西門子模塊6ES7518-4FP00-0AB0

變頻器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制,、力矩控制,。v/f控制中有線性v/f控制、拋物線特性v/f控制,。將變頻器參數(shù)p1300設(shè)為0,，變頻器工作于線性

v/f控制方式，將使調(diào)速時(shí)的磁通與勵(lì)磁電流基本不變,。適用于工作轉(zhuǎn)速不在低頻段的一般恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速對(duì)象,。

將p1300設(shè)為2，變頻器工作于拋物線特性v/f控制方式,，這種方式適用于風(fēng)機(jī),、水泵類負(fù)載。這類負(fù)載的軸功率n近似地與轉(zhuǎn)速n的3次方成正比,。其轉(zhuǎn)矩m近似地與轉(zhuǎn)速n的平方成正比,。對(duì)于這種負(fù)載，如果變頻器的v/f特性是線性關(guān)系，則低速時(shí)電機(jī)的許用轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩,，從而造成功率因數(shù)和效率的嚴(yán)重下降,。為了適應(yīng)這種負(fù)載的需要，使電壓隨著輸出頻率的減小以平方關(guān)系減小,，從而減小電機(jī)的磁通和勵(lì)磁電流,，使功率因數(shù)保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。

可以進(jìn)一步通過(guò)設(shè)置參數(shù)使v/f控制曲線適合負(fù)載特性,。將p1312在0至250之間設(shè)置合適的值,，具有起動(dòng)提升功能。將低頻時(shí)的輸出電壓相對(duì)于線性的v/f曲線作適當(dāng)?shù)奶岣咭匝a(bǔ)償在低頻時(shí)定子電阻引起的壓降導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩減小的問(wèn)題,。適用于大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的調(diào)速對(duì)象,。

 　3.1 中央控制單元 ccu(central control unit type 3)
                    
　　ccu是整個(gè)系統(tǒng)的核心單元，機(jī)車的控制,、調(diào)節(jié)和監(jiān)視由ccu實(shí)施和控制,。hxd1機(jī)車的ccu采用type 3型32位微處理器，由網(wǎng)關(guān)gateway,、中央處理器cpu,、mvb32－4、電源組成,，zui多可以實(shí)現(xiàn)2臺(tái)(4節(jié))機(jī)車的重聯(lián),。ccu采用冗余設(shè)計(jì)，每節(jié)車有2個(gè)ccu,，一個(gè)主ccu,，另一個(gè)為從ccu，結(jié)構(gòu)功能*相同,，一個(gè)故障后另一個(gè)可以繼續(xù)工作,，不影響機(jī)車正常運(yùn)行。
                    
　　ccu的主要功能是為本節(jié)機(jī)車參數(shù)設(shè)置存儲(chǔ),、本節(jié)機(jī)車事件記錄,、重聯(lián)機(jī)車事件顯示、整車通訊檢測(cè),、通過(guò)rs232接口讀或轉(zhuǎn)儲(chǔ)數(shù)據(jù),，并且作為機(jī)車中央控制單元系統(tǒng)軟件上載的輸入端口。
            
　　3.2 牽引控制單元 tcu(traction control unit)
                    
　　tcu是機(jī)車牽引的核心控制單元,，由中央處理器模塊,、存儲(chǔ)器模塊、斬波器控制模塊,、數(shù)字接口模塊,、數(shù)字輸入/輸出模塊,、模擬接口模塊、控制系統(tǒng)檢測(cè)模塊,、列車控制信號(hào)輸入變換模塊,、數(shù)字信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換模塊、接觸器驅(qū)動(dòng)模塊,、igbt觸發(fā)模塊,、啟動(dòng)單元等組成。其作用是控制和調(diào)節(jié)機(jī)車牽引,、再生制動(dòng),，從電氣上實(shí)現(xiàn)防空轉(zhuǎn)/滑行保護(hù)，并且實(shí)現(xiàn)了開閉環(huán)控制,、速度頻率同步,、故障處理與監(jiān)測(cè)等功能,。
            
