6ES7231-7PF22-0XA0常备现货

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一，简述

    1．工作原理

    该链条是由两台1.5KW电机驱动,左右两端是防止电机M1,M2速度不同步时对链条的松紧的调节,电机M3（1.5KW）是驱动地上的循环工作台，要求上链条挂钩与工作台挂钩准确达到同步。上面链条（ABCDEFGH）上的挂钩上悬挂工件,循环的传送时,要求电机M1驱动的HB链条与电机M2驱动的链条DF线速度严格的同步（即线速度V1=V2）才能链条在运行中不至于经常过紧或过松调节。
     
    二．设计方案

    1．电机M1和电机M2驱动的链条线速度同步方案

    1）．根据上面的链条传动的机械示意图1所示，要想线速度V1与V2相等的前提是在理想的情况下，电机M1与M2速度按照一定的比例运行才能达到V1与V2同步同速。这样电机M1与M2分别由两台变频器驱动来实现速度比例运行。也要求驱动的电机变频器的速度精度和稳定性要求很高，

    2）．由于电机M1与M2所带的减速机及链轮不可能严格按照比例运行,在运行当中存在累计误差,运行时间越长累计误差越大,从而造成链条向左或向右移动,这样造成一端过紧另端过松,导致链条拉断或电机跳闸。为了避免这种现象的发生，需要一个能自动根据链条松紧程度自动的调节电机的速度，实现链条张力恒定。在一端活动的装上一个电阻尺，它能根据链条左右移动改变电阻值从而对电机速度及链条的张力调节。

    3）．根据上面的2）的要求要达到张力控制又要实现线速度同步,将电机M2做恒定的主速度控制,将其输出端装一编码器作为其线速度V1检测,将线速度V1作为驱动电机M1的变频器的前馈速度,这样来实现M1电机所驱动链条保持恒定的张力控制。

   4）．链条同步驱动的硬件选型

    根据以上要求达到如期的效果，变频器选用丹麦的丹佛斯VLT5000系列变频器,和丹佛斯卷绕卡,

    ① 变频器 VLT5004B20STDB500（2.2KW）   两台

    ②卷绕卡        一块
     
    2．上链条与下链条同步控制方案

    1）．为了让上链条与下链条达到同步控制，来实现下链条的钓钩要跟随上链条的钓钩到来时它必须达到，为了完成这个控制要求，就利用丹佛斯的同步控制卡的功能实现速度和位置同步来满足生产的需要。

    2）．为了达到jingque同步，在上掉链和下掉链分别都装检测钓钩的传感器PRX。

    3）．实现同步的硬件选型

       ①驱动电机M3的变频器  VLT5004B20STDB500   一台
       ②同步控制卡              两块
       ③内密控编码器   2048线   两个
       ④传感器   PNP            两个
     
    三． 电气元件的清单和报价（含17%税）

1、引言

   现在，我国的建筑用塔式起重机已越来越普遍，从普通的多层建筑、房地产工程、高层建筑到大型的铁路工程、桥梁工程、电力工程、水利工程，到处都有塔机的应用。计算机辅助设计、微电子技术、程控语言控制技术都在塔机上得到了应用。其中启升机构、回转机构、小车变幅机构的控制发展趋势是采用变频器控制。
   回转机构的特点是具有较大的惯性冲击，启动过快冲击大，停车和打反转都不允许过快过急，否则不仅运转不平稳，还会损坏机构。较好的解决办法是采用变频调速使起制动平稳。并且采用变频器控制以后使系统控制更为简单，控制系统具有多重保护，使系统更加安全可靠。

2、山西工程机械厂塔吊变频控制方案

2.1 塔吊回转变频控制原理
   山西工程机械厂是一家生产建筑起重机（俗称：塔吊）的厂家，以前使用通用型变频器(V/F控制)，由于机器低频转矩太小，造成启动过程旋转臂抖动厉害。
   现改用英威腾CHV100-004-4（带6极3kW三相异步电动机）高性能矢量变频器，能很好地解决上述问题。电气接线图如下：
 

