【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 即RUN，STOP和TERM模式。RUN模式：CPU在RUN模式下執(zhí)行完整的掃描過(guò)程，通過(guò)執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能。此時(shí)，在CPU模式的LED顯示面板上“RUN”顯示當(dāng)前的工作模式。在此模式時(shí)，不能向PLC裝入程序、STOP模式：PLC處于停止方式，CPU不執(zhí)行用戶程序，可裝載編程軟件的計(jì)算機(jī)通信，可以創(chuàng)建和編輯用戶程序，設(shè)置PLC的硬件功能，向PLC裝入用戶程序和硬件設(shè)置信息。TERM模式：是一種暫態(tài)，可以用程序?qū)ERM轉(zhuǎn)換為RUN或STOP狀態(tài)，在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試程序時(shí)很有用處。，可用于自由口通信時(shí)的控制。 模擬量I/O模塊的種類在工業(yè)控制中，某些輸入量(例如壓力、溫度、流量、速度等)是模擬量，某些執(zhí)行機(jī)構(gòu)(例如電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、變頻器等)要求PLC輸出模擬信號(hào)，而PLC的CPU只能處理數(shù)字量。模擬量首先被傳感器和變送器轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)量程的電流或電壓，PLC用A/D轉(zhuǎn)換器把這些模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，帶正負(fù)號(hào)的電流、電壓在A/D轉(zhuǎn)換后用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示。D/A轉(zhuǎn)換器把數(shù)字輸出量轉(zhuǎn)換為模擬電壓或電流，再去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。模擬量I/O模塊的主要任務(wù)就是實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換其的二進(jìn)制位數(shù)反映了它們的分辨率，位數(shù)越多，分辨率越高。轉(zhuǎn)換時(shí)間也是模擬I/O模塊的一個(gè)重要指標(biāo)。S7200PLC主要有2種數(shù)字量擴(kuò)展模塊：(EM221，16路)(EM223，16路輸入，16路輸出)S7200PLC模擬量擴(kuò)展模塊中的A/D、D/A轉(zhuǎn)換器位數(shù)均為12位。 PLC輸入、輸出電路輸入 / 輸出接口是 PLC 與外界連接的接口。 (1) 輸入接口用來(lái)接收和采集兩種類型的輸入信號(hào)，一類是由按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、繼電器觸點(diǎn)、接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、數(shù)字撥碼開(kāi)關(guān)等的開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)。另一類是由電位器、測(cè)速發(fā)電機(jī)和各種變送器等來(lái)的模擬量輸入信號(hào)。 (2) 輸出接口用來(lái)連接被控對(duì)象中各種執(zhí)行元件，如接觸器、電磁閥、指示燈、調(diào)節(jié)閥（模擬量）、調(diào)速裝置（模擬量）等。 以下是本系統(tǒng)給出的的PLC接線： 控制電路設(shè)計(jì) 變頻器簡(jiǎn)介(1) 變頻器基本概念：變頻器的英文譯名是VFD（Variablefrequency Drive），這可能是現(xiàn)代科技由中文反向譯為英文的為數(shù)不多實(shí)例之一（但VFD也可解釋為Vacuum fluorescent display，真空熒光管，故這種譯法并不常用）。變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過(guò)改變電機(jī)工作電源的頻率和幅度的方式來(lái)控制交流電動(dòng)機(jī)的電力傳動(dòng)元件。變頻器在中、韓等亞洲地區(qū)受日本廠商影響而曾被稱作VVVF（Variable Voltage Variable Frequency Inverter）。變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實(shí)現(xiàn)對(duì)交流異步電機(jī)的軟起動(dòng)、變頻調(diào)速、提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度、改變功率因數(shù)、過(guò)流/過(guò)壓/過(guò)載保護(hù)等功能。國(guó)內(nèi)技術(shù)較領(lǐng)先的品牌有英威騰、匯川、三 晶、紫日電氣科技有限公司、雷諾爾、歐瑞(原煙臺(tái)惠豐)、藍(lán)海華騰等。 (2) 變頻器的作用：① 調(diào)速：普通的三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)，加裝變頻后可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速功能。即任意地改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，變頻器的頻率范圍是：0—650HZ。② 節(jié)能：變頻器調(diào)速比傳統(tǒng)的電磁調(diào)速可以節(jié)電25%—80%，具體節(jié)電的多少就要看設(shè)備的不同而不同。③ 軟啟動(dòng)：變頻器啟動(dòng)對(duì)機(jī)械設(shè)備沒(méi)有危害，而硬啟動(dòng)則反之。(3) 變頻器的構(gòu)成：① 鍵盤(pán)：作用是設(shè)置參數(shù)、監(jiān)視各參數(shù)值、調(diào)速。② 電源板：作用是提供各部分電路的工作電壓，保證各電路的正工作。③ 控制主板：作用是產(chǎn)生六路驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)控制逆變模塊，同時(shí)也對(duì)各保護(hù)信號(hào)的各接口信號(hào)的處理。④ 整流橋：作用是將輸入交流電變成直流電。⑤ 電解電容：作用是將整流后的脈動(dòng)直流變成平滑的直流電。⑥ 充電電阻：作用是上電瞬間對(duì)主電解電容限流以防止充電電流過(guò)大損壞整流橋和主電解電容。⑦ 繼電器或接觸器：作用是當(dāng)主電解電容充電完成以后短接充電電阻而承受主電流。⑧ 逆變模塊：作用是將平滑的直流電變成接近正弦波的三相交流電。⑨ 保險(xiǎn)管：作用是保護(hù)逆變模塊和整流橋。(4) 變頻器工作原理：主電路是給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動(dòng)的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器” [7]。 ① 整流器：最近大量使用的是二極管的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)。 ② 平波回路：在整流器整流后的直流電壓中，含有電源6倍頻率的脈動(dòng)電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動(dòng)電流也使直流電壓變動(dòng)。為了抑制電壓波動(dòng)，采用電感和電容吸收脈動(dòng)電壓（電流）。裝置容量小時(shí)，如果電源和主電路構(gòu)成器件有余量，可以省去電感采用簡(jiǎn)單的平波回路。 ③ 逆變器：同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時(shí)間使6個(gè)開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷就可以得到3相交流輸出。以電壓型pwm逆變器為例示出開(kāi)關(guān)時(shí)間和電壓波形。 控制電路是給異步電動(dòng)機(jī)供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號(hào)的回路，它有頻率、電壓的“運(yùn)算電路”，主電路的“電壓、電流檢測(cè)電路”，電動(dòng)機(jī)的“速度檢測(cè)電路”，將運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大的“驅(qū)動(dòng)電路”，以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的“保護(hù)電路”組成。 變頻器的選型變頻器選型時(shí)要確定以下幾點(diǎn)：(1) 采用變頻的目的：恒壓控制或恒流控制等。(2) 變頻器的負(fù)載類型：如葉片泵或容積泵等，特別注意負(fù)載的性能曲線，性能曲線決定了應(yīng)用時(shí)的方式方法。(3) 變頻器與負(fù)載的匹配問(wèn)題：① 電壓匹配：變頻器的額定電壓與負(fù)載的額定電壓相符。② 電流匹配：普通的離心泵，變頻器的額定電流與電機(jī)的額定電流相符。對(duì)于特殊的負(fù)載如深水泵等則需要參考電機(jī)性能參數(shù)，以最大電流確定變頻器電流和過(guò)載能力。③ 轉(zhuǎn)矩匹配：這種情況在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或有減速裝置時(shí)有可能發(fā)生。 (4) 在使用變頻器驅(qū)動(dòng)高速電機(jī)時(shí)，由于高速電機(jī)的電抗小，高次諧波增加導(dǎo)致輸出電流值增大。因此用于高速電機(jī)的變頻器的選型，其容量要稍大于普通電機(jī)的選型。(5) 變頻器如果要長(zhǎng)電纜運(yùn)行時(shí)，此時(shí)要采取措施抑制長(zhǎng)電纜對(duì)地耦合電容的影響，避免變頻器出力不足，所以在這樣情況下，變頻器容量要放大一檔或者在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。 (6) 對(duì)于一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，如高溫，高海拔，此時(shí)會(huì)引起變頻器的降容，變頻器容量要放大一擋[811]。綜合以上因素，本系統(tǒng)選用西門(mén)子 M430系列。MicroMaster MM430如圖，是全新一代標(biāo)準(zhǔn)變頻器中的風(fēng)機(jī)和泵類變轉(zhuǎn)矩負(fù)載專家。它按照專用要求設(shè)計(jì)，并使用內(nèi)部功能互聯(lián)（BiCo）技術(shù)，具有高度可靠性和靈活性。控制軟件可以實(shí)現(xiàn)專用功能：多泵切換、手動(dòng)/自動(dòng)切換、旁路功能、斷帶及缺水檢測(cè)、節(jié)能運(yùn)行方式等。應(yīng)用范圍MICROMASTER 430 變頻器適合用于各種變速驅(qū)動(dòng)裝置，由于其靈活性而可以在廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用。這種變頻器尤其適合用于工業(yè)部門(mén)的水泵和風(fēng)機(jī)。變頻器的特點(diǎn)是設(shè)備性能面向用戶的需求，而且使用簡(jiǎn)便。與MICROMASTER 420變頻器相比，這種變頻器具有更多的輸入和輸出端，還具有經(jīng)過(guò)優(yōu)化的帶有手動(dòng)自動(dòng)切換功能的操作面板，以及自適應(yīng)功能的軟件。主要特點(diǎn)??調(diào)試簡(jiǎn)單，便捷??采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此組態(tài)特別靈活??具有6 個(gè)可編程的帶電位隔離的數(shù)字輸入??2 個(gè)模擬輸入(0V 至10V，0mA 至20mA ，可標(biāo)定)它們也可以作為第7/8 個(gè)數(shù)字輸入使用??2 個(gè)可編程的模擬輸出(0mA至20mA)??3 個(gè)可編程的繼電器輸出(30V 直流5A，電阻性負(fù)載；250V 交流/2A，電感性負(fù)載)??由于采用較高的脈沖開(kāi)關(guān)頻率，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的噪聲很小 (在開(kāi)關(guān)頻率較高的情況下，額定輸出功率要降格使用)??完善的電動(dòng)機(jī)和變頻器保護(hù)功能??基于PID—控制器對(duì)三個(gè)附加傳動(dòng)裝置的控制(電動(dòng)機(jī)分級(jí)控制—多機(jī)循環(huán))??傳動(dòng)裝置可以直接接在電網(wǎng)上運(yùn)行(帶有外接的旁路開(kāi)關(guān)電路)??節(jié)能運(yùn)行方式??應(yīng)用于水泵的驅(qū)動(dòng)時(shí)，可以識(shí)別水泵是否無(wú)水空轉(zhuǎn)(傳動(dòng)皮帶故障檢測(cè)功能)控制性能的特點(diǎn)??采用最新的IGBT 技術(shù)??數(shù)字微處理器控制??磁通—電流控制(FCC) 功能改善動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，并且優(yōu)化電動(dòng)機(jī)的控制??線性v/f 特性??平方v/f 特性??多點(diǎn)v/f 特性(可編程的v/f特性)??捕捉再起動(dòng)??滑差補(bǔ)償??在電源中斷或故障跳閘以后自動(dòng)再起動(dòng)??‘睡眠’運(yùn)行方式 (停止轉(zhuǎn)動(dòng)，例如水泵的轉(zhuǎn)速為零)??電動(dòng)機(jī)分級(jí)運(yùn)行控制(根據(jù)運(yùn)行需要不斷地進(jìn)行輔助電動(dòng)機(jī)的接通和斷開(kāi)操作，在水泵的分級(jí)控制中變頻器用于變速傳動(dòng)裝置速度的調(diào)節(jié))??手動(dòng)/自動(dòng)操作??負(fù)載轉(zhuǎn)矩的監(jiān)測(cè)(可以識(shí)別水泵是否無(wú)水空轉(zhuǎn))??變頻器的PID 調(diào)節(jié)器具有較高的品質(zhì)(參數(shù)自整定)，可用于簡(jiǎn)單的過(guò)程控制??升速/降速斜坡函數(shù)的時(shí)間可參數(shù)化確定，范圍為0 至650 秒??斜坡曲線起始段和結(jié)束段的平滑功能??快速電流限制功能(FCL)，避免運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘??快速的，可重復(fù)的數(shù)字輸入響應(yīng)特性??具有2 個(gè)高分辨率的10 位二進(jìn)制模擬輸入，實(shí)現(xiàn)高精度給定??復(fù)合制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)快速制動(dòng)??4 個(gè)跳轉(zhuǎn)頻率??