西门子6ES7211-0BA23-0XB0常备现货

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1 变频器的调速特性
   变频调速在控制性能、节能、可靠性方面具有突出的优点，近年来由于技术的发展及价格的降低，使其在起重机这一特殊的领域也得到了成功的应用。由于可编程控制器技术的融入，使其调速控制性能更加优越。
　　2号装卸桥的负载是恒转矩负载，起、制动频繁，抓斗机构的负载特性在Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ象限，小车机构的负载特性在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限。经过比较，采用ABB公司生产的ACS600系列变频器。ACS600系列变频器是采用直接转矩(DTC)控制的变频器。它与矢量型变频器比较具有以下特点：
　　(1)从零速开始，不使用电机轴上的脉冲编码器反馈就可以实现电机速度和转矩的jingque控制，静态速度控制精度可以达到0．1%～0．5%，它可以满足绝大多数工业控制应用场合，简化控制系统。
　　(2)开环转矩阶跃上升时间小于5 ms，而矢量型变频器开环转矩阶跃上升时间却大于100ms，ACS600变频器的优点是明显的。 　　
   (3)变频器内部建有自适应电机模型，通过电机的初始化使每台电机的静态和动态参数都被储存在变频器的CPU中，从而实现对电机的jingque控制。
　　(4)具有极好的起动转矩输出性能，大起动转矩可以达到300%的额定转矩。
　　(5)带有满足各种不同控制需要的软件，它使得用户的使用和维护更加方便，系统更加安全可靠。
2 控制系统的改造
2.1 变频调速控制系统的构成
   小车机构有两台电动机，设置两台变频器分别驱动，由一套PLC可编程控制器进行管理；抓斗机构设有两台变频器分别驱动升降电机和开闭电机，由另一套PLC可编程控制器进行管理。小车和抓斗机构均配有电阻箱对电机实现制动。因大车机构起制动不频繁，工况较好，这次不列入技术改造范围内，只是将主令控制器信号进入PLC管理，目的是为了避免大车电机的反接制动。
　　主令控制器的信号送入PLC，由PLC进行编码处理，处理后产生正／反各三档速度信号指令给变频器，这时变频器运行在给定的速度上；当主令控制器发出停止信号后，变频器立刻进入制动状态，这时制动电阻箱开始工作，电机在设定的时间内停车。PLC还对机构限位、机械抱闸及故障信号进行处理，当系统发生故障时，可以发出声光报警信号。控制系统的构成见图1。
                 
                 
                 
