在变频网络控制系统中，根据是否拥有数据交换控制权分为网络主站和网络从站

基于Profibus-DP的西门子PLC与ABB变频器之间的数据通讯本文介绍西门子SIMATIC S7-300系列PLC与ABB ACS600系列变频器通过Profibus-DP现场总线的数据通讯。主要讨论了系统配置及通讯协议、STEP7编程软件环境下的系统硬件组态及通讯编程和变频器运行参数设置等关键技术环节。 1、引言Profibus是目前工控系统中最成功的现场总线之一，得到了广泛的应用。它是不依赖于生产厂家的、开放式的现场总线，各种各样的自动化设备均可通过同样的接口协议进行信息的交换。Profibus-DP（DistributedI/OSystem，分布式I/O系统）是一种经过优化的模块，有较高的数据传输率，适用于系统和外部设备之间的通信，远程I/O系统尤为合适。它允许高速度周期性的小批量数据通信，适用于对时间要求苛刻的自动化控制系统中。Profibus-DP现场总线系统可使许多现场设备（如PLC、智能变送器、变频器）在同一总线进行双向多信息数字通讯，因此可方便地使用不同厂家生产的控制测量系统相互连接成通汛网络。济钢鲍德彩板有限公司是济钢集团总公司2003年投资兴建的年产20万吨大型彩板生产基地，其生产线中的固化炉、导热油炉、煤气制氢中的煤气系统必须对煤气通过煤气加压机进行二次加压才能满足生产工艺要求，煤气加压机控制系统采用Profibus-DP过程现场总线通讯技术方案，自动化控制单元与变频器采用不同厂家的产品，分别采用西门子的S7-300PLC和ABB公司的ACS600变频器。2、系统配置及通讯协议（1）系统配置该系统以西门子公司和ABB公司的相关产品来实现全数字交流调速系统在Profibus-DP网中的通讯及控制原理。其中PLC为西门子公司的SIMATICS7-315-2DP，变频器为ACS600系列，NP-BA-12为与变频器配套的通讯适配器。编程软件为STEP7V5。2软件，用于对S7-300PLC编程和对Profibus-DP网进行组态和通讯配置。上位机画面 *** 作采用WinCC5。1进行画面编程和 *** 作，与PLC通讯采用以太网通讯方式。（2）通讯协议在本系统中，S7-300PLC作为主站，变频器作为从站时，主站向变频器传送运行指令，同时接受变频器反馈的运行状态及故障报警状态的信号。变频器与NPBA-12通讯适配器模块相连，接人Profibus-DP网中作为从站，接受从主站SIMATICS7-315-2DP来的控制。NPBA-12通讯适配器模块将从Profibus-DP网中接收到的过程数据存入双向RAM中的每一个字都被编址，在变频器端的双向RAM可通过被编址参数排序，向变频器写入控制字、设置值或读出实际值、诊断信息等参量。变频器现场总线控制系统若从软件角度看，其核心内容是现场总线的通讯防议。Profibus-DP通讯协议的数据电报结构分为协议头、网络数据和防议层。网络数据即PPO包括参数值PKW及过程数据PZD。参数值PKW是变频器运行时要定义的一些功能码：过程数据PZD是变频器运行过程中要输入/输出的一些数据值，如频率给定值、速度反馈值、电流反馈值等。Profibus-DP共有两类型的网络PPO：一类是无PKW而有2个字或6个字的PZD。另一类是有PKW且还有2个字、6个字或10个字的PZD。将网络数据这样分类定义的目的，是为了完成不同的任务，即PKW的传输与PZD的传输互不影响，均各自独立工作，从而使变频器能够按照上一级自动化系统的指令运行。3、STEP7编程软件环境下的系统硬件组态及通讯编程（1）使用STEP7V5。2组态软件，进入HardwareConfigure完成S7-300PLC硬件组态；（2）选定S7-315-2DP为主站系统，将NPBA-12的GSD（设备数据库）文件导入STEP7的编程环境中，软件组态NP-BA-12到以S7-315-2DP为主站的DP网上，并选定使用的PPO类型，本设计使用PPO4，设定站点网络地址。在变频传动装置Profibus的结构中，ABB变频器使用Profihus-DP通信模块（NPBA-12）进行数据传输，主要是周期性的：主机从从站读取输入信息并把输出信息反送给从站，因此需要在PLC主程序中调用两个系统功能块SFCl4和SFCl5来读写这些数据，实现到变频器的通信控制；(3)在主PLC程序中建立一个数据块，用于于变频器的数据通信；建立一变量表，用于观测实时通讯效果。4、变频器运行参数设置变频器与PLC应用Profibus-DP现场总线连成网络后，除在PLC自动化系统中进行编程外，在每个变频器上也要进行适当的参数设置。通讯电缆联接后，启动变频器，完成对变频器通讯参数的设置。41基本设置（1）5101——模块类型，本参数显示由传动装置探测到的模块型号。其参数值用户不可调整。如果本参数没有定义，则不能在模块与传动之间建立通讯。（2）5102——本参数选择通讯协议，“0”为选择Profibus-DP通讯协议。（3）5103——本参数为Profibus连接选择的PPO类型，“3”为PPO4，但变频器上的PPO类型应与PLC上组态的PPO类型一致。（4）5104——本参数用于定义设备地址号，即变频器的站点地址，在Profibus连路上的每一台设备都必须有一个单独的地址。本次设计中两台变频器分别为2、3号站。42过程参数的连接过程参数互联完成NPBA-12双端口RAM连接器与变频器相应参数的定义和连接，包括主站（PLC）到变频器的连接和变频器到主站（PLC）的连接两部分。在变频器上设定下列连接参数。（1）从PLC发送到传动装置变频器的PZD值lPZDl——控制字，如变频器的启动使能、停止、急停等控制命令；lPZD2——变频器的频率设定值。（2）从传动装置变频器发送到PLC的PZD值lPZDl——状态字，如报警、故障等变频器运行状态；lPZD2——变频器的速度实际值、电流实际值等。ABB变频器的传动控制及与S7-400的通讯(2007-01-19 15:21:50)转载 分类：yidaofamen十字路口 ABB变频器的传动控制及与S7-400的通讯 摘 要：本文介绍了ABB变频器的传动控制原理及方式；西门子PLC S7-400与ABB变频器的通讯。关键词：ABB变频器；传动控制；S7-400 PLC；数据通讯太钢不锈热轧厂卷板生产线改造工程主要包括炉卷主轧机传动控制系统与辅助传动控制系统（飞剪、左右炉卷、辊道、端卷等）电气控制系统更新。轧制全线的辊道传动控制选用ABB ACS 600变频器，其中，8台变频器通过Profibus-DP通讯网络，由西门子S7-400 PLC控制，实现可变速驱动，以满足全线联动轧钢的速度匹配。另外8台变频器的启/停、速度给定等控制来自各自控制柜内S7-200 PLC的数字量输出。本文将分别阐述ABB变频器传动控制的原理、方式以及S7-400 PLC与变频器的数据通讯方式。一、ABB ACS 600标准变频器传动控制方式ACS 600 SingleDrive是采用直接转矩控制技术—DTC的新一代交流变频器，能够在没有编码器或测速机反馈的条件下，精确控制鼠笼电机的速度和转矩。