西門子6SE6440-2UC33-0FA1
輸入采樣在輸入采樣階段,PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù),并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后,轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中,即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化,I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。
在掃描每一條梯形圖時,又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路,并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算,然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果,刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài);或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài);或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。
前蓋下面有RUN/STOP開關(guān)、模擬量電位器和擴展I/O連接器。S7-200系列PLC提供多種具有不同I/O點數(shù)的CPU模塊和數(shù)字量、模擬量I.O擴展模塊供用戶選用,CPU模塊和擴展模塊用扁平電纜連接。
整體PLC還配備有許多的特殊功能模塊,例如模擬量輸入/輸出模塊、熱電偶、熱電阻模塊、通信模塊等,使PLC得功能得到擴展。S7-200可以選用梯形圖、語句表(即指令表)和功能模塊語言來編程。它的指令豐富,指令功能強,易于掌握,操作方便。
相對于軟啟動器來講,控制器燒毀故障是嚴(yán)重的。有的廠家此類故障造成的返修率已超過30%。進口的或合資的廠家此類問題不多見。主要是控制器的電源和觸發(fā)電路以及輸入電路三部分容易燒毀。。
MM420以及MM440變頻器常見故障
對于MM420以及MM440變頻器的故障現(xiàn)象應(yīng)該說沒有超出我們前面討論的范圍,只是變頻器在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上發(fā)生了一些變化,那就是采用了的功率器件制造商西門康公司的一體化功率模塊,縮小了機器的體積,也減少了內(nèi)部的連接,因為回路之間的連接都采用了直接接觸的方式。應(yīng)該說MM440和MM420系列變頻器還是出現(xiàn)了較多的故障,特別是個功率的機器。
數(shù)字量輸入接線方法
在實際應(yīng)用中,變頻器作為被控設(shè)備由外部信號控制啟停和調(diào)速。控制啟停的信號多種多樣,主要分為兩類:
以下列舉了幾種常用的接線方式。
MM420/MM430/MM440 由無源接點(干接點)控制,使用變頻器24V電源


注意:MM420與MM430/MM440的接線方式稍有不同
MM420/MM430/MM440 由無源接點(干接點)控制,使用外部24V電源


將外部24V電源的負(fù)極與變頻器的0V連接(MM420-9號端子,MM430/440-28號端子)建立等電位,再將外部24V電源正極與無源接點連接后接入變頻器即可。
注意:MM420與MM430/MM440的接線方式稍有不同
MM420/MM430/MM440 由有源接點(濕接點)控制
晶體管輸出的PLC連接變頻器時,先將晶體管輸出的電源負(fù)極與變頻器的0V連接(MM420-9號端子,MM430/440-28號端子)建立等電位,再將PLC輸出信號連接至變頻器DI即可。
注意:MM420與MM430/MM440的接線方式稍有不同
本地/遠(yuǎn)程切換
本 地遠(yuǎn)程控制(或手動/自 動控制)主要用于現(xiàn)場(機旁箱)手動操作,遠(yuǎn)程(中控室)運行的轉(zhuǎn)換。
例 如: 本 地由操作面板(BOP ) 控 制,遠(yuǎn)程操作由模擬量和開關(guān)量控制,以DIN4(端 子8) 作為切換命令。需要設(shè)置以下參數(shù):
P1000[0] = 1、P0700[0] = 1;第0組 參數(shù)為本地操作方式
P1000[1] = 2、 P0700[1]= 2;第1組 參數(shù)為遠(yuǎn)程操作方式
P0704[0] = 99、P0704[1] = 99、P0810 = 722.3;通過DIN4作 為切換命令

MM430/440變 頻器軟件本身具有3套命令數(shù)據(jù)組(CDS),支持最多三種控制方式的切換, 在每組參數(shù)里邊設(shè)置不同的給定源和命令源,當(dāng)選擇不同參數(shù)組時實現(xiàn)了給定源和命令源的切換,從而實現(xiàn)本地遠(yuǎn)程控制切換。
P0810和P0811可 以連接兩個二進制信號用于命令數(shù)據(jù)組切換
P0810 = 0、P0811 = 0;CDS1被 選擇也就是P700[0]和P1000[0]設(shè) 置參數(shù)生效
P0810 = 1、P0811 = 0;CDS2被 選擇也就是P700[1]和P1000[1]設(shè) 置參數(shù)生效
P0810 = 0、P0811 = 1;CDS3被 選擇也就是P700[2]和P1000[2]設(shè) 置參數(shù)生效
P0810 = 1、P0811 = 1;CDS3被 選擇也就是P700[2]和P1000[2]設(shè) 置參數(shù)
西門子6SE6440-2UC33-0FA1
外形尺寸類型為D、E、F的MM430/MM440變頻器的I/O板位置如圖2。