2.2 变频器参数设定
2.2.1 变频器初始化
　　安装工作结束后，要进行常规的检查，如机械抱闸、电气控制回路等；将电机输出联轴器脱开，让电机处于空载状态。做好以上准备工作后给控制设备通电，用变频器控制面板设定电机的基本参数，进入电机初始化，这时电机处于变速运行状态，整个初始化过程大概需要3～5min。初始化完毕，装复电机联轴器。
2.2.2 小车机构变频器参数设定
　　小车机构的两台电机分别由两台变频器来驱动，主要是调整两台变频器速度间的同步问题。由于没有安装测速编码器，速度误差的累计会引起两台电机的不同步。可利用变频器的速度微调装置来消除两台电机的速度误差。经现场调试后，效果令人满意。
　　小车机构变频器设置正／反各三档速度，采用顺序控制（速度控制）和积分停车，速度为零后启动机械抱闸。
2.2.3 抓斗机构变频器参数设定
　　抓斗机构电机由两台变频器分别驱动升降电机和开闭电机，采用力矩跟随原则来解决两台电机间的力矩平衡问题。具体做法是：开闭机构采用顺序控制（速度控制），而升降机构则采用力矩控制，升降机构的力矩始终跟随开闭机构，以达到力矩平衡。在开闭机构为空载或轻载时，升降机构力矩不作跟随，这时候，升降机构也改为了速度控制，这个速度／力矩控制切换信号是PLC进行两电机力矩比较后发出的。
　　抓斗机构变频器上升设置三档速度，下降设置两档速度。开闭机构变频器采用顺序控制（速度控制）。升降机构变频器采用速度／力矩控制进行控制。抓斗机构变频器采用积分停车，速度为零后启动机械抱闸。
2.3 PLC软件调试
　　本系统采用西门子S7－200系列微型可编程控制器，S7－200可编程序控制器有两种编程方法，即语句表和梯形图。梯形图比较直观，编程、调试都很方便，但编程器价格高；用语句表编程速度慢，调试起来也较麻烦，但其编程器价格低。
　　PLC程序运行是从起始地址0000开始到后一条地址（即END指令），做反复式巡回扫描，严格按梯形逻辑图逻辑行顺序和逻辑行逻辑元素的排列自上而下，从左到右逐字逐句处理程序。这样，继电器控制系统很难解决的结点竞争现象在这里就不会产生，从而保证了控制系统的可靠性。　　
   力矩信号的检测是用传送语句MOVW及比较语句LDW≥来实现的。当开闭机构力矩大于设定值时，PLC输出力矩跟随信号，升降机构作力矩跟随，使开闭机构和升降机构的力矩迅速得到平衡。当开闭机构力矩小于等于设定值时，PLC的力矩跟随信号消失，这时升降机构与开闭机构一样也按速度宏进行控制。这个力矩设定值应设为＞1／2变频器额定转矩，否则容易引起两台电机速度环的振荡。
2.4 原有YZR电机的改造
　　为了利用原有的电机，现将电机的转子回路短接后继续使用。考虑到电机为反复短时工作制，多数情况为起动、短时额定参数运行、制动，低速档通常只是一种很短暂的过渡状态，风扇的散热能力与改造前相当，而发热量则由于起动电流的控制而少于改造前，不再加装独立冷却风扇。
3 改造后的效果
   半山发电有限公司2号装卸桥技改项目，小车和抓斗机构分别于2001年2～6月改造完毕先后投入运行，运行情况良好，至今没发生过故障。
    (1)硬件线路得到简化，主回路的接触器全部取消，tigao了系统的可靠性。
　　(2)变频器所具有的短路、欠压、过压、过流、缺相及电机过热等保护，有效地保护了电机的安全。
　　(3)由于使用了变频器的软启动、匀加减速及防电机反接功能，大大减少了对设备和机械结构的冲击，延长了设备、构件的使用寿命。　　
    (4)变频器的直接转矩(DTC)控制保证了抓斗机构不发生溜钩现象。
　　(5)变频器的超速保护特性保证抓斗机构不会发生超速运行状态。
　　(6)变频器的力矩跟随功能使得开闭机构、升降机构钢丝绳的受力始终均匀，延长了钢丝绳的使用寿命。
　　(7)由于变频器内部建有自适应电机模型，从而实现了电机的jingque控制，使得两台小车电机的运行保持高度同步。
　　(8)取消了原来用于调速的转子电阻，减少了系统的能耗。
　　(9)大大地减少了设备的维护工作量。

根据历史数据，飞机是安全的运输工具。这要归功于在前期制造系统中进行的无数次检测。
　　

　　在空中客车位于德国的工厂中，有超过8000名雇员进行A318、A319和A321型飞机进行组装。在这个研发和制造中心里，组装或定制A320、A300和A310的机舱装置。通常旅客并不知道组装一架飞机需要多少线缆，多大水压，多少燃料或多少空气压力，这不要紧，只要飞机是可靠的就行。这就使得生产厂商必须确保机舱绝无泄漏。在这个工厂中，FAL部门的工程师们协同其他部门负责对开发的新设计、新方案进行检测。
　　
　　一个完整的检测程序由超过15个独立检测单元组成
　　 为了检测燃料系统和空气压力系统装置，工程师们设计使用一台Pro-face人机界面以便进行多项模拟检测。空中客车的SvenSchadlich项目工程师解释如下：“步是一项管道泄漏检测用来检测燃料系统是否泄漏。在这套检测系统中，有超过15项的独立检测单元。下一步是空气释放检测，所有机舱内的空气存储系统都必须进行检测。在这项检测中，我们检测所有的气门以避免在机翼在起飞和降落过程中结冰。通过在机翼前部释放热空气就能够避免这一潜在的致命危险。
　　
　　使用触摸屏操作的创新型检测设备
　　检测设备由控制面板、空气压力调节装置、压力测量装置、气门、压力传感器和指示器，以及西门子S7300PLC组成。空中客车选择了Pro-face的GP2000系列产品作为检测设备的操作和控制面板，通过MPI方式与PLC通讯。SvenSchadlich工程师、Jurgen Hintze工程师和Jurgen Lohmann工程师负责开发了这套创新的检测设备。
　　

