西門子PLC模塊6ES7515-2FM02-0AB0詳細(xì)說明

S7 入門級控制器，帶有靈活擴(kuò)展選件

　　可通過以下方式擴(kuò)展：

　　1 個信號板 (SB),、電池板 (BB) 或通信板 (CB)

　　8 信號模塊 (SM)

　　多 3 個通信模塊 (CM)

　　設(shè)計

　　緊湊型 CPU 1214C 具有：

　　3 種設(shè)備類型,，帶有不同的電源和控制電壓

　　集成的電源，可作為寬范圍交流或直流電源（85 至 264 V 交流或 24 V 直流）

　　集成的 24 V 編碼器/負(fù)載電流源：

　　用于直接連接傳感器和編碼器,。400 mA 的輸出電流也可用作負(fù)載電源

　　14 點集成 24 V 直流數(shù)字量輸入（漏電流/源電流（IEC 1 型漏電流））

　　10 點集成數(shù)字量輸出,，24 V 直流或繼電器

　　2 點集成模擬量輸入，0 至 10 V

　　2 點脈沖輸出 (PTO),，頻率高達(dá) 100 kHz

　　脈沖寬度調(diào)制輸出 (PWM),，頻率高達(dá) 100 kHz

　　集成以太網(wǎng)接口（TCP/IP native、ISO-on-TCP）

　　6 個快速計數(shù)器（3 個頻率為 100 kHz,；3 個頻率為 30 kHz）,，帶有可參數(shù)化的使能和復(fù)位輸入,，可以同時用作帶有 2 點單獨(dú)輸入的加減計數(shù)器，或用于連接增量型編碼器

　　通過附加通訊接口擴(kuò)展,，例如,，RS485 或 RS232

　　通過信號板使用模擬或數(shù)字信號直接在 CPU 上擴(kuò)展（保持 CPU 安裝尺寸）

　　通過信號模塊使用各種模擬量和數(shù)字量輸入和輸出信號擴(kuò)展

　　可選存儲器擴(kuò)展（SIMATIC 存儲卡）

　　PID 控制器，具有自動調(diào)諧功能

　　集成實時時鐘

　　中斷輸入：

　　對過程信號的上升沿或下降沿作出極為快速的響應(yīng)

　　所有模塊上均為可拆卸的端子

　　仿真器（可選）：

　　用于仿真集成輸入和測試用戶程序

豐富的指令集:

　　運(yùn)算種類眾多,，便于編程：

　　基本操作,如二進(jìn)制邏輯運(yùn)算,、結(jié)果賦值、存儲,、計數(shù),、產(chǎn)生時間、裝載,、傳輸,、比較、移位,、循環(huán)移位,、產(chǎn)生補(bǔ)碼、調(diào)用子程序（帶局部變量）

　　集成通信命令（例如,，USS 協(xié)議,、Modbus RTU、S7 通信“T-Send/T-Receive"（T 發(fā)送/T 接收）或自由端口模式 (Freeport)）

　　使用簡便的功能,，如脈沖寬度調(diào)制,、脈沖序列功能、運(yùn)算功能,、浮點運(yùn)算功能,、PID 閉環(huán)控制、跳轉(zhuǎn)功能,、環(huán)路功能和代碼轉(zhuǎn)換

　　數(shù)學(xué)函數(shù),，例如 SIN、COS,、TAN,、LN、EXP

　　計數(shù):

　　用戶友好的計數(shù)功能配以集成的計數(shù)器和高速計數(shù)器指令給用戶開辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域,。

　　中斷處理：

　　邊沿觸發(fā)中斷（由過程信號的上升沿或下降沿觸發(fā)）允許對過程中斷作出極快的響應(yīng),。

　　時間觸發(fā)中斷。

　　當(dāng)達(dá)到設(shè)定值或計數(shù)器方向改變時,，可觸發(fā)計數(shù)器中斷,。

　　通信中斷使得能迅速方便地與周圍的設(shè)備如打印機(jī)或條碼閱讀器交換信息。

　　口令保護(hù)

　　測試和診斷功能：

　　易于使用的功能支持測試和診斷，例如,，在線/離線診斷,。

　　在測試和診斷過程中“強(qiáng)制"輸入和輸出：

　　可不在循環(huán)周期內(nèi)獨(dú)立設(shè)置輸入和輸出，例如可以檢測用戶程序,。

　　按照 PLCopen 對簡單運(yùn)動進(jìn)行的運(yùn)動控制

西門子PLC模塊6ES7515-2FM02-0AB0詳細(xì)說明

2參數(shù)設(shè)置編輯

　　西門子變頻器（圖2）變頻器的設(shè)定參數(shù)多,，每個參數(shù)均有一定的選擇范圍，使用中常常遇到因個別參數(shù)設(shè)置不當(dāng),，導(dǎo)致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象,。

　　控制方式：即速度控制、轉(zhuǎn)距控制,、PID控制或其他方式,。采取控制方式后，一般要根據(jù)控制精度,，需要進(jìn)行靜態(tài)或動態(tài)辨識。

