【正文】 BB ACS550 系列變頻器共有五種 PPO 類型可供選擇。 3） PZD狀態(tài)字則是非固定的，需要自己定義， PZD狀態(tài)字可以反映出變頻器的：本地 /遠(yuǎn)程模式、變頻器的當(dāng)前電流、變頻器的輸 出電壓、變頻器的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間、電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速（ R/MIN）等等實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，需要什么參數(shù)就定義什么參數(shù)，通過(guò)PLC程序中調(diào)用 SFC14 讀回即可，非常靈活。 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速總是小于其同步轉(zhuǎn)速，異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速可由下式給出： 0 (1 ) 60 (1 ) /n n s f s p? ? ? ? （ 32） 式中 n — 電機(jī)實(shí)際速度； s — 轉(zhuǎn)差率（同步電動(dòng)機(jī)時(shí)， s=0）。 三相 異步電機(jī)定子每相電動(dòng)勢(shì)為 ： 11rmE fwf ?? (33) 式中 1E —— 氣隙磁通在定子每相中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值； f —— 定子頻率； w —— 定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù)； 1rf —— 基波 繞組因數(shù)； m? —— 每相氣隙磁通量。帶定子壓降補(bǔ)償?shù)暮銐侯l比控制特性為 b 線，無(wú)補(bǔ)償?shù)臑?a 線。 變頻器是變頻調(diào)速的核心，也是構(gòu)成大型復(fù)雜傳動(dòng)系統(tǒng)的基本單元，實(shí)際上就是把固定電壓，固定頻率的交流變換成可調(diào)電壓和頻率的交流電的變換器。 H02 與 H03 分別是電機(jī)運(yùn)行與停止的指示燈。 ACS550 標(biāo)準(zhǔn)變頻器模塊從 至 110KW 所有功率范圍都是IGBT 功率模塊，并且在變頻器內(nèi)部設(shè)置了直 流擺式電抗器（ ）或進(jìn)線電抗器 (45KW110KW)，從而有效地抑制了高次諧波對(duì)電網(wǎng)的影響； ACS550 緊湊型的設(shè)計(jì)已經(jīng)標(biāo)配了適用于第一及第二環(huán)境的 RFI濾波器，而無(wú)需任何額外的外部濾波器就可滿足 EMC標(biāo)準(zhǔn)； ACS550 還內(nèi)置了使用 RS485協(xié)議的 Modbus接口，可以很方便地與 PLC或計(jì)算機(jī)通訊。 風(fēng)扇電機(jī) ： 用于傳動(dòng)點(diǎn)拖動(dòng)的電機(jī)降溫的，防止電動(dòng)機(jī)因工作功率過(guò)高產(chǎn)生熱量過(guò)多不能及時(shí)散掉而燒壞電機(jī)。 PLC 與變頻器連接 的 硬件電路 PLC 與變頻器之間存在兩種控制方式。采用方式一這種機(jī)械的 硬件方式實(shí)現(xiàn)各傳動(dòng)點(diǎn)速度的同步控制，存在各方面的問(wèn)題：首先，這種方式其動(dòng)力只來(lái)源于一臺(tái)總電動(dòng)機(jī)，其次機(jī)械的東西在運(yùn)行時(shí)考慮到結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，該方式會(huì)給靈活性帶來(lái)限制，最后就是這種硬件方式的連接會(huì)使系統(tǒng)整個(gè)的使用壽命受到影響 [12]。 各器件模塊詳細(xì)介紹如下。 PROFIBUS–DP 協(xié)議還明確規(guī)定了用戶數(shù)據(jù)怎樣在總線各站之間傳遞，但用戶數(shù)據(jù)的含義是在PROFIBUS 行規(guī)中具體說(shuō)明的。 17 圖 數(shù)字模塊 2 本數(shù)字輸入模塊主要負(fù)責(zé)控制一烘、二烘、大缸三個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的啟停、加減速、爬行操作控制。 數(shù)字輸入模塊用來(lái)實(shí)現(xiàn) PLC 與數(shù)字量過(guò)程信號(hào)的連接，把從過(guò)程發(fā)送來(lái)的外部數(shù)字信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成 PLC內(nèi)部信號(hào)電平，用于連接工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn) 18 開關(guān)和兩線接近開關(guān)（ BERO）。同時(shí)為控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下風(fēng)扇電機(jī)擁有相同的散熱效果，此處選用一 19 個(gè) 8點(diǎn)輸出的數(shù)字輸出模塊， 接入八個(gè)繼電器，用來(lái) 控制風(fēng)扇電機(jī)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的同步啟動(dòng)與停止，但風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速卻不受驅(qū)動(dòng) 電機(jī)影響 。 本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中模擬量輸出模塊選用型號(hào)為 6ES7 3325HF000AB0。