　　3.3 智能終端接口單元 sks1a,、sks1b、sks3(sibas kilp)
                    
　　sks1a,、sks1b,、sks3為智能外圍設(shè)備連接終端，sks1a,、sks1b是緊湊設(shè)計(jì)的數(shù)字輸入/輸出接口,，專為司機(jī)室所用，它把司機(jī)控制指令轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào),，并通過(guò)編碼將信號(hào)傳輸給ccu,；sks3采用分散化輸入/輸出，減少車內(nèi)所需布線,，增加控制和診斷能力,。

功能 性能和靈活性 不論是在數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域還是操作領(lǐng)域，SINUMERIK 840D sl 在軟 硬件方面的可伸縮性為其在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了*條件,。

從 簡(jiǎn)單的定位任務(wù)到復(fù)雜的多軸系統(tǒng)都可適用,。我們?yōu)槟募庸と?務(wù)提供了多種類型的 NCU。 采用NCU 710.3B PN時(shí),，SINUMERIK 840D sl共可支持8根軸,，

采用 NCU 720.3B PN/NCU 730.3B PN 時(shí)支持的軸數(shù)量可多達(dá) 31 根軸。 借助CBE30-2通訊模塊,，可通過(guò)NCU鏈接綁定多至3個(gè)NCU,。 由此可實(shí)現(xiàn)多至 93 根 CNC 控制的軸 / 主軸和 150 根 CNC 和 PLC 控制的軸 / 主軸

