plc能做两个平行plc的顺序控制控吗?

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版权所有不良信息举报电话:继电器逻辑控制柜是PLC诞生之前最广泛使用的一种顺序控制器,其基础控制元件是继电器,通过继电器控制线圈之间的硬连线来实现某种顺序控制逻辑。&但是,继电器控制柜是一种硬性自动化控制器。硬性是继电器控制柜的最主要缺点。由於其控制逻辑是由硬连线决定的,要改变其控制逻辑就必须改变其硬连线。改变硬连线需要设备停产,而且时间较长。
1968年,美国通用汽车公司(GM公司)为了适应汽车型号不断更新的趋势,以求在竞争激烈的汽车工业中取得优势,试图研制一种能尽量减少因汽车型号变动尔重新设计汽车装配线上各种继电器控制线路的方法,从而降低生产成本,缩短产品开发周期,并提出了10条技术招标指标&#8758;
用户编程方法简单易行,并可以在现场调试时方便地修改程序;&
系统应由插件或者模块组成,以便用户维护和修理;&
1、在更换电池前,首先备份PLC的用户程序
2、在拆装前,应先让PLC通电15s以上(这样可使作为存储器备用电源的电容器充电,在锂电池断开后,该电容可对PLC做短莨┑纾&#57581;员;&#58872;AM中的信息不丢失);
3、断开PLC的交流电源
4、打开基本单元的电池盖板
5、取下旧电池,装上新电池
6、盖上电池盖板
提示:更换电池时间要尽量短,一般不允许超过3min。如果时间过长,RAM中的程序将消失。
&PLC的编程语言的特点!
PLC的编程语言与一般计算机语言相比,具有明显的特点,它既不同于高级语言,也不同与一般的汇编语言,它既要满足易于编写,又要满足易于调试的要求。目前,还没有一种对各厂家产品都能兼容的编程语言。如三菱公司的产品有它自己的编程语言,OMRON公司的产品也有它自己的语言。但不管什么型号的PLC,其编程语言都具有以下特点:
图形式指令结构:程序由图形方式表达,指令由不同的图形符号组成,易于理解和记忆。系统的软件开发者已把工业控制中所需的独立运算功能编制成象征性图形,用户根据自己的需要把这些图形进行组合,并填入适当的参数。在逻辑运算部分,几乎所有的厂家都采用类似于继电器控制电路的梯形图,很容易接受。如西门子公司还采用控制系统流程图来表示,它沿用二进制逻辑元件图形符号来表达控制关系,很直观易懂。较复杂的算术运算、定时计数等,一般也参照梯形图或逻辑元件图给予表示,虽幌笳餍圆蝗缏呒&#57677;怂悴糠郑&#57581;彩苡没Щ队?br&2.
明确的变量常数:图形符相当于操作码,规定了运算功能,操作数由用户填人,如:K400,T120等。PLC中的变量和常数以及其取值范围有明确规定,由产品型号决定,可查阅产品目录手册。
简化的程序结构:PLC的程序结构通常很简单,典型的为块式结构,不同块完成不同的功能,使程序的调试者对整个程序的控制功能和控制顺序有清晰的概念。
简化应用软件生成过程:使用汇编语言和高级语言编写程序,要完成编辑、编译和连接三个过程,而使用编程语言,只需要编辑一个过程,其余由系统软件自动完成,整个编辑过程都在人机对话下进行的,不要求用户有高深的软件设计能力。
强化调试手段:无论是汇编程序,还是高级语言程序调试,都是令编辑人员头疼的事,而PLC的程序调试提供了完备的条件,使用编程器,利用PLC和编程器上的按键、显示和内部编辑、调试、监控等,并在软件支持下,诊断和调试操作都很简单。
总之,PLC的编程语言是面向用户的,对使用者不要求具备高深的知识、不需要长时间的专门训练。
&PLC基础知识简介[分享]
在自动化控制领域,PLC是一种重要的控制设备。目前,世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品,应用在汽车(23%)、粮食加工(16.4%)、化学/制药(14.6%)、金属/矿山(11.5%)、纸浆/造纸(11.3%)等行业。为了使各位初学者更方便地了解PLC,本文对PLC的发展、基本结构、配置、应用等基本知识作一简介,以期对各位网友有所帮助。
  一、PLC的发展历程
在工业生产过程中,大量的开关量顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制,及大量离散量的数据采集。传统上,这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电气控制装置的要求,第二年,美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置,首次采用程序化的手段应用于电气控制,这就是第一代可编程序控制器,称Programmable
Controller(PC)。
个人计算机(简称PC)发展起来后,为了方便,也为了反映可编程控制器的功能特点,可编程序控制器定名为Programmable Logic
Controller(PLC),现在,仍常常将PLC简称PC。
  PLC的定义有许多种。国际电工委员会(IEC)对PLC的定义是:可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。
上世纪80年代至90年代中期,是PLC发展最快的时期,年增长率一直保持为30~40%。在这时期,PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高,PLC逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
  PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可*性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位,在可预见的将来,是无法取代的。
  二、PLC的构成
    从结构上分,PLC分为固定式和组合式(模块式)两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架,这些模块可以按照一定规则组合配置。
  三、CPU的构成
    CPU是PLC的核心,起神经中枢的作用,每套PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的寄存器中,同时,诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号,去指挥有关的控制电路。
    CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成,CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据,是PLC不可缺少的组成单元。