本次設(shè)計(jì)使用到的是 Step7 版本 ，使用其強(qiáng)大功完成對(duì)本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) PLC和變頻器控制系統(tǒng)采用了 Profibus— DP現(xiàn)場(chǎng)總線控制模式后，不但整個(gè)系統(tǒng)接線簡(jiǎn)單，而且運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)便，反饋的信息全面，可實(shí)時(shí)掌握電機(jī)的各種狀態(tài)信息，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的工藝要求在后臺(tái)隨時(shí)修改參數(shù)，大大減少了人力和物力資源，真正實(shí)現(xiàn)了“分散控制，集中管理”。 圖 PLC 的硬件組態(tài) 圖中選用 CPU 3152DP，其自帶 ProfibusDP 接口，同時(shí)滿足所需的控制要求。通訊程序主要是用來(lái)交換 PLC與通訊適配器之間的指令數(shù)據(jù)，使 PLC很好的控制變頻器，使得電動(dòng)機(jī)能很好工作。 數(shù) 據(jù) 塊 如 圖 所示。 26 謝 辭 光陰似箭，四年的大學(xué)生活轉(zhuǎn)眼即逝，經(jīng)過(guò)大四下學(xué)期精心準(zhǔn)備，我終于完成了屬于自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)。 27 [參考文獻(xiàn) ] [1]鄒哲明．化機(jī)漿主體設(shè)備技術(shù)性能的研究 [J]．中國(guó)造紙學(xué)報(bào)， 2022(增下 )： 303～307 [2]李方圓 .西門子 S7200的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 [J].自動(dòng)化博覽， 2022年，第 06期 :2～ 5 [3]楊旭 .中國(guó)造紙機(jī)械制造業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) [J].中華紙業(yè)， 2022，（ 12）： 6～ 10 [4]劉桂雄 ,馮云慶 ,申柏華 .現(xiàn)場(chǎng)總線與虛擬儀表技術(shù)相融合的發(fā)展新趨勢(shì) [J].傳感器技 ,。s misery, the cow told him to turn its hide into a pair of shoes after it died. The magic shoes whisked Niulang, who carried his two children in baskets strung from a shoulder pole, off on a chase after the empress. The pursuit enraged the empress, who took her hairpin and slashed it across the sky creating the Milky Way which separated husband from wife. But all was not lost as magpies, moved by their love and devotion, formed a bridge across the Milky Way to reunite the family. Even the Jade Emperor was touched, and allowed Niulang and Zhinu to meet once a year on the seventh night of the seventh month. This is how Qixi came to be. The festival can be traced back to the Han Dynasty (206 BCAD 220). Traditionally, people would look up at the sky and find a bright star in the constellation Aquila as well as the star Vega, which are identified as Niulang and Zhinu. The two stars shine on opposite sides of the Milky Way. Customs In bygone days, Qixi was not only a special day for lovers, but also for girls. It is also known as the Begging for Skills Festival or Daughters39。s Day on February 14, characterized by bouquets of roses, chocolates and romantic candlelight dinners, than they do about their homegrown day for lovers. Even Qixi is nowadays referred to as the Chinese Valentine39。北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .2022 [9],Peter motion control for process Society Annual Record of the 1989 IEEE,pp:1693～ 1698 [10], Control for Paper Machine TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS,JANUARY/FEBRUARY 2022,PP:158163 [11] 趙陽(yáng) .西門子 S7300 PLC 及工控組態(tài)軟件 WinCC 的應(yīng)用 [J].可編程控制器與工廠自動(dòng)化 .2022年 ,第 10期 :2～ 6 [12] P233。在這里需要感謝的人很多，是他們讓我 在學(xué)習(xí)與做人方面有了很大的成長(zhǎng)。該系統(tǒng)利用 PLC 與變頻器之間的通訊控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)三相交流電機(jī)的起動(dòng)、加速、減速與爬行控制。對(duì)于各個(gè)電機(jī)的控制點(diǎn)如圖 所示。用NPBA12通訊適配器與 ProfibusDP網(wǎng)連接在一起，適配器相當(dāng)于變頻器。 