西門子MM420變頻器6SE6420-2UC22-2BA1

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SIMOREG DC-MASTER 是全數(shù)字調(diào)速裝置，它接到三相交流電網(wǎng)上,，并能調(diào)節(jié)直流調(diào)速系統(tǒng)的電樞和勵磁,。在運行狀態(tài)下，過載電流為裝置銘牌上所標(biāo)注的額定直流電流(的允許持續(xù)直流電流)的1.5倍,。過載持續(xù)時間不僅與過載電流的時間曲線有關(guān),，而且還與裝置上一次過載情況有關(guān)，因裝置而異,。
參照樣本DA21來正確使用過載能力,。裝置內(nèi)部有一個參數(shù)設(shè)定單元PMU設(shè)定參數(shù)時不需要其它輔助編程或測量裝置。兩臺高性能16 位微處理器承擔(dān)了電樞和勵磁回路的所有開環(huán)和閉環(huán)控制功能,。
· 地滿足各種要求：
SIMOREG DC-MASTER 以其高度運行可靠性和使用性在世界范圍內(nèi)的各個工業(yè)領(lǐng)域著稱：如印刷機械主傳動,，在起重機行業(yè)中的行走機構(gòu)和提升機構(gòu)，電梯和纜車傳動,，在橡膠工業(yè)和造紙工業(yè)中的應(yīng)用,，在鋼鐵工業(yè)中的剪切傳動軋機傳動，卷取機傳動,，模切機或薄膜機械和電動機,，汽輪機或齒輪箱試驗機的負(fù)載機械。SIMOREG DC-MASTER 在各種的應(yīng)用上是一個極經(jīng)濟和靈活的解決方案,。
·優(yōu)化的通訊技術(shù)：
SIMOREG DC-MASTER 使用開放的和標(biāo)準(zhǔn)的 PROFIBUS-DP 現(xiàn)場總線系統(tǒng),，通過RS 232 接口可直接連接到 PC 和實現(xiàn)裝置對裝置通訊。在這種情況下,，PROFIBUS-DP,，是在自動化設(shè)施中網(wǎng)絡(luò)的中心通訊價值。
·裝置與裝置間通訊
使用新穎的BICO技術(shù)使SIMOREG DC-MASTER 在軟件功能性方面達到一個新水平,。其中,，兩個功能強大的處理器處理電樞和勵磁回路開環(huán)和閉環(huán)所有傳動控制,。利用BICO技術(shù)，只需簡單的參數(shù)設(shè)定,，就可實現(xiàn)功能塊的不同組合，滿足實際的應(yīng)用,。
·BICO 新穎的軟件解決方案
使用RS485 接口實現(xiàn)裝置與裝置間的連接,，因而實現(xiàn)一個高速全數(shù)字設(shè)定值級鏈。
·分布式的智能化使產(chǎn)品更靈活
由于把所有的部件都集成到數(shù)字環(huán)境中,，從而使得配置和服務(wù)變得更加簡單,，而且工程費用業(yè)大大減少。 對于 SIMOREG DC-MASTER 而言,，

PLC 硬件系統(tǒng)設(shè)計

1 ． PLC 型號的選擇

在作出系統(tǒng)控制方案的決策之前,，要詳細(xì)了解被控對象的控制要求，從而決定是否選用 PLC 進行控制,。

在控制系統(tǒng)邏輯關(guān)系較復(fù)雜（需要大量中間繼電器,、時間繼電器、計數(shù)器等）,、工藝流程和產(chǎn)品改型較頻繁,、需要進行數(shù)據(jù)處理和信息管理（有數(shù)據(jù)運算、模擬量的控制,、 PID 調(diào)節(jié)等）,、系統(tǒng)要求有較高的可靠性和穩(wěn)定性、準(zhǔn)備實現(xiàn)工廠自動化聯(lián)網(wǎng)等情況下,，使用 PLC 控制是很必要的,。

目前，國內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的 PLC 產(chǎn)品,，使用戶眼花繚亂,、無所適從。所以全面權(quán)衡利弊,、合理地選擇機型才能達到經(jīng)濟實用的目的,。一般選擇機型要以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨，不要盲目貪大求全,，以免造成投資和設(shè)備資源的浪費,。機型的選擇可從以下幾個方面來考慮。

