(二)输出辊道正反转应用实验内容:通过S120变频器来控制辊道的正反转,实现辊道的正反转和快慢速。
实验目的:掌握通过端子实现正反转,端子实现快慢速的方法。
实验工具:S120变频器+BOP20+CU320-2DP+PROFIBUS-DP模块。
1 控制要求:(1)通过2个DI端子实现辊道的正反转;(2)通过DO端子实现运行、故障、准备好等显示;(3)通过2个端子实现快慢速给定;(4)速度和电流通过PROFIBUS-DP通讯反馈给PLC。
(5)通过制动单元+制动电阻的方式,实现快速停车。
(6)通过DI端子实现远程故障复位。
2 负载特性:(1)可以朝两个方向转动;(2)启动时间/停车时间短;(3)停车方式采用减速停车方式;(4)启动响应要快。
3 控制原理图DI0(辊道启动/停止:1=启动,0=停止),DI1 (辊道方向:0=正向,1=反向)参数,负载的类型,电机优化的方法。
对于电机控制方式来说,不同的变频器是不一样的。
对于西门子变频器S120来说:A 变频器系统的拓扑结构:控制单元+功率模块控制单元采用CU320-2DP。
B 电机的控制方式:P1300C 电机的类型:P300D 电机的铭牌数据:P304 、P305、P307、P308、P310、P311E 负载的类型P500:通过STARTER软件,组态变频器、电机、编码器等,完成基本设置和电机优化。
Control structure:控制方式P1300: [0] U/f control with linear characteristicPower unit:Component name: Motor_Module_2Component type: AC-Power ModuleOrder no.: 6SL3210-1SE22-5UxxRated power: 11 kWRated current: 25 APower unit supplementary data:No filter/chokeAdapter module: CUA31Drive setting:Standard(P100=0): IEC motor (50Hz, SI units)Connection voltage(P210): 400 VPower unit application(P205): [0] Load duty cycle with high overload for vector drives (含重载的矢量驱动变频器)Motor:Motor name: Motor_6电机类型(P300): [1] Induction motor (rotating)Motor data:p304[0]: Rated motor voltage 380 Vrms(电机额定电压P304)p305[0]: Rated motor current 9*9.00 Arms(电机额定电流P305)p307[0]: Rated motor power 9*4.00kW(电机额定功率P307)p308[0]: Rated motor power factor 0.830(电机功率因数P308)p310[0]: Rated motor frequency 50.00 Hz(电机额定频率P310)p311[0]: Rated motor speed 1460.0 rpm(电机额定转速P311)p335[0]: Motor cooling type [0] Non-ventilatedCalculation of the Motor/Controller Data(P340):No calculationP340=Motor holding brake:(P1215=0)Motor holding brake(P1215): Not available(在电机优化前,不要使用抱闸功能,若有,在电机优化完毕后,再加上。
)Encoder:No encoder configured.Drive functions:Technological application(工艺应用P500): [0] 标准驱动(矢量)Motor identification(P1900): [0] Inhibited(注:通过设置P340、P1900、P1960完成电机优化)。
P1900=?(做静态辨识)Process data exchange (drive):设置PROFIBUS通讯PROFIdrive telegram(P922): [999] Free telegram configuration with BICOImportant parameters:P922=(设置PROFIBUS-DP通讯:PPO4)Current limit: 13.50 Arms(电机最大电流P640)Minimum speed: 0.000 rpm(电机最小转速P1080)Maximum speed: 1500.000 rpm(电机最大转速P1082)Ramp-up time: 10.000 s(加速时间P1120)Ramp-down time: 10.000 s(减速时间P1121)Ramp-down time w. OFF 3 3.000 s(快停时间P1135)(2)电机启动/停止/方向(通过“控制字”);对于S120变频器来说,电机的启动命令和停止命令,还是方向命令,都是通过“控制字”来完成的。