添加通訊適配器 STEP7 編程軟件環(huán)境下的硬件組態(tài)與編程準(zhǔn)備工作：確定系統(tǒng)所需的 SIMATIC S7300 PLC所使用模塊的具體型號(hào)，包括數(shù)字輸入模塊，數(shù)字輸出模塊，電源模塊，CPU 模塊，模擬量輸出模塊。應(yīng)用范圍：配電箱，工業(yè)自動(dòng)化，自動(dòng)化變電站，樓宇自動(dòng)化。 數(shù)字量輸出模塊：數(shù)字量輸出模塊用于從控制器向過(guò)程變量輸出數(shù)字信號(hào)，吧S7300的內(nèi)部信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成過(guò)程所要求的外部信號(hào)電平，用于連接電磁閥、接觸器、小功率電機(jī)、燈和電機(jī)啟動(dòng)器。 圖 數(shù)字輸出模塊 本模塊 SM04 為 8 點(diǎn)輸出數(shù)字輸出模塊，在不考慮裕量的情況下是滿足控制要求的。 圖 數(shù)字模塊 3 本數(shù)字輸入模塊 SM03 與 SM0 SM02 一樣，為 16 點(diǎn)輸入的數(shù)字輸入模塊，用來(lái)控制壓光、卷取兩個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的啟停、加減速、爬行操作的控制。使用行規(guī)可使不同廠商所生產(chǎn)的不同設(shè)備互換使用，而工 廠操作人員毋須關(guān)心兩者之間的差異。 S7 系列在功能和使用上比Ｓ 5 系列有了很多改進(jìn) ,性能價(jià)值比更優(yōu) ,它主要包括 S7200、 S7300、 S7400三種產(chǎn)品。此方法 優(yōu) 點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是硬件投入比較貴。實(shí)現(xiàn)方法大體就是通過(guò)編程控制 PLC 的 DO 模塊輸出，為變頻器提供一對(duì)干觸點(diǎn)（無(wú)源觸點(diǎn)），再用這對(duì)干觸點(diǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)變頻器的啟動(dòng)，停止或者電動(dòng)等。在本系統(tǒng)中，電機(jī)的功率較大，本身風(fēng)扇不能滿足散熱要求，所以借助外部風(fēng)機(jī)來(lái)幫助散熱。在大多數(shù)應(yīng)用中， ACS550所具有的磁通制動(dòng)功能可以滿足系統(tǒng)快速停車的應(yīng)用需要；如果系 統(tǒng)需要頻繁起制動(dòng)或長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)，ACS550 也可內(nèi)置制動(dòng)斬波器（可選）和制動(dòng)電阻以實(shí)現(xiàn)有效的制動(dòng)功率。風(fēng)扇電機(jī)用來(lái)給傳動(dòng)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)散熱，保證驅(qū)動(dòng) 電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下?lián)碛邢嗤纳嵝Ч?。只不過(guò)人們習(xí)慣上把交流到直流的 變換稱為整流，把直流到交流的變換稱為逆變。 11 圖 基頻以下調(diào)速恒壓頻比控制特性 基頻以上調(diào)速：在基頻以上調(diào)速時(shí)，頻率可以從 mf 往上增加，但電壓 U 與頻率成反比的降低，相當(dāng)于直流電機(jī)弱磁升速的情況。只要控制好 E 和 f 便可以控制磁通 m? 不變。因此可以通過(guò)改變?cè)撾娫吹念l率來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的 10 調(diào)速。 9 圖 PPO 類型 變頻調(diào)速： 交流變頻調(diào)速與直流調(diào)速系統(tǒng)相比，具有容量大、方便維護(hù)、節(jié)約耗能以及價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn) [8]。 控制字（ PKW）是變頻器運(yùn)行時(shí)要定義的參數(shù)，如啟 動(dòng)信號(hào)、給定頻率等；過(guò)程數(shù)據(jù)（ PZD）是變頻器運(yùn)行過(guò)程中要返回給 PLC的一些參數(shù)，如頻率給定值、速 度反饋值、電流反饋值等。 硬件電路 的工作原理 本次設(shè)計(jì)的基于 PLC的造紙機(jī)控制系統(tǒng)，運(yùn)用變頻器三相異步交流變頻電機(jī)。 SIMATIC S7 系列 PLC是德國(guó)西門子公司在S5 系列 PLC 基礎(chǔ)上于 1995 年陸續(xù)推出的性能價(jià)格比較高的 PLC 系統(tǒng)，其中，微型的有 SIMATIC S7200系列，最小配置為 8DI/6DO，可擴(kuò)展 2到 7個(gè)模塊，最大 I/O點(diǎn)數(shù)為 64DI/DO、 12AI/4AO；中小型的有 SIMATIC S7300系列；中高檔的有 S7400系列。 設(shè)計(jì)中涉及到的 主要 硬件 包括變頻器， PLC，三相交流變頻電機(jī)，電源模塊。 本次設(shè)計(jì)的基于 PLC 的造紙機(jī)控制系統(tǒng)主要利用 PLC 與變頻器之間的通訊控制 ，實(shí)現(xiàn) PLC對(duì)三相交流電機(jī)的各項(xiàng)操作。 5 2 造紙機(jī)控制系 統(tǒng) 造紙機(jī)控制系統(tǒng)要求 傳統(tǒng)的造紙機(jī)的主要傳動(dòng)點(diǎn)分別為：真空伏輥、驅(qū)網(wǎng)輥、導(dǎo)網(wǎng)輥、真空吸移輥、毛毯壓榨、傳遞壓榨、烘缸、壓光機(jī)和卷紙機(jī)等。各個(gè)造紙企業(yè)都在向生產(chǎn)名牌專業(yè)產(chǎn)品而努力。本課題的設(shè)計(jì)，可以在一定程度上改善這些問(wèn)題，提高 造紙機(jī)械的裝備水平， 加強(qiáng) 造紙機(jī)械加工能力和電氣控制的 能力 。 1 緒 論 ........................