（ 1 ）對輸入 / 輸出點的選擇

盲目選擇點數(shù)多的機型會造成一定浪費,。

要先弄清除控制系統(tǒng)的 I/O 總點數(shù),，再按實際所需總點數(shù)的 15 ～ 20 ％留出備用量（為系統(tǒng)的改造等留有余地）后確定所需 PLC 的點數(shù)。

另外要注意,，一些高密度輸入點的模塊對同時接通的輸入點數(shù)有限制,，一般同時接通的輸入點不得超過總輸入點的 60 ％,； PLC 每個輸出點的驅(qū)動能力（ A/ 點）也是有限的，有的 PLC 其每點輸出電流的大小還隨所加負(fù)載電壓的不同而異,；一般 PLC 的允許輸出電流隨環(huán)境溫度的升高而有所降低等,。在選型時要考慮這些問題。

PLC 的輸出點可分為共點式,、分組式和隔離式幾種接法,。隔離式的各組輸出點之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級，但這種 PLC 平均每點的價格較高,。如果輸出信號之間不需要隔離,，則應(yīng)選擇前兩種輸出方式的 PLC 。

（ 2 ）對存儲容量的選擇

對用戶存儲容量只能作粗略的估算,。在僅對開關(guān)量進行控制的系統(tǒng)中,，可以用輸入總點數(shù)乘 10 字 / 點＋輸出總點數(shù)乘 5 字 / 點來估算；計數(shù)器/ 定時器按（ 3 ～ 5 ）字 / 個估算,；有運算處理時按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算,；在有模擬量輸入 / 輸出的系統(tǒng)中，可以按每輸入 / （或輸出）一路模擬量約需（ 80 ～ 100 ）字左右的存儲容量來估算,；有通信處理時按每個接口 200 字以上的數(shù)量粗略估算,。后，一般按估算容量的50 ～ 100 ％留有裕量,。對缺乏經(jīng)驗的設(shè)計者,，選擇容量時留有裕量要大些。

（ 3 ）對 I/O 響應(yīng)時間的選擇

PLC 的 I/O 響應(yīng)時間包括輸入電路延遲,、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時間延遲（一般在 2 ～ 3 個掃描周期）等,。對開關(guān)量控制的系統(tǒng)，PLC 和 I/O 響應(yīng)時間一般都能滿足實際工程的要求,，可不必考慮 I/O 響應(yīng)問題,。但對模擬量控制的系統(tǒng)、特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個問題,。

（ 4 ）根據(jù)輸出負(fù)載的特點選型

不同的負(fù)載對 PLC 的輸出方式有相應(yīng)的要求,。例如，頻繁通斷的感性負(fù)載,，應(yīng)選擇晶體管或晶閘管輸出型的,，而不應(yīng)選用繼電器輸出型的。但繼電器輸出型的 PLC 有許多優(yōu)點,，如導(dǎo)通壓降小,，有隔離作用，價格相對較便宜,，承受瞬時過電壓和過電流的能力較強,，其負(fù)載電壓靈活（可交流,、可直流）且電壓等級范圍大等。所以動作不頻繁的交,、直流負(fù)載可以選擇繼電器輸出型的 PLC ,。

（ 5 ）對在線和離線編程的選擇

離線編程示指主機和編程器共用一個 CPU ，通過編程器的方式選擇開關(guān)來選擇 PLC 的編程,、監(jiān)控和運行工作狀態(tài),。編程狀態(tài)時， CPU 只為編程器服務(wù),，而不對現(xiàn)場進行控制。編程器編程屬于這種情況,。在線編程是指主機和編程器各有一個 CPU ,，主機的 CPU 完成對現(xiàn)場的控制，在每一個掃描周期末尾與編程器通信,，編程器把修改的程序發(fā)給主機,，在下一個掃描周期主機將按新的程序?qū)ΜF(xiàn)場進行控制。計算機輔助編程既能實現(xiàn)離線編程,，也能實現(xiàn)在線編程,。在線編程需購置計算機，并配置編程軟件,。采用哪種編程方法應(yīng)根據(jù)需要決定,。

（ 6 ）據(jù)是否聯(lián)網(wǎng)通信選型

若 PLC 控制的系統(tǒng)需要聯(lián)入工廠自動化網(wǎng)絡(luò)，則 PLC 需要有通信聯(lián)網(wǎng)功能,，即要求 PLC 應(yīng)具有連接其他 PLC ,、上位計算機及 CRT 等的接口。大,、中型機都有通信功能,，目前大部分小型機也具有通信功能。

