【正文】 STER 440變頻器適用于各種變速驅(qū)動裝置。由于它具有高度的靈活性因而可以在廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用。MICROMASTER 440采用模塊化設(shè)計。操作面板和各種模塊易于更換。西門子公司生產(chǎn)的MM440是一款高性能的矢量變頻器，適用于一切傳動系統(tǒng)。該變頻器是采用現(xiàn)代先進的矢量控制系統(tǒng)，使得當(dāng)負(fù)載突然增加時仍能保持控制的穩(wěn)定性；采用快速響應(yīng)特性的輸入，用于定位控制的斜坡函數(shù)曲線和內(nèi)置式制動斬波器，使被控設(shè)備能準(zhǔn)確的移動到設(shè)定位置，達到非常好的定位精度。MM440的主要特征：(1)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、便于安裝。(2)模塊化的設(shè)計，便于進行系統(tǒng)擴展。(3)具有較強的過載能力和負(fù)載轉(zhuǎn)矩監(jiān)控功能。(4)有多種控制方式。矢量控制、FCC（磁通電流控制），可編V/F特性控制、線形V/F控制。(5)具有恒轉(zhuǎn)矩控制（CT）和平方轉(zhuǎn)矩或變轉(zhuǎn)矩控制（VT）兩種運行方式，在低速時可實現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩的輸出。(6)內(nèi)置有PID控制器，可根據(jù)控制要求進行參數(shù)設(shè)置。(7)具有3組驅(qū)動數(shù)據(jù)，可根據(jù)不同的控制要求，快速選擇驅(qū)動參數(shù)。(8)自由功能模塊能夠?qū)崿F(xiàn)多種控制邏輯。(9)通過設(shè)置4個跳轉(zhuǎn)頻率，可以最大程度的降低傳動系統(tǒng)在出現(xiàn)諧振時機械結(jié)構(gòu)承受的壓力。（10）制動時，復(fù)合制動功能可使設(shè)備快速制動，由于內(nèi)置了斬波器，在制動時其功率輸出可達到90KW（125HP）。（11）動態(tài)緩沖功能使得在電源電壓短暫突變時能正常工作。（12）具有過溫保護功能。（13）設(shè)有網(wǎng)絡(luò)接口，可與互聯(lián)網(wǎng)連接進行遠程操作。（14）配有多種EMC濾波器可選。（15）輸入。6個數(shù)字量輸入，兩個模擬量輸入（0～10V，0～20mA）和1個用于電動機過熱保護的PTC/KTY輸入。（16）輸出。兩個模擬量輸出（0～20mA），3個繼電器輸出（DC:30V,5A,阻性負(fù)載；AC:250V,2A,感性負(fù)載）。MM440變頻器有多種型號，按電壓一般分為三種：200～240V(單相/三相)；380～2480V(三相)和500～600V（三相）其結(jié)構(gòu)如下圖65所示。L1三相電源輸入端L2L3MM440變頻器輸出到電動機 UVRS485W圖65 MM440變頻器結(jié)構(gòu)示意圖由于在這個系統(tǒng)中不需要用到變頻器的模擬量輸入，因此模擬量等端口的輸入未標(biāo)出，且水泵電機的容量不大，因此也不需要配置制動電阻。如圖55所示，采用RS485作為與PLC的通信連線，控制變頻器的指令由RS485傳輸，LLL3是變頻器的電源輸入端，是三相輸入，頻率為50HZ，根據(jù)變頻器的指令改變電源的頻率后，輸出連接電動機的端口U、V、W。（1）變頻器1用于控制兩個冷卻風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，并在適當(dāng)?shù)目刂茥l件下將冷卻風(fēng)機轉(zhuǎn)換到工頻工作條件下，實現(xiàn)保持冷卻水在一定的溫度范圍內(nèi)。（2）變頻器2用于控制兩個冷凍水泵的轉(zhuǎn)速，并在適當(dāng)?shù)目刂茥l件下將冷凍水泵轉(zhuǎn)換到工頻工作條件下，實現(xiàn)保持室內(nèi)空氣條件在一定的范圍內(nèi)。 