【文章內(nèi)容簡介】 假如只有兩臺電機時 需滿足TZI/T1= TZ2/T2 ； （）TZ =TZI +TZ2 （）其中：T1， T2 為電機額定轉矩（常量）； TZI TZ2 為電機各自的轉矩； TZ為電機的總負載轉矩；又有工程計算式：T= （） 式中TM 及SM可由電動機產(chǎn)品目錄中查的數(shù)據(jù)求得，故較為實用，成為實用表達式，求得方法見式有：S==；()式中為額定頻率。 把（）式代入（）式即可得關于S的函數(shù)式 即： 又有（）式知S 是關于的函數(shù)故綜上式子可知：()()，只需調(diào)解對應電機的頻率即可。即：要想實現(xiàn)負荷分配，只需調(diào)解對應的電機的頻率即可同理當有多臺電機時同樣可以得到上述結論： 要想實現(xiàn)負荷分配，只需調(diào)解對應的電機的頻率即可。第4章 負荷分配PLC控制器的設計 硬件組成 PLC介紹可編程序控制器（Programmable Controller）本來應簡稱PC，為了與個人計算機（Personal Computer）的簡稱PC相區(qū)別，一般將它簡稱為PLC（Programmable Logic Controller）。可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，轉為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制給種類型的機械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關設備，都應按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計?？芍?，可編程序控制器是一種用程序來改變控制功能的工業(yè)控制計算機，除了能完成各種各樣的控制功能外，還有與其他計算機通信聯(lián)網(wǎng)的功能。可編程序控制器的產(chǎn)生和發(fā)展與繼電器控制系統(tǒng)有很大的關系。繼電控制系統(tǒng)已有上百年的應用歷史，它是一種用弱電信號控制強電的電力控制系統(tǒng)。在復雜的繼電器控制系統(tǒng)中，故障的查找和排除是非常困難的，可能會花費大量時間，嚴重地影響生產(chǎn)。如果工藝要求發(fā)生變化，控制柜內(nèi)的元件和接線需要作相應的變動，這種改造的工期長、費用高，以至于有的用戶寧愿扔掉舊的控制柜，另外制作一臺新的控制柜?，F(xiàn)代社會要求制造業(yè)對市場需求作出迅速的反應，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質量的產(chǎn)品。為了滿足這一要求，生產(chǎn)設備和自動生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性，這就需要尋求一種新的控制裝置來取代老式的繼電器控制系統(tǒng)，使電氣控制系統(tǒng)的工作更加可靠、更容易維修、更能適應經(jīng)常變動的工藝條件。可編程序控制器正是順應這一要求出現(xiàn)的?，F(xiàn)在可編程序控制器的推廣應用在我國得到了迅猛的發(fā)展，它已經(jīng)大量地應用在各種新設備中，各行各業(yè)也涌現(xiàn)出了大批應用可編程序控制器改造設備的成果。：1編程方法簡單易學 梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語言，其電路符號和表達方式與繼電器電路原理圖相似。梯形圖語言形象直觀，易學易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術人員只要花幾天時間就可以熟悉梯形語言，并用來編制用戶程序。 梯形圖語言實際上是一種面向用戶的高級語言，可編程序控制器在執(zhí)行梯形圖程序時，用解釋程序將它“翻譯”成匯編語言后再去執(zhí)行。2 功能強，性能價格比高 一臺小型可編程序控制器內(nèi)有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強的功能，可以實現(xiàn)非常復雜的控制功能。與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性能價格比。可編程序控制器可以通過通信聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)分散控制，集中管理。3 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應性強 可編程序控制器產(chǎn)品已經(jīng)標準化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)?？删幊绦蚩刂破鞯陌惭b接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線?？删幊绦蚩刂破饔休^強的帶負載能力、可以直接驅動一般的電磁閥和交流接觸器。 硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應工藝條件的變化。4 可靠性高，抗干擾能力強 傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時間繼電器。由于觸點接觸不良，容易出現(xiàn)故障?？删幊绦蚩刂破饔密浖娲罅康闹虚g繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關的少量硬件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10～1/100，因觸點不良造成的故障大為減少。 可編程序控制器采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強的抗干擾能力，平均無故障時間達到數(shù)萬小時以上，可以直接用于有強烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，可編程序控制器已被廣大用戶公認為最可靠的工業(yè)控制設備之一。5 系統(tǒng)的設計、安裝、調(diào)試工作量少 可編程序控制器用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，使控制柜的設計、安裝、接線工作量大大減少。 可編程序控制器的梯形圖程序一般采用順序控制設計法。這種編程方法很有規(guī)律，容易掌握。對于復雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設計時間比設計繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少得多。 