【正文】 變頻調(diào)速器對電機具有完善的自我保護(hù)和電機保護(hù)的功能。 網(wǎng)絡(luò) 5:置標(biāo)志位 0。它由傳輸設(shè)備計算后加入到消息中。錯誤檢測域的內(nèi)容視所選的檢測方法而定。其中，有些適 用于所有Modicon 控制器，有些僅適用于某些特定的模式，還有一些為將來保留它用。部分的消息也能偵測到并且錯誤能設(shè)置為返回結(jié)果。 （ 3） Modbus 查詢 — 響應(yīng)周期 （ a）查詢 查詢消息中的功能代碼告之被選中的從設(shè)備要執(zhí)行何種功能?？刂破骺梢灾苯优c網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，也可以通過調(diào)制解調(diào)器聯(lián)接。 Modbus 協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言。由于集成度的提高，使裝置具有很高的可靠性。 三相 異步電機定子每相電動勢的有效值是 : 1 1 14 .4 4 mE f N K ??? 公式（ 33） 式中 :E1氣隙磁通在定子每相中感應(yīng)電動勢有效值 。逆變電路的輸出就是變頻器的輸出，用來實現(xiàn)對異步電動機的調(diào)速控制。中斷輸入，它允許以極快的速度對信號的上升沿做出響應(yīng) 。 SIMATICS7200 由硬 件系統(tǒng)和工業(yè)軟件兩大部分構(gòu)成，如下圖。另一種處理方法則跟離散量數(shù)據(jù)輸人存貯方式相似， PLC 將數(shù)據(jù)存貯于與輸入模塊地址相對應(yīng)的輸入 /輸出映像區(qū)中。 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換概念 A/D 和 D/A 原理 模擬 t轉(zhuǎn)換成數(shù)字 f的基本原理 :輸入信號是現(xiàn)場物理參數(shù) (如溫度、壓力和流量等 )經(jīng)傳感器檢測變成電信號 (弱信號 )，再經(jīng)過放大、濾波之后成為連續(xù)變化的波形。 :用戶根據(jù)控制功能要求而編制的應(yīng)用程序稱為用戶程序，用戶程序存放在用戶程序存儲器中?，F(xiàn)代的可編程控制器是以微處理器為基礎(chǔ)，高度集成的新型工業(yè)控制裝置，是計算機技術(shù)與工業(yè)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)品。 PLC 控制負(fù)荷分配可以達(dá)到 20點以上，控制精度很高，負(fù)荷分配不平衡度可以控制在 3%以內(nèi)。實際控制近似以電機定子電流代替電機功率。 負(fù)荷分配控制的原理與實現(xiàn) （ 1）負(fù)荷分配問題產(chǎn)生的原因和影響 在傳動控制過程中經(jīng)常遇到由幾臺電機同時拖動同一負(fù)載的情況。 （ a）速度鏈結(jié)構(gòu)設(shè)計 速度鏈結(jié)構(gòu)采用二叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法，用于完成傳遞功能。 ，速度鏈一定要穩(wěn)定、可靠、才能保證系統(tǒng)正常運行。閉環(huán)控制，提高了運算速度，擴大了輸入輸出規(guī)模。因電機的種類的不同，我們可以將其分為直流電動機傳動和交流電動機傳動。 關(guān)鍵詞 ： 可編程序控制器（ PLC）， MODBUS 協(xié)議，變頻器 II S7200PLC 在紙機傳動中的應(yīng)用 III Based on the Paper Machine S7200 PLC Control System ABSTRACT This paper is on the paper machine transmission control system design, the system is actually asynchronous motor VVVF the PLC control system, PLC and inverter agreement between the Modbus serial data munication, mon to achieve the speed synchronous motor control . First of all PLC and inverter of the working principle and the main ponents were introduced, on the basis of this, then the VVVF the basic principle of a certain amount of discussion. the inverter is used in ABB39。