西门子模块6ES7223-1PL22-0XA8规格参数

西门子模块6ES7223-1PL22-0XA8规格参数

一、概述
   我国造纸机分部传动设备，以前采用多直流调速方式，由于存在滑环和炭刷的磨损，造成可靠性和精度不高，从而导致纸机的机械落后，高车速也只有200m/min左右，很难同国外的1000m/min的高速纸机相比。造纸是一个连续生产的过程，因此生产线的连续和有序控制成为了制约成品纸质量和产量的瓶颈。直流调速系统在纸机的发展史上占有重要的地位，但由于直流电机存在维护难、抗环境能力差，主要表现如下：
（1）整流子磨损严重, 烧毁整流子的故障, 导致停机时间长；
 (2) 直流电机维修困难多, 要求高, 修理费用也高；
 (3) 测速发电机易磨损，造成传动系统精度低；
 (4) 直流调速控制系统复杂, 调试困难, 一般技工很难调出好的机器；

二、改造方案

    要达到理想的改造效果，必要满足以下条件：

  （1）、 各分部传动点之间能保持固定的传动比，使各传动点上线速度保持一致。便于设备提速、减速，避免各传动点之间因线速度相差太大而断纸。
（2）、连续平稳地拖动纸机运行。
（3）、具有平滑加减速功能。

    选用伟创AC32高性能通用变频器对设备进行改造，分别对各传动点进行模拟量微调，力保设备运行中的同步性。

  三、改造效果

1、 系统采用先进的变频控制技术，tigao设备同步性和可靠性。

2、 采用软启动方式，减轻机械冲击和降低部分噪音，延长机械设备的使用寿命，减少机械维修费用。
2、  运行、操作、维护简便，tigao

1 引言

中国2004年塑料制品的增长仍达12％，塑料树脂销量增长达10.1％，塑料机械销量增长10.6％，但是塑料原材料和钢材价格的不断攀升给塑料加工业以及塑机行业带来了严峻的考验，进一步tigao挤出机械的精密度和质量是塑料行业发展的必然趋势。

2 挤出机概述

塑料通过挤出机塑化成均匀的熔体，并在塑化中建立的压力作用下，并使螺杆连续地定温，定量，定压地挤出机头。大部份热塑性塑料均采用此方法，螺杆挤出机有多种不同的型号和规格，常用的挤出机就是螺杆挤出机。

3 传统挤出机传动的特点

3.1 挤出成型设备的组成部分

一台挤出设备通常由主机(挤出机)、辅机及其控制系统组成。通常这些组成部分统称为挤出机组。

(1) 主机

一台挤出机主机由挤压、传动、加热冷却三部分系统组成;

挤压系统主要由螺杆和机桶组成，是挤出机的关键部分;

传动系统中起作用是驱动螺杆，要保证螺杆在工作过程中具备所需要的扭矩和转速;

加热冷却系统主要来保证物料和挤压系统在成型加工中的温度控制。

(2) 辅机

挤出设备辅机的组成根据制品的种类而定。一般说来，辅机由剂透定型装置、冷却装置、牵引装置、切割装置以及制品的卷取或堆放装置等部分组成。

3.2 控制系统

挤出机的控制系统主要由电器、仪表和执行机构组成，其主要作用为:

(1) 控制主、辅机的拖动电机，满足工艺要求所需的转速和功率，并保证主、辅机能协调地运行;

(2) 控制主、辅机的温度、压力、liuliang和制品的质量;

(3) 实现整个机组的自动控制。

3.3 精密挤出机传动的特点

要有能跟直流系统相媲美的大转矩特性，而且在速度变化的情况下也能保持转矩的连续特性，否则会造成挤出的产品有瑕疵，增加产品的次品率。

要求变频器的控制精度高，起码要求万分之五以上，才能维持为此高精度的恒定压力。

3.4 V/F变频器的缺陷

以往使用V/f控制型变频器，由于要考虑负载的启动转矩，要设定相应的转矩tisheng值，如果转矩tisheng设置过高，在低频轻载时会励磁太大，容易引起电机严重发热，影响到设备的稳定运行，甚至烧毁电机。如果不设定应的转矩tisheng值，则又无法满足挤出机械对转矩的要求，造成挤出的产品有瑕疵，增加产品的次品率。

