西门子CPU416-3主机

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矢量控制(VC)方式

　　矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相－二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流)，然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中，由于转子磁链难以准确观测，系统特性受电动机参数的影响较大，且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂，使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。

　　直接转矩控制(DTC)方式

　　1985年，德国鲁尔大学的DePenbrock教授*提出了直接转矩控制变频技术。该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足，并以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能得到了迅速发展。目前，该技术已成功地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上。 直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机等效为直流电动机，因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算；它不需要模仿直流电动机的控制，也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。

　　矩阵式交—交控制方式

　　VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低，谐波电流大，直流电路需要大的储能电容，再生能量又不能反馈回电网，即不能进行四象限运行。为此，矩阵式交—交变频应运而生。由于矩阵式交—交变频省去了中间直流环节，从而省去了体积大、价格贵的电解电容。它能实现功率因数为l，输入电流为正弦且能四象限运行，系统的功率密度大。该技术目前虽尚未成熟，但仍吸引着众多的学者深入研究。其实质不是间接的控制电流、磁链等量，而是把转矩直接作为被控制量来实现的。具体方法是：

　　——控制定子磁链引入定子磁链观测器，实现无速度传感器方式；

　　——自动识别(ID)依靠**的电机数学模型，对电机参数自动识别；

　　——算出实际值对应定子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制；

　　——实现Band—Band控制按磁链和转矩的Band—Band控制产生PWM信号，对逆变器开关状态进行控制。

　　矩阵式交—交变频具有快速的转矩响应(<2ms)，很高的速度精度(±2％，无PG反馈)，高转矩精度(<＋3％)；同时还具有较高的起动转矩及高转矩精度，尤其在低速时(包括0速度时)，可输出150％～200％转矩

 连接设置按钮,冗余电源输入,OIEIO设计，网络，可组成冗余环，可选-LUG，电子手册光盘。LE-I,网管型等时同步实时换机,biJ端,bi多模BO接,故障显示。 多可以装机容量%–利用自身能源在升降应用，驱动装置经常必须对物体进行制动。在这里，带能量回馈功能变频器可以显著能量需求。通过使用具回馈能力电源模块，就可以实现能量回馈，并且提给其他耗电设备使用。 编码器模块应被安装到DI导轨上。它们同样也被用于外部（机器）编码器处理。扩展模块单元U-在标配通信接和端子。?在个驱动组，多可以驱动个端子模块。制动模块和制动电阻制动单元由个制动模块和个需要外部安装制动电阻组成。 参考用于连接信令触和LE与LEW组件的24V电压电源导线通过无线连接或Ehee/Iee，远程服务子站可与eleooleveBi或与eleooleveBi相连的其它II器通信。 对于变频器电的运行，如何设置软起动器的参数。对于软起动器，使用电位计即可很容易地设置起动时间、起动电压和停止时间。其数值可以在常用设置范围内细调。这同样适用于具有电机过载保护功能的软起动器：通过电位计电机额定电流、脱扣等和流值。 外形尺寸图外形尺寸图会D.·-E。)附加条件：额定输入电流指是电压为V，使用进线电抗器，电源短路电压为U=%，变频器输出额定功率情况下输入电流值。)符合E-E，通常适宜用于重工业应用。 因此，在选型时应尽量使用核心型。在选型和订数据针对II电机模块，示例所示是书本型。也可采用其他类型。对于具体组态，可使用组态工具IZEo会Dive。在许多地区，规范与建议IE-*相符，因此这些在液温度、温度等和温度升极等方面存在任何差异。 节省空间紧凑设计。借助于集成自动叉功能，可使用非叉电缆。借助自动感应和协商功能自动检测和协商数据传输率。通过浮动触，，网络浏览器和OIEIO诊断功能可进行远距离诊断。集成在IIE组态和诊断功能。 与“eleooleveBi”结合使用，1242-7可成为个基于无线通信的远程。作为台的通讯模块，I把连接7的数目到个（1），否则通过I网络直接连接站时须保持所有连接。