人機界面TD200文本顯示器是西門子公司為S7200系列PLC配置的人機界面，內(nèi)置了通信電纜的接口，與S7200連接簡單，只需要使用它的適配電纜連接到PLC的編程口上即可。TD200文本顯示器具有以下特性。①結(jié)構(gòu)堅固，易于安裝，便于攜帶。②具有背光LED液晶顯示功能。③具有多種語言的文字庫和漢字庫。④可顯示S7200系列PLC的相關(guān)信息。⑤可以更改控制系統(tǒng)中的某些參數(shù)和變量，并顯示在顯示屏上。⑥具有強制I/O診斷功能。⑦提供可編程的8個功能鍵可代替機械按鈕。⑧多種可選的通訊速率。⑨提供密碼保護功能。 繼電器在這個控制系統(tǒng)中，需要四個水泵在工頻和變頻之間切換，因此需要設(shè)置中間繼電器來控制，即采用低壓電器控制控制高壓電器的打開和閉合。通過PLC控制繼電器線圈的通電和斷點，從而控制繼電器的觸點，實現(xiàn)控制要求。①繼電器2用來控制兩臺冷卻風(fēng)機的工作狀態(tài)，根據(jù)控制條件適時的將冷卻風(fēng)機接入工頻控制或斷開工頻控制。②繼電器4用來控制兩臺冷凍水泵的工作狀態(tài)，根據(jù)控制條件適時的將冷凍水泵接入工頻控制或斷開工頻控制。③繼電器6用來控制兩臺冷卻風(fēng)機的工作狀態(tài)，根據(jù)控制條件適時的將冷卻風(fēng)機接入到變頻器或從變頻器斷開。④繼電器8用來控制兩臺冷卻風(fēng)機的工作狀態(tài)，根據(jù)控制條件適時的將冷凍水泵接入到變頻器或從變頻器斷開。⑤繼電器10用于制冷系統(tǒng)的控制，控制它的啟動和停止。 系統(tǒng)運行狀態(tài)的監(jiān)視與控制為了通過全面的運行參數(shù)采集，需要利用圖形化的組態(tài)軟件全面、形象、動態(tài)、實時地提供系統(tǒng)運行狀態(tài)的監(jiān)視與控制。記錄系統(tǒng)運行的主要參數(shù)，并進行統(tǒng)計和分析。給系統(tǒng)及企業(yè)管理者提供信息平臺及管理平臺。這就需要用到監(jiān)控組態(tài)軟件 監(jiān)控組態(tài)軟件的簡介　組態(tài)軟件指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，能以靈活多樣的組態(tài)方式（而不是編程方式）提供良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的使用方法，它解決了控制系統(tǒng)通用性問題。其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，并能同時支持各種硬件廠家的計算機和I/O產(chǎn)品，與高可靠的工控計算機和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，可向控制層和管理層提供軟硬件的全部接口，進行系統(tǒng)集成。 組態(tài)軟件通常有以下幾方面的功能： （1）強大的界面顯示組態(tài)功能。目前，工控組態(tài)軟件大都運行于Windows環(huán)境下，充分利用Windows的圖形功能完善界面美觀的特點，可視化的m風(fēng)格界面、豐富的工具欄，操作人員可以直接進人開發(fā)狀態(tài)，節(jié)省時間。豐富的圖形控仵和工況圖庫，既提供所需的組件，又是界面制作向?qū)?。提供給用戶豐富的作圖工具，可隨心所欲地繪制出各種工業(yè)界面，并可任意編輯，從而將開發(fā)人員從繁重的界面設(shè)計中解放出來，豐富的動畫連接方式，如隱含、閃爍、移動等等，使界面生動、直觀。 （2）良好的開放性。社會化的大生產(chǎn)，使得系統(tǒng)構(gòu)成的全部軟硬仵不可能出自一家公司的產(chǎn)品，“異構(gòu)”是當(dāng)今控制系統(tǒng)的主要特點之一。開放性是指組態(tài)軟件能與多種通信協(xié)議互聯(lián)，支持多種硬件設(shè)備。開放性是衡量一個組態(tài)軟件好壞的重要指標(biāo)。 組態(tài)軟件向下應(yīng)能與低層的數(shù)據(jù)采集設(shè)備通信，向上能與管理層通信，實現(xiàn)上位機與下位機的雙向通信。 (3) 豐富的功能模塊。提供豐富的控潲功能庫，滿足用戶的測控要求和現(xiàn)場荽求。