适用于：泵类；风机类；搅拌器；传送带；提升机；卷取机；离心机；挤压机等。1、直接转矩控制原理及其与磁通矢量控制的比较直接转矩控制—DTC是交流传动的一种先进的电机控制方式。逆变器的通断直接控制电机关键的变量：磁通和转矩。其控制功能原理见图1。如下图所示，变频器测量的电机电流和电压作为自适应电机模型的输入，这个模型每隔25微秒产生一组精确的转矩和磁通的实际值。电机转矩比较器将转矩实际值与转矩给定调节器的给定值作比较，磁通比较器将磁通实际值与磁通给定调节器的给定值作比较。依靠来自这两个比较器的输出，优化脉冲选择器决定逆变器的最佳开通时刻。图1 ABB ACS 600控制功能原理在直接转矩控制—DTC方式中，每一次IGBT的导通都是单独地由磁通和转矩的值决定的，而传统的PWM磁通矢量控制依靠的是预先确定的矩阵模型，这一过程所需的时间远远大于25微妙，因此，产生滞后控制。2、ABB变频器控制命令、给定值的选择与处理（1）ABB ACS 600具备以下几种控制方式：通过安装在ACS 600的外壳上或远程 *** 作台上的分立的控制盘（控制盘是用户监视、调整参数和控制ACS 600运行的界面，防护等级为 IP 54）进行控制；通过I/O板（NIOC）的模拟量和数字量I/O端子口进行控制；通过扩展模块（模拟/数字I/O扩展模块和现场总线适配器模块）对变频器控制；通过PC适配器将PC机与变频器的控制板NAMC连接，进行在线控制。ABB ACS 600可以选择两种外部控制或本地控制方式，本地与外部控制的选择通过控制盘上的“LOC/REM”键完成。ACS 600控制方式示意图见图2。图2 外部/本地控制方式（2）控制命令与给定源的选择及给定值的处理生产工艺要求：通讯系统正常工作时，大链辊道I段、II段可由8# *** 作台与11# *** 作台同时控制，并且11#台具有优先权。通讯系统故障时，辊道只能由11#台控制。为达到控制要求，需做如下设置：设置两套应用参数组（use load1/use load2），一套用于通讯方式控制，另一套用于DI端子控制。设置use load1/use load2的切换方式。设置控制命令的切换方式。设置给定源的切换方式。控制命令与给定源选择的流程框图见图3图3：控制命令与给定源选择二、ACS 600变频器拖动交流电机的通用控制特性ACS 600变频器采用DTC电机控制技术，提供了先进的标准功能。DTC运行模式是装置的缺省设置，当变频器拖动带有不同电机配置的多电机并联运行时，只能采用标量控制—SCALAR模式。1、识别运行：DTC控制的优良性能取决于准确的电机模型，这个模型是电机识别运行中建立的。在传动起动过程中，ACS 600驱动电机运行大约一分钟，控制电路监视电机的反应，建立并优化电机的数学模型。如果没有选择识别运行，当第一次给出起动命令，将自动执行一个快速电机识别程序。第一次起动时，电机在零速运行几秒钟，以便建立电机模型。这个识别运行可满足大多数应用场合的要求。2、零速满转矩：由ABB变频器驱动的电机在零速时能够获得其额定转矩，而不需要编码器或测速机的反馈信号。另外，在参数203 IR COMPENSATION中调整零速时供给电机的附加相对电压值,范围是0…30%Une,IR补偿可以增加起动转矩。3、自动起动：ACS 600能在几毫秒测出电机的状态，变频器可在电机的任何运行条件下完成提升起动和积分起动。SCALAR模式下最好也选用此功能。4、直流抱闸：通过直流抱闸功能可以在零速时锁定转子。当速度给定值和电机速度都低于予设值时，变频器终止电机的运行，并给电机注入直流电压。5、加速/减速积分：ACS 600提供加速/减速积分器，可以调整加/减速时间（0—1800S）和选择积分的类型。如图4所示。图4 加/减速积分器特性曲线说明：（1）适合于电机需要恒加减速的情况（2）S形积分适合于在速度发生变化的起始和结束阶段要求平稳变速的情况6、制动功能：投入制动功能能够快速停车，为此，变频器需要装备一个制动斩波器和一个制动电阻器。只要变频器直流中间回路的电压超过最大电压极限（125Udcne），斩波器就把制动电阻器与变频器的中间回路接通，进行能耗制动。其原理图见图5图51 制动斩波器主回路原理图图52 制动斩波器控制回路原理图图5 制动斩波器工作原理图三、ABB变频器与S7-400的通讯1、网络配置ABB ACS 600变频器允许以Profibus-DP协议方式通讯，主机和传动装置必须经过配置，以便数据通过模块交换。在S7-400的“硬件组态”功能中可配置Profibus-DP的网络组态，安装ABB的Profibus适配器模块NPBA-12的补丁程序后，网络组态窗口中的可选设备目录中出现ABB ACS传动系列产品列表，将S7-400组态为网络主站，ABB变频器作为从站。网络配置图见图6。图6 Profibus-DP网络配置2、DDCS通讯链路启动（1）光纤链接Profibus-DP现场总线适配器模块NPBA-12与ABB ACS 600 通讯板NDCO的通道CH0通过遵守DDCS协议的光纤连接，传动装置可以从现场总线接受到所有控制信息。（2）通讯初始化通过设置变频器装置98组参数以激活适配器模块与传动装置之间的通讯初始化，设定NPBA-12的配置，确定Profibus-DP通讯的协议、站地址、数据索引号、通讯超时以及通讯模型。（3）需要修改的传动控制参数为使传动完全受控于S7-400的控制，在现场总线通道启动之后，传动控制参数（10组、11组、14组、30组、90组、92组）必须检查一下，必要时作出调整。3、S7-400 PLC与ABB ACS 600变频器的数据交换Profibus-DP网络正常工作时通过服务存取点SAP使用PROFIBUS数据链路层（Layer2）服务，每个单独的SAP的功能都被准确定义：SAP-61 发送数据，SAP-62 检测配置数据，SAP-60 阅读从机诊断信息， SAP-128 传送输入/输出数据。主机/从机的PPO消息类型选择4，数据结构如下：4、S7-400 PLC的通讯数据读、写本次改造中，PLC的程序编制采用语句表—STL方式，程序结构合理，内容紧凑。接收、发送的通讯数据被存放于指定数据块，以供程序执行时调用。S7-400读取变频器的主状态字、速度实际值、电流实际值；发送给变频器的数据字有主控制字、速度给定设定字。应特别注意的是：主控制字要根据变频器的不同状态，按时序要求分别发送不同的内容。否则，变频器的“运行使能”将被封锁。变频器控制柜内主接触器未吸合时，S7-400发送的控制字为400H；变频器控制主回路供电正常，无 *** 作命令，无急停请求时，S7-400发送的控制字为476H，此时变频器有“READ”信号输出；当有 *** 作命令时，S7-400发送的控制字为47FH，此时变频器有“RUN”信号输出，加入给定值，变频器将驱动电机按设定运行。四、结束语全线设备调试结束后，一次试车成功，很快达产，控制精度大大提高。目前，系统正在稳定运行