改造时，起初没加制动电阻，停车时旋转臂前进角度太大（40Hz，吊了1吨重物），启动过程旋转臂偶尔出现抖动，主要因为启动时输出力矩不够（电机在启动过程出现停车现象）；而停不下来时，塔吊司机习惯打反转，变频器经常跳OU2。
   后来加上2倍标准（功率）的制动电阻，经优化变频器停车参数后，停车时，因为惯性，旋转臂前进角度不到20度（40Hz，吊了1吨重物），已经达到建筑起重机国标标准。
   通过更改加减速时间，提升启动转矩和启动频率，电动机从未出现过停车和抖动等现象。

2.2 变频器主要功能码设置
P  1  端子指令通道；
P0.03  5  多段速运行设定；
P0.11  7.0  加速时间；
P0.12  15  减速时间；
P0.17 1  电机参数自学习；
P1.00  2  转速追踪再启动；
P1.01  4.0  直接启动开始频率；
P1.02  0.1  启动频率保持时间；
P1.05  1  加减速方式为S曲线型；
P1.06  20  S曲线开始段比例为20%；
P1.07  20  S曲线结束段比例为20％；
P1.08  0  自由停机；
P3.00  30  速度环比例增益；
P5.00  1  HDI1为开关量输入；
P5.02  1  S1端子为正转运行；
P5.03  2  S2端子为反转运行；
P5.04  16  多段速端子1；
P5.05  17   多段速端子2；
P5.06  18   多段速端子3；
P5.07  7  HDI1端子故障复位；
P8.16  10  故障自动复位10次。
    其他详情参见《CHV系列矢量变频器说明书》。

3、
   由于塔吊回转机构具有较大的惯性冲击，启动过快冲击大，如果停车和打反转过快过急，将使系统运转不平稳，甚至停机，还会损坏机构。选用力矩特性优越的英威腾CHV变频器，选配较大功率的制动电阻，并设定合适的加减速时间和启停方式等才能克服上述问题。

传统空调应用缺陷 

   空调系统包括中央空调及分离式、一对多（字母机）、窗型、柜型、天花板型等均需依天气变化，冷房需求不同而调整制冷容量，而传统制冷容量的调整均未考虑有效控制用电效率。

    一般中央空调系统中的空调箱，送风机使用风门手动调节，循环水泵不予控制或采用阀门调整，冷冻主机全速运转或离合器方式让电机空转，冷却水塔不管回水温度高低，任意全速运转，形成用电浪费风大时水花四溅，需不断补水。由于控制均采用手动操作，很难达到恒温及节能控制的效果。

    冷房不使用时均停止运转，当人员进房后才开机，形成房间内人员开始时汗流浃背，等过一大段时间全速制冷后，造成房间温度过低，人员易感冒生病，传统的“冷气是越吹越气”就是因为“空调品质不良”的道理。 
 
系统改进原理图 

    使用空调系统专用节电器的效果 
    解决冷却主机的起动问题，没有冲击电流，降低电网容量需求。
    冷房可以随时保持合适的温度，不会产生过冷或过热的不舒服感觉。
    没有频繁起动电机的问题，没有起动冲击电流、噪音，提高用电效率。
    空调系统节约用电约25%—50%，投资回收期不超过一年。
    回水温度控制可以节约循环用水及用电。
    各电机的驱动可以是开环或闭环控制（内建PID功能）。

TOPVERT-G1 变频器在造纸机传动控制系统的应用

    一 系统概述

    在造纸机生产线的多传动系统中，纸浆经网部脱水成形，湿纸通过压榨部压缩均匀。进入前烘干部烘干后，对纸张施胶、涂布处理，再进入后烘干部烘干。由压光机把纸张压光，后通过卷纸机卷成母纸卷 （如图:纸机传动图）。各分部传送着生产过程中的纸张，为保证纸张连续生产，必须以速度控制为基础，某些分部结合工艺要求，必须进行负荷配比控制。

    二 系统配置

    在控制系统中,采用S7 － 200 系列PLC运用RS485通过通讯控制不同分部的TOPVERT-G1控制电机,从而达到纸机传动的速度控制,操作时采用操作台控制按钮操作，具体配置如下:1.CPU226;2.DI 模块;3.DO 模块;4.总线连接器;5.屏闭双绞线6.TOPVERT-G1变频器;7.进线电抗器