（ 7 ）對 PLC 結(jié)構(gòu)形式的選擇

在相同功能和相同 I/O 點數(shù)據(jù)的情況下,，整體式比模塊式價格低,。但模塊式具有功能擴展靈活，維修方便（換模塊）,，容易判斷故障等優(yōu)點,，要按實際需要選擇 PLC 的結(jié)構(gòu)形式。

2 ．分配輸入 / 輸出點

一般輸入點和輸入信號,、輸出點和輸出控制是一一對應(yīng)的,。

分配好后，按系統(tǒng)配置的通道與接點號,，分配給每一個輸入信號和輸出信號,，即進行編號,。

在個別情況下，也有兩個信號用一個輸入點的,，那樣就應(yīng)在接入輸入點前,，按邏輯關(guān)系接好線（如兩個觸點先串聯(lián)或并聯(lián)），然后再接到輸入點,。

（ 1 ）確定 I/O 通道范圍

不同型號的 PLC ,，其輸入 / 輸出通道的范圍是不一樣的，應(yīng)根據(jù)所選 PLC 型號,，查閱相應(yīng)的編程手冊,，決不可“張冠李戴"。必須參閱有關(guān)操作手冊,。

（ 2 ）部輔助繼電器

內(nèi)部輔助繼電器不對外輸出,，不能直接連接外部器件，而是在控制其他繼電器,、定時器 / 計數(shù)器時作數(shù)據(jù)存儲或數(shù)據(jù)處理用,。

從功能上講，內(nèi)部輔助繼電器相當(dāng)于傳統(tǒng)電控柜中的中間繼電器,。

未分配模塊的輸入 / 輸出繼電器區(qū)以及未使用 1 ： 1 鏈接時的鏈接繼電器區(qū)等均可作為內(nèi)部輔助繼電器使用,。根據(jù)程序設(shè)計的需要，應(yīng)合理安排PLC 的內(nèi)部輔助繼電器,，在設(shè)計說明書中應(yīng)詳細(xì)列出各內(nèi)部輔助繼電器在程序中的用途,，避免重復(fù)使用。參閱有關(guān)操作手冊,。

（ 3 ）分配定時器 / 計數(shù)器

PLC 的定時器 / 計數(shù)器數(shù)量分別見有關(guān)操作手冊,。

7.3 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計方法及步驟

7.3.1 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計的方法

在了解了 PLC 程序結(jié)構(gòu)之后，就要具體地編制程序了,。編制 PLC 控制程序的方法很多,，這里主要介紹幾種典型的編程方法。

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圖解法編程

圖解法是靠畫圖進行 PLC 程序設(shè)計,。常見的主要有梯形圖法,、邏輯流程圖法、時序流程圖法和步進順控法,。

(1) 梯形圖法：梯形圖法是用梯形圖語言去編制 PLC 程序,。這是一種模仿繼電器控制系統(tǒng)的編程方法。其圖形甚至元件名稱都與繼電器控制電路十分相近,。這種方法一種編程方法,。

(2) 邏輯流程圖法：邏輯流程圖法是用邏輯框圖表示 PLC 程序的執(zhí)行過程，反應(yīng)輸入與輸出的關(guān)系,。邏輯流程圖法是把系統(tǒng)的工藝流程,，用邏輯框圖表示出來形成系統(tǒng)的邏輯流程圖,。這種方法編制的 PLC 控制程序邏輯思路清晰、輸入與輸出的因果關(guān)系及聯(lián)鎖條件明確,。邏輯流程圖會使整個程序脈絡(luò)清楚,，便于分析控制程序，便于查找故障點,，便于調(diào)試程序和維修程序,。有時對一個復(fù)雜的程序，直接用語句表和用梯形圖編程可能覺得難以下手,，則可以先畫出邏輯流程圖,，再為邏輯流程圖的各個部分用語句表和梯形圖編制 PLC 應(yīng)用程序。