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人機(jī)界面   
人機(jī)交換界面負(fù)責(zé)NC數(shù)據(jù)的輸入和顯示,它由MMC和OP組成    MMC(Man Machine Communication)包括：OP(Operation panel)單元，MMC,MCP(Machine Control Panel)三部分,。MMC實(shí)際上就是一臺(tái)計(jì)算機(jī),，有自己獨(dú)立的CPU,還可以帶硬盤,，帶軟驅(qū)；OP單元正是這臺(tái)計(jì)算機(jī)的顯示器,，而西門子MMC的控制軟件也在這臺(tái)計(jì)算機(jī)中,。1.MMC我們**常用的MMC有兩種：MMC100.2和MMC103,其中MMC100.2的CPU為486,不能帶硬盤；而MMC103的CPU為奔騰,，可以帶硬盤,，一般的，用戶為SINUMERIK810D配MMC100.2,而為SINUMERIK840D配MMC103.※         PCU(PC UNIT)是專門為配合西門子**的操作面板OP10,、OP10S,、OP10C、OP12,、OP15等而開發(fā)的MMC模塊,，目前有三種PCU模塊——PCU20、PCU50,、PCU70, PCU20對(duì)應(yīng)于MMC100.2,，不帶硬盤，但可以帶軟驅(qū),；PCU50,、PCU70對(duì)應(yīng)于MMC103,可以帶硬盤，與MMC不同的是：PCU50的軟件是基于WINDOWS NT的,。PCU的軟件被稱作HMI,HMI有分為兩種：嵌入式HMI和高級(jí)HMI,。一般標(biāo)準(zhǔn)供貨時(shí)，PCU20裝載的是嵌入式 HMI,而PCU50和PCU70則裝載高級(jí)HMI.2.OPOP單元一般包括一個(gè)10.4″TFT顯示屏和一個(gè)NC鍵盤,。根據(jù)用戶不同的要求,，西門子為用戶選配不同的OP單元，如：OP030,OP031,OP032,OP032S等,，其中OP031**為常用,。3.MCPMCP是專門為數(shù)控機(jī)床而配置的，它也是OPI上的一個(gè)節(jié)點(diǎn),，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合不同,，其布局也不同，目前,，有車床版MCP和銑床版MCP兩種,。對(duì)810D和840D，MCP的MPI地址分別為14和6,，用MCP后面的S3開關(guān)設(shè)定,。對(duì)于SINUMERIK840D應(yīng)用了MPI（Multiple Point Interface）總線技術(shù)，傳輸速率為187.5k/秒,，OP單元為這個(gè)總線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn),。為提高人機(jī)交互的效率,，又有OPI（Operator PanelInterface）總線，它的傳輸速率為1.5M/秒,。 l       數(shù)控及驅(qū)動(dòng)單元1.NCU數(shù)控單元 SINUMERIK840D的數(shù)控單元被稱為NCU（Numenrical Controlunit）單元：中央控制單元,負(fù)責(zé)NC所有的功能,機(jī)床的邏輯控制,還有和MMC的通訊它由一個(gè)COM CPU板. 一個(gè)PLC CPU板和一個(gè)DRIVE板組成.根據(jù)選用硬件如CPU芯片等和功能配置的不同,，NCU分為NCU561.2,NCU571.2,NCU572.2,NCU573.2(12軸)，NCU573.2(31軸)等若干種,，同樣,，NCU單元中也集成SINUMERIK840D數(shù)控CPU和SIMATIC PLC CPU芯片，包括相應(yīng)的數(shù)控軟件和PLC控制軟件,，并且?guī)в蠱PI或Profibus借口,，RS232借口，手輪及測(cè)量接口,，PCMCIA卡插槽等,，所不同的是NCU單元很薄，所有的驅(qū)動(dòng)模塊均排列在其右側(cè),。    2．?dāng)?shù)字驅(qū)動(dòng)? 數(shù)字伺服：運(yùn)動(dòng)控制的執(zhí)行部分,由611D伺服驅(qū)動(dòng)和1FT6(1FK6)電機(jī)組成   SINUMERIK840D配置的驅(qū)動(dòng)一般都采用SIMODRIVE611D.它包括兩部分：電源模塊+驅(qū)動(dòng)模塊（功率模塊）,。   電源模塊：主要為NC和給驅(qū)動(dòng)裝置提供控制和動(dòng)力電源，產(chǎn)生母線電壓,，同時(shí)監(jiān)測(cè)電源和模塊狀態(tài),。根據(jù)容量不同,，凡小于15KW均不帶饋入裝置,，極為U/E電源模塊；凡大于15KW均需帶饋入裝置,，記為I/RF電源模塊,，通過(guò)模塊上的訂貨號(hào)或標(biāo)記可識(shí)別。   611D數(shù)字驅(qū)動(dòng):是新一代數(shù)字控制總線驅(qū)動(dòng)的交流驅(qū)動(dòng),，它分為雙軸模塊和單軸模塊兩種,，相應(yīng)的進(jìn)給伺服電機(jī)可采用1FT6或者1FK6系列，編碼器信號(hào)為1Vpp正弦波,，可實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制,。主軸伺服電機(jī)為1PH7系列。l       PLC模塊SINUMERIK810D/840D系統(tǒng)的PLC部分使用的是西門子SIMATIC S7-300的軟件及模塊,，在同一條導(dǎo)軌上從左到右依次為電源模塊（Power Supply）,，接口模塊（Interface Module）機(jī)信號(hào)模塊（Signal Module）。的CPU與NC的CPU是集成在CCU或NCU中的,。   