　　低運(yùn)行頻率：即電機(jī)運(yùn)行的小轉(zhuǎn)速,，電機(jī)在低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時,，其散熱性能很差，電機(jī)長時間運(yùn)行在低轉(zhuǎn)速下,，會導(dǎo)致電機(jī)燒毀,。而且低速時，其電纜中的電流也會增大,，也會導(dǎo)致電纜發(fā)熱,。

　　高運(yùn)行頻率：一般的變頻器大頻率到60Hz，有的甚至到400 Hz,，高頻率將使電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn),，這對普通電機(jī)來說，其軸承不能長時間的超額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行,，電機(jī)的轉(zhuǎn)子是否能承受這樣的離心力,。

　　載波頻率：載波頻率設(shè)置的越高其高次諧波分量越大，這和電纜的長度,，電機(jī)發(fā)熱,，電纜發(fā)熱變頻器發(fā)熱等因素是密切相關(guān)的。

　　電機(jī)參數(shù)：變頻器在參數(shù)中設(shè)定電機(jī)的功率,、電流,、電壓、轉(zhuǎn)速,、大頻率,，這些參數(shù)可以從電機(jī)銘牌中直接得到。

　　跳頻：在某個頻率點上，有可能會發(fā)生共振現(xiàn)象,，特別在整個裝置比較高時,；在控制壓縮機(jī)時，要避免壓縮機(jī)的喘振點,。

　　3控制參數(shù)編輯

　　變頻器日常使用中出現(xiàn)的一些問題,，很多情況下都是因為變頻器參數(shù)設(shè)置不當(dāng)引起的。西門子變頻器可設(shè)置的參數(shù)有幾千個,，只有系統(tǒng)地,、合適地、準(zhǔn)確地設(shè)置參數(shù)才能充分利用變頻器性能,。[1]

　　變頻器控制方式的選擇由負(fù)荷的力矩特性所決定,，電動機(jī)的機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性根據(jù)下列關(guān)系式?jīng)Q定：

　　p= t n/ 9550

　　式中：p——電動機(jī)功率(kw)

　　t——轉(zhuǎn)矩(n. m)

　　n——轉(zhuǎn)速(r/ min)

　　轉(zhuǎn)矩t與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系根據(jù)負(fù)載種類大體可分為3種[2]。

　　(1)即使速度變化轉(zhuǎn)矩也不大變化的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,，此類負(fù)載如傳送帶,、起重機(jī)、擠壓機(jī),、壓縮機(jī)等,。

　　(2)隨著轉(zhuǎn)速的降低，轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)速的平方減小的負(fù)載,。此類負(fù)載如風(fēng)機(jī),、各種液體泵等。

　　(3)轉(zhuǎn)速越高,，轉(zhuǎn)矩越小的恒功率負(fù)載,。此類負(fù)載如軋機(jī)、機(jī)床主軸,、卷取機(jī)等,。

　　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)速時的磁通與勵磁電流基本不變,。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,，具有起動提升功能。將低頻時的輸出電壓相對于線性的v/f曲線作適當(dāng)?shù)奶岣咭匝a(bǔ)償在低頻時定子電阻引起的壓降導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩減小的問題,。適用于大起動轉(zhuǎn)矩的調(diào)速對象,。

　　變頻器v/f控制方式驅(qū)動電機(jī)時，在某些頻率段,，電機(jī)的電流,、轉(zhuǎn)速會發(fā)生振蕩，嚴(yán)重時系統(tǒng)無法運(yùn)行,，甚至在加速過程中出現(xiàn)過電流保護(hù)，使得電機(jī)不能正常啟動,，在電機(jī)輕載或轉(zhuǎn)矩慣量較小時更為嚴(yán)重,。可以根據(jù)系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩的頻率點,，在v/f曲線上設(shè)置跳轉(zhuǎn)點及跳轉(zhuǎn)頻帶寬度,，當(dāng)電機(jī)加速時可以自動跳過這些頻率段，保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行,。從p1091至p1094可以設(shè)定4個不同的跳轉(zhuǎn)點,，設(shè)置p1101確定跳轉(zhuǎn)頻帶寬度。

　　有些負(fù)載在特定的頻率下需要電機(jī)提供特定的轉(zhuǎn)矩,，用可編程的v/f控制對應(yīng)設(shè)置變頻器參數(shù)即可得到所需控制曲線,。設(shè)置p1320、p1322,、p1324確定可編程的v/f特性頻率座標(biāo),，對應(yīng)的p1321、p1323,、p1325為可編程的v/f 特性電壓座標(biāo),。

　　參數(shù)p1300設(shè)置為20，變頻器工作于矢量控制。這種控制相對完善,，調(diào)速范圍寬,，低速范圍起動力矩高，精度高達(dá)0.01%,，響應(yīng)很快,，高精度調(diào)速都采用svpwm矢量控制方式。

　　參數(shù)p1300設(shè)置為22,，變頻器工作于矢量轉(zhuǎn)矩控制,。這種控制方式是目前國際上*的控制方式，其他方式是模擬直流電動機(jī)的參數(shù),，進(jìn)行保角變換而進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的,，矢量轉(zhuǎn)矩控制是直接取交流電動機(jī)參數(shù)進(jìn)行控制，控制簡單,，度高,。