PLC不是一个软件类的他是一门技术，一门学科。 你看看视频之类就学好了那是完全不可能的。 做个最简单的比方：农民锄地，看到农民一步一步的锄地，学了几下，就认为会了，其实锄地还需要认识杂草和庄稼的区别，需要认识庄稼留几颗比较合适。 1如果你想学好PLC， 首先你必须懂电气，应该先学电气设计。 然后可以看一些针对PLC的书籍（比如想学三菱 PLC 就看三菱的PLC书籍） 了解指令。 最后买一个PLC 自己亲自动手编写几个程序（这个很重要！！！也是最佳的途径）@@@， 简单的就学会了。 2如果想进一步，那必须要学计算机，电子基础知识，比如2进制，八进制，10进制，16进制的转化。通信，模拟量，数字量等等 先一步一步来吧！ 3如果更上一步， 按照目前的情况看，可以学一些计算机编程编程软件，比如一些组态软件，VB VC之类， 一般这个过程大概需要3,4年时间， 当然我说的比较远，你可以现学好1 然后在企业里慢慢成长就可以了。 去书店购买以下，电气设计与PLC控制 书籍 这些书籍都是最简单的，最原始的。 买个PLC 最好是二手的， 自己编写一些程序 （需要的东西有，计算机（笔记本），PLC软件，PLC数据线（如果数据线是232，笔记本没有232，需要购买USB-232 ） plc 觉得危险的话，先买个24V的PLC 然后购买一个24的电源。PLC购买最好买晶体管的，为以后学习伺服打基础）

1 引言

供水系统在人们生活和工业应用当中是必不可少的。随着人们生活水平的提高和现代工业的发展，人们对供水系统的质量和可靠性的要求越来越高。变频恒压供水系统能够很好的满足现代供水系统的要求。

在变频恒压供水系统出现以前，有以下供水方式：

(1) 单台恒定转速泵的供水系统

这种供水方式是水泵从蓄水池中抽水加压直接送往用户，严重影响了城市公用水管管网压力的稳定，水泵整日不停运转。这种系统简单、造价最低，但耗电严重，水压不稳，供水质量极差。

(2) 恒定转速泵加水塔（或高位水箱）的供水系统

这种供水方式是由水泵先向水塔供水，再由水塔向用户供水。水塔注满水后水泵停止工作，水塔水位低于某一高度时水泵启动，水泵处于断续工作状态中。这种方式比前一种省电，供水压力比较稳定，但基建设备投资大，占地面积大，水压不可调，供水质量差。

(3)恒定转速泵加气压罐的供水系统

这种供水方式是利用封闭的气压罐代替水塔蓄水，通过检测罐内压力来控制水泵的开与停。当罐中压力降到压力下限时，水泵启动；当罐中压力升到压力上限时，水泵停止。这种方式，设备的成本比水塔要低很多。但是电机起动频繁，易造成电机的损坏，能耗大。

变频恒压供水系统不仅克服了过去供水系统的缺点，而且有其自身的优点。此系统采用了先进的s7－200plc和变频器mm440，s7-200具有低廉的价格和强大的指令，可以满足多种多样的小规模的控制要求，变频器mm440具有很高的运行可靠性、功能的多样性和全面而完善的控制功能。这种供水方式不仅提高了供水系统的稳定性和可靠性，而且实现水泵的无级调速，使供水压力能够跟踪系统所需水压，提高了供水质量。同时变频器对水泵采取软启动，启动时冲击电流很小，启动能耗小。

2 供水系统的基本特性

供水系统的基本特性是水泵在某一转速下扬程h与流量q之间的关系曲线f (q)，前提是供水系统管路中的阀门开度不变。扬程特性所反映的是扬程h与用水流量q之间的关系。由图1的扬程特性表明，流量q越大，扬程h越小。在阀门开度和水泵转速都不变的情况下，流量q的大小主要取决于用户的用水情况。

管阻特性是以水泵的转速不变为前提，阀门在某一开度下，扬程h与流量q之间的关系h=f (q)。管阻特性反映了水泵转动的能量用来克服水泵系统的水位及压力差、液体在管道中流动阻力的变化规律。由图1可知，在同一阀门开度下，扬程h越大，流量q也越大，流量q的大小反映了系统的供水能力。

扬程特性曲线和管阻特性曲线的交点，称为供水系统的平衡工作点，如图1中a点。在这一点，用户的用水流量和供水系统的供水流量达到平衡状态，供水系统既满足了扬程特性，也符合了管阻特性，系统稳定运行。当用水流量和供水流量达到平衡时，扬程ha稳定，供水系统的压力也保持恒定。

图1 供水系统的基本特性

3 变频恒压供水系统的构成及工作原理

31 系统的构成

变频恒压供水系统采用西门子的s7-200 plc作为控制器，变频器mm440是频率调节器，交流接触器和电动机作为执行机构，压力传感器作为控制的反馈元件。s7-200 plc选用内部控制模块cpu224，模拟量2路输入通用模块、模拟量2路输出通用模块和pid模块。cpu224有14路输入/10路输出，对于小型的控制系统而言够用。pid模块使用方便，在软件中只需要配置pid的每个参数。

三相交流电与mm440的电源输入口连接，经过变频器变频后的交流电接异步电动机，异步电动机带动水泵转动。s7-200数字输出口输出控制信号到交流接触器，交流接触器两端连接的是工频或变频的三相交流电，主要起接通或断开三相交流电与异步电动机。s7-200的模拟输出口输出控制电压信号给mm440的模拟电压输入口ain1+和ain1-，该控制电压主要调节交流电的频率。压力传感器从供水网络中反馈压力信号，压力信号经过滤波放大后输入给s7-200的模拟输入口。系统的结构如图2所示。

图2 变频恒压供水系统的总体框图

32 系统的工作原理

变频恒压供水系统是由三相异步电动机带动水泵旋转来供水，通过变频器调节输入交流电的频率而调节异步电动机的转速，从而改变水泵的出水流量来调节供水系统的压力。因此，供水系统变频的实质是三相异步电动机的变频调速，通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的。

