西门子模块6ES7223-1PM22-0XA8规格参数

西门子模块6ES7223-1PM22-0XA8规格参数

三台立式离心泵由变频器和可编程控制器为主体的控制柜控制取水灌溉，管道以环状网为主体，主干管为直径150、200和250mm的球墨铸铁管，支干管为直径90mm的塑料管。全网装有一百多个闸阀把水送到每个地块，在阀门后接上水管配备微喷灌设施就可以灌溉。

    控制要求

    ●维持水压恒定

    ●手动－自动供水选通运用手动，自动两种方式进行供水。

    ●三台泵自动切换运行当正在运行的水泵不能满足恒压供水要求时，自动增减运行泵。由于系统采用一台变频器控制三台水泵，而变频器每次只能控制一台水泵，因此除改变水泵电机转速外，还要在运行过程中通过增加和减少在工频运行的水泵的台数来维持水压恒定。所以事先确定增减水泵台数的条件和次序非常重要。当正在控制某台水泵运行的变频器输出频率达到频率上限，而管道中压力传感器反馈的电流信号值未达到预设值时，发出加泵信号，将变频器控制下运行的水泵投入工频，并启动下一台泵供水。当管道中压力传感器反馈的电流信号值达到预设值，正在控制某台水泵运行的变频器输出频率降到频率下限时，发出减泵信号，切除在工频运行的一台泵，若只有一台泵运行，则进入休眠状态。

    ●当外界停止用水时，系统处于睡眠状态，直至有用水时自动唤醒。

    ●泵组及线路保护检测报警

    ●考虑到水泵电机在低速运行时危险，必须保证其频率不低于10Hz，因此频率上限设为工频50Hz，下限设为20Hz进行比较，实现泵的切换与转速的变化。

    ●系统在设计时应使水泵在变频器和工频电网之间的切换过程尽可能快，以保证供水的连续性，水压波动尽可能小，从而tigao供水质量。但元件动作过程太快，会有回流损坏变频器。

    ●考虑到管网覆盖面积大，泵站海拔相对低，远端供水压力需维持3kg，因此泵站出水口压力必须维持5kg（均为压力表的显示值）。

    变频器PID控制原理简介

    变频器是水泵电机的控制设备，能按照水压恒定需要将0～50Hz的频率信号供给水泵电机，调整其转速。

    水压由安装在管网的干线上压力传感器检测，并将其转化为4～20mA的电流信号，反馈给变频器和PLC。变频器根据设定的给定值（变频器控制端口AI1设定）和反馈的实际值（变频器控制端口AI2反馈），即根据恒压时对应的电压设定值与从压力传感器获得的反馈电流信号，利用PID控制自动调节，改变频率输出值来调节所控制的水泵电机转速，以保证管网压力恒定要求。

    一般按照工艺对控制性能的要求，来选择比例常数Kp和积分常数Ki。比例控制KP加大，使系统的动作灵敏，速度加快，KP偏大，振荡次数加多，调节时间加长。当KP太大时，系统会趋于不稳定。若KP太小，又会使系统的动作缓慢;积分环节Ki通常使系统的稳定性下降。Ki太小系统将不稳定。Ti偏小，振荡次数较多。Ki偏大，对系统性能的影响减小。当Ki合适时，过渡过程比较合理。

 微分控制Kd可以改善动态特性，当Kd偏大时，超调量δd较大，调节时间较长，当Kd偏小时，超调量δp也较大，调节时间也较长，只有Kd合适时，可以得到比较满意的过渡过程。
    PID调节过程首先引入比例控制KP，在系统稳定的情况下，减小稳态误差，tigao精度，但是加大KP只能减小稳态误差，却不能完全消除稳态误差。然后引入积分控制Ki，消除系统的稳态误差，tigao控制系统的控制精度。后引入微分控制Kd，减小超调量，改善系统品质。变频器根据偏差调节PID的参数，当运行参数远离目标参数时，调节幅度加快，随着偏差的逐步接近，跟踪的幅度逐渐减小，近似相等时，系统达到一个动态平衡，维持系统的恒压稳定状态。