　　前面提到的，检测中工程师根据整体检测的要求必须分布进行两大项检测。而新的检测设备所需的时间只有原来的三分之一。原来的试验设备中有两台车且必须在飞机附近，而每辆车必须各自配备自身的压力检测装置。一种类似煤油的液体会被灌进管道中并加压以检测密封性，管道系统工作正常这个过程也是非常耗时的。结束之后，必须把液体抽出并清洁被检测的部分。如果发现了泄漏，程序将更加复杂。
　　新的检测设备由一个单独的控制台组成，装有一台Pro-face的人机界面监视和控制所有检测项目。管道中将充满空气以替代燃料，但不仅仅是这一点改进，操作工程师不但能获得某一时间点所需的信息，被检测管道中的压力变化（从350mbar到2100mbar）都全部以图表的形式在触摸屏上显示。
　　当输入相应的压力设定值后，检测将自动进行，高压空气必须在被检测管道中停留规定的时间。在此过程中，如果压力下降到一定的范围，检测将停止并在触摸屏上显示管道泄漏需维修的信息。相应的，必须更换管道元器件或者拧紧接口，重新进行检测。
　　在检测过程中很重要的一点就是在检测未结束前不能向相互连接的管道再加压进行下一项测试。具体的例子比如对于覆盖物的绷紧测试，覆盖物就如同燃料管道的罩子，也独立成为一个封闭的系统，在对于覆盖物的检测没有结束时，不能对内部管道进行检测。
　　 SvenSchadlich工程师使用Pro-face画面组态软件GP-PRO/PBIII中的互所功能以解决这一问题。这项功能能够让用户在PLC地址位传送一个预先设定值以表达“测试结束”之前，锁定操作面板上的某一个按钮。这一功能的实现无需任何PLC附加编程，只要用户在编辑画面过程中选择要锁定按钮的相应设置就可以了。通过内置脚本D-bbbbbb可在面板上实现大量、各种各样的控制和管理，从而大大节省PLC的工作。
　　根据整体检测的要求，各个检测单元的各项压力、时间、变量等数值都可以存储于触摸屏里。密码保护防止错误信息输入。另一个使的空中客车选择Pro-face的原因是对于检测过程中使用的危险液体的抗腐蚀性。是腐蚀性高压液体也不会损伤Pro-face人机界面的前面板。GP2600T的超薄外观也令空中客车十分满意。
　　
　　日常使用已证明了新检测设备的。更多的Pro-face人机界面正在被使用于检测机舱空气储备系统的管道和水压控制装置。特别是直观的操作和清晰的过程监控大大降低了工程师的工作强度。从此以后，乘客们能够轻松地坐在座位上享受一个愉快的飞行了

一、设备概述

随着我国城市化水平的tigao，城市人口急剧增加，居民小区不断建设且楼房层数越来越高，使原来自来水管网压力出现不足，很多城市普遍存在着用水高峰期高层楼房上不去水的现象，导致高层居民用水难。目前，一般的解决办法是修建水池或水箱，通过水泵二次加压供水。

为解决此类问题，当前均采用先进的全自动无负压供水设备，此供水设备可直接与自来水管网串接，通过负压消除器和稳压平衡器保护自来水管网不形成负压，避免了修建混凝土蓄水池或设水箱的麻烦。此设备充分利用了自来水管网的原有压力，在原有压力的基础上叠加一部分压力，差多少，补多少，使二次加压设备的选型减小，节省投资，在使用过程中也可大大节能，是目前先进新的二次供水方式。

二、设备应用范围

1、liuliang范围：1.5-1600吨/小时；
2、扬程范围：21.6-225米;
3、稳流罐：0.5立方-50立方；
4、压力范围 0 ～2.5MPA
5、压力调节精度：±兆帕；
6、环境温度：0-40℃.
7、相对湿度 90 %以下（电控部分）
8、电源 380v(1 ± 10% ) ；50HZ ± 2HZ
9、控制方式单台，恒压