3.5 传统螺杆挤出机的控制

(1) 在传统的螺杆挤出机系统中，螺杆由直流电机驱动。在直接传动情况下螺杆直接由齿轮箱驱动;在间接传动情况下，螺杆由皮带和牵引盘驱动。传统的直流电机本身存在着一定的缺点:例如直流电机的电刷每个月就要更换一次，在多粉尘或腐蚀性环境中直流电机需要经常清洗，有时甚至还需要从车间外为直流电机通入洁净的冷却空气。

(2) 间接传动螺杆挤出机的缺点在于:存在于皮带滑差，皮带会造成一定的能量损失，更多的机械装置增加了磨损和发生故障的可能性。而直流电机大的弊端噪音过大，电刷打火，转子污染，电机温度过高，排气不充分和电机震动。因此使用直流电机的螺杆挤出机维护费用更高，直流电动机的初成本也更高一些。

(3) 安邦信G11系列变频器在精密挤出机上的的应用

设备型号:广州XX机械厂生产的高精度挤出机

生产产品:汽车配件

设备要求:压力误差±bar，主机马达转速精度±0.05%

变频器型号:AMB-G11-055-T3

其电气接线如附图所示。

附图 精密挤出机变频器电气接线图

采用高精度的电位器进行对螺杆驱动电机进行调速,为满足控制精度的要求，在电机侧加装旋转编码器，实现G11变频器的高精度、大力矩控制。

4 安邦信G11系列变频器在大功率挤出机上的的应用优势

G11变频器用于挤出设备, 有高质量的运行特性，这是因矢量控制型变频器本身可提供的良好的产品性能决定的。

采用高性能电流矢量控制和磁通矢量控制，不但彻底克服了通用型变频器低频转矩差，控制精度不高的缺陷，而且处理器提供更高更快速频率响应。

(1) G11高性能变频器内置的处理器，提供高控制精度、快响应频率及好的动性能。挤出机的工艺要求主要是控制出口的压力恒定，设备在刚开始工作时，进行转速控制，在达到需求压力时，要切换为压力控制。切换过程应该无冲击，需要变频器高的控制精度，来接应压力信号。

(2) 矢量控制提供低频时高扭矩输出

采用G11矢量控制型变频器，使用自学习功能可观测电机参数，建立交流电机的直流模型，获得跟直流电机相媲美的特性，0Hz附近获得200%的启动扭矩，不但能保证电机在低频时良好的输出特性，而且在1:100(1:100Hz)的速度变化下也能保证的连续转矩。

(3) G11矢量控制型变频器具有转矩限定和转差补偿功能，转速控制精度在有速度反馈的情况下高达万分之二，使挤出机械的压力得到更jingque的控制。

(4) 自动节能控制，持续优化电机效率

挤出机的主驱动电机主要通过平行轴斜齿轮减速器减速后带动螺杆转动，在基频以下改变运行速度时为恒转矩调速。

采用G11系列变频器具有自动节能控制功能，能根据负载情况自动调整电压，使电机运行在高效率状态下，比市场上的通用型变频器节电率增加10%以上。

5 结束语

采用安邦信新一代高性能矢量变频器使用在精密挤出机上，不仅节省了电能，更为重要的是改善了工艺，tigao了产品质量，增强了产品的竞争力。

1. 引言

    近年来，随着变频器本身功能的不断完善，交流调速技术有了长足的进步。如何在不同应用条件下充分开发变频器自身功能、有效的降低设备的改造成本已成为一个重要问题。 与通常的控制方式相比，利用变频器直流制动功能实现交流拖动系统准确停车的设计方案省去了价值昂贵的变频器专用制动单元／制动电阻，有效降低了设备改造成本，工作稳定可靠、控制精度高。