德国西门子S7-300 PLC S7-300是模块化小型PLC系统能满足中等性能要求的应用。各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。与S7-200 PLC比较，S7-300 PLC采用模块化结构，具备高速的指令运算速度；用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算；一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值；方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内，人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面从S7-300中取得数据，S7-300按用户的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送；CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改；S7-300 PLC设有操作方式选择开关，操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式，这样就可防止非法删除或改写用户程序。具备强大的通信功能，S7-300 PLC可通过编程软件Step 7的用户界面提供通信组态功能，这使得组态非常容易、简单。S7-300 PLC具有多种不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线 系统；串行通信处理器用来连接点到点的通信系统；多点接口集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制系统。

一。 概述

　　在自动化控制领域中，相同功能有不同实现方式，针对不同的设备对精度和响应速度的要求，选用合适的定位控制系统以实现的性价比。本文介绍的一种应用西门子S7-300 PLC的高速计数模块ET200S和70系列变频器通过PROFIBUS总线通讯的功能来实现的定位控制的实际应用。

二。 控制思路

　　横移车是钢管生产线中*的辅机设备，它主要完成将前一工序生产的钢管搬运到下一工序，或有序地暂放在台架的每个工位上。随着对生产线自动化程度要求的日益提高，减轻操作人员的工作量和操作失误。要求对横移车实现全自动准确定位控制。

　　其控制核心就是利用装在横移车车轮上的编码器采集的位置信号，通过PLC的高速计数模块读取，CPU经过运算处理与设定位置作比较，控制变频器的多段速度，从而实现横移车的准确 定位控制。因为考虑到控制成本和操作方便，采用PROFIBUS总线控制方式，减少了布线，控制方便，灵活。

三。系统的构成和特点

　　1.PLC作为控制的核心，主要用来接收编码器的反馈信号，与设定的位置信号作比较，通过通讯功能来控制变频器的输出频率减小，提前减速，到位前低速运转，到位时准确停止。为了实现**定位还设有零位置传感器，到零位时将计数器的计数值清零，消除累积误差，保证定位的准确，使横移车能平稳地放下和举起钢管。

　　由于放置主站CPU和变频器的控制柜与横移车比较远，在横移车上放置了远程I/O模块和高速计数器模块ET200S，通过 PROFIBUS总线相连，将现场的传感器，编码器信号直接连接在远程I/O和计数模块上，减少了现场的走线和故障的发生，维护方便。通讯速率可过 1.5M，整个系统的系统框图如1。

　　由于使用通讯功能，可以省去用于控制变频器的几个输出点，PLC的输出点也减少了。

　　2.高速计数器模块ET200S的应用

　　控制系统中所选的编码器分辨率为2048P/R，轮径φ250，齿轮比3，可计算出脉冲精度：250×3.14/2048×3=0.127mm/脉。能*横移车的准确定位精度。

　　**定位过程如下：

　　首先设定好横移车运行的一个方向为正方向，当横移车向设定的位置运行时，高速计数器自动进行加/减速计数，在距离设定位置300—400mm时，控制变频器的输出频率，以低速运行，在到达设定的位置时，停止变频器的输出，同时实施机械抱闸，完成了准确定位。

　　读取高数计数模块的程序段如下：

　　L PID 272 //模块开始地址，将计数器模块状态值存放到MD20~MD27

　　T MD 20 //当前计数值

　　L PID 276

　　T MD 24

　　L 123 //装载比较值

　　T MD 30

　　SET

　　= M 34.0 //打开软件门

　　A M 10.0 //使能传送比较值功能

　　= M35.2

　　L MD 30

　　T PQD 272

　　L MD 34

　　T PQD 276

　　3.PLC和变频器通讯

　　在CPU进行硬件配置时，对挂在总线PROFIBUS 站点都分配了物理地址，PLC与变频器进行通讯也有相应的物理地址，CPU内部有通讯功能块SFC14，SFC15，使用内部的寄存器DB块存放数据，当PLC对变频器进行数据的写入和读出时，就需知道PLC和变频器定义的相关功能的地址，然后依据这些地址进行数据的写入和读出，才能实现对变频器的控制。

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