异步电机的转速为：

其中：

n0为异步电机同步转速；

n为异步电机转子转速；

f为异步电机的定子输入交流电的频率；

s为异步电机的转差率；

p为异步电机的极对数。

由上式可知，当异步电机的极对数p不变时，电机转子转速n与定子输入交流电频率f成正比。

当系统启动，运行在自动模式时，此时手动模式无效。系统按照给定的水压进行设定，plc根据给定的水压自动调节交流电的频率，精确跟踪给定的供水压力。在用水量高峰时期，系统的用水量猛增，扬程降低，供水量不足，供水水压下降，1#电机输入交流电的频率会升高，以提高供水水压。当交流电的频率达到最大频率，供水水压仍然小于设定的水压时，1#电机会自动切换到工频状态下，同时2#电机启动并工作在变频状态。在夜间，系统的用水量递减，扬程升高，供水量过大，2#电机会退出变频状态，1#电机由工频切换到变频状态，并不断调节交流电频率，系统最终要维持供水的设定压力。当系统运行在手动模式时，自动模式无效。在自动模式出现问题或系统在维护期间时，系统才会采用手动模式。用户根据需要，可以从plc的输入开关输入信号，选择1#电机或2#电机运行在工频状态。

变频恒压供水系统的功能要求：系统的供水压力能够准确跟踪给定供水压力（稳态误差在5％内）；可以自动进行自动模式/手动模式切换。

系统的控制原理框图如图3所示。压力传感器从供水管网反馈电压信号，电压信号经过滤波放大后送到s7-200的模拟输入口，与给定的供水压力信号比较形成压力偏差信号，经过plc（s7-200）pid模块pi调节后发出控制电压信号，送到变频器mm440的模拟输入调节端口。送到变频器mm440的模拟电压信号与连接到变频器mm440的三相交流电的频率一一对应，调节控制电压信号就可以调节三相交流电的频率。系统是以供水管网的供水压力为控制对象而构成的闭环控制系统，其设计是按照两个电机就可以完全满足供水要求。

图3 变频恒压供水系统的控制原理框图

4 硬件电路设计

41 主电路

变频恒压供水系统就是利用异步电机拖动水泵的。系统的主电路由电源开关q、熔断器fu、交流接触器km、热继电器kr等组成，采用了一台变频器切换控制两台电机，1#电机和2#电机可以在工频和变频状态下进行切换，交流接触器的通断由s7－200的输出口控制。主电路如图4所示。

图4 系统主电路图

42 控制电路

控制电路主要由plc（s7－200）、变频器mm440等组成，plc外围电路接线图如图5所示。总电源开关为q，sb0为plc的程序启动按钮，与plc的i00输入口相连接，当按下sb0时，i00为“1”，plc程序启动。k1为系统的自动模式开关，当k1接通时，i01为“1”，交流接触器km1闭合，系统自动运行。当变频器的频率达到上限频率时，i05为“1”，1#泵和电机切换到工频状态下，2#泵和电机变频启动。当变频器的频率达到下限频率时，i06为“1”，2#电机停止运行，1#电机由工频切换到变频状态下。i05和i06的状态由变频器输入。k2为系统的手动模式开关，当k2接通时，i02为“1”，交流接触器km1断开，系统不能自动运行，用户可以根据需要接通k3或k4来选取1#电机或2#电机工频运行。km1为控制1#电机和2#电机在自动模式下运行的交流接触器，km2为控制1#电机在变频下运行的交流接触器，km3为控制1#电机在工频下运行的交流接触器，km4为控制2#电机在变频下运行的交流接触器，km5为控制2#电机在工频下运行的交流接触器。

图5 plc外围接线图

5 程序设计

51 plc程序设计

plc程序设计的主要流程如图6所示。合上开关q，按下起动按钮sb0，plc程序复位。当合上开关k1，i01为“1”，系统在自动模式下运行，交流接触器km1接通，系统将根据程序跟踪设定供水压力。

图6 主程序流程图

当用户用水量递增，变频器达到频率50hz，供水压力还没有达到设定的供水压力时，mm440输出高电平到i05。此时，q01为“0”， q02为“1”，交流接触器km2断开，km3接通，1#电机由变频切换到工频。定时器计时3s，变频器停止，变频器的频率由最高频率50hz逐渐下降，3s后q03为“1”，2#电机接到变频器开始变频运行。设置延迟时间主要原因是让变频器的频率下降，软启动静止的2#电机，减小电机启动电流，避免电机烧毁。

当用户用水量减小，变频器达到下限频率30hz，供水压力还是高于设定的供水压力时，mm440输出高电平到i06。此时，q04为“0”，km2断开，2#电机退出变频并逐渐停止。同时q01为“1”，q02为“0”，交流接触器km2接通，km3断开，1#电机由工频切换到变频。下限频率设定在30hz主要原因：在供水系统中，转速过低时会出现水泵的全扬程小于基本扬程（实际扬程）形成水泵“空转”的现象。在多数情况下，下限频率应定为30hz～35hz。

当合上开关k2，系统在手动模式下运行，交流接触器km1断开。用户可以根据需要，合上开关k3，交流接触器km3接通，选择1#电机在工频下运行。合上开关k4，交流接触器km5接通，选择2#电机在工频下运行。

52 变频器mm440的参数配置

变频器mm440主要使用的是模拟输入口ain1+和ain1－，模拟电压信号输入后通过a/d转换器得到数字信号。由plc模拟输出口输出模拟控制电压信号，输入到变频器的模拟口，变频器的频率和控制电压一一对应。系统使用变频器的模拟端口，最高频率应该设置为50hz，最低频率为30hz。mm440的参数配置如附表所示。

附表 mm440的参数配置

6 结束语

应用西门子plc（s7－200）内部的pid模块和变频器mm440的无极调速控制恒压供水系统，高效节能，调速供水效果突出，抗干扰能力强。同时采用变频器对电机实行软起动，减少了设备损耗，延长了水泵、电机设备的使用寿命。以供水水压为控制对象的闭环控制，稳态误差小，动态响应快，运行稳定。实验效果表明，采用plc（s7－200）和变频器mm440构成的变频恒压供水系统，具有很强的实用性，体现了变频调速恒压供水的技术优势，为供水领域开辟了切实有效的途径。

参考文献

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数控车床，又称为CNC车床，即计算机数字控制车床，是我国使用量最大、覆盖面最广的一种数控机床，约占数控机床总数的25%。那么数控车床变频器修理方法呢以下是我为您整理的有关数控车床变频器修理方法的资料，希望对你有帮助。