    2. VVVF能耗制动的理论分析

    通用变频器提供的制动方式主要有：能耗制动、再生制动、整流回馈等。在转动惯量较大的工况条件下，变频器厂家所建议采用的一般方式是外接制动电阻和制动单元的再生制动方式，某些情况下可以配合采用直流制动。这一设计思路基本为大多数目内用户所接受，并在实际使用中获得了较好的效果。但该方案需另外购买变频器厂家提供的专用制动单元／制动电阻，无形中增大了改造成本。

    所谓“直流制动”，一般指当变频器的输出频率接近为零，电机的转速降低到一定数值时，变频器改向异步电动机定子绕组中通入直流，形成静止磁场，此时电动机处于能耗制动状态，转动着的转子切割该静止磁场而产生制动转矩，使电动机迅速停止。在电动机制动过程中，由于变频器输出频率逐渐降低，则定子绕组内的同步磁场转速低于转子转速，电动机处于再生制动过程，此时旋转系统存储的动能转换成电能热损耗的形式消耗于异步电动机的转子回路中，为防止电动机减速过程中所形成的再生发电制动以及直流制动过程中的能量回馈，造成变频器和电机的损坏，需串入专用制动单元／制动电阻。

    如图1所示为一般交流电动机制动时的机械特性曲线。设A点为正常工作点。电动机同步旋转磁场转速为：

    式中， 为电机同步转速， 为电源频率， 为电动机磁极对数。

    图1．异步电动机机械特性曲线

    在通常电动机的制动过程中，电动机先减速，电动机同步旋转磁场转速低于转子转速，工作点在同一转速下由曲线①的A点跳至曲线②的B点，即从象限过渡到第二象限称之为同一转速下特性的跳转，则电机得到反方向的制动转矩T 进入发电制动状态，拖动系统沿图1中曲线②迅速降速，当低于某一转速后，向定子绕组输入直流，形成固定磁场，产生制动转矩。在这一过程中，电机将经过再生发电制动和能耗制动而终停止。

    从理论上分析，如果能够控制电动机同步磁场的转速缓慢下降，使电动机在同一转速下特性跳转时，特性曲线维持在象限，如图 1中虚线组③所示缓慢降速，不跳转至第二象限则拖动系统在降速过程中可以有效的避免发生再生制动过程。如图1所示，当电机转速在小于临界转速nh的情况下接入直流进行制动，并相应控制接入直流的大小和时间，理论上分析电机只经历有限的能耗制动阶段，不会过热。而变频器良好的内、外特性可以保证上述各项条件的满足。

    但是，采用该方法有一些必要的前提条件，首先，系统不能频繁进行启／停，否则会造成变频器直流电路故障。其次，tisheng机、电梯等下放重物的工况不适宜采用。再次，系统降速时间不能过短，即降速不能过快，否则工作点将进入第二象限发生再生制动过程，引起电机过热。