该系统运用SIEMENS的S7—300PLC通过PROFIBUS—DP总线实现变频器网络控制．从而实现了中厚板精整系统的a动化生产。系统调试，维护方便，运行可靠。

    近几年，随着生产自动化和过程自动化中分散化结构的迅速增长，现场总线系统的应用日益普遍。其原因之一是现场总线系统实现了数字和模拟输入／输出模块、智能信号装置、过程调节装置、可编程序控制器（PLC）和PC之间的数据传输，把I／O通道分散到实际需要的现场设备附近，使安装和布线的费用开销减少到小，从而使成本费用大大节省。原因之二是标准化的现场总线具有“开放”的通信接I：1，允许用户选用不同制造商生产的分散I／O装置和现场设备，同时也可以方便地实现二级及三级网络的连接。济钢中厚板三期工程精整区域由于设备数量较多，同时又分散在较大的范围内，因此特别适合采用现场总线方式实现生产过程的自动化控制。

    系统简介

    中厚板精整区域的主要设备有：冷床输入辊道、输入tisheng链、滚盘、输出tisheng链及输出辊道、润滑站及冷床冷却风机，另外还有火焰切割系统、运输辊道、翻板机、电磁起重机等。中厚板厂的原有自动化设备，绝大多数采用SIEMENS公司的产品。为了便于维护和网络连接，精整区域的自动化控制设备也以SIEMENS的产品为主，PLC选用s7—300，其中CPU型号为315—2DP。传动系统全部为SIMOVERTMASTERDRIVERS矢量控制型变频器。

    其中，l#冷床及精整区域PROFIBUS—DP系统中，2#站s7—300为主站，本站的模块均为冷床系统输入输出点。

    3样站，17样站为远程ET一200，其中3样站ET一200是精整系统的远程I／O，17样站ET一200则作为冷床操作台远程I／O。4～8#站是输入输出系统传动变频器，9～16#站是1#冷床系统传动变频器，18～2l样站则是2样冷床系统传动变频器。

    总线连接

    PROFIBUS—DP系统是一个两端有源终端器的线性总线结构，亦称为RS485总线段，在一个总线段上多可连接32个站。使用9针D型连接器用于总线站与总线的相互连接。

    D型连接器的插座与总线站相连接，而D型连接器的插头与总线电缆相连接。

    与总线连接的每一个站，无论是主站还是从站，都表现为一个RS485电流负载。有源总线终端接有终端电阻，在数据传输时防止反射，并且当总线上无站活动时，它确保在数据线上有一个确定的空闲状态电位。本系统中，在一个总线段上共有20个站，2样站和l样站作为总线的2个终端接有终端电阻，终端电阻可以由位于中线插头的开关来实现连接和断开之间的转换。

    PROHBUS—DP协议是为自动化制造工厂中分散I／O和现场设备所需的高速数据通信而设计的。典型的DP配置是单主站结构，DP主站与DP从站间的通信基于主一从原理，也就是说，只有当主站请求时，总线上的DP从站才可能活动。

    DP从站被DP主站按轮询表依次访问。DP主站与DP从站间的用户数据连续地交换，而并不考虑用户数据的内容。中厚板1#冷床及精整区域就是采用这种典型结构，如图1所示。

    变频器的设置

    （1）变频器与主站S7—300的通信是通过在SIMOVERTMASTERDRIVERS上安装CBP通信板来实现的

    装机装柜型变频器有6个槽可用来安装可选板，cBP通信板可以安装在任何一个槽位。通信板安装完毕后就可以起动进行配置，首先要确定站地址，这是通过变频器参数设置完成的。其过程如图2所示。CBP通信板有3个指示灯显示通信状态。这3个指示灯分别是：红色为运行灯；黄色为与变频器进行数据交换灯；绿色为与PROFIBUSDP进行数据传输灯。只有当这3个指示灯同时闪烁时，系统通信才正常。

    （2）PROFIBUS—DP的数据通过报文的形式交换

    每个报文传输的数据可分为两组，需要用STEP7进行硬件配置时设定。这两组数据分别是参数PKW和过程数据PZD。PKW数据段是读写变频器参数值以及读参数的全部特性。PZD数据段传输的是变频器的控制信息，也就是变频器的控制参数，由主站的S7—300向变频器发出控制字和设定点，变频器则返回状态字和实际值。PKW和PZD的数据长度可根据需要设定，同时可设定数据传输的速率。本系统中，PKW和PZD分别设定为4个字和2个字，通信数据传输波特率为1．5Mbit／s。