数控车床主轴常见故障的分析排除

一、不带变频的主轴不转

1)机械传动故障引起

处理方法：检查数控车床皮带传动有无断裂或机床是不是挂了空档。

2)供给主轴的三相电源缺相或反相

处理方法：检查电源，调换任两条电源线。

3)电路连接错误

处理方法：参阅电路连接手册，确保连线正确。

4)系统无相应的主轴控制信号输出

处理方法：用万用表量系统信号输出端，若无主轴控制信号输出，需更换相关IC元件或送厂维修。

5)系统有相应的主轴信号输出，但电源供给线路及控制信号输出线路存在断路或是元器件损坏

处理方法：用万用表检查系统与主轴电机之间的电源供给回路，信号控制回路是不是存在断路;各连线的触点是不是接触不良;交流接触器，直流继电器是不是损坏;检查热继电器是不是过流;检查保险是不是烧毁等。

二、带变频器的主轴不转

1)机械传动引起

处理方法：检查皮带传动有无断裂或机床是不是了空挡。

2)供给主轴的三相电源缺相

处理方法：检查电源，调换两条电源线。

3)控系统的变频器控制参数未打开

处理方法：查阅参数说明书，了解变频参数并更改。

4)系统与变频器的线路连接错误

处理方法：查阅系统与变频器的连线说明书确保连线正确。

5)模拟电压输出不正常

处理方法：用万能表检查系统的模拟电压是不是正常，检查模拟电压信号线连接是不是正确或接触不良，变频接收的模拟电压是不是匹配。

6)强电控制部分断路或元器件损坏

处理方法：检查主轴供电这一线路各触点连接是不是可靠，线路有没有断路，直流继电器是不是损坏，保险管是不是烧坏。

7)变频器参数未调好

处理方法：变频器内含有控制方式选择，分为变频器面板控制主轴方式，NC系统控制主轴方式等，若不选择NC系统控制方式，则无法用系统控制主轴，修改这一参数;查相关参数设置是不是合理。

三、带电磁耦合的主轴不转

1)电磁离合器线圈没有电压供给，使传动齿轮无法闭合，导致主轴不能转动;线圈短路，断路同样可能导致主轴不能正常工作。

处理方法：检查离合器线圈供电是不是正常;保险管是不是损坏;检查离合器线圈是不是损坏，更换符合规格的元器件。

四、带抱闸线圈的主轴不转

1)主轴的频繁起停，使制动也频繁起停，导致控制制动的交流接触器损坏，使制动线圈一直通电抱死主轴电机使主轴无法转动。

处理方法：更换控制抱闸的交流接触器。

五、变频器控制的主轴转速不受控

1)所用主板无变频功能

处理方法：更换带变频功能的主板。

2)系统模拟电压无输出或是与变频器连接存在断路

处理方法：先检查系统有无模拟电压输出，若无，则为系统故障，若有，则检查线路是不是存在断路。

3)系统与变频器连线错误

处理方法：查阅连接说明书，检查连线。

4)系统参数或变频器参数未设置好

处理方法：打开系统变频参数，调整变频器参数。

5)由于系统软件引起的轴转速显示不正确

处理方法：当变频器从S500变到S800，但显示还是S500，需要在编程时使用G04延时，有待系统软件改善。

六、不带变频的主轴(换档主轴)转速不受控

1)系统无S01-S02的控制信号输出

处理方法：检查系统有无换档控制输出，无为系统故障，更换IC或送厂维修。

2)连接线故障

处理方法：系统有换档控制信号输出，检查各连线是不是存在断路或接触不良，检查直流电器或交流接触器是不是损坏。

3)主轴电机损坏或短路

处理方法：检查主轴电机。

4)机床未挂档

处理方法：挂好档。

七、主轴无制动

1)制动电路异常或强电路元件损坏

处理方法：检查桥堆，熔断器，交流接触器是不是损坏;检查强电回路是不是断路。

2)制动时间不够长

处理方法：调系统或变频器的制动时间参数。

3)系统无制动信号输出

处理方法：更换内部元件或送厂维修。

4)变频器控制参数未调好

处理方法：查变频器使用说明书，正确设置变频器参数。

八、主轴启动后立即停止

1)系统输出脉冲时间不够

处理方法：调系统的M代码输出时间。

2)变频器处于点动状态

处理方法：参阅变频器的说明书，调好参数。

3)主轴线路的控制元件损坏

处理方法：检查电路上各接触点接触是不是良好，检查直流继电器，交流继电器是不是损坏，造成触头不自锁。

4)主轴电机短路造成热继电器保护

处理方法：查找短路原因，使热继电器复位。

5)主轴控制回路没带自锁电路，而把参数设置为脉冲信号输出，使主轴不能正常运转

处理方法：把系统控制主轴的启停参数改为电平控制方式。

九、主轴转动不能停止

1)交流接触器或直流继电器损坏，长时间吸合，无法控制。

处理方法：更换交流接触器或直流继电器。

十、系统一上电，主轴立即转动

1)系统内部IC2803击穿

处理方法：更换IC2803或主板。

CK6180型数控车床

数控车床编程技巧

科学技术的发展，导致产品更新换代的加快和人们需求的多样化，产品的生产也趋向种类多样化、批量中小型化。为适应这一变化，数控(NC)设备在企业中的作用愈来愈大。作为国家级重点职校，为顺应时代潮流，重点建设数控专业，选购了BIEJING-FANUC Power Mate O数控车床。它与普通车床相比，一个显著的优点是：对零件变化的适应性强，更换零件只需改变相应的程序，对刀具进行简单的调整即可做出合格的零件，为节约成本赢得先机。但是，要充分发挥数控机床的作用，不仅要有良好的硬件，(如：优质的刀具、机床的精度等)，更重要的是软件：编程，即根据不同的零件的特点，编制合理、高效的加工程序。通过多年的编程实践和教学，我摸索出一些编程技巧。

数控车床虽然加工柔性比普通车床优越，但单就某一种零件的生产效率而言，与普通车床还存在一定的差距。因此，提高数控车床的效率便成为关键，而合理运用编程技巧，编制高效率的加工程序，对提高机床效率往往具有意想不到的效果。

灵活设置参考点

BIEJING-FANUC Power Mate O数控车床共有二根轴，即主轴Z和刀具轴X。棒料中心为坐标系原点，各刀接近棒料时，坐标值减小，称之为进刀;反之，坐标值增大，称为退刀。当退到刀具开始时位置时，刀具停止，此位置称为参考点。参考点是编程中一个非常重要的概念，每执行完一次自动循环，刀具都必须返回到这个位置，准备下一次循环。因此，在执行程序前，必须调整刀具及主轴的实际位置与坐标数值保持一致。然而，参考点的实际位置并不是固定不变的，编程人员可以根据零件的直径、所用的刀具的种类、数量调整参考点的位置，缩短刀具的空行程。从而提高效率。