    3. 结束语

    理论上的分析可以证明，该设计思路是完全合理的。实践中，变频器采用直流制动并配合适当的直流制动时间，起始频率和制动准位所产生的电机刹车效果也比较明显。

. 概述
　　涂层生产线中的前处理部分主要用来去除铝箔表面残留的油污和杂质，从而增加表面涂层时的附着力，其清洗方式有浸泡式和喷淋式两种，但无论那种方式其储液槽的补水过程均为断续，且部分喷嘴直接与供水管相连，同时由于工艺要求水温较高(40℃)，在泵的出口还安装不锈钢换热器，故要求供水压力相对稳定，以保证处理的效果。原供水泵采用全压供水，由于储液槽补水量波动很大，使得系统压力不稳，不得不加大供水泵，而供水泵加大后，系统有时出现超压多次造成换热器及供水泵的损坏，从而影响了生产的正常运行，加大了维修成本。故分厂与北京拓思维自动化工程公司合作，在供水系统中采用西门子ECO变频器闭环控制，不管用水量的大小，通过调节水泵的转速，保持管网中水压的基本恒定，保证了供水系统的正常工作。
　　2. ECO变频器
　　ECO变频器是SIEMENS公司推出的用于风机、水泵等设备调速节能运行的专用变频器。
　　其主要特点是：
　　⑴ ECO变频器安装调试容易，维护和运行费用低。由于变频器的特定功能使其产品的成本降至小，价格便宜，降低了整套系统的成本。
　　⑵ ECO变频器能够jingque地跟随设定点，可使系统有更好的性能。
　　⑶ 内置PID调节采用了标准比例、积分、微分控制的闭环过程控制，并为反馈传感器提供了标准电源。
　　⑷ 在运行噪声的控制方面采用了自动开关频率优化，从而降低电机运行时的噪声。
　　⑸ ECO变频器针对风机、水泵节能运行的需要，设置了能量优化控制程序，为在运行中搜寻小能量消耗点，自动升高和降低电机电压。当电机达到稳定点的速度（即加速过程结束时）时通用变频器即在这个速度下运行，而ECO变频器此时开始分析电机的功率消耗。然后开始微小地升高或降低变频器的输出电压来搜索佳频率，即低的功率消耗。如果ECO变频器检测出在升高电机电压时，功率消耗增加了，则变频器的控制策略（能量优化控制程序）就开始降低电机电压，以搜索低的功率消耗水平，如果检测出在降低电机电压时，功率消耗增加，则升高电机电压。这样就可搜寻到效率高，功率消耗小点并在此处运行。用这种优化节能程序（典型）可节约2%～5%的额定容量的电能。
　　⑹　在选择ECO变频器时，不能用它驱动额定功率比它大或者额定功率不足其一半的电机，否则会影响变频器的性能甚至造成损坏。
　　3. 在前处理供水系统中的应用
　　为了保持供水系统水压的基本恒定，需要变频器根据给定的压力信号与管网水压的反馈信号进行比较，以调节水泵的转速，达到供水、水压恒定的目的。

3.1　系统组成
　　系统采用一用一备变频器恒压供水系统，即要求一台水泵供水，另一台备用，当使用的水泵出现故障或检修时，另一台马上投入运行，不使供水中断，并要求在变频器出现故障时，可实现变频/工频切换，以保证供水的连续性。

　　上图3.1.1供水系统的控制原理图，ZK1为电源开关，ZK2、ZK3为变频器/工频切换，JC1、JC2为主/备泵切换。压力给定采用WXD2-53带指针电位计，压力检测和变送采用德国Endress Hauser的PMC133，输出信号为4-20mA，PID调节显示仪表采用OMRON的KN-270。
　　
　　3.2　闭环控制实现和参数调整
　　在该系统中PID闭环控制的实现和参数调整是整个系统准确控制和稳定运行的关键，以下是ECO变频器PID闭环过程控制方框图3.2.1。

　　在工业应用中，闭环控制被广泛用于各种过程的控制，一个简单闭环控制就是通过对来自过程传感器（温度、压力、速度等）的反馈信号和期望的给定值进行比较，获得一偏差信号，然后对偏差信号进行处理并用于控制变频器和电机以减少这一偏差。
　　由于在系统中的延迟，偏差信号的处理可能是非常复杂的，通常偏差信号的处理采用了比例、积分和微积分（PID）的计算方法，通过对这些参数的调节，来优化系统的性能和稳定性。一旦完成系统的设置，就能实现稳定的、有效的和jingque的控制。在ECO变频器里已包含有一个标准的PID控制功能，只需要连接一个合适的反馈传感器并对P201至P220的参数进行设置就可以实现这种控制功能。
　　
　　典型需调整的参数主要有：
　　P006　设定值来源选择 P007　控制方式选择
　　P012　电机小频率 P201　PID使能控制
　　P202　P比例增益 P203 I积分增益
　　P204　D微分增益 P205　积分作用时间标点
　　P211　反馈量程低点标定 P212　反馈量程高点标定
　　其中：P202和P203、P205需多次调整，以获取控制的佳点。
　　3.3　系统特点
　　①采用ECO变频器PDI闭环控制，供水系统压力保持相对稳定，从而保证涂层铝箔表面清洗效果。
　　②由于该系统避免了供水压力超限，使供水泵及出口的换热器工作在正常压力状态，延长了设备寿命，降低了维修成本。

