西門子6SL3210-1KE18-8UC1
德國(guó)西門子（SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國(guó)的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。西門子（SIEMENS）公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400等。 西門子S7系列PLC體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC（如S7-200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等
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SIEMENS西門子
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使用中常常遇到因個(gè)別參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，導(dǎo)致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象。
控制方式：即速度控制、轉(zhuǎn)距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根據(jù)控制精度，需要進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)辨識(shí)。
zui低運(yùn)行頻率：即電機(jī)運(yùn)行的zui小轉(zhuǎn)速，電機(jī)在低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，其散熱性能很差，電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在低轉(zhuǎn)速下，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)燒毀。而且低速時(shí)，其電纜中的電流也會(huì)增大，也會(huì)導(dǎo)致電纜發(fā)熱。
zui高運(yùn)行頻率：一般的變頻器zui大頻率到60Hz，有的甚至到400 Hz，高頻率將使電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，這對(duì)普通電機(jī)來(lái)說(shuō)，其軸承不能長(zhǎng)時(shí)間的超額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，電機(jī)的轉(zhuǎn)子是否能承受這樣的離心力。
載波頻率：載波頻率設(shè)置的越高其高次諧波分量越大，這和電纜的長(zhǎng)度，電機(jī)發(fā)熱，電纜發(fā)熱變頻器發(fā)熱等因素是密切相關(guān)的。
電機(jī)參數(shù)：變頻器在參數(shù)中設(shè)定電機(jī)的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、zui大頻率，這些參數(shù)可以從電機(jī)銘牌中直接得到。
跳頻：在某個(gè)頻率點(diǎn)上，有可能會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象，特別在整個(gè)裝置比較高時(shí)；在控制壓縮機(jī)時(shí)，要避免壓縮機(jī)的喘振點(diǎn)。
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控制參數(shù)
變頻器日常使用中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，很多情況下都是因?yàn)樽冾l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(gè)，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。[1]
變頻器控制方式的選擇由負(fù)荷的力矩特性所決定，電動(dòng)機(jī)的機(jī)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(dòng)機(jī)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(jī)、擠壓機(jī)、壓縮機(jī)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(jī)、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(jī)、機(jī)床主軸、卷取機(jī)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(shí)的磁通與勵(lì)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(duì)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(jī)、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(duì)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(shí)電機(jī)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(jī)的磁通和勵(lì)磁電流，使功率因數(shù)保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。
可以進(jìn)一步通過(guò)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(dòng)提升功能。將低頻時(shí)的輸出電壓相對(duì)于線性的v/f曲線作適當(dāng)?shù)奶岣咭匝a(bǔ)償在低頻時(shí)定子電阻引起的壓降導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩減小的問(wèn)題。適用于大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的調(diào)速對(duì)象。