利用各種功能模塊，完成實時監(jiān)控 產(chǎn)生功能報表 業(yè)示歷史曲線、實時曲線、提供報警等功能，使系統(tǒng)具有良好的人機界面，易于操作，系統(tǒng)既叫適用于單機集中式控制、DCS分布式控制，也可以是帶遠程遇信能力的遠程測控系統(tǒng)。 （4）強大的數(shù)據(jù)庫。配有實時數(shù)據(jù)庫，可存儲各種數(shù)據(jù)，如模擬量、離散量、字符型等，實現(xiàn)與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。 （5）可編程的命令語言。有可編程的命令語言，使用戶可根據(jù)自己的需要編撰程序，增強圖形界面。 （6）周密的系統(tǒng)安全防范，對不同的操作者，賦予不同的操作權(quán)限，保證整個系統(tǒng)的安全可靠運行。 （7）仿真功能．提供強大的仿真功能使系統(tǒng)并行設(shè)計，從而縮短開發(fā)周期。 對控制系統(tǒng)的監(jiān)控模塊式空調(diào)控制系統(tǒng)的工作結(jié)構(gòu)圖如圖66所所示，這個系統(tǒng)含有兩組制冷西統(tǒng)、兩個冷卻水系統(tǒng)、兩個冷凍水系統(tǒng)，以及兩套傳感器系統(tǒng)。若系統(tǒng)啟動后，一組制冷系統(tǒng)先以變頻方式工作，若滿足設(shè)定值的要求，則另外一組制冷系統(tǒng)就作為備份系統(tǒng)；當(dāng)?shù)谝唤M制冷系統(tǒng)在工頻狀態(tài)下仍無法滿足控制要求，則變頻啟動第二組制冷系統(tǒng)；若無法達到控制要求，就逐漸增加頻率直至兩組制冷系統(tǒng)全部運行在工頻情況下（假定兩組制冷系統(tǒng)全部工頻運行時可以滿足控制過程的極限條件）。冷卻水泵1冷卻水泵2冷水機組2冷水機組1冷凍水泵2冷凍水泵1室內(nèi)回水回水溫度傳感器2冷卻風(fēng)機1 冷卻風(fēng)機2冷卻塔1 冷卻塔2溫度傳 溫度傳感器3 感器4冷卻水冷卻水 圖66 空調(diào)控制系統(tǒng)的工作結(jié)構(gòu)圖參照模塊式空調(diào)控制系統(tǒng)的工作結(jié)構(gòu)圖可畫出力控的監(jiān)控界面圖見圖57。圖中的表為隨機給出的室內(nèi)溫度參數(shù)，若此溫度高于舒適溫度則系統(tǒng)開始制冷。此監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)圖及程序見附錄2。圖67監(jiān)控界面圖7 中央空調(diào)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計編程軟件采用西門子公司為S7200系列PLC開發(fā)的STEP 7Micro/WIN32。軟件設(shè)計采用自上而下的設(shè)計方法，需要先設(shè)計出控制系統(tǒng)的功能框圖，然后根據(jù)具體的控制要求，逐步細化控制框圖，最后完成每個功能模塊的設(shè)計，然后進行編譯、調(diào)試、修改過程。根據(jù)模塊式空調(diào)的控制要求，控制過程分為手動控制模式和自動控制模式，以下將分別介紹兩種控制模式。 總體流程設(shè)計手動控制模式 手動模式 手動控制模式是指用戶根據(jù)自身的要求，分別啟動和停止各個模塊：冷卻水系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、變頻調(diào)速模塊、制冷系統(tǒng)等幾個系統(tǒng)。冷卻水系統(tǒng)的工作過程包括以下幾個方面。（1）按下冷卻風(fēng)機啟動按鈕，系統(tǒng)上電，風(fēng)機啟動。（2）然后按下冷卻泵啟動按鈕，水泵開始工作。（3）然后通過按下冷卻風(fēng)機的加/減速按鈕，可以控制風(fēng)機的轉(zhuǎn)速。（4）按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作。冷卻水系統(tǒng)工作流程如圖71所示。Y開始結(jié)束按下冷卻風(fēng)機啟動按鈕？按下冷卻泵啟動按鈕？