    （3）变频器通信控制参数的设置

    变频器参数设置的基本过程如下：变频器送电后，首先将参数恢复为工厂设置，然后进行CBP板的配置，选择P060=5进行系统设置，后进行控制字和状态字的连接设置，将矢量控制开关量和矢量控制连接量与PLC中定义的参数值和控制字连接。本系统的主要连接参数如附表所示。

    （4）由于翻板机、辊道等设备需要比较准确的定位，并且生产节奏较快，因此每台传动变频器都有外置的制动单元和制动电阻

    制动单元通过中间回路连接到变频器上，当中间回路电压达到预定值时，制动单元自动接通，阻止中间电压继续升高。与制动有关的参数：P462为从静止加速到参考频率的时间；P463为加速时间的单位；P464为从参考频率减速到静置的时间；P465为减速时间的单位。根据工艺要求的不同，每台变频器设置不同的加减速时间。

    PROFIBUS—DP的电磁干扰问题

    安装PROFIBUS—DP的标准方法是：有接地基准电位，即必须把所有模块机架和负载电流回路与公共的基准电位（地）相连接，从而确保由于不合理的PROFIBUS—DP电缆敷设或设备安装不当而产生的干扰电流能被尽快分流掉。采用这种安装方法时，将各个部件的接地（S7—300、ET200、SIMOVERTMASTERDRIVERS）连接到控制柜的公共接地点。在这种方式下，总线插头连接器将PR0F1BUS—DP电缆的屏蔽与网络中所有的总线站相连接，干扰电流通过连接的地线分流掉，从而防止了由干扰引起的故障。

    由于传动系统需要较大的电功率，因此动力电缆常常输送高电压和电流。如果这种电缆长距离与PROFIBUS—DP电缆并行敷设，则会在PROFIBUS—DP电缆上产生电容性和电感性干扰，从而扰动网络中的数据通信。为避免这种干扰，在敷设PROFIBUS—DP电缆时，要确保PROFIBUS—DP电缆与其他电线电缆之间的距离。在施工中，尽可能地把电力电缆和PROFIBUS电缆分别敷设在相互隔离的电缆桥架上。

    该系统投入使用后，取得了较好的效果：

    1）系统运行稳定可靠，维护检修工作量较少。

    2）变频传动系统响应速度快，定位准确可靠。

    3）可方便地与二级系统联网，为全线自动化奠定基础。

    4）保证了产品质量，取得了较好的经济效益。

一.前言：

    广东南海发电厂位于广东省佛山市，是广东省主要的火力发电厂。在当前竞价上网，燃料价格上涨的严峻形势下，为tigao自身的竞争力，创造更好的经济效益。在二期扩建工程中，锅炉水煤浆给料系统采用了先进的变频调速技术，有力地保障了主设备的安全、经济、稳定运行，取得了良好的经济和社会效益。