(3) 時序流程圖法：時序流程圖法使首先畫出控制系統(tǒng)的時序圖（即到某一個時間應(yīng)該進行哪項控制的控制時序圖）,，再根據(jù)時序關(guān)系畫出對應(yīng)的控制任務(wù)的程序框圖,，后把程序框圖寫成 PLC 程序,。時序流程圖法很適合于以時間為基準(zhǔn)的控制系統(tǒng)的編程方法,。

(4) 步進順控法：步進順控法是在順控指令的配合下設(shè)計復(fù)雜的控制程序,。一般比較復(fù)雜的程序,，都可以分成若干個功能比較簡單的程序段,，一個程序段可以看成整個控制過程中的一步,。從整個角度去看,，一個復(fù)雜系統(tǒng)的控制過程是由這樣若干個步組成的,。系統(tǒng)控制的任務(wù)實際上可以認(rèn)為在不同時刻或者在不同進程中去完成對各個步的控制,。為此，不少 PLC 生產(chǎn)廠家在自己的 PLC 中增加了步進順控指令,。在畫完各個步進的狀態(tài)流程圖之后,，可以利用步進順控指令方便地編寫控制程序。

2. 經(jīng)驗法編程

經(jīng)驗法是運用自己的或別人的經(jīng)驗進行設(shè)計,。多數(shù)是設(shè)計前先選擇與自己工藝要求相近的程序,，把這些程序看成是自己的“試驗程序"。結(jié)合自己工程的情況,，對這些“試驗程序"逐一修改,，使之適合自己的工程要求。這里所說的經(jīng)驗,，有的是來自自己的經(jīng)驗總結(jié),，有的可能是別人的設(shè)計經(jīng)驗，就需要日積月累,，善于總結(jié),。

3. 計算機輔助設(shè)計編程

計算機輔助設(shè)計是通過 PLC 編程軟件在計算機上進行程序設(shè)計、離線或在線編程,、離線仿真和在線調(diào)試等等,。使用編程軟件可以十分方便地在計算機上離線或在線編程,、在線調(diào)試，使用編程軟件可以十分方便地在計算機上進行程序的存取,、加密以及形成 EXE 運行文件,。

7.3.2 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計的步驟

在了解了程序結(jié)構(gòu)和編程方法的基礎(chǔ)上，就要實際地編寫 PLC 程序了,。編寫 PLC 程序和編寫其他計算機程序一樣,，都需要經(jīng)歷如下過程。

1. 對系統(tǒng)任務(wù)分塊

分塊的目的就是把一個復(fù)雜的工程,，分解成多個比較簡單的小任務(wù),。這樣就把一個復(fù)雜的大問題化為多個簡單的小問題。這樣可便于編制程序,。

2. 編制控制系統(tǒng)的邏輯關(guān)系圖

從邏輯關(guān)系圖上,，可以反應(yīng)出某一邏輯關(guān)系的結(jié)果是什么，這一結(jié)果又英國導(dǎo)出哪些動作,。這個邏輯關(guān)系可以是以各個控制活動順序為基準(zhǔn),，也可能是以整個活動的時間節(jié)拍為基準(zhǔn)。邏輯關(guān)系圖反映了控制過程中控制作用與被控對象的活動,，也反應(yīng)了輸入與輸出的關(guān)系,。

3. 繪制各種電路圖

繪制各種電路的目的，是把系統(tǒng)的輸入輸出所設(shè)計的地址和名稱聯(lián)系起來,。這是很關(guān)鍵的一步,。在繪制 PLC 的輸入電路時，不僅要考慮到信號的連接點是否與命名一致,，還要考慮到輸入端的電壓和電流是否合適,，也要考慮到在特殊條件下運行的可靠性與穩(wěn)定條件等問題。特別要考慮到能否把高壓引導(dǎo)到 PLC 的輸入端,，把高壓引入 PLC 輸入端,，會對 PLC 造成比較大的傷害。在繪制 PLC 的輸出電路時,，不僅要考慮到輸出信號的連接點是否與命名一致,，還要考慮到 PLC 輸出模塊的帶負(fù)載能力和耐電壓能力。此外,，還要考慮到電源的輸出功率和極性問題,。在整個電路的繪制中，還要考慮設(shè)計的原則努力提高其穩(wěn)定性和可靠性,。雖然用 PLC 進行控制方便,、靈活。但是在電路的設(shè)計上仍然需要謹(jǐn)慎、全面,。因此,，在繪制電路圖時要考慮周全，何處該裝按鈕,，何處該裝開關(guān),，都要一絲不茍。