    在使用者看来,不必要详细分析CPU的内部电路,但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作,由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算,在控制器指挥下工作。寄存器参与运算,并存储运算的中间结果,它也是在控制器指挥下工作。
  CPU速度和内存容量是PLC的重要参数,它们决定着PLC的工作速度,IO数量及软件容量等,因此限制着控制规模。
  四、I/O模块
    PLC与电气回路的接口,是通过输入输出部分(I/O)完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路,其输入暂存器反映输入信号状态,输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统,输出模块相反。I/O分为开关量输入(DI),开关量输出(DO),模拟量输入(AI),模拟量输出(AO)等模块。
    开关量是指只有开和关(或1和0)两种状态的信号,模拟量是指连续变化的量。常用的I/O分类如下:
    开关量:按电压水平分,有220VAC、110VAC、24VDC,按隔离方式分,有继电器隔离和晶体管隔离。
    模拟量:按信号类型分,有电流型(4-20mA,0-20mA)、电压型(0-10V,0-5V,-10-10V)等,按精度分,有12bit,14bit,16bit等。
    除了上述通用IO外,还有特殊IO模块,如热电阻、热电偶、脉冲等模块。
    按I/O点数确定模块规格及数量,I/O模块可多可少,但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或机架槽数限制。
  五、电源模块
    PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时,有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有:交流电源(220VAC或110VAC),直流电源(常用的为24VAC)。
  六、底板或机架
    大多数模块式PLC使用底板或机架,其作用是:电气上,实现各模块间的联系,使CPU能访问底板上的所有模块,机械上,实现各模块间的连接,使各模块构成一个整体。
  七、PLC系统的其它设备
    1、编程设备:编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件,用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况,但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器,目前一般由计算机(运行编程软件)充当编程器。
    2、人机界面:最简单的人机界面是指示灯和按钮,目前液晶屏(或触摸屏)式的一体式操作员终端应用越来越广泛,由计算机(运行组态软件)充当人机界面非常普及。
    3、输入输出设备:用于永久性地存储用户数据,如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器,输入模拟量的电位器,打印机等。
  八、PLC的通信联网
    依*先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此,网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著,甚至有人提出"网络就是控制器"的观点说法。
    PLC具有通信联网的功能,它使PLC与PLC
之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息,形成一个统一的整体,实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口,还有一些内置有支持各自通信协议的接口。
    PLC的通信,还未实现互操作性,IEC规定了多种现场总线标准,PLC各厂家均有采用。
    对于一个自动化工程(特别是中大规模控制系统)来讲,选择网络非常重要的。首先,网络必须是开放的,以方便不同设备的集成及未来系统规模的扩展;其次,针对不同网络层次的传输性能要求,选择网络的形式,这必须在较深入地了解该网络标准的协议、机制的前提下进行;再次,综合考虑系统成本、设备兼容性、现场环境适用性等具体问题,确定不同层次所使用的网络标准。
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&变频与伺服的关系及应用[灌水]
随着工业水平的发展,自动话水平的提高,变频技术和伺服在工业自动化控制上有着广泛的应用,在这里我简单介绍它们之间的联系。
变频技术:
&&&&&&简单的变频器只能调节交流电机的速度,这时可以开环也可以闭环要视控制方式和变频器而定,这就是传统意义上的V/F控制方式。现在很多的变频已经通过数学模型的建立,将交流电机的定子磁场UVW3相转化为可以控制电机转速和转矩的两个电流的分量,现在大多数能进行力矩控制的著名品牌的变频器都是采用这样方式控制力矩,UVW每相的输出要加摩尔效应的电流检测装置,采样反馈后构成闭环负反馈的电流环的PID调节;这样可以既控制电机的速度也可控制电机的力矩,而且速度的控制精度优于v/f控制,编码器反馈也可加可不加,加的时候控制精度和响应特性要好很多。
伺服系统:
&&&&&&1、伺服驱动器&&&&&&在发展了变频技术的前提下,在驱动器内部的电流环,速度环和位置环(变频器没有该环)都进行了比一般变频更精确的控制技术和算法运算,在功能上也比传统的伺服强大很多,主要的一点可以进行精确的位置控制。通过上位控制器发送的脉冲序列来控制速度和位置(当然也有些伺服内部集成了控制单元或通过总线通讯的方式直接将位置和速度等参数设定在驱动器里),驱动器内部的算法和更快更精确的计算以及性能更优良的电子器件使之更优越于变频器。
2、电机方面&&&&&&伺服电机的材料、结构和加工工艺要远远高于变频器驱动的交流电机(一般交流电机或恒力矩、恒功率等各类变频电机),也就是说当驱动器输出电流、电压、频率变化很快的电源时,伺服电机就能根据电源变化产生响应的动作变化,响应特性和抗过载能力远远高于变频器驱动的交流电机,电机方面的严重差异也是两者性能不同的根本。就是说不是变频器输出不了变化那么快的电源信号,而是电机本身就反应不了,所以在变频的内部算法设定时为了保护电机做了相应的过载设定。当然即使不设定变频器的输出能力还是有限的,有些性能优良的变频器就可以直接驱动伺服电机!