    二.现有调速方式的缺点：

    在火力发电厂给料系统中，一般采用直流调速、滑差调速两种传统的调速方式。

    2.1.直流调速的缺点：

    1.直流电机体积大，造价高，安装拆卸不方便。

    2.直流电机故障率高，电刷与换向器之间容易产生接触不良，电刷磨损较快，电枢容易短路，维修麻烦，费用高。

    3.直流调速可靠性不太好，环境适应性差。当环境比较恶劣时，水潮气容易使直流电机接地短路，使电机或调速板烧坏，而调速板维修又很困难。

    4.直流调速系统性能差，调速比小，特别是在低速运行时，满足不了一定的转矩。

    5.调速系统抗干扰性差，直流调速板附近如果有电磁干扰，调速板就不能正常工作。

    2.2.滑差调速的缺点：

    1.上料现场粉尘多，电机常常因粉尘堵塞而烧坏。

    2.滑差电机在运行中容易出现堵转和同步现象，运行维护量大，维修麻烦。

    3.滑差电机调速线性能较差，控制精度差，误差大，难以进行给料量jingque计算和控制，从而使燃烧工况不太稳定。

    4.调速系统设备接线复杂，经常出现断线问题，进而影响给料机的正常运行。

    5.滑差电机保护功能单一，经常发生电机因过负载而烧毁电机事件。

    6.调速特性和稳定性较差，影响锅炉机组的正常工作。

    7.滑差调速电机效率低，损耗大，容易发生故障。

    三.变频调速的优点：

    直流调速和滑差调速方式已满足不了现代大型电厂生产发展的需要。随着技术的发展，变频器经过十几年的发展完善，产品性能、可靠性、稳定性都有很大的发展。四方变频器采用了新的电力电子器件绝缘栅型双极晶体管（IGBT），它克服了大功率晶体管存在的二次击穿现象，充分保证了变频器的可靠性。在控制方面采用的数字信号处理器（DSP）运算速度高达16.7MIPS以上，具有32位数点小数运算功能，充分保证了变频调速大量控制参数的采集和运算以及对外通讯，控制方法上采用无速度传感器控制，具有很硬的外特性，采用多种优良的控制技术，实现了全面的保护功能，同时整个系统的合理集成和系统的完善设计，基本满足了免维护的要求。这为变频控制装置纳入上料控制系统，对降低系统运行成本，tigao系统可靠性具有极大价值。

四.应用实例：

    在广东佛山南海发电厂二期工程上料水煤浆系统配用了四方C320无速度传感器矢量型变频器。锅炉给料变频调速系统由PLC、工控机、I/O采集板卡、通讯网络及组件，同操器、操作器、备操器、变频控制柜、IP44变频电动机、螺杆泵等组成。通过控制电动机的转速来实现对螺杆泵上料的控制，系统具有掉电，过压，欠压，过流，缺相及电机过载自动保护等功能。同时根据反馈量及工艺情况可选择就地操作、远程操作、自动操作等手段进行控制，并能与DCS系统实现通讯。

    螺杆泵的工作原理是：螺杆泵工作时，液体被吸入后就进入螺纹与泵壳所围的密封空间，当主动螺杆旋转时，螺杆泵密封容积在螺牙的挤压下tigao螺杆泵压力，并沿轴向移动。由于螺杆是等速旋转，所以液体出流liuliang也是均匀的。螺杆泵特点为：螺杆泵能量损失小，经济性能好，压力高而均匀，liuliang均匀，转速高，能与电动机直联。螺杆泵liuliang是稳定的线性流动，具有自吸能力强、吸入高度强，liuliang与转速正比，借助调速器可以实现量的自动调节，与变频器搭配使用取得了非常好的使用效果。

    参数设置如下：

    F0.0=1F0.1=6F0.4=0001

    F0.5=0F0.7=5F1.15=380

    F1.16=50F1.17=210F1.18=1500

    F1.20=1.F2.13=0010F3.6=0

    F3.8=16

    五.出现的问题及解决措施：

    螺杆泵变频器系统在调试过程中，碰到了机械共振问题。当变频器调速到42Hz运行时，测量该电动机径向振动快速增加到0.6mm，远远超过正常规程范围。变频器电流急剧上升，给泵体运行带来了严重隐患。对该泵进行振动监测和分析，当工频运行时运行正常，单独试电动机时也正常。对电机电气参数重新检查和调整，重新调整磁力中心，调整电机轴承及联轴器上连接螺丝，电机振动故障仍然存在。再对电机进行升速曲线分析，该电机的工作转速和其升速曲线上出现振动峰值的转速过于接近。每个机械系统都有一个固有的振动频率，就某一个电机而言，其固有频率f和电机系统的支撑刚度k，电机转子质量m有关。当电机和泵体联机时，应将他们视为一个整体系统来看待。这样整个机组系统的固有频率发生了变化，当电机的转频和该系统的固有频率接近时，由于转子不平衡共振将产生异常振动。这样就出现电动机单机试验时正常，而和泵体试车时在某一个速度范围出现强烈共振的现象。把电机转子与泵体作为一个整体系统重新校正其平衡，从而改变其转子质量。对螺杆泵基础进行加固处理，从而改变其支撑刚度。通过以上处理措施后，改变了该整体系统的固有频率，避免在某一个速度范围出现强烈共振。从而消除了电机机械振动大的故障，机组能够安全的正常运行.