加速按鈕按下？減速按鈕按下？急停按鈕按下？冷卻風(fēng)機啟動冷卻風(fēng)機加速冷卻風(fēng)機減速NNNNYYYY冷卻泵啟動圖71 冷卻水系統(tǒng)工作流程圖冷凍水系統(tǒng)的工作過程包括以下幾個方面。（1）按下冷凍水泵啟動按鈕，系統(tǒng)上電，水泵工作。（2）然后通過按下冷凍水泵的加/減速按鈕，可以控制水泵的轉(zhuǎn)速。（3）按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作。冷凍水系統(tǒng)工作流程如圖72所示。加速按鈕按下？減速按鈕按下？急停按鈕按下？冷凍水泵加速冷凍水泵減速NYN開始按下冷凍水泵啟動按鈕？冷凍水泵啟動NYNNYY結(jié)束圖62 冷凍水系統(tǒng)工作流程圖在空調(diào)運行過程中，需要根據(jù)溫度變化的情況來控制冷卻風(fēng)機和冷凍水泵的工作狀態(tài)，所以使用變頻器控制這兩個設(shè)備的運行。其工作過程包括以下幾個方面。（1）啟動冷卻風(fēng)機或冷凍水泵使變頻器開始工作，輸送一個啟動頻率給控制設(shè)備。（2）根據(jù)控制面板上按鈕的控制，增加或減少輸出的頻率值。（3）急停按鈕按下后，變頻器的頻率值復(fù)位，即輸出為0。開始按下冷凍水泵或冷卻風(fēng)機啟動按鈕？變頻器啟動結(jié)束加速按鈕按下？減速按鈕按下？急停按鈕按下？所控設(shè)備加速所控設(shè)備減速變頻器復(fù)位YNNYYNN111111111111Y變頻器的工作流程如圖73所示圖73 變頻器工作流程圖制冷系統(tǒng)是空調(diào)控制系統(tǒng)的核心部分，主要是對制冷設(shè)備的啟動過程，由于對冷卻水系統(tǒng)和冷凍水系統(tǒng)進行了自適應(yīng)控制，實現(xiàn)了保持室內(nèi)空氣條件穩(wěn)定的功能，因此這個部分的控制過程比較簡單，工作過程主要包括以下兩個方面。（1）按下制冷機組啟動按鈕，制冷機組開始工作。（2）急停按鈕被按下后，制冷機組停止工作。制冷機組工作流程如圖74所示。開始N按下制冷機組啟動按鈕？N制冷機組啟動急停按鈕按下？Y結(jié)束圖74 制冷機組工作流程圖手動模式的設(shè)置主要是為了方便系統(tǒng)的調(diào)試工作，在調(diào)試時，可以分模塊調(diào)試，最后總成調(diào)試，在出現(xiàn)錯誤時也能快速查出問題是出在哪個模塊上；如果空調(diào)在運行過程中出現(xiàn)問題，也可采用手動方式進行檢查，便于維修。而在空調(diào)運行的過程中，主要采用自動方式進行控制，下面就介紹一下自動控制模式。 自動控制模式自動控制模式是空調(diào)運行的主要手段，在自動控制狀態(tài)下，只要人們參與很少一部分，即設(shè)置所需的參數(shù)，空調(diào)控制系統(tǒng)就可實現(xiàn)控制要求。其工作過程包括以下幾個方面。（1）按下啟動按鈕，系統(tǒng)上電。（2）冷卻水系統(tǒng)啟動，開始計時，時長1秒。（3）延時1秒后，冷凍水系統(tǒng)啟動，開始計時，時長1秒。（4）延時1秒后，制冷系統(tǒng)啟動，空調(diào)進入自動運行狀態(tài)。（5）當(dāng)急停按鈕按下后，制冷系統(tǒng)停止運行，開始計時。（6），冷凍水系統(tǒng)停止運行，開始計時，時長2秒。（7）延時2秒后，冷卻水系統(tǒng)停止運行，至此整個系統(tǒng)全部停止工作。自動控制過程流程圖如圖75所示。急停按鈕按下？N制冷系統(tǒng)啟動Y制冷系統(tǒng)停止工作開始NN按下啟動按鈕？YY冷凍水系統(tǒng)停止工作冷卻水系統(tǒng)啟動NN延時2s延時1sYY冷凍水系統(tǒng)啟動N冷卻水系統(tǒng)停止工作延時1sY結(jié)束圖75 自動控制過程工作流程圖用常規(guī)元件控制的電控箱，壓縮機的啟動順序一般是固定的，也有部分電控箱（進口機組居多）是由一撥動開關(guān)人為控制。采用PLC控制后，壓縮機的啟動順序有PLC按壓縮機運行時間的長短自動生成。當(dāng)機組在第一臺壓縮機啟動前，調(diào)用壓縮機的啟停順序生成子程序，得到3臺壓縮機的啟停順序，