圖2
外形尺寸類型為FX、GX的MM430/MM440變頻器的I/O板位置如圖3。

變頻器日常使用中出現(xiàn)的一些問題,很多情況下都是因為變頻器參數(shù)設(shè)置不當(dāng)引起的。西門子變頻器可設(shè)置的參數(shù)有幾千個,只有系統(tǒng)地、合適地、準(zhǔn)確地設(shè)置參數(shù)才能充分利用變頻器性能。
變頻器控制方式的選擇由負(fù)荷的力矩特性所決定,電動機的機械負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性根據(jù)下列關(guān)系式?jīng)Q定:
p= t n/ 9550
式中:p——電動機功率(kw)
t——轉(zhuǎn)矩(n. m)
n——轉(zhuǎn)速(r/ min)
轉(zhuǎn)矩t與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系根據(jù)負(fù)載種類大體可分為3種[2]。
(1)即使速度變化轉(zhuǎn)矩也不大變化的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,此類負(fù)載如傳送帶、起重機、擠壓機、壓縮機等。
(2)隨著轉(zhuǎn)速的降低,轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)速的平方減小的負(fù)載。此類負(fù)載如風(fēng)機、各種液體泵等。
(3)轉(zhuǎn)速越高,轉(zhuǎn)矩越小的恒功率負(fù)載。此類負(fù)載如軋機、機床主軸、卷取機等。
變頻器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有線性v/f控制、拋物線特性v/f控制。將變頻器參數(shù)p1300設(shè)為0,變頻器工作于線性
v/f控制方式,將使調(diào)速時的磁通與勵磁電流基本不變。適用于工作轉(zhuǎn)速不在低頻段的一般恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速對象。
將p1300設(shè)為2,變頻器工作于拋物線特性v/f控制方式,這種方式適用于風(fēng)機、水泵類負(fù)載。這類負(fù)載的軸功率n近似地與轉(zhuǎn)速n的3次方成正比。其轉(zhuǎn)矩m近似地與轉(zhuǎn)速n的平方成正比。對于這種負(fù)載,如果變頻器的v/f特性是線性關(guān)系,則低速時電機的許用轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩,從而造成功率因數(shù)和效率的嚴(yán)重下降。為了適應(yīng)這種負(fù)載的需要,使電壓隨著輸出頻率的減小以平方關(guān)系減小,從而減小電機的磁通和勵磁電流,使功率因數(shù)保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。
可以進一步通過設(shè)置參數(shù)使v/f控制曲線適合負(fù)載特性。將p1312在0至250之間設(shè)置合適的值,具有起動提升功能。將低頻時的輸出電壓相對于線性的v/f曲線作適當(dāng)?shù)奶岣咭匝a償在低頻時定子電阻引起的壓降導(dǎo)致電機轉(zhuǎn)矩減小的問題。適用于大起動轉(zhuǎn)矩的調(diào)速對象。
變頻器v/f控制方式驅(qū)動電機時,在某些頻率段,電機的電流、轉(zhuǎn)速會發(fā)生振蕩,嚴(yán)重時系統(tǒng)無法運行,甚至在加速過程中出現(xiàn)過電流保護,使得電機不能正常啟動,在電機輕載或轉(zhuǎn)矩慣量較小時更為嚴(yán)重??梢愿鶕?jù)系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩的頻率點,在v/f曲線上設(shè)置跳轉(zhuǎn)點及跳轉(zhuǎn)頻帶寬度,當(dāng)電機加速時可以自動跳過這些頻率段,保證系統(tǒng)能夠正常運行。從p1091至p1094可以設(shè)定4個不同的跳轉(zhuǎn)點,設(shè)置p1101確定跳轉(zhuǎn)頻帶寬度。
有些負(fù)載在特定的頻率下需要電機提供特定的轉(zhuǎn)矩,用可編程的v/f控制對應(yīng)設(shè)置變頻器參數(shù)即可得到所需控制曲線。設(shè)置p1320、p1322、p1324確定可編程的v/f特性頻率座標(biāo),對應(yīng)的p1321、p1323、p1325為可編程的v/f 特性電壓座標(biāo)。
參數(shù)p1300設(shè)置為20,變頻器工作于矢量控制。這種控制相對完善,調(diào)速范圍寬,低速范圍起動力矩高,精度高達(dá)0.01%,響應(yīng)很快,高精度調(diào)速都采用svpwm矢量控制方式。
參數(shù)p1300設(shè)置為22,變頻器工作于矢量轉(zhuǎn)矩控制。這種控制方式是目前上的控制方式,其他方式是模擬直流電動機的參數(shù),進行保角變換而進行調(diào)節(jié)控制的,矢量轉(zhuǎn)矩控制是直接取交流電動機參數(shù)進行控制,控制簡單,精確度高。
常見型號
MicroMaster440
西門子變頻器MicroMaster440是全新一代可以廣泛應(yīng)用的多功能標(biāo)準(zhǔn)變頻器。
它采用高性能的矢量控制技術(shù),提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動態(tài)特性,同時具備*的過載能力,以滿足廣泛的應(yīng)用場合。創(chuàng)新的BiCo(內(nèi)部功能互聯(lián))功能有*的靈活性。
主要特征:
200V-240V ±10%,單相/三相,交流,0.12kW-45kW; 380V-480V±10%,三相,交流,0.37kW-250kW;
矢量控制方式,可構(gòu)成閉環(huán)矢量控制,閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制;
高過載能力,內(nèi)置制動單元;
三組參數(shù)切換功能??刂乒δ埽?線性v/f控制,平方v/f控制,可編程多點設(shè)定v/f控制,磁通電流控制免測速矢量控制,閉環(huán)矢量控制,閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制,節(jié)能控制模式;
標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)結(jié)構(gòu),標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試軟件;
數(shù)字量輸入6個,模擬量輸入2個,模擬量輸出2個,繼電器輸出3個;
獨立I/O端子板,方便維護;
采用BiCo技術(shù),實現(xiàn)I/O端口自由連接;
內(nèi)置PID控制器,參數(shù)自整定;
集成RS485通訊接口,可選PROFIBUS-DP/Device-Net通訊模塊;
具有15個固定頻率,4個跳轉(zhuǎn)頻率,可編程;
可實現(xiàn)主/從控制及力矩控制方式;
在電源消失或故障時具有"自動再起動"功能;
靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器,帶有起始段和結(jié)束段的平滑特性;
快速電流限制(FCL),防止運行中不應(yīng)有的跳閘;
有直流制動和復(fù)合制動方式提高制動性能。