    六.使用效果：

    变频调速系统调节范围宽，灵敏度高，线性度可达0.99，电器控制回路简单可靠。变频调速的电机效率高，节能节电。与滑差调速相比可节能20-30%。电动机只接受频率可调的三相电源，

省去了机械变速齿轮装置。交流电机安装在现场，而控制柜安装在电气控制室，设备运行条件得到了改善，减少了现场维护量，给料均匀，燃烧稳定，系统自投率大大tigao。变频器启动时电机从零逐步平稳上升到所需的转速，没有任何冲击，电流从零开始上升，不会超过额定电流，解决了电机启动时的大电流冲击问题，消除了大启动电流对电机，传动系统和主机的冲击应力，降低了日常维护保养费用，延长了电机、螺杆泵的使用寿命。

    七.结束语：

    锅炉上料变频调速控制系统克服了锅炉常规调节方法的缺点，具有节能、调速线性、运行可靠、经济性好、控制精度高等优点。tigao了控制系统的准确率、投入率和利用率，tigao了能源利用效率，改善了系统运行工艺和主气压力品质。具备了完善的保护功能和便捷的控制，降低了运行成本，tigao了经济效益，是电厂锅炉给料调节系统中优选的方案之一

电梯作为一种垂直运输工具，就决定了它必须具备平稳、安静、快速的特性，而且经常处在正反转切换、反复启动停止过程中，要求电动机在各种负载下都有良好的调速性能和准确的停车性能。为满足这些要求，采用变频器控制电动机是合适的。变频器不但可以提供良好的调速性能，并能节约大量电能。

珊星公司研制的电梯专用型变频器在电梯领域得到了广泛应用，变频电梯电力传动原理如图1所示。该系统主要由主回路部分、检测部分、控制电路组成。主回路主要是把电网电压经过整流和逆变，送入交流电动机，并通过控制电路控制逆变器开关元件的开断，实现电动机的调速。控制电路主要完成传动系统指令形成，根据电流、速度、位置控制指令，产生PWM控制信号。检测部分主要完成故障诊断，检测和显示，电梯控制逻辑管理，通信和qunkong等任务。