化零为整法

在低压电器中，存在大量的短销轴类零件，其长径比大约为2~3，直径多在3mm以下。由于零件几何尺寸较小，普通仪表车床难以装夹，无法保证质量。如果按照常规方法编程，在每一次循环中只加工一个零件，由于轴向尺寸较短，造成机床主轴滑块在床身导轨局部频繁往复，d簧夹头夹紧机构动作频繁。长时间工作之后，便会造成机床导轨局部过度磨损，影响机床的加工精度，严重的甚至会造成机床报废。而d簧夹头夹紧机构的频繁动作，则会导致控制电器的损坏。要解决以上问题，必须加大主轴送进长度和d簧夹头夹紧机构的动作间隔，同时不能降低生产率。由此设想是否可以在一次加工循环中加工数个零件，则主轴送进长度为单件零件长度的数倍 ，甚至可达主轴最大运行距离，而d簧夹头夹紧机构的动作时间间隔相应延长为原来的数倍。更重要的是，原来单件零件的辅助时间分摊在数个零件上，每个零件的辅助时间大为缩短，从而提高了生产效率。为了实现这一设想，我电脑到电脑程序设计中主程序和子程序的概念，如果涉及零件几何尺寸的命令字段放在一个子程序中，而有关机床控制的命令字段及切断零件的命令字段放在主程序中，每加工一个零件时，由主程序通过调用子程序命令调用一次子程序，加工完成后，跳转回主程序。需要加工几个零件便调用几次子程序，十分有利于增减每次循环加工零件的数目。通过这种方式编制的加工程序也比较简洁明了，便于修改、维护。值得注意的是，由于子程序的各项参数在每次调用中都保持不变，而主轴的坐标时刻在变化，为与主程序相适应，在子程序中必须采用相对编程语句。

减少刀具空行程

在BIEJING-FANUC Power Mate O数控车床中，刀具的运动是依靠步进电动机来带动的，尽管在程序命令中有快速点定位命令G00，但与普通车床的进给方式相比，依然显得效率不高。因此，要想提高机床效率，必须提高刀具的运行效率。刀具的空行程是指刀具接近工件和切削完毕后退回参考点所运行的距离。只要减少刀具空行程，就可以提高刀具的运行效率。(对于点位控制的数控车床，只要求定位精度较高，定位过程可尽可能快，而刀具相对工件的运动路线是无关紧要的。)在机床调整方面，要刀具的初始位置安排在尽可能靠近棒料的地方。在程序方面，要根据零件的结构，使用尽可能少的刀具加工零件使刀具在安装时彼此尽可能分散，在很接近棒料时彼此就不会发生干涉;另一方面，由于刀具实际的初始位置已经与原来发生了变化，必须在程序中对刀具的参考点位置进行修改，使之与实际情况相符，与此同时再配合快速点定位命令，就可以刀具的空行程控制在最小范围内从而提高机床加工效率。

优化参数，平衡刀具负荷，减少刀具磨损

1 引言 随着城市建设的不断发展，高层建筑的不断增多，电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成;第二种控制方式用可编程控制器取代微机实现信号控制。从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。PLC可靠性高，程序设计方便灵活。本设计在用PLC控制变频调速实现电流、速度双闭环的基础上，在不增加硬件设备的条件下，实现电流、速度、位移三环控制。 2 硬件电路 21 硬件结构 系统硬件结构图如图1所示。 PLC为西门子公司S7-200系列CPU221， PLC接受来自 *** 纵盘和每层呼梯盒的召唤信号、轿厢和门系统的功能信号以及井道和变频器的状态信号，经程序判断与运算实现电梯的集选控制。PLC在输出显示和监控信号的同时，向变频器发出运行方向、启动、加/减速运行和制动电梯等信号。 22 电流、速度双闭环电路 采用YASAKWA公司的VS - 616G5 CIM- RG5A 4022变频器。变频器本身设有电流检测装置，由此构成电流闭环;通过和电机同轴联结的旋转编码器，产生a、b两相脉冲进入变频器，在确认方向的同时，利用脉冲计数构成速度闭环。 3 位移和运行曲线控制 电梯作为一种载人工具，在位势负载状态下，除要求安全可靠外，还要求运行平稳，乘坐舒适，停靠准确，理想的运行曲线 31 位移控制 采用变频调速双环控制可基本满足要求，但和国外高性能电梯相比还需进一步改进。本设计正是基于这一想法，利用现有旋转编码器构成速度环的同时，通过变频器的PG卡输出与电机速度及电梯位移成比例的脉冲数，将其引入PLC的高速计数输入端口0000，通过累计脉冲数，经式(1)计算出脉冲当量，由此确定电梯位置。 电梯位移h=SI 式中I:累计脉冲数S:脉冲当量 S=lpD/(pr) (1) 本系统采用的减速机，其减速比1=1/20，拽引 轮直径D=580mm，电机额定转速ne=1450r/ min，旋转编码器每转对应脉冲数p=1024，PG卡分频比r=1/18，代人式(1)得 S=16mm/脉冲 32 速度控制 本方法是利用PLC扩展功能模块D/A模块实现的，事先将数字化的理想速度曲线存入PLC寄存器，程序运行时，通过查表方式写入D/A，由 D/A转换成模拟量后将理想曲线输出。 321 加速给定曲线的产生 8位D/A输出0~5V/0~10V，对应数字值为16进制数00~FF，共255级。东洋电梯加速实践在25~3秒之问。按保守值计算，电梯加速过程中每次查表的时间间隔不宜超过10ms。 由于电梯逻辑控制部分程序最大，而PLC运行采用周期扫描机制，因而采用通常的查表方法，每次查表的指令时间间隔过长，不能满足给定曲线的精度要求。在PLC运行过程中，其CPU与各设备之间的信息交换、用户程序的执行、信号采集、控制量的输出等 *** 作都是按照固定的顺序以循环扫描的方式进行的，每个循环都要对所有功能进行查询、判断和 *** 作。这种顺序和格式不能人为改变。通常一个扫描周期，基本要完成六个步骤的工作，包括运行监视、与编程器交换信息、与数字处理器交换信息、与通讯处理器交换信息、执行用户程序和输入输出接口服务等。在一个周期内，CPU对整个用户程序只执行一遍。这种机制有其方便的一面，但实时性差。过长的扫描时间，直接影响系统对信号响应的效果，在保证控制功能的前提下，最大限度地缩短CPU的周期扫描时间是一个很复杂的问题。一般只能从用户程序执行时间最短采取方法。电梯逻辑控制部分的程序扫描时间已超过10ms，尽管采取了一些减少程序扫描时间的办法，但仍无法将扫描时间降到10ms以下。同时，制动段曲线采用按距离原则，每段距离到的响应时间也不宜超过10ms。为满足系统的实时性要求，本文在速度曲线的产生方式中，采用中断方法，从而有效地克服了PLC扫描机制的限制。 本文采用的PLC有三种中断功能:(1)外部中断;(2)高速计数内部中断(3)定周期中断。前两种中断各有8个中断点，后一种有4个中断点。在程序中采用了后面两种中断方式起动过程采用定周期中断，制动过程采用高速计数内部中断。中断服务程序放在主程序后，运行状态检测\运行保护\内选外呼等逻辑控制均在主程序中实现。而运行条件的判断\运行模式的选择\查表等与运行曲线产生有关的程序放在中断服务程序中。 起动加速运行由定周期中断服务程序完成。这种中断不能由程序进行开关，一旦设定，就一直按设定时间间隔循环中断，所以，起动运行条件需放在中断服务程序中，在不满足运行条件时，中断即返回。 322 减速制动曲线的产生 为保证制动过程的完成，需在主程序中进行制动条件判断和减速点确定。在减速点确定之前，电梯一直处于加速或稳速运行过程中。加速过程由固定周期中断完成，加速到对应模式的最大值之后，加速程序运行条件不再满足，每次中断后，不再执行加速程序，直接从中断返回。电梯以对应模式的最大值运行，在该模式减速点到后，产生高速计数中断，执行减速服务程序。在该中断服务程序中修改计数器设定值的条件，保证下次中断执行。 在PLC的内部寄存器中，减速曲线表的数值由大到小排列，每次中断都执行一次表指针加1 *** 作，则下一次中断的查表值将小于本次中断的查表值。门区和平层区的判断均由外部信号给出，以保证减速过程的可靠性。 4 程序设计 利用变频器PG卡输出端将脉冲信号引入 PLC的高速计数输入端，构成位置反馈高速计数器累加的脉冲数反映电梯的位置高速计数器的值不断地与各信号点对应的脉冲数进行比较，由此判断电梯的运行距离，换速点，平层点和制动停车点等信号。理论上这种控制方式其平层误差可在个脉冲当量范围在考虑减速机齿轮合间隙等机械因素情况下，电梯的平层精度可达内，大大低于国标的标准，满足电梯起制动平滑，运行平稳，平层准确的要求电梯在运行过程中，通过位置信号检测，软件实时计算以下位置信号:电梯所在楼层位置，快速换速点，中速换速点，门区信号和平层位置信号等由此省去原来每层在井道中设置的上述信号检测装置，大大减少井道检测元件和信号连接，降低成本。下面针对在实现集选控制基础上新增添的楼层计数，快速换速，中速换速，门区和平层信号5个子程序进行介绍。 41 楼层计数 本设计采用相对计数方式运行前通过自学习方式，测出相应楼层高度脉冲数，对应17层电梯分别存入16个内存单元D01 - D16。 楼层计数器CNTl0为一双向计数器，当到达各层的楼层计数点时，根据运行方向进行加1或减计数。 运行中，高速计数器累计值实时与楼层计数点对应的脉冲数进行比较，相等时发出楼层计数信号，上行加1，下行减1，为防止计数器在计数脉冲高电平期间重复计数，采用楼层计数信号上沿触发楼层计数器。 42 快速换速 当高速计数器值与快速换速点对应的脉冲数相等时，若电梯处于快速运行且本层有选层信号，发快速换速信号若电梯中速运行或虽快速运行但本层无选层信号，则不发换速信号。中速换速与快速换速判断方法类似，不再重复。 43 门区信号 当高速计数器CNT47数值在门区所对应脉冲数范围内时，发门区信号平层信号与区信号判断方法类似，不再重复。 44 脉冲信号故障检测 脉冲信号的准确采集和传输在本系统中显得尤为重要，为检测旋转编码器和脉冲传输电路故障，设计了有无脉冲信号和错漏脉冲检测电路，通过实时检测确保系统正常运行。为消除脉冲计数累计误差，在基站设置复位开关，接入PLC高速计数器CNT47的复位端0001。 5 结论 本文所述系统基于电气集选控制原则，采用脉冲计数方法，用脉冲编码器取代井道中原有的位置检测装置，实现位移控制，用软件代替部分硬件功能，既降低系统成本，又提高了系统的可靠性和安全性，实现电梯的全数字化控制。 在实验室调试的基础上，采用上述方法，实地对两台17层电梯进行改造，经有关部分检测和近一年的实际运行表明，系统运行可靠，乘坐舒适，故障率大为降低，平层精度在5mm以内，取得了良好的运行效果。