③西门子的ECO变频器能够jingque地跟踪设定点，tigao了控制系统的性能，给出了标准的PID调节功能，可方便地实现闭环控制。
　　④ECO变频器具有RS480串行通讯功能，其采用USS通讯协议，其远程控制能力能够达到31台设备，从而便于组网和远程通讯。
　　
　　
　　4. 结束语
　　在涂层线前处理供水系统中采用西门子ECO变频器加PID运行的闭环过程控制，不但保证了供水系统的压力，满足了工艺要求，还tigao了系统运行的可靠性，降低了维修成本和电能消耗。该系统已稳定运行了两年， 效果十分理想。

1.引言

　　数字控制机床，简称数控机床(NC，Numerical Control)，是三十年来综合应用集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品，在机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点。数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比，是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。

　　台丰数控机械有限公司是一家中台合资数控机械制造企业，其生产的数控设备在许多领域有着广泛的应用，原来该公司机床全部采用进口变频器，现已逐步采用正弦303系列变频器。

　　本文主要介绍正弦303系列变频器在该公司TFDC7060机床、TFDC500机床、TFDC650等机床上的应用：

　　该数控车床适用于雕刻模具业、塑胶模具业、制鞋业、制表业、眼镜业、五金业、商标业、玩具业、工艺品业的加工等，能实现端面、外圆、切槽、内孔、圆弧、任意角度锥度等的车削。该车床主轴部分采用正弦303系列变频器。

　　SINE303系列变频器轻松完成数控车床主轴传动控制。

　　2.SINE303系列变频器特点：

　　1).磁场定向电流闭环矢量控制，电机变量完全解耦.
　　2).采用美国TI公司新款高性能32位电机控制专用DSP，高速、准确完成复杂的控制算法，国内首家产品化应用。
　　3).0HZ时起动转矩能够达到150%额定输出，完全满足数控车床的的需求，确保机床在低速重切削时有强劲的切削力。
　　4).电机参数自动辨识功能，在线识别电机参数，保证系统的稳定性和jingque性。
　　5).调速范围0～600.00Hz完全满足数控车床的高频要求 。
　　6).自动跟踪负载的变化并自动限定输出电流，使其不超过允许的大电流值。即使负载突变、快速加减速，变频器也不发生过流、短路等故障，实现变频器配置的高性能、高可靠性。高速停机时响应快速稳定。

　　3.变频器接线图

　　4.参数设定：

　　5.调试结果

　　事实证明采用SINE303系列高性能矢量变频器完全能够满足机床主轴控制的要求。SINE303采用的的磁通算法，即使在低转速(低频)运行下也能平稳输出150%的转矩，以满足不同零件的加工需要，完全可以取代传统的滚动轴承主轴结构，并且此主轴结构简单、紧凑、可以实现真正的无级调速。此主轴的转速由外部模拟量信号来控制输出频率，在不同的加工工艺(如：粗加工、精加工等)需要不同的转速，此时可由数控系统输出不同的模拟量电压信号给变频器，实现不同的转速，同时启停信号也由数控系统控制，tigao了自动化程度、延长了刀具的使用寿命。

　　6. 结束语

　　数控机床主轴一般采用交流伺服系统、进口品牌矢量控制变频器以及变频专用电机，购置费用很高；SINE303系列变频器以其独特的性能(启动电流小、调速平滑、调速范围大、节能环保、运行稳定、精度高、低频转矩大、保护功能齐全、可靠性高、操作维护简便等)和优越的性价比，在数控机床的应用上迅速崛起。