變頻器v/f控制方式驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，在某些頻率段，電機(jī)的電流、轉(zhuǎn)速會(huì)發(fā)生振蕩，嚴(yán)重時(shí)系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行，甚至在加速過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)，使得電機(jī)不能正常啟動(dòng)，在電機(jī)輕載或轉(zhuǎn)矩慣量較小時(shí)更為嚴(yán)重?？梢愿鶕?jù)系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩的頻率點(diǎn)，在v/f曲線上設(shè)置跳轉(zhuǎn)點(diǎn)及跳轉(zhuǎn)頻帶寬度，當(dāng)電機(jī)加速時(shí)可以自動(dòng)跳過(guò)這些頻率段，保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。從p1091至p1094可以設(shè)定4個(gè)不同的跳轉(zhuǎn)點(diǎn)，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(jī)提供特定的轉(zhuǎn)矩，用可編程的v/f控制對(duì)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(duì)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(duì)完善，調(diào)速范圍寬，低速范圍起動(dòng)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(dòng)機(jī)的參數(shù)，進(jìn)行保角變換而進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的，矢量轉(zhuǎn)矩控制是直接取交流電動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行控制，控制簡(jiǎn)單，精確度高。
1 單方向正轉(zhuǎn)ON/OFF2功能設(shè)置
1.1 硬件接線：
這里使用DI0端子為例，將MM4的DI0端子作為變頻器的斜坡啟動(dòng)信號(hào)，DC24V接通后按照P1120斜坡上升時(shí)間啟動(dòng)；同時(shí)DI0端子也作為自由停車信號(hào) 取代OFF1斜坡停車，DC24V斷開(kāi)后執(zhí)行OFF2停車命令，變頻器逆變橋，電機(jī)慣性自由停車。如圖01所示：
圖01.單方向正傳硬件接線
1.2 參數(shù)設(shè)置：
| 參數(shù)號(hào) | 參數(shù)值 | 注釋 |
| P701 | 99 | 使能BICO參數(shù)互聯(lián) |
| P840 | r052.4 | OFF2 (停車2)命令激活給正轉(zhuǎn)ON/OFF1 |
| P844 | r722.0 | DI0給OFF2源 |
2 單方向反轉(zhuǎn)ON/OFF2功能設(shè)置
2.1 硬件接線：
某些現(xiàn)場(chǎng)不希望改變硬件接線實(shí)現(xiàn)單方向反轉(zhuǎn)ON/OFF2功能，這里同樣使用DI0端子為例，將MM4的DI0端子作為變頻器的反向斜坡啟動(dòng)信號(hào)，DC24V接通后按照P1120斜坡上升時(shí)間啟動(dòng)；同時(shí)DI0端子也作為自由停車信號(hào) 取代OFF1斜坡停車，DC24V斷開(kāi)后執(zhí)行OFF2停車命令，變頻器逆變橋，電機(jī)慣性自由停車。如圖02所示：
圖02.單方向反轉(zhuǎn)硬件接線
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2.2參數(shù)設(shè)置：
| 參數(shù)號(hào) | 參數(shù)值 | 注釋 |
| P701 | 99 | 使能BICO參數(shù)互聯(lián) |
| P842 | r052.4 | OFF2 (停車2)命令激活給反轉(zhuǎn)ON/OFF1 |
| P844 | r722.0 | DI0給OFF2源 |
注：如果出現(xiàn)P842出現(xiàn)修改不了的情況，確認(rèn)是否有其他的DI點(diǎn)功能設(shè)置為反轉(zhuǎn)，檢查P701到P708參數(shù)。
3 正反轉(zhuǎn)的ON/OFF2功能設(shè)置
3.1硬件接線：
DI0作為變頻器的正轉(zhuǎn)端子，DI1作為變頻器的反轉(zhuǎn)端子，啟動(dòng)硬件接線如03圖所示：
圖03.雙方向硬件接線
3.2參數(shù)設(shè)置：
| 參數(shù)號(hào) | 參數(shù)值 | 注釋 |
| P701 | 99 | 使能BICO參數(shù)互聯(lián) |
| P702 | 99 | 使能BICO參數(shù)互聯(lián) |
| P2800 | 1 | 激活自由功能塊功能 |
| P2801[6] | 1 | 激活XOR1功能 |
| P2822[0] | r722.0 | DI0關(guān)聯(lián)到XOR1的輸入1 |
| P2822[1] | r722.1 | DI1關(guān)聯(lián)到XOR1的輸入2 |
| P844 | r2823 | XOR1的輸出關(guān)聯(lián)到OFF2 (停車2) |
| P840 | r052.4 | OFF2 (停車2)命令激活給ON/OFF1 |
| P1113 | r722.1 | DI1關(guān)聯(lián)到反向 |
3.3自由功能塊邏輯關(guān)系：
圖04.自由功能塊邏輯
注：
當(dāng)變頻器啟動(dòng)前需要首先到達(dá)一個(gè)變頻器準(zhǔn)備好的狀態(tài)，所以需要提前給OFF2使能，再通過(guò)OFF2的狀態(tài)激活ON命令才能實(shí)現(xiàn)ON/OFF2的功能。SINAMICS變頻器這種方法同樣適用。
會(huì)員1.png)