三、设备方案：

本设备主要由变频控制柜、稳流调节器、负压抑制器、水泵机组、仪表、阀门及管路等组成。

1、在本自动控制系统中，变频器我们采用了美国艾默生，为方便用户进行实时监控设备运行状态以及便于维修，我们采用了人机界面触摸屏，控制器采用了艾默生EC20，由于它具有两个通讯端口，并且可任意选择通讯协议，组网方式如下：

2、EC20控制器通过COM0端口与人机界面通讯，人机界面作为主站，通过EMERSONPROTOCOL协议与可编程通讯，控制器为从站，通过MODBUS协议通讯。通过COM1端口与变频器通讯，可编程控制器此时作为主站，变频器为从站，采用的是自由口通讯协议。
3、通过此种组网方式，用户对于压力设定、输出频率、辅泵频率、PID数值、切换时间、延时时间、超压设定、压力反馈等数十种参数可在触摸屏上显示、 设置、修改，方便操作。对水泵工作状态、变频器工作状态和系统水位等多个参数，实现了即时跟踪。满足远距离监测、监控及控制功能。

还可方便监测设备故障，方便维修。具有故障实时记忆功能。

四、控制部分：

1、本设备具有手动和自动两种控制方式。

2、在自动运行中无水停机、有水自动开机，两台泵循环运行，先启先停，定期切换。

3、PID调节：PID闭环调节实现水泵恒压运行。采用EC20的PID指令，由于本设备直接连于自来水管网，当自来水压力低于用户所需要的设定压力时，微机控制水泵启动运行，直到管路的实际压力等于设定压力，此时变频器控制的水泵以一恒定转速运行，保持管网压力为设定值。自来水压力越高，变频器转速越低，自来水压力越低，变频器转速越高。当自来水压力达到设定值时，设备停止运行。充分利用自来水管网压力，又确保用户所需的恒定压力。

4、零liuliang停机控制功能：不论是在一台还是两台泵运行时，自来水满足要求压力时，设备就停止工作，由自来水直供，变频器处于休眠状态。自来水压力不足时，设备工作，此方式充分利用自来水管道原有的压力差多少，补多少，节能效果极其显著，可达20％-70％以上。

五、PLC程序要点

1、压力调节：通过CONTROLSTAR编程软件中PID指令向导，自动生成PID_SET和PID_EXE2个子程序，其中PID_SET是参数设置程序，PID_EXE是PID调用，见下图：

2、变频器控制

CONTROLSTAR编程软件有专门的变频器指令，可实现EC20和艾默生变频器的无缝连接。

2.1通过系统块界面设置EC20的通讯端口1的自由口协议参数，

包括波特率、奇偶校验、数据位、停止位、帧间超时时间等。用户不需要复杂的编程。

2.2通过“变频器连接表”可方便列出挂在端口1网络上的变频器设备。包括站号、型号、协议等。

2.3通过集成在CONTROLSTAR编程软件中的专用变频器指令,包括FRQ(给定频率)、FWD(正转)、GET(读变频器频率、电流、转速)、REV(反转)、STP(停止)，可以方便实现变频器的启停、读写频率

六、

在本案例中，我们采用艾默生高性能变频器以及先进的可编程控制器，满足了用户在无负压供水中的应用。

1、智能化程度高微机控制全自动运行，性能稳定可靠，泵房可实现无人职守。

2、恒压：PLC的PID闭环调节，恒压精度高，将水泵的运行严格遵照高效曲线执行，从而使得系统在接近理想状态下工作，压力输出值精度有效保证在±兆帕范围内。在水压波动下，具有过载、短路、过流等各种自动、保护功能。

3、节能变频器的零liuliang停机功能，使设备在管网压力达到设定值后，停机，处于休眠状态，待压力不足时，重新启动。真正实现节能功能。

4、良好的通讯方式，方便用户远距离监控、监测及控制设备和变频器等。利用通讯功能，不需再使用模拟量模块，安装维护方便，节约成本。