有两个控制字:A 功能图2501(控制字,顺序控制)B 功能图2546(控制字,故障/报警)第15位的默认值是1,一般不用更改。
除非有需要。
)参考START软件由于有两种方式,我们先说第一种:无论是DI0还是DI1,都能启动变频,所以,P840=“DI0 or DI1的结果”在S120变频器里,有两个内部功能块。
“与操作”和“或操作”。
结合CU320-2输入/输出端子(功能图2120)因此,就有P2816.000=r722.0(DI0),P2816.001=r722.1(DI1),P840=r2817.0 根据实际要求,辊道的停止方式采用第1种(减速停车)。
“控制字”的第1位和第2位都是1。
第2种辊道启动只通过DI0实现,因此P840=r722.0就可以了。
方向的命令:对于S120来讲,电机的运行方向是由速度给定的正负决定的。
(因此结合速度给定的功能图来说明功能图(3040)方向限制和换向,电机方向是如何给定的)CU320-2输入/输出端子(功能图2120)变频器是怎样完成启动过程的呢也就是说,发出启动命令后,变频器是怎样执行的呢这就要监视变频器的状态了(通过“状态字”来实现)。
一般来说,当变频器给定启动命令后,不能启动,需要看下当前的变频器状态。
(3)电机速度给定以及给定的限幅速度给定的来源有很多。
可以是来自“操作面板BOP20”或“AI”(比如本例中的TM31的AI1 )或“变频器的内部固定速度”或“通过端子的多段速”或“PROfiBUS-DP通讯”等。
速度给定的目的是什么从变频器CPU运算的角度看,将我们需要的速度通过人机接口经过选择、速度给定限幅、给定方向后作为“斜坡发生函数”的输入,然后经过“斜坡函数的运算(加减速时间)”,其输出作为“速度控制器(PID)的给定一个过程,进而达到控制电机的速度的目的。
我们通过功能图来了解“速度给定值”是如何一步步,最终作为“速度控制器”的输入的功能图(3030)主设定值/附加设定值。
功能图(3040)方向限制和换向。
功能图(3050)跳转频带和转速控制。
功能图(3060)简单斜坡函数发生器。
(功能图(3070)扩展斜坡函数发生器)。
功能图(3080)斜坡函数发生器选择。
看功能图的顺序是:3030------〉3040-----〉3050-----〉3060-----〉3080-----〉6030(到速度控制器)功能图3030 功能图3040 功能图3050 功能图3060 功能图3080速度(0 - 16384对应0-100%参考转速);电流(0 - 16384对应参考电流)。
通过视频来讲解S120的PROFIBUS-DP通讯。
步骤和关键点如下:A 由于PROFIBUS-DP通讯,只用于从变频器读取数据,因此“控制字”的第10位可以不为1。
B 需要对变频器进行PROFIBUS-DP进行通讯组态。
一是设定PROFIBUS-DP地址,从CU320-2DP上进行硬件设置,断电重启后,地址生效,可以通过P918参数察看(注意:P918在控制单元里才能找到);二是组态通讯报文,即P922参数,通过P922参数来进行设置通讯报文,对于S120变频器来说,每个设备都有通讯报文,比如变频器、CU320,因此,它们有个通讯设置的对应关系。
这个关系要和STEP7里硬件组态的顺序要一致。
C 对于采用“PROfibus-DP”通讯,有“周期循环通讯方式”和“非周期通讯方式”,因此在STEP7里,使用的通讯块也不一样。
通常情况下,我们采用“周期循环通讯”,即通过SFC14和SFC15来实现。
由于本例中,只读取程序,因此。
我们只是用“读数据块”就可以,即SFC15。
D 配置完通讯组态后,还要对通讯的内容进行具体设置。
通常通讯内容如下:从本例来说,只需读取三个字的内容:状态字、速度(频率)、电流即可。
对于上面的数据,有两种方法:A P922=[352]SIEMENS telegram352,PZD-6/6,表示写6个字,读6个字;B P922=[999] Free telegram configuration with BICO,也可以表示写6个字,读6个字。
那么哪一种最好呢第2种比较好,对于本例来说,只是从变频器读数据。
假设采用第1种,那么变频器就会把启/停命令、方向命令,速度命令全部默认为通讯,这样就把以前通过端子设置的命令给覆盖了。
所以使用第2种。
为了与变频器对应,在STEP7里面进行硬件组态时,应组态为SIEMENS telegram352,PZD-6/6。
(在STEP7硬件里的设置)。
(7)从速度设定值出来,就到了“控制方式”了,控制方式不一样,电机的控制模型也就不一样。
对于辊道来说,就成了下图。
对于V/F控制方式来说,也有好几种,选取合适的V方式。
(8)设定传动运行时的频率、电流和转矩的限幅值。
(9)设置电机保护参数。
(可以编程的)6 总结详细的参数设定,生成参数表格。
7 上电调试整个变频系统,对参数进一步优化和调整。
(1)检查变频器元器件型号正确,外观没有损坏。
(2)确保整个主回路和控制回路的线路准确无误。
杜绝接地、接线错误、接线不良、短路等情况发生。