    三 速度控制

    不同纸机、同一纸机生产不同纸种，在速度控制要求上，有不同的要求。但纸机对电气传动控制统一要求为稳速、变速，对一般纸机在速度控制时，只需达到此要求即可。本控制系统中，由于TOPVERT-G1给定由S7－226通讯传输实现，改变传输值就可以达到变速要求。由于所控制的纸机生产纸种对稳速精度要求不高，开环系统控制可达到纸机正常运行、生产的要求。

    四 负荷配比控制

    在压榨中,多个传动共处于同一毛部圈路内 （如图: 负荷配比控制），这几个传动要求负荷进行比例分配，即负荷配比控制。主传动采用基本的速度控制方式，从传动采用负荷配比控制。在控制中，运用TOPVERT-G1的PID 调节器，把主传动的电流实际值作为给定值 （Vsv），从传动的电流实际值作为反馈值 （Vpv），经PID 调节后生成的值,作为附加给定叠加到速度给定通道 （如图: 负荷配比控制）。

    五 控制系统

    1. 控制系统简单且经济: 在系统中采用S7－200PLC自由通讯口方式通讯，且在TOPVERT-G1上具有RS485接口，从而可以方便实现变频器给定的数字化控制。在控制系统要求不高的场合，本系统简单而经济，不仅PLC程序简便，硬件上无需添加通讯接口。
    2. 进线电抗器保护变频器: 由于实际工作现场的复杂环境,往往会导致电网的波动，产生高次谐波。进线电抗器避免了这些因素对变频器的影响，保护了变频器。

    六 结论

    本系统控制的纸机，对控制精度要求不高，故系统可使纸机正常连续的运转。如在要求较高，特别是高速薄页纸机，控制可系统应采用由于本控制系统采用的TOPVERT-G1实现速度闭环控制。

数字控制机床，简称数控机床（NC ， Numerical Control）,是三十年来综合应用集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品，在现代机床生产中，一般采用多电机拖动，主轴和各进给系统分别由各自的电机来拖动。由于机床加工范围较广，不同的工件，不同的工序，使用不同的刀具，要求机床执行部件具有不同的运动速度，机床的主运动应能进行调速，主轴调速系统一般采用交流主轴系统，随着变频调速技术的发展，数控机床的主轴的交流拖动，同样能够很好满足需要。主驱动电机通过皮带传动带动主轴旋转，或通过皮带传动和主轴箱内的减速齿轮（以获得更大的转矩）带动主轴旋转。由于主轴电机调速范围广，又可无级调速，使得主轴箱的结构大为简化。

    ·数控机床对应用技术的要求

    1、电机要求——通常要求用变频电机，或者普通电机加风扇以满足电机在低频的散热要求、并且要求电机调速范围广。
    2、变频器的技术要求
    1）要求低频力矩大—-选用矢量变频器，低频时0.5能出来150%额定转矩。
    2）转矩动态响应速度快，稳速精度高选用TOPVERT G1矢量变频器，能实现很好的动态响应效果，依据负载的变化，通过输出转矩的变化很快做出响应，从而实现转轴速度的稳定。
    3）减速停车速度快—通常数控机床的加减速时间都是比较短的，加速时间靠变频器的性能保证，减速时间则依靠外加制动电阻或制动单元。4）频率指令和运行指令—数控机床上使用的变频器其频率指令和运行指令都来源于CNC控制器，一般给定的的通道有两种，一种是模拟量给定，另一种是多段速给定，或者两者给定，以多段速优先。模拟量给定以电压型模拟量为主，也有电流型的。变频器对这两种类型的模拟量都可以采集。
    3、抗干扰问题
    变频器在出厂的时候作了很好的抗干扰试验，具有很强的抗干扰能力，但变频器也是一个干扰源，在使用中很难避免不对其它设备进行干扰，在数控机床上容易被干扰的设备是CNC控制器。一旦CNC控制器受干扰后，系统将不能正常工作。特别是变频器的频率指令和运行指令也可能会受到干扰，干扰严重的会造成频率指令不稳定，变频器误动作等。解决此类问题的办法是在变频器的输出线上加磁环以减少高频辐射。一般进口的CNC的抗干扰能力较强。下面以TOPVERT-G1系列高性能矢量变频器在沈阳某数控机床厂的应用为例，讲述数控机床的变频调速控制技术。