 電源模塊（PS）是為PLC和NC提供電源的+24V和+5V,。接口模塊（IM）是用于級(jí)之間互連的。信號(hào)模塊（SM）使用與機(jī)床PLC輸入/輸出的模塊,，有輸入型和輸出型兩種,。二．硬件的接口一．     840D系統(tǒng)的接口 ?  840D系統(tǒng)的MMC,，HHU，MCP都通過(guò)一根MPI電纜掛在NCU上面,，MPI是西門子PLC的一個(gè)多點(diǎn)通訊協(xié)議,，因而該協(xié)議具有開放性，而OPI是840D系統(tǒng)針對(duì)NC部分的部件的一個(gè)特殊的通訊協(xié)議,，是MPI的一個(gè)特例,，不具有開放性，它比傳統(tǒng)的MPI通訊速度要快,，MPI的通訊速度是187.5K波特率,，而OPI是1.5M。?  NCU上面除了一個(gè)OPI端口外,，還有一個(gè)MPI,，一個(gè)Profibus接口，Profibus接口可以接所有的具有Profibus通訊能力的設(shè)備,。Profibus的通訊電纜和MPI的電纜一樣,，都是一根雙芯的屏蔽電纜?  在MPI，OPI和Profibus的通訊電纜兩端都要接終端電阻,，阻值是220歐,，所有如果要檢測(cè)電纜的好壞情況，可以在NCU端打開插座的封蓋,，量A,，B兩線間的電阻，正常情況下應(yīng)該為110歐,。二．611系列驅(qū)動(dòng)的組成與接口1．611系列的驅(qū)動(dòng)分成模擬611A,，數(shù)字611D和通用型611U。都是模塊化結(jié)構(gòu),，主要有以下幾個(gè)模塊組成：?電源模塊    電源模塊是提供驅(qū)動(dòng)和數(shù)控系統(tǒng)的電源,，包括維持系統(tǒng)正常工作的弱電和供給功率模塊用的600V直流電壓。根據(jù)直流電壓控制方式,，它又分為開環(huán)控制的UE模塊和閉環(huán)控制的I/R模塊,，UE模塊沒(méi)有電源的回饋系統(tǒng)，其直流電壓正常時(shí)為570V左右,，而當(dāng)制動(dòng)能量大時(shí),，電壓可高達(dá)640多伏。I/R模塊的電壓一直維持在600V左右?控制模塊    控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服軸的速度環(huán)和電流環(huán)的閉環(huán)控制?功率模塊    對(duì)伺服電機(jī)提供頻率和電壓可變的交流電源?監(jiān)控模塊    主要是對(duì)電源模塊弱電供電能力的補(bǔ)充,。?濾波模塊    對(duì)電源進(jìn)行濾波作用,。?電抗        對(duì)電壓起到平穩(wěn)作用。   2．611電源模塊的接口信號(hào)611模塊的接口信號(hào)有以下幾組：?（1）電源接口U1 V1 W1 主控制回路三相電輸入端口X181     工作電源的輸入端口,，使用時(shí)常常與主電源短接,，有的系統(tǒng)為了讓機(jī)床在斷電后驅(qū)動(dòng)還能正常工作一段時(shí)間,，把600V的電壓端子與P500 M500端子短接，這樣由于600V電壓不能馬上放電完畢,，還能維持驅(qū)動(dòng)控制板的正常工作一段時(shí)間,。P600M600是600V直流電壓輸出端子。?（2）控制接口64       控制使能輸入,，該信號(hào)同時(shí)對(duì)所有連接的模塊有效,，該信號(hào)取消時(shí)，所有的軸的速度給定電壓為零,，軸以**的加速度停車,。延遲一定的時(shí)間后，取消脈沖使能63       脈沖使能輸入,，該信號(hào)同時(shí)對(duì)所有連接的模塊有效,，該信號(hào)取消后，所有的軸的電源取消,，軸以自由運(yùn)動(dòng)的形式停車,。48       主回路繼電器，該信號(hào)斷開時(shí),，主控制回路電源主繼電器斷開,。 112      調(diào)試或標(biāo)準(zhǔn)方式，該信號(hào)一般用在傳輸線的調(diào)試中,，一般情況接到系統(tǒng)的24V上,。