为了满足乘客的舒适感和平层精度，珊星公司开发的电梯专用变频器设计了如下功能：

1）用于电梯的基本功能 

平稳  采用精密的速度控制实现了无冲击的平滑运转。 

安静  采用IGBT高速开关元件实现了低噪音化。 

快速  采用高精度的力矩/速度控制满足了电梯的高速化要求。 

节能  采用高效率的变频控制技术，可达到节能运转。 

2）用于电梯的增强功能 

高启动力矩  大200%的高速启动力矩可安全有效地实现电梯运转。

自动力矩补偿  采用负载检出自动力矩补偿功能，斜齿轮等高效率机械结构也可实现无冲击运转。

停电时的安全保护  可采用后备电池运转，停电时可容易保证乘客安全。 

3）独特的距离控制

自学习能力 可通过变频器自学习运行，自动测定各层楼距离；通过速度曲线计算控制变频器运行，实现直接停靠，具有高定位精度。

（图1）变频电梯电力传动系统示意图

电脑雕刻机现已广泛应用于各行业。在广告制作和建筑装潢业中，电脑雕刻机的使用是继电脑刻字制作后的又一次腾飞。电脑雕刻机刻制的双色板制品的市场率越来越高，正进入流行期。市场对展示标志的品质要求也越来越高。有的制作要求非电脑雕刻莫属。在美国，雕刻机的普及已如同复印机那样，成为许多大公司的必备办公用品，用于公司员工胸牌，座右铭牌等各类标牌的制作。与传统方式相比，电脑雕刻机能更规范，更方便地制作出精美耐久的标牌图案。由于非标加工和多品种，小批量，精细快速加工业务越来越多，而这些加工业务只有采用数控加工设备才能完成，电脑雕刻机是目前能满足上述要求的再廉价的高精度数控设备。而且，各类装饰材料层出不穷，能用于雕刻的材料也越来越多，使得电脑雕刻机有了更大的用武之地。
　　在广告装潢业，今年来已大量采用电脑刻字，而电脑雕刻机的使用则刚刚开始。电脑刻字仅能使用一种刀，加工材料也仅局限于纸和薄膜，只能简单的在纸上切割字及图形轮廓而已。电脑雕刻机则可完成复杂的计算机控制铣削加工过程，可加工的材料数十种，使用的雕刻刀具达近百种，因此，电脑雕刻机的应用范围还将不断扩大。
　　
　　电脑雕刻机由计算机，雕刻机控制器和雕刻机主机三部分组成。其工作原理是：通过计算机内配置的专用雕刻软件进行设计和排版，并由计算机把设计与排版的信息自动传送至雕刻机控制器中，再由控制器把这些信息转化成能驱动步进电机或伺服电机的带有功率的信号（脉冲串），控制雕刻机主机生成X,Y,Z三轴的雕刻走刀路基径。同时，雕刻机上的高速旋转雕刻头，通过按加工材质配置的刀具，对固定于主机工作台上的加工材料进行切削，即可雕刻出在计算机中设计的各种平面或立体的浮雕图形及文字，实现雕刻自动化作业。
　　 
　　电脑雕刻机是CAD/CAM一体化典型产品。电脑雕刻机集编辑，排版，雕刻诸功能于一体，能方便快捷的在各种材料（如有机玻璃板，PVC板,ABS板.多层板，双色板，泡沫板，PCB印刷电路板，高弹性，低溶点类软质章料，橡胶，光导板，金属类，红木，柚木等硬质木材，大理石，汉白玉等。）上雕刻出逼真，精致，耐久的二维图形文字及三维立体浮雕。 电脑雕刻机作为一种自动加工设备，必须要有的集CAD/CAM为一体的雕刻软件作为支持。雕刻机在各个领域的深入渗透，对雕刻辅助设计和加工软件提出了越来越高的要求。
　　CAXA雕刻软件全面支持雕刻机。雕铣机，广泛应用于工业模具，标牌，，胸牌，建筑模型，印章，广告切字，艺术品，装饰品等计算机辅助设计和加工代码自动生成。主要功能：
　　1、 雕刻机的功能需求 
　　·控制方式选择用VF控制，多段VF曲线。 
　　·需要端子控制作为命令源，二线式端子控制：只需一个正转命令FWD（DI1输入）。 
　　·频率源为模拟量设定（电脑控制板输出0～10VDC），只需要从AI1口输入频率指令即可。 
　　·高运行转速一般在24000r/min，换算变频器的运行频率为400Hz（2级的高速电机），低的切削转速为2000r/min，我们用650Hz的非标可以很好的满足其要求。 
　　·加速和减速时间根据客户自身需求，一般在20～30s，因运行的转速比较高，所以需要带制动单元的变频器。 
　　·需要故障信号输出信号和故障复位信号（DI3输入）。
　　
　　2、雕刻机的性能需求 
　　·全速度范围内速度波动小。 
　　·低速力矩大，可以保证低转速切削。 
　　·加减速的时间尽量短。 
　　我们低的切削转速可以在500r/min以下。我司的V11变频器可以做多段VF曲线，可以很好的控制高低速的不同转矩tisheng，因此能很好的满足高速雕刻机上的要求。
　　
　　具体的调试参数（针对额定频率400Hz，额定电压380V，额定转速24000）：
　　V/F控制 
　　端子命令通道 
　　AI1 
　　·大频率：400.00Hz 
　　·上限频率：400.00Hz 
　　·加速时间：20～30s 
　　·减速时间：20～30s 
　　电机参数根据高速电机铭牌输入。 
　　多点V/F曲线 
　　·tisheng截止频率：400.0Hz 
　　·V/F频率点1 0.0Hz 
　　·V/F电压点1 2 .0～ 4.0% 
　　·V/F频率点2 100.0Hz 
　　·V/F电压点2 26.0～30.0% 
　　·V/F频率点3 300.0HZ 
　　·V/F电压点3 75.0～80.0% 
　　根据实际情况可以对F3-03～F3-08进行适当调整，保证其在切削状态下不过流