两者的共同点:
  交流伺服的技术本身就是借鉴并应用了变频的技术,在直流电机的伺服控制的基础上通过变频的PWM方式模仿直流电机的控制方式来实现的,也就是说交流伺服电机必然有变频的这一环节:变频就是将工频的50、60HZ的交流电先整流成直流电,然后通过可控制门极的各类晶体管(IGBT,IGCT等)通过载波频率和PWM调节逆变为频率可调的波形类似于正余弦的脉动电,由于频率可调,所以交流电机的速度就可调了(n=60f/2p
,n转速,f频率, p极对数)。
由于变频器和伺服在性能和功能上的不同,&#58051;杂τ靡膊淮笙嗤&#57534;?br&  1、在速度控制和力矩控制的场合要求不是很高的一般用变频器,也有在上位加位置反馈信号构成闭环用变频进行位置控制的,精度和响应都不高。现有些变频也接受脉冲序列信号控制速度的,但好象不能直接控制位置。
  2、在有严格位置控制要求的场合中只能用伺服来实现,还有就是伺服的响应速度远远大于变频,有些对速度的精度和响应要求高的场合也用伺服控制,能用变频控制的运动的场合几乎都能用伺服取代,关键是两点:一是价格伺服远远高于变频,二是功率的原因:变频最大的能做到几百KW,甚至更高,伺服最大就几十KW。伺服的基本概念是准确、精确、快速定位。变频是伺服控制的一个必须的内部环节,伺服驱动器中同样存在变频(要进行无级调速)。但伺服将电流环速度环或者位置环都闭合进行控制,这是很大的区别。除此外,伺服电机的构造与普通电机是有区别的,要满足快速响应和准确定位。现在市面上流通的交流伺服电机多为永磁同步交流伺服,但这种电机受工艺限制,很难做到很大的功率,十几KW以上的同步伺服价格及其昂贵,这样在现场应用允许的情况下多采用交流异步伺服,这时很多驱动器就是高端变频器,带编码器反馈闭环控制。
&三菱PLC应用中应注意的问题
PLC是专门为工业生产服务的控制装置,通常不需要采取什么措施,就可以直接在工业环境中使用。但是,当生产环境过于恶劣,电磁干扰特别强烈,或安装使用不当,都不能保证PLC的正常运行,因此在使用中应注意以下问题。
PLC要求环境温度在0~55&#8451;,安装时不能放在发热量大的元件下面,四周通风散热的空间应足够大,基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔;开关柜上、下部应有通风的百叶窗,防止太阳光直接照射;如果周围环境超过55&#8451;,要安装电风扇强迫通风。
为了保证PLC的绝缘性能,空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。
应使PLC远离强烈的震动源,防止振动频率为10~55Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时,必须采取减震措施,如采用减震胶等。
避免有腐蚀和易燃的气体,例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境,可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中,并安装空气净化装置。
&&&&&&为了确保整个系统能在安全状态下可*工作,避免由于外部电源发生故障、PLC出现异常、误操作以及误输出造成的重大经济损失和人身伤亡事故,PLC外部应安装必要的保护电路。
急停电路。对于能使用户造成伤害的危险负载,除了在控制程序中加以考虑之外,还应设计外部紧急停车电路,使得PLC发生故障时,能将引起伤害的负载电源可*切断。
保护电路。正反向运转等可逆操作的控制系统,要设置外部电器互锁保护;往复运行及升降移动的控制系统,要设置外部限位保护电路。
可编程控制器有监视定时器等自检功能,检查出异常时,输出全部关闭。但当可编程控制器CPU故障时就不能控制输出,因此,对于能使用户造成伤害的危险负载,为确保设备在安全状态下运行,需设计外电路加以防护。
电源过负荷的防护。如果PLC电源发生故障,中断时间少于10秒,PLC工作不受影响,若电源中断超过10秒或电源下降超过允许值,则PLC停止工作,所有的输出点均同时断开;当电源恢复时,若RUN输入接通,则操作自动进行。因此,对一些易过负载的输入设备应设置必要的限流保护电路。
重大故障的报警及防护。对于易发生重大事故的场所,为了确保控制系统在重大事故发生时仍可*的报警及防护,应将与重大故障有联系的信号通过外电路输出,以使控制系统在安全状况下运行。
良好的接地是保证PLC可*工作的重要条件,可以避免偶然发生的电压冲击危害。PLC的接地线与机器的接地端相接,接地线的截面积应不小于2mm2
,接地电阻小于100Ω;如果要用扩展单元,其接地点应与基本单元的接地点接在一起。&#57376;艘种萍釉诘缭醇笆淙攵恕&#9337;涑龆说母扇牛&#57582;Ω鳳LC接上专用地线,接地点应与动力设备(如电机)的接地点分开;若达不到这种要求,也必须做到与其它设备公共接地,禁止与其它设备串连接地。接地点应尽可能*近PLC。
