西门子6ES7222-1HD22-0XA0接线方法
1.燃料电池的工作原理
燃料电池(FC)是一种等温进行、直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效(50-70%),环境友好地转化为电能的发电装置[1]。它的发电原理与化学电源一样,电极提供电子转移的场所,阳极催化燃料如氢的氧化过程,阴极催化氧化剂如氧等的还原过程;导电离子在将阴阳极分开的电解质内迁移,电子通过外电路作功并构成电的回路。FC的工作方式又与常规的化学电源不同,而更类似于汽油、柴油发电机。它的燃料和氧化剂不是储存在电池内,而是储存在电池外的储罐中。当电池发电时,要连续不断的向电池内送入燃料和氧化剂,排出反应产物,也要排除一定的废热,以维持电池工作温度的恒定。FC本身只决定输出功率的大小其储存能量则由储存在储罐内的燃料与氧化剂的量决定。
图1为石棉膜型氢氧燃料电池单池(single cell)的结构和工作原理图
氢气在阳极与碱中的OH 在电催化剂的作用下,发生氧化反应生成水和电子:
H2 + 2 OH H2O + 2e- 0= -0.828V
电子通过外电路到达阴极,在阴极电催化剂的作用下,参与氧的还原反应:
O2 + H2O +2e- 2OH 0= 0.401V
生成的OH 通过饱浸碱液的多孔石棉膜迁移到氢电极。
2.用BL系列板卡控制器控制燃料电池连续工作的方案
为保持电池连续工作,除需与电池消耗氢、氧气等速地供应氢、氧气外,还需连续、等速地从阳极(氢极)排出电池反应生成的水,以维持电解液碱浓度的恒定;排除电池反应的废热以维持电池工作温度的恒定。
一个单池,工作电压仅0.6~1.0伏,为满足用户的需要,需将多节单池组合起来,构成一个电池组(stack)。依据用户对电池工作电压的需求,确定电池组单池的节数,再依据用户对电池组功率的要求,和对电池组效率及电池组重量与体积比功率的综合考虑,确定电池的工作面积。
以燃料电池组为核心,构建燃料(如氢)供给的分系统,氧化剂(如氧)供应的分系统,水热管理分系统和输出直流电升压、稳压分系统。如果用户需要交流电,还需加入直流交流逆变部分构成总的燃料电池系统。一台燃料电池系统相当于一个小型自动运行的发电厂,它高效、环境友好地将贮存在燃料与氧化剂中的化学能转化为电能。
阐明各分系统间关系的电池系统的方块图如图3所示。
图3
BL系列板卡控制器多有11路模拟量输入,4路模拟量的输出,24路的数字量的输入,16路的数字量的输出。可用模拟量的输入输出及数字量的输入输出来控制和电池组关联的各系统。
3.如何用BL系列板卡控制器循环采集多个电池组的电压
一个电池组(stack)是由多节单池(工作电压仅0.6~1.0伏)组合起来,用一个BL系列的板卡控制器可轮巡采集几十个电池组(多可采集的电池组个数由BL系列板卡控制器的数字量的输出的个数决定),用BL系列的板卡控制器的数字量输出来选择所要采集的电池组的各单池的电压。由于各单池的电压不是共地的,而BL系列的板卡控制器的11路的模拟量输入是共地的,各单池通过信号调理板进行差动运放隔离后再接到BL系列的板卡控制器上,进行各单池的电压的采集。信号调理板中的12V供电是分别给各单池的电压的差动放大供电的。如下图所示:
三菱Q系列运动控制器Q172CPU(N)/Q173CPU(N)在定位过程中来实现定位速度的改变有两种方式,一种是在PLC的顺控程序中通过使用运动专用PLC指令S(P).CHGV来改变指定轴的控制速度,另一种是在运动控制器的SFC程序中使用运动专用功能CHGV来改变指定轴的定位速度,对于前者,请参见运动控制器Q系列SFC编程手册,对于后者详述如下:
1.以Q02H和Q172CPUN为基础构建多CPU系统:(可按各自系统需要进行设置)
2.参数设置如下:(可按各自系统需要进行设置)
3.SFC例程如下:(按各自系统需要进行编辑)
共有两个SFC程序,main1为定位主程序,speed change为改变速度的程序
假定两个程序都被设为自动启动(可根据各自系统需要进行设置)
则上电运行后两个程序都被激活,如果此时将X0置为ON这可以启动main1的定位运动,在定位的过程中如果再将X1置为ON,则可将正在进行的定位运动的速度由65536PLS/sec改变成131072PLS/sec,速度提高一倍(新速度值也可以间接指定)。
如果有必要,还可以根据需要进行共享参数设置,比如系统中有触摸屏时,就可以在触摸屏上设定指定轴的速度,通过共享参数刷新到运动控制器中去,再通过在运动控制器的CHGV中使用被刷新的新速度值存储软元件就可以改变指定轴的转速了,如果系统中有AD模块,也可以用外部模拟量来控制指定轴的转速。
2.1 主电路
主电路由三相交流输入、变频驱动、曳引机和制动单元几部分组成。由于采用交-直-交电压型变频器,在电梯位势负载作用下,制动时回馈的能量不能馈送回电网,为限制泵升电压,采用受控能耗制动方式。
2.2 PLC控制电路
选用OMRON公司C系列60P型PLC。PLC接收来自操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向变频器发出运行方向、启动、加/减速运行和制动停梯等信号。
2.3 电流、速度双闭环电路
采用YASAKWA公司的VS-616G5 CIMRG5A4022变频器。变频器本身设有电流检测装置,由此构成电流闭环;通过和电机同轴联接的旋转编码器,产生a、b两相脉冲进入变频器,在确认方向的利用脉冲计数构成速度闭环。
2.4 位移控制电路
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。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,经世式(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l = 1/32,曳引轮直径D = 580mm,电机额定转速ned =1450r/min,旋转编码器每转对应的脉冲数p = 1024,PG卡分频比r = 1/18,代入式(1)得
S = 1.0mm / 脉冲
3 程序设计
利用变频器PG卡输出端(TA2.1)将脉冲信号引入PLC的高速计数输入端0000,构成位置反馈。高速计数器(CNT47)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、平层电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±1个脉冲当量范围。在考虑减速机齿轮啮合间隙等机械因素情况下,电梯的平层精度可达±5mm内,大大低于国标±15mm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线,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。
3.1 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DM06 ~DM21。
楼层计数器(CNT46)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1计数。