在短時間內(nèi)， PLC在其他工業(yè)部門也得到應(yīng)用。發(fā)展的明顯的特征是變頻器的體積在變小，同時功能逐漸增強，維護(hù)操作更為方便 .并開始從模擬量速度鏈技術(shù)，發(fā)展到數(shù)字化技術(shù)使得更為高級的變頻器誕生，內(nèi)部采用模塊化的結(jié)構(gòu)，使得參數(shù)的配置與修改及各功能的實現(xiàn)乃至連接更為方便，速度鏈上傳遞的為數(shù)頻信號，使系統(tǒng)的抗干擾能力更強，故障的診斷，信號的檢查也很方便 .數(shù)頻處理、速度設(shè)定、馬達(dá)控制等模塊的鏈接位置讓操作者修改參數(shù)比較直觀、簡潔，同時也進(jìn)入變頻器在紙廠應(yīng)用發(fā)展的第三階段 . 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文 （設(shè)計說明書） 4 第二章 速度鏈與負(fù)荷分配 速度鏈的定 義 在紙機分布式傳動中，由于各相鄰傳動點之間的速度應(yīng)保持一定的比例，且在車速調(diào)整過程中，應(yīng)滿足只影響本級和本級以后的各傳動點，而不影響前面各傳動的速度，這樣每傳動點在前一級的基礎(chǔ)上可以調(diào)整并把速度信號傳送給下一級形成一個鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，即為速度鏈。速度鏈控制由 PLC 內(nèi)部軟件來實現(xiàn)。若正常生產(chǎn)中變 比合適，某種原因需要用緊紙、松紙時，按下該分部緊紙、松紙按鈕， PLC 將對應(yīng)在速度鏈上附加一正或負(fù)的偏移量則實現(xiàn)緊紙、松紙功能。系統(tǒng)工作要求P1=P*P1e/Pe， P2=P*P2e/Pe， P3=P*P3e/Pe。通過現(xiàn)場總線，變頻器可以和工控機、 PLC 之間進(jìn)行通訊，交換數(shù)據(jù)。其控制的原理與負(fù)荷分配原理不矛盾，利用它可以獲得良好的動態(tài)性能和具有速度限幅保護(hù)。 它按照系統(tǒng)程序所賦予的功能， 完成以下任務(wù) : ； 、 LPC 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程的語法錯誤； ，送入 PLC 的數(shù)據(jù)寄存器保存起來； 進(jìn)入運行狀態(tài)后，根據(jù)存放的先后順序逐條讀取用戶程序，進(jìn)行解釋和執(zhí)行，完成用戶程序中規(guī)定的各種操作； 。 （ 3） I/O 單元 l/0 單元也稱為 1/0 模塊。一般有兩種方式，一是使用指令充分利用多通道一次性將幾個或十幾個值放入寄存器數(shù)據(jù)區(qū)中，稱為塊轉(zhuǎn)移輸入。 （ 3）設(shè)計安裝容易，維護(hù)工作量少。輸入同時接通的 數(shù)量 24路輸入，主機輸出 16 路輸出 。 （ 3）逆變電路 逆變電路是變頻器主要的部分之一。從某種意義上說，變頻器就是一個可以任意改變頻率的交流 在電動機調(diào)速時，一個重要的因素是希望保持每極磁通量適中。 ABB 公司的 ACS550 變頻器性能介紹 （ 1）功能特點 : ，比通用型產(chǎn)品更適合于環(huán)境惡劣的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場 。 （ 3）建立速度給定值鏈 在各個變頻器之間建立裝置對裝置通訊過程，通過此方式能夠?qū)⑺俣冉o定值用數(shù)字量迅速而準(zhǔn)確地 傳遞給第一個變頻器，消除模擬信號傳遞中由于線路損耗、干擾等帶來S7200PLC 在紙機傳動中的應(yīng)用 17 的信號漂移、干擾所帶來的不利影響。控制器能直接或經(jīng)由 Modem 組網(wǎng)。 在消息位， Modbus 協(xié)議仍提供了主 — 從原則，盡管網(wǎng)絡(luò)通信方法是“對等”。這種方式的最大好處就是字符的密度可以更高，相同波特率的數(shù)據(jù)流量比 ASCII 模式更大。