
//启始字节（*） MOVB 16#2A，VB101
//变频器号码（01） MOVB 16#30，VB102 MOVB 16#31，VB103
//命令字（P） MOVB 16#50，VB104
//校验和 MOVB 16#65，VB105
//结束字节 MOVB 16#0D，VB106
//发送命令 XMT VB100，1 ;
注：如对于需要核对指令是否被正确执行或读取数据的命令要求挂接中断程序进行处理，详细请参见三垦vm05手册和PLC手册

的闭环控制系统,以前好多的步进电机都是开环控制的,它的这个轴端没有编码器,但是随着我们技术的发展呢,好多厂家都开始生产这个带编码器的步进电机了,那么它有什么好处呢？好处就是可以进行闭环控制了。如果步进电机在开环电路中驱动,它在高速转动的时候,就会产生失步（丢步）,震动以及高速运行困难等问题,那么什么叫失步呢？就是假设我们的发出了1000个脉冲,但是它没有走1000个脉冲而是只走了990个脉冲,它丢失了那几个脉冲,这个就叫失步。我们在步进电机的轴端安装编码器来检测电机的位置和速度,反馈给步进驱动器形成闭环控制。这样呢它就不容易失步了,我们让它走1000个脉冲,它必须要走完返回1000个脉冲才会停下来,这个就跟伺服是一样了,这样呢就不容易失步了。这里我说的一样呢,意思是闭环是一样的,但是它的精度不行,步进电机的精度不行,因为在控制中定位这个精度呢主要在于编码器,安装在这个步进电机上面的编码器呢,它的每转也就4000来个脉冲的样子,多有10000个脉冲,而我们安装在伺服上的编码器呢？它就不一样了,它转一圈就是上百万个脉冲,100万、200万都可以,所以说它的精度不一样,大家看一下下面这个图,如图1：

大家看左边是上位机plc发出脉冲信号,给这个步进驱动器,它这个步进驱动器有一个偏差计数器,那么plc给定的这个脉冲数与我们步进电机上面编码器反馈的这个脉冲数相比较,它的差值存到这个偏差计数器里边,然后再进行环形分配,驱动我们的步进电机带动机械设备就形成了闭环,就叫闭环控制,这样呢就把我们以前丢步的问题解决了。

铁路货运计费系统成功运用于抚顺矿业集团。
     抚顺矿业集团包括五个管理站大集站，老虎台站，龙凤站，二厂站，大朴屯站，每个管理站下包括二级管理站，大集站下设包括大集中、东、西第二、发电站及路北到达5个二级业务站，二厂下设热电站、工厂站2个二级业务站。
     在TFMIS系统上线之前，抚顺矿业集团原有的计费作业方式主要为人工方式，在车号业务完成方面：车号业务无计算机管理，全部数据均由手工抄写，通过传真方式完成，车号员抄号、填写各项作业表的工作量非常大，且经常出错。在计费业务完成方面：由手工录入计费信息，各站点分别进行计费，不能实现站间连网，且不具备统计分析功能。
     路车出矿业务由大集西完成，入矿作业由大集东完成，中转及局车业务由大集中完成，三种作业分别由大集中受理、大集收费及大集中综检货运处完成。其他各管理站分别下设货运员及计费审核员。每月各站均呈报业务报表至运输部的营业大
     厅，根据运输部的业务分配，现计费系统分为17个业务终端，如下图所示：
 
     在TFMIS系统上线后，车号业务完全实现车辆自动派发功能，且车号只需录入一次进入本系统，在后续业务中会自动关联，无需重复录入，减少了出错的可能性，大大降低了车号员的工作强度和人力成本，计费数据自动从车号业务中提取，不存在造假、更改的可能性。系统自动汇总数据，进行统计分析，生成报表，为管理层进行决策分析提供可靠依据。
     抚顺货运计费系统模块包括：入矿出矿，返矿作业，装卸作业，列车编组作业，收费管理，作业统计分析，收费统计分析，系统表维护，用户管理等。

一、 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提高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力。