可拆卸的‘Y’形電容器鏈路，可用于中性點(diǎn)不接地(IT) 的電源系統(tǒng)(電源中性點(diǎn)不接地時(shí)，‘Y’形電容器鏈路必須拆掉，并安裝輸出電抗器)過(guò)壓/欠壓保護(hù)；變頻器過(guò)溫保護(hù)；使用PTC通過(guò)數(shù)字輸入實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)過(guò)熱保護(hù)；接地故障保護(hù)；短路保護(hù)；閉鎖電動(dòng)機(jī)保護(hù)；防止電動(dòng)機(jī)失速；參數(shù)聯(lián)鎖5變頻器運(yùn)行環(huán)境～40度，這個(gè)溫度比較適合變頻器正常運(yùn)行?！?5%，無(wú)凝露。不允許把變頻器安裝在有可能經(jīng)常受到振動(dòng)的地方。，例如，安裝在存在灰塵、腐蝕性氣體等的環(huán)境中。例如，不要把變頻器安裝在水管的下面，因?yàn)樗艿谋砻嬗锌赡芙Y(jié)露。禁止把變頻器安裝在濕度過(guò)大和有可能出現(xiàn)凝露的地方。確認(rèn)變頻器的冷卻風(fēng)口處于正確的位置，不妨礙空氣的流通。6. 使用變頻器設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)需注意的問(wèn)題1. 變頻器柜內(nèi)除本機(jī)專用的空氣開(kāi)關(guān)外，不宜安置其它操作性開(kāi)關(guān)電器，以免開(kāi)關(guān)噪聲入侵變頻器，造成誤動(dòng)作；2. 變頻器電源輸入側(cè)可采用容量適宜的空氣開(kāi)關(guān)作為短路保護(hù)，但切記不可頻繁操作。由于變頻器內(nèi)部具有大電容，其放電過(guò)程較為緩慢，頻繁操作將造成過(guò)電壓而損壞內(nèi)部元件；3. 注意防止發(fā)生共振現(xiàn)象。由于定子電流中含有高次諧波成分，電機(jī)轉(zhuǎn)矩中含有脈動(dòng)分量，有可能造成電機(jī)的振動(dòng)與機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生共振，使設(shè)備出現(xiàn)故障。應(yīng)預(yù)先找到負(fù)載固有的共振頻率后，利用變頻器頻率跳躍功能設(shè)置，躲開(kāi)共振頻率點(diǎn)。為了控制電源，一般在變頻器電源進(jìn)線上串接一個(gè)超過(guò)變頻器額定電流兩倍以上的交流接觸器。但應(yīng)注意，除緊急情況外，接觸器的通斷只能在變頻器停止運(yùn)行的情況下才能進(jìn)行。 MM430 端子接口分布圖2. 端子功能介紹。 端子功能表引腳序號(hào)引腳名稱功能引腳序號(hào)引腳名稱功能1+10V電源電壓12AOUT1+模擬輸出12013AOUT13AIN1+模擬輸入114PTCA4AIN115PTCB5DINN1數(shù)字輸入16DIN5數(shù)字輸入6DINN217DIN67DINN326AOUT2+模擬輸出28DINN427AOUT29+24V電源電壓28PERS48510AIN2+模擬輸入229P+11AIN230P18RL1A輸出繼電器的觸頭22RL2C輸出繼電器的觸頭19RL1B23RL3A20RL1C24RL3B21RL2B25RL3C 圖、變頻器外部接線圖恒壓供水變頻器設(shè)置在MM430上，通過(guò)設(shè)置第一套參數(shù)進(jìn)行USS控制的驅(qū)動(dòng)器自身集成的PID的閉環(huán)調(diào)節(jié)。PID給定值由S7200設(shè)置，驅(qū)動(dòng)器的啟動(dòng)/停止命令由S7200發(fā)出，操作如下：㈠做工廠復(fù)位（P0010=10，P0970=1），進(jìn)行快速調(diào)試；P1003=1（訪問(wèn)等級(jí)）P0010=1（開(kāi)始快速調(diào)試）P0304 （電動(dòng)機(jī)的額定電壓）P0305 （電動(dòng)機(jī)的額定電流，根據(jù)電機(jī)銘牌設(shè)置）P0307 （電動(dòng)機(jī)的額定功率，根據(jù)電機(jī)銘牌設(shè)置）P0310 （電動(dòng)機(jī)的額定功率，根據(jù)電機(jī)銘牌設(shè)置）P0311 （電動(dòng)機(jī)的額定速度，根據(jù)電機(jī)銘牌設(shè)置）P1080 （電動(dòng)機(jī)最小頻率，設(shè)30Hz）P1082 (電動(dòng)機(jī)最大頻率，設(shè)50Hz)P1120 （斜坡上升時(shí)間）1P1121 （斜坡下降時(shí)間）1P3900=3（快速調(diào)試結(jié)束）注：對(duì)于MM440 P1000[0]=5㈡配置PID調(diào)節(jié)器使能PID調(diào)節(jié)器P2200[0]=1：0（允許投入PID閉環(huán)控制器）指定反饋信號(hào)P2264[0]=755：1（反饋信號(hào)來(lái)源=模擬量輸入1）PID模擬量信號(hào)的刻度P0756[0]=2（定義模擬量輸入信號(hào)的類型為020mA）DIP開(kāi)關(guān)的設(shè)定值如下： OFF=電壓輸入（10V） ON=電壓輸入（20mA）