下圖是一幀信息的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。例如，對于主機的查詢，從機以通訊事件的記錄（功能編碼為 0B，十六進(jìn)制）作響應(yīng)從機不需要任何附加信息，陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文 （設(shè)計說明書） 22 ACS140/ACS400 不支持功能編碼 0B（十六進(jìn)制）。 使用 RTU 模式，消息包括了一基于 CRC 方法的錯誤檢測域。 網(wǎng)絡(luò) 3:置標(biāo)志位 1。 現(xiàn)場操作面板把控制電動機的指令通過總線傳到配電室的 PLC，通過 PLC 內(nèi)的設(shè)定程序，通過 Modbus 總線對現(xiàn)場的電機進(jìn)行相應(yīng)的控制，現(xiàn)場的電機通過變頻器的參數(shù)設(shè)定進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，實現(xiàn)現(xiàn)場的電動機的自動控制。 為了保證系統(tǒng)的 可靠性，采用較高性能的 PLC：西門子 S7200，由于電機的控制不算復(fù)雜，選用 ABB 公司的 ACS550 系列變頻器可以滿足電機的控制要求，并且更加經(jīng)濟，性價比較高。 網(wǎng)絡(luò) 8:當(dāng)位 為 1時，即若向右（標(biāo)記位）移出的數(shù)位是 1 時，則將 VW107 中的數(shù)與 16A001 異或，再放入 VW107 中。 ②該 16位寄存器的高位字節(jié)與開始 8位字節(jié)進(jìn)行“異或”運算。 CRC 域附加在消息的最后，添加 時先是低字節(jié)然后是高字節(jié)。示例是讀一組輸出數(shù)據(jù)。緊接著傳送第一個域：設(shè)備地址。數(shù)據(jù)段必須包含要告之從設(shè)備的信息：從何寄存器開始讀及要讀的寄存器數(shù)量。典型的主設(shè)備：主機和可編程儀表。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān)控。 ，提供有關(guān)故障原因的補充信息，使故障排除更為簡單，維護(hù)方便。 K? 基波繞組因數(shù) ?？刂扑惴?PWM 控制利用了采樣控制理論中的結(jié)論 :沖量相等而形狀不同的沖加在具有慣性環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同。可以用模塊電位器來改變它對應(yīng)的特殊寄存器中的數(shù)值，可以即時更改程序運行中的一些參數(shù) :可用以對信息加注時間標(biāo)一記，記錄機器運行時間或?qū)^程進(jìn)行時間控制 。用戶程序是必選部分，數(shù)據(jù)塊和參數(shù)塊是可選部分，參數(shù)塊主要是指 CPU 的組態(tài)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)塊主要是用戶程序執(zhí) 行過中所用到和生成的數(shù)據(jù)。 塊傳輸輸出方式則可靈活地配置輸出模塊的工作方式。將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成為模擬量的原理 :首先將數(shù)字信號并行輸入給 DA/轉(zhuǎn)換器，經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出一個矩形波，經(jīng)過放大濾波之 后即變成一個連續(xù)變化的模擬量輸出信號。當(dāng)用戶程序調(diào)試修改完畢，不希望被隨意改動時，可將用戶程序?qū)懭?EPROM。它較 好的解決了工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍關(guān)心的可靠、安全、靈活、方便、經(jīng)濟等問題。采用這些變頻器可以利用轉(zhuǎn)矩控制方式解決負(fù)荷分配的問題。 負(fù)荷分配設(shè)計方法 傳動系統(tǒng)分為兩大類直流傳動和交流傳動，所以負(fù)荷 分配設(shè)計也依據(jù)傳動形式有不同的控制方法。對于造紙機如網(wǎng)部真空伏輥、驅(qū)網(wǎng)輥同時帶一條網(wǎng)；壓榨部真空吸移、真空壓榨等復(fù)合壓榨；光壓上、下輥；施膠機上、下輥等都屬于多電機傳動。