    ·系统构成
　
    阳冈变频器 TOPVERT G1-435P5 制动电阻100Ω/520W 5.5KW调速电机 CNC数控系统

电气系统图

　　
    ·阳冈变频器及数控系统的参数 
　　
    主要的参数和性能指标： 5.5kW数控车床，电动机参数：额定功率：5.5kW， 额定频率：50Hz, 额定电压：380V， 额定电流：11A，额定转速：1440r/min 机械传动比：1：1.5加工材料：45#钢
　　实际测试性能指标：（进刀性能及速度）
　　1、主轴转速：200r/min（变频器运行频率9～10Hz）
　　2、主轴转速：450r/min（变频器运行频率22Hz左右） 

变频器接线原理图

    参数设定：
    Pr0-18=2频率指令来源   Pr0-18=3运行指令来源   Pr3-02=1（AC1频率输入）   Pr1-00=150.00Hz （大频率）
    Pr1-01=150.00Hz   Pr1-11=8S（加速）  Pr1-12=4S（减速） Pr2-01=14（MI1外部故障输入） Pr1-11=5（MI2故障复位）  Pr3-01=0.10（0.10S 类比滤波时间） Pr2-21=2（M01输出 频率达到）  Pr2-19=11（R1A输出故障输出）
    Pr2-20=1 （R2A输出变频器运行中）
    电机参数设定：Pr1-01=50.00Hz  Pr1-02=380V  Pr5-00=11.0A  Pr5-03=4  Pr5-05=1

    ·TOPTVERT-G1系列变频器的特点

    TOPTVERT-G1系列高性能矢量变频器采用先进磁通控制技术，电机在低速时转矩大，速度精度高，功能齐全，具有瞬停电处理及速度跟踪再启动功能，确保系统实现连续运行机制，以保证电机运转在高效率状态，采用TOPTVERT-G1系列高性能矢量变频器代替主轴交流伺服系统，是机床行业佳的选择。TOPTVERT-G1系列变频器具有以下特点:
　 （1）采用先进的磁通控制算法，实现了真正的无速度传感器矢量控制，在控制性能上比传
　　统的V/F控制方式有很大的改善。
　 （2）起动转矩大，0.5Hz/150%（SVC），0Hz/180%（VC）
　 （3）载波频率范围0～20KHz；可根据温度和负载的特性自适应调整
　 （4）提供标准的0～10V/0～20ma 模拟量接口，能够与大多数数控系统接口兼容，通用性强
　 （5）过负载能力强，150%额定输出电流一分钟；
　 （6）提供多功能的输出端子信号，例如故障输出信号，运行中信号，速度到达等输出信号，能够很好的满足系统对于主轴速度状态的监控；
　　
    ·调试结果
　　
    事实证明采用TOPTVERT-G1系列高性能矢量变频器完全能够满足机床主轴控制的要求。TOPTVERT-G1采用的的磁通算法，在低转速（低频）运行下也能平稳输出150%的转矩，以满足不同零件的加工需要，完全可以取代传统的滚动轴承主轴结构，并且此主轴结构简单、紧凑、可以实现真正的无级调速。此主轴的转速由外部模拟量信号来控制输出频率，在不同的加工工艺（如；粗加工、精加工等）需要不同的转速，此时可由数控系统输出不同的模拟量电压信号给变频器，实现不同的转速，启停信号也由数控系统控制，提高了自动化程度、延长了刀具的使用寿命。
　　
    ·结束语
　 
    数控机床主轴一般交流伺服系统、进口品牌矢量控制变频器以及变频专用电机，购置费用很高；TOPTVERT-G1系列变频器以其独特的性能（启动电流小、调速平滑、调速范围大、节能环保、运行稳定、精度高、低频转矩大、保护功能齐全、可靠性高、操作维护简便等）和优越的性价比，在数控机床的应用上迅速崛起。