自动配料系统的恒流量控制采用PID调节，流量计量控制是计量偏差与变频调速的结合。依据系统工艺流程介绍了配料系统的流量控制方式和系统控制过程，详细讲述了PLC的选型及PLC配料系统变频控制中的硬件设置、参数设定和软件设计过程。

自动配料系统是精细化工厂生产工艺过程中一道非常重要的工序，配料工序质量对整个产品的质量举足轻重。自动配料控制过程是一个多输入、多输出系统，各条配料输送生产线严格地协调控制，对料位、流量及时准确地进行监测和调节。系统由可编程控制器与电子皮带秤组成一个两级计算机控制网络,通过现场总线连接现场仪器仪表、控制计算机、PLC、变频器等智能程度较高、处理速度快的设备。在自动配料生产工艺过程中，将主料与辅料按一定比例配合，由电子皮带秤完成对皮带输送机输送的物料进行计量。PLC主要承担对输送设备、秤量过程进行实时控制，并完成对系统故障检测、显示及报警，同时向变频器输出信号调节皮带机转速的作用。

配料系统的软件组成：常规的配料系统软件部分是针对配料工段进行监控和自动化配料而设计开发的可视化电脑 *** 作系统。具有 *** 作简单方便、可靠性强、人机界面友好、功能完备等特点，可广泛应用于饲料、粮食、制药、冶金、化工等需要电脑自动配料的行业,智能化信息化水平高：上位机具有配方库管理功能；智能报表软件为生产管理提供大量数据信息，如配料结果列表、原材料消耗列表、生产量列表、配方使用结果记录等，可按时间、配方等生产班报、日报、月报和年报等统计及打印功能。同时提供两种用户自定义报表组件，一种是采用水晶报表进行二次设计；另外一种是把数据无缝嵌入到EXCEL报表中。另外，系统可与其他管理系统进行数据交互，满足深层次的数据分析要求。上位将每次运行各路的累计量、配比、运行起止时间等参数存储，以便查询。配料系统的软件部分可自动完成系统配料工艺流程，计算机画面实时显示配料系统(工作流程，软件 *** 作简单，画面逼真。同时具有如下特点：上位机软件设置运行密码和重要参数密码修改保护，且用户实现分级管理，可任意定义人员的权限。

该配料系统的核心硬件均采用进口或国产优质产品，其中控制仪表采用优质称重控制仪表，它具有高精度，高可靠性，抗干扰能力强等特点。传感器选用高精度称重模块。称重模块安装简单、维护方便，为系统长期稳定性提供了可靠的保证。因此我们的配料系统精度高、速度快、稳定性能好，自动化程度高。

1自动配料系统的构成

自动配料系统由5台电子皮带秤配料线组成，编号分别为1#、2#、3#、4#、5#、，其中1#～4#为一组，1#为主料秤，其余三台为辅料秤。当不需要添加辅料时，5#电子秤单独工作输送主料。系统具有恒流量和配比控制两种功能。对于恒流量控制时，电子皮带秤根据皮带上物料的多少自动调节皮带速度，以达到所设定流量要求。以主秤（1#）系统工艺流程来分析，工艺流程如图1所示。