即任一傳動點由 3個數(shù)據(jù)（“父子兄”或“父子弟”）確定其在速度鏈中的位置，填位置寄存器數(shù)值。 速度鏈的分類 一般來說速度鏈可分為兩類： 其中數(shù)字鏈其根據(jù)操作又可分為按鍵式，觸摸屏式，根椐控制器又可分為速度鏈控制器式，電動電位器、 PLC 控制式，工業(yè)控制計算機式，但無論是哪一種方式都具有操作方便、準(zhǔn)確、抗干擾力強等優(yōu)點。 PLC 未來的發(fā) 展不僅依賴于對新產(chǎn)品的開發(fā)，還在于 PLC 與其他工業(yè)控制設(shè)備和工廠管理技術(shù)的綜合。隨著電力電子學(xué)與電子技術(shù)的發(fā)展，使得采用半導(dǎo)體變流調(diào)速系統(tǒng)得以實現(xiàn)， 70 年代以來，大規(guī)模集成電路和計算機控制技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用，為交流電機拖動系統(tǒng)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件，促進(jìn)了各種類型的交流電機調(diào)速系統(tǒng)，如串級調(diào)速系統(tǒng)、變頻調(diào)速系統(tǒng)、無換相器電動機調(diào)速系統(tǒng)以及大量控制調(diào)速系統(tǒng)等的飛速發(fā)展。而 PLC 采用的是西門子公司 S7200 系列，變頻器和 PLC 之間的通訊協(xié)議在文中也有很詳細(xì)的介紹 。日、美、德、英等國家在結(jié)合現(xiàn)代微處理器控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、電機傳動技術(shù)的基礎(chǔ)上，相繼推出了一系列的變頻器，且不斷進(jìn)行更新?lián)Q代。因此對于紙機電氣傳動系統(tǒng)，單機容量不超過 160kw，在同樣裝機容量下，交流傳動系統(tǒng)的造價要比直流傳動系統(tǒng)低 5%15%。也可以根據(jù)用戶的要求用 PLC 來完成以提高系統(tǒng)的可靠性和簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。第一分部的速度值乘以第二分部的變比 b1/a 則為第二臺變頻器的運行值。以三點負(fù)荷分配為例 ,如圖 24所示，編號為 0 和 4 是需要負(fù)荷分配的前級和后級，負(fù)荷分配以 1為主， 3作為 1的從機，處于速度鏈的子鏈上。 通訊控制負(fù)荷分配 上述的幾種控制方法都屬于模擬控制，適用于 5 臺電機以下的負(fù)荷分配，控制精度比較低。這種控制方法進(jìn)度精度高，動態(tài)相應(yīng)快，控制品質(zhì)高，但適用范圍小，對負(fù)載有一定的要求。裝有 CPU 單元的底板稱為 CUP 底板，其它稱為擴展底板。它存儲用戶程序執(zhí)行時的某些可變參數(shù)值。 輸入輸出數(shù)據(jù)的處理 在掃描讀入模擬量值時，處理器從模擬量輸入模塊讀入模擬量并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號值，再將其送入用戶指明的位置。 軟件方面 : 。不同 CPU 工作方式下的掃描周期執(zhí)行的任務(wù)也有所不同。它的主要作用是對工頻的外部電源進(jìn)行整流，并給逆變電路和控制電路 提供所需要的直流電源。因此，電動機的轉(zhuǎn)向也將發(fā)生改變。電源功率因素大，所需容量小，可以組成離性能的控制系統(tǒng)等。為此，我們采取以下兩個措施，以達(dá)到同步的目的。 在其它網(wǎng)絡(luò) 上，包含了 Modbus 協(xié)議的消息轉(zhuǎn)換為在此網(wǎng)絡(luò)上使用的幀或包結(jié)構(gòu)。 （ 2）在其它類型網(wǎng)絡(luò)上轉(zhuǎn)輸 S7200PLC 在紙機傳動中的應(yīng)用 19 在其它網(wǎng)絡(luò)上，控制器使用對等技術(shù)通信，故任何控制都能初始和其它控制器的通信。 RTU 模式 地址 功能代碼 數(shù)據(jù)數(shù)量 數(shù)據(jù) 1 ? 數(shù)據(jù) n CRC 高字節(jié) CRC 低字節(jié) 表 41 兩種傳輸模式 所 選的 RTU