可編程序控制器的用戶程序可以在實驗室模擬調(diào)試，輸入信號用小開關來模擬，通過可編程序控制器上的發(fā)光二極管可以觀察輸出信號的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場的統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時間比繼電器系統(tǒng)少得多。6 維修工作量小，維修方便 可編程序控制器的故障率很低，且有完善的自我診斷和顯示功能?？删幊绦蚩仄骰蛲獠康妮斎胙b置和執(zhí)行機構發(fā)生故障時，可以根據(jù)可編程序控制器上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故障。7 體積小，能耗低 對于復雜的控制系統(tǒng)，使用可編程序控制器后，可以減少大量的中間繼電器和時間繼電器，小型可編程序控制器的體積僅相當于幾個繼電器的大小，因此可將開關柜的體積縮小到原來的1/2～1/10。 可編程序控制器的配線比繼電器控制系統(tǒng)的配線少得多，故可以節(jié)省下大量的配線和附件，減少大量的安裝接線工時，加上開關柜體積的縮小，可以節(jié)省大量的費用。 S7200系列可編程序控制器性能介紹:西門子公司的SIMATIC S7200系列屬于小型可編程序控制器，可用于代替繼電器的簡單控制場合，也可以用于復雜的自動化控制系統(tǒng)。由于它有極強的通信功能，在大型網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中也能充分發(fā)揮其作用。S7200的可靠性高，可用梯形圖、語句表（即指令表）和功能塊圖3種語言來編程。它的指令豐富，指令功能強，易于掌握、操作方便。內(nèi)置有高速計數(shù)器、高速輸出、PID控制器、RS485通信/編程接口、PPI通信協(xié)議、MPI通信協(xié)議和自由方式通信功能，I/O端子排可以很容易地拆卸。最大可擴展到248點數(shù)字量I/0或35路模擬量，最多有26KB程序和數(shù)據(jù)存儲空間。S7200已經(jīng)在諸多領域中得到了廣泛的應用。CPU221無擴展功能，適于用做小點數(shù)的微型控制器。CPU222有擴展功能，CPU224是具有較強控制功能的控制器，CPU226和CPU226 X M適用于復雜的中小型控制系統(tǒng)。S7200CPU的指令功能強，有傳送、比較、移位、循環(huán)移位、產(chǎn)生補碼、調(diào)用子程序、脈沖寬度調(diào)制、脈沖序列輸出、跳轉、數(shù)制轉換、算術運算、字邏輯運算、浮點數(shù)運算、開平方、三角函數(shù)和PID控制指令等，采用主程序、最多8級子程序和中斷程序的程序結構，用戶可使用1～255ms的定時中斷。用戶程序可設3級口令保護，監(jiān)控定時器的定時時間為300ms。數(shù)字量輸入中有4個用作硬件中斷，6個用于高速功能。32位高速加/減計數(shù)器的最高計數(shù)頻率為30kHz，可對增量式編碼器的兩個互差90度的脈沖列技數(shù)，計數(shù)值等于設定值或技數(shù)方向改變時產(chǎn)生中斷，在中斷程序中可及時地對輸出進行操作。兩個高速輸出可輸出最高20kHz，頻率和寬度可調(diào)的脈沖列。RS485串行通信口的外部信號與邏輯電路之間不隔離，支持PPI、DP/T、自由通信口協(xié)議和PROFIBUS點對點協(xié)議（使用NETR/NETW指令）。PPI/；、、。單段網(wǎng)絡最大電纜長度：。每個網(wǎng)絡最多126個站，最多32個站。MPI共有4個連接，2個分別保留給編程器（PG）和操作員面板（OP）。通信接口可用于與運行編程軟件的計算機通信，與人機接口（操作員界面）TD200和OP通信。以及與S7200CPU之間的通信。通過自由通信口協(xié)議，可與其他設備進行串行通信。通過ASi通信接口模塊，可接入496個遠程數(shù)字量輸入/輸出點。用戶數(shù)據(jù)存儲器可以永久保存，或用超級電容和電池保持。超級電容充電20min,可充60%的電量?？蛇x的存儲器卡可永久保持程序、數(shù)據(jù)和組態(tài)信息、可選的電池卡保存數(shù)據(jù)的時間典型值為200天。DC輸出型有高速脈沖輸出，邊沿中斷為4個上升沿和/或4個下降沿。高速計數(shù)器的單相邏輯1電平為15～30V DC時，時鐘輸入速率為20kHz；單相邏輯1電平為15～26V DC時，時鐘輸入速率為30kHz。兩相邏輯1電平為15～30V DC時，時鐘輸入速率為10kHz；兩相邏輯1電平為15～26V DC時，時鐘輸入速率為20kHz。實時時鐘精度在25攝氏度時為2min/月，0～55攝氏度時為7min/月。S7200的DC輸出型電路用場效應管（MOSFET）作為功率放大元件，繼電器輸出型用繼電器觸點控制外部負載。DC輸出的最高開關頻率為20kHz，繼電器輸出的最高輸出頻率為1Hz。 ABB變頻器介紹ABB變頻器是應用較為廣泛的一種品牌，現(xiàn)在主要有兩大系列。1）ACS600系列，具有各種功率等級。2）ACS400系列。另外在小功率當中還有ACS100系列。ABB變頻器以其穩(wěn)定的性能紙機傳動系統(tǒng)中被廣泛應用，下面就ABB變頻在紙機傳動應用中遇到的需要經(jīng)常改動的一些參數(shù)加以說明。起動數(shù)據(jù):它是設定電機信息的一組參數(shù)，只需在第一次運行時設置以后就不需要再改變了，這一組參數(shù)代碼范圍從96019910共十個參數(shù)。1. 電機信息。包括電機額定電壓（9905）、額定電流（9906）、額定頻率（9907）、額定速度（9908）、額定功率（9909）。這些參數(shù)的獲得是從電機的銘牌數(shù)據(jù)中得到。例如一臺四極三相異步電動機Pn=30Kw、In=59A、Nn=1450rpm、fN=50Hz、UN=380V，則設置參數(shù)時：9906=、9907=、9908=1450、9909=。2. 電機控制模式（9904），ACS600系列變頻器有兩種控制模式：（1）DTC即直接轉矩控制。（2）SCALAR即標量控制。在直接轉矩控制模式下，系統(tǒng)中給定信號為轉矩，即使在沒有反饋的情況下（即開環(huán))也可對電機進行精確的速度及轉矩控制。而標量控制相對來說控制精度要差一些。3. 應用宏的選擇（9902）所謂應用宏就是根據(jù)變頻器在一些常用的場合中所需的一些功能在出廠時已經(jīng)經(jīng)過預編程的參數(shù)集。利用這些應用宏，用戶可以快速完成對變頻器的設置。