4. 編制 PLC 程序并進行模擬調(diào)試

在繪制完電路圖之后,，就可以著手編制 PLC 程序了,。當(dāng)然可以用上述方法編程。在編程時,，除了要注意程序要正確,、可靠之外，還要考慮程序要簡捷,、省時,、便于閱讀、便于修改,。編好一個程序塊要進行模擬實驗,，這樣便于查找問題，便于及時修改,，要整個程序完成后一起算總帳,。

5. 制作控制臺與控制柜

在繪制完電器、編完程序之后,，就可以制作控制臺和控制柜了,。在時間緊張的時候,，這項工作也可以和編制程序并列進行,。在制作控制臺和控制柜的時候要注意選擇開關(guān)、按鈕,、繼電器等器件的質(zhì)量,，規(guī)格必須滿足要求。設(shè)備的安裝必須注意安全,、可靠,。比如說屏蔽問題、接地問題,、高壓隔離等問題必須妥善處理,。

6. 現(xiàn)場調(diào)試

現(xiàn)場調(diào)試是整個控制系統(tǒng)完成的重要環(huán)節(jié)。任何程序的設(shè)計很難說不經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試就能使用的,。只有通過現(xiàn)場調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)控制回路和控制程序不能滿足系統(tǒng)要求之處,；只有通過現(xiàn)場調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)控制電路和控制程序發(fā)生矛盾之處；只有進行現(xiàn)場調(diào)試才能后實地測試和后調(diào)整控制電路和控制程序，以適應(yīng)控制系統(tǒng)的要求,。

7. 編寫技術(shù)文件并現(xiàn)場試運行

經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試以后,，控制電路和控制程序基本被確定了，整個系統(tǒng)的硬件和軟件基本沒有問題了,。這時就要全面整流技術(shù)文件,，包括整理電路圖、PLC 程序,、使用說明及幫助文件,。到此工作基本結(jié)束。

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下,，PROFIBUS-DP,，是在自動化設(shè)施中網(wǎng)絡(luò)的中心通訊價值。

·裝置與裝置間通訊
使用新穎的BICO技術(shù)使SIMOREG DC-MASTER 在軟件功能性方面達到一個新水平,。其中,，兩個功能強大的處理器處理電樞和勵磁回路開環(huán)和閉環(huán)所有傳動控制。利用BICO技術(shù),，只需簡單的參數(shù)設(shè)定,，就可實現(xiàn)功能塊的不同組合，滿足實際的應(yīng)用,。
·BICO 新穎的軟件解決方案
使用RS485 接口實現(xiàn)裝置與裝置間的連接,，因而實現(xiàn)一個高速全數(shù)字設(shè)定值級鏈。
·分布式的智能化使產(chǎn)品更靈活

由于把所有的部件都集成到數(shù)字環(huán)境中,，從而使得配置和服務(wù)變得更加簡單,，而且工程費用業(yè)大大減少。 對于 SIMOREG DC-MASTER 而言,，的模塊化以及具有分布式智能化的部件都能達到這一目的,，而且更具靈活性。為了滿足這些特殊功能的要求,，我們還提供了各種附加模板,。這些模板不僅可以完成與電機相關(guān)的控制功能，而且可以完成特殊部分式過程控制,。
·T300/T400 模塊提供工藝控制功能
T300/T400 模塊提供了多種工藝控制功能,。如卷曲，張力,，同步,，定位，多電機等,。在箔材機械,，造紙機,，紡織機，印刷機以及拉絲機等有廣泛的應(yīng)用,。
·通訊模塊 CBP 和 CBC
用于 PROFIBUS-DP的 CBP 模板和用于 CAN的 CBC 模塊可以保證 SIMOREG DC-MASTER 實現(xiàn)通用的開放式的通訊,。
·SIMOVIS在WINDOWS上進行調(diào)試和診斷軟件
SIMOVIS是基于WINDOWS平臺的調(diào)試診斷軟件，SIMOREG DC-MASTER的所有參數(shù)都具有圖形化提示,?？梢愿绿幚恚按蛴?shù)設(shè)置,。 并可處理過程數(shù)據(jù),，及進行診斷操作，也可以實現(xiàn)離線或在線操作,。這些也可以在通訊條件下進行,。