X121     模塊準(zhǔn)備好信號(hào)和模塊的過(guò)熱信號(hào)。準(zhǔn)備號(hào)信號(hào)與模塊的撥碼開關(guān)的設(shè)置有關(guān),，當(dāng)S1.2=ON時(shí),，模塊有故障時(shí)，準(zhǔn)備好信號(hào)取消,，而S1.2=OFF時(shí)，模塊有故障和使能(63,64)信號(hào)取消時(shí),，都會(huì)取消準(zhǔn)備好信號(hào),，因此在更換該模塊的時(shí)候要檢查模塊頂部的撥碼開關(guān)的設(shè)置，否則模塊可能會(huì)工作不正常,。所有的模塊過(guò)載和連接的電機(jī)過(guò)熱都會(huì)觸發(fā)過(guò)熱報(bào)警輸出,。NS1/NS2  主繼電器閉合使能，只有該信號(hào)為高電平時(shí),，主繼電器才可能得電,。該信號(hào)常用來(lái)作主繼電器閉合的連鎖條件。AS1/AS2  主繼電器狀態(tài),，該信號(hào)反映主繼電器的閉合狀態(tài),，主繼電器閉合時(shí)為高電平,。9/19/R    9是24V輸出電壓，19是24V的地,，R為模塊的報(bào)警復(fù)位信號(hào),。?（3）其它輔助接口X351     設(shè)備總線 ，為后面連接的模塊供電用,。X141     電壓檢測(cè)端子,，供診斷和其它用途用。?7： P24 ,，＋24V          ?45：P15,，＋15V       ?44：N15，－15V         ?10：N24,，－24V            ?15：M,，0V? 電源模塊上面有6個(gè)指示燈，分別指示模塊的故障和工作狀態(tài),。一般正常情況下綠燈亮表示使能信號(hào)丟失(63和64),，黃燈亮表示模塊準(zhǔn)備好信號(hào)，這時(shí)600V直流電壓已經(jīng)達(dá)到系統(tǒng)正常工作的允許值,。電源模塊正常工作的使能條件：    48,，112，63,，64接高電平,，NS1和NS2短 接，顯示為一個(gè)黃燈亮,，其它燈都不亮,。直流母線電壓應(yīng)在600V左右.3．611驅(qū)動(dòng)控制模塊接口信號(hào)? （1）611D驅(qū)動(dòng)控制模塊接口信號(hào)    ? 611D控制模塊與數(shù)控系統(tǒng)主要是通過(guò)一根數(shù)據(jù)總線相連，基本沒(méi)有太多的接口信號(hào),。X431：   軸脈沖使能,，該信號(hào)為低電平時(shí)，該軸的電源撤消,，一般這個(gè)信號(hào)直接與24V短接X(jué)432：   BERO 端子,，該接口用作BERO開關(guān)信號(hào)的輸入口。X34,，X35模擬輸出口,，其中有兩個(gè)模擬口（X1，X2 ）用作模塊診斷測(cè)試用,，它可以用來(lái)跟蹤一些數(shù)字量,，比如轉(zhuǎn)速，電壓和電流等并把它轉(zhuǎn)換成0到5V的模擬電壓輸出，具體的輸出信號(hào)可以通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)選擇,，Ir模擬輸出口是固定輸出電機(jī)R相的電流的模擬值,。X411：   電機(jī)編碼器接口，輸入電機(jī)的編碼器信號(hào),，還有電機(jī)的熱敏電阻,，其中電機(jī)的熱敏電阻值是通過(guò)該插座的13和25腳輸入，該熱敏電阻在常溫下為580歐,，155度時(shí)大于1200歐,，這時(shí)控制板關(guān)斷電機(jī)電源并產(chǎn)生電機(jī)過(guò)熱報(bào)警。(1PH7電機(jī)溫度檢測(cè)信號(hào)連接同1FT6/1FK6電機(jī))X411：   直接測(cè)量系統(tǒng)輸入口,，輸入直接位置測(cè)量信號(hào),，一般為正余弦電壓信號(hào)?*  611D的控制板的速度環(huán)和電流環(huán)的參數(shù)設(shè)置在NCK里面，故更換控制板后不需要重新設(shè)置參數(shù)