自动配料系统加电后，皮带驱动电机开始旋转，微处理机根据当前 *** 作控制电机转速。料斗中的物料落在落料区，经皮带运送到达称重区，由电子皮带秤对皮带上的物料进行称重。称重传感器根据所受力的大小输出一个电压信号，经变送器放大，输出一个正比于物料重量的计量电平信号。该信号送至上位机的接口，经采样后并转换成一个流量信号，在上位机上显示当前流量值。同时将此流量信号送至PLC接口，与上位机设定的各种配料给定值进行比较，然后进行调节运算，其控制量送至变频器，以此来改变变频器的输出值，从而改变驱动电动机的转速。调整给定量，使之与设定值相等，完成自动配料过程。

流量就是一定时间内皮带上走过的物料量。电子皮带秤称量的是瞬时流量，上位机给出的是设定流量，二者在实时计量中有所偏差。在流量实际控制中采用工业控制中应用最为广泛的PID调节，根据流量偏差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制，控制量输入和输出（误差）之间的关系在时域中可用公式表示如下：

公式中e（t）表示误差、控制器输入，u（t）是控制器的输出，kp为比例系数，Ti为积分时间常数，Td为微分时间常数。图2为系统流量PID闭环调节结构图。在生产过程进行自动调节时，以主料成分的流量计量为依据，根据生产工艺要求通过上位机设定出总流量及主、辅料配比参数，按配方比例掺杂其余辅料。流量计量控制是计量偏差与变频调速的结合，具有结构简单、稳定性好、工作可靠和调整方便等优点。

当自动配料系统)开始工作时，启动配料生产线。首先系统程序进行初始化，通过上位机或触摸屏设置配料配比，检查料斗有无物料。若无物料，向料斗送料，启动配料生产线，由电子皮带秤进行称重并实时计量，CPU计算得实时流量及累计流量。若设定流量与实际流量有偏差，调节器根据系统控制要求比较设定值与实际流量的偏差，经PID调节改变输出信号以控制变频器对输送电机的速度调节，从而实现恒流量控制。根据配比各辅料同时混合计量，并按配方工艺要求添加。系统主程序控制流程如图：

自动配料系统)中主、辅料秤由可编程控制器（PLC）和上位机实现两级控制。现以1#～4#四台电子皮带秤的PLC控制分析为例，每一电子皮带秤有一台皮带驱动电机，两个料位传感器，一个速度传感器，一个称重传感器，一台变频器，它们构成了被控对象。电动机的启、停由开关量控制，PLC数字量输出信号作为变频器的控制端输入信号，经变频器调制输出高频脉冲给皮带驱动电机。料位传感器检测料斗有无物料，速度传感器测量电机的转速。系统需8个数字量输入信号，25个开关量输入信号和24个开关量输出信号，I/O点总数量为57。I/O点数量和类型如表1所示。

公司的SIMATICS7-/300，属于模块化小型PLC系统，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。

根据系统被控对象的I/O点数以及工艺要求、扫描速度、自诊断功能等方面的考虑，选用SIEMENS公司S7-300系列PLC的CPU315-2DP。CPU315-2DP是唯一带现场总线（PROFIBUS）SINECL2-DP接口的CPU模板，具有48KB的RAM，80KB的装载存储器，可用存储卡扩充装载存储容量最大到512KB，最大可扩展1024点数字量或128个模拟量。根据统计出的I/O点数选择一个直流32点和一个16点的SM321数字量输入模块和一个32点SM322继电器输出模块。

32变频器选型及其功能设定

三菱公司提供了FR-A540系列变频器与该公司的标准电机相匹配时的技术参数。采用三菱的标准电机，1#皮带机额定功率22KW，2～4#皮带机额定功率为04KW，额定电压380V，额定电流5A，转速1420r/min，调速范围120～1200r/min。三菱FR-A540变频器自带有PID调节功能，根据自动配料系统生产工艺要求进行PID控制，需要检测设定的部分参数设定如下：

① Pr1=50 Hz， Pr2= 5 Hz，本系统Pr18=120 Hz不变。

② Pr19=9999，与电源电压相同

③ Pr7=2s，加速时间（75K以下出厂设定值5s，0～3600s/0～360s）

Pr8=2s，减速时间（75K以下出厂设定值5s，0～3600s/0～360s）

④ Pr9 由电机额定值决定

⑤ Pr14=0，适用恒转矩负载

⑥ Pr79=3，外部/PU组合 *** 作模式

⑦ Pr183=8，实现RT开关=REX开关

⑧ Pr128、Pr129、Pr130、Pr131、Pr132 、Pr133、Pr134根据现场PID调节具体要求来设定。

STEP7是西门子的S7-300系列PLC所用的编程语言，它是一种可运行于通用微机中，在WINDOWS环境下进行编程的语言。通过STEP7编程软件，不仅可以非常方便地使用梯形图和语句表等形式进行离线编程，并通过转接电缆可直接送入PLC的内存中执行，而且在调试运行时，还可在线监视程序中各个输入输出或状态点的通断情况，甚至进行在线修改程序中变量的值，给调试工作也带来极大的方便。

STEP7将用户程序分成不同的类型块。程序块分为两大类：系统块和用户块。用户块包括：OB=组织块，FB=功能块，FC=功能，DB=数据块。主程序可以放入“组织块”（OB）中，而子程序可以放入“功能块”（FB或FC）中。

在本系统中，PLC的主要任务是接受外部开关信号（按钮、继电器触点）和传感器产生的数字信号的输入，判断当前的系统状态以及输出信号去控制接触器、继电器、电磁阀等器件，以完成相应的控制任务。除此之外，另一个重要的任务就是接受工控机（上位机）的控制命令，以进行自动配料控制。

自动配料程序共有OB1及FC1至FC6等7个“块”。OB1是主程序，通过6个“CALL”调用语句，依次调用FC1至FC6等功能模块，达到组织整个程序的目的。程序中6个功能块的任务分配如下所示：

FCl负责系统开始运行以及运行方式的设定;FC2负责对系统的停止;

FC3负责计量泵和计量泵配比控制;FC4负责故障、事故处理控制;

FC5负责对变频器的控制;FC6负责指示灯的显示控制。

5结束语

PLC代替了传统的机械传动及庞大的控制电器，实现了电气的自动化控制。通过对皮带电动机的变频调速，达到节约能源和提高配料精度。

本文的创新点是：自动配料系统采用PLC控制方案，具有功能强大、方便灵活、可靠性高、低成本、易维护等优点，大大提高了配料精度，便于计量的微机化控制，实现网络化生产管理，通过投产使用取得了良好的经济效益。此项目的经济效益为20万元。

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