&可编程控制器的特点
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&可编程控制器的特点
&&&&可编程控制器之所以得到迅速的发展和越来越广泛的应用,是因为它具有如下一些独特的良好特点:
&&&&&&1、功能完善&&PLC的输入/输出系统功能完善,性能可*,能够适应于各种形式和性质的开关量和模拟量信号的输入和输出。在PLC内部具备许多控制功能,诸如时序、计数器、主控继电器以及移位寄存器、中间继电器等。由于采用了微处理器,它能够很方便地实现延时、比较、跳转和强制I/O等诸多功能,它不仅具有逻辑运算、算术运算、数制转换以及顺序控制功能,而且还具备模拟运算、显示、监控、打印及报表生存等功能。此外,它还可以和其它微型计算机系统、控制设备共同组成分布式或分散式控制系统,还能够实现成组数据传送、矩阵运算、闭环控制、排序与查表、函数运算及快速终端等功能。因此PLC具有极强的适应性,能够很好地满足过程控制的需要。
&&&&&&2、模块化结构,硬、软件开发方便&&PLC的硬件结构全部采用模块化结构,可以适应大小规模不同、功能复杂程度及现场环境各异的各种控制要求。硬件系统安装方便,接线简单,连接可*,为控制系统的硬件设计提供了方便、快捷的途径,可以大大缩短硬件系统的开发周期。
&&&&&&软件编程支持梯形图逻辑语言直观、方便,只要有了通常的继电器梯形图、逻辑图或逻辑方程,就等于有了PLC系统用户程序,大大减轻了系统软件开发的工作量。另外,这一特点对于PLC系统取代原继电器控制系统,进行老设备改造是十分有利的。
&&&&&&总之,使用PLC可以大大缩短整个系统设计、生产、调试周期,节约系统投资。
&&&&&&3、操作方便,维护、改造容易&&
PLC的输入/输出系统能够直观地反映现场信号的变化状态,PLC还能够通过各种方式直观地反映控制系统的运行状态,如内部工作状态、通讯状态、I/O点、异常状态、电源状态等均有醒目的指示,非常有利于运行、维护人员监视系统的工作状态。
&&&&&&PLC采用梯形图逻辑编程,有利于电气操作人员对PLC编程,使得操作人员可以方便地调整系统的编程或组态。
&&&&&&另外,PLC的模块化结构,可以允许维护人员很方便地更换故障模件或在生产工艺流程改变时更改系统的结构和配置。
&&&&&&4、性能稳定,,可*性高&&PLC产品都有其严格的技术标准,这些标准保证了PLC在恶劣的工业环境下的正常运行。它在电子线路、机械结构以及软件结构上都吸取了生产厂家长期积累的生产控制经念,主要模件均采用大规模与超大规模集成电路,I/O系统设计有完善的通道保护与信号调理电路,在机械结构上对耐热、防潮、防尘、抗振等都有精心考虑,所有这些使得PLC具有较好的性能和较高的可*性。一般平均无故障时间可达几万小时以上。
&&&&&&另外,PLC还具有较完善的自诊断、自测试功能。
5、具有较高的性能/价格比。
步进电机小知识
1.什么是步进电机?
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。
2.步进电机分哪几种?
步进电机分三种:
永磁式(PM),反应式(VR)和混合式(HB)永磁式步进一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度或15度;
反应式步进一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80年代已被淘汰;
混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相:两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。
3.什么是保持转矩(HOLDING TORQUE)?
保持转矩(HOLDING
TORQUE)是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一,通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减,输出功率也随速度的增大而变化,所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如,当人们说2N.m的步进电机,在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步进电机。
4.什么是DETENT TORQUE?
TORQUE是指步进电机没有通电的情况下,定子锁住转子的力矩。DETENT
TORQUE在国内没有统一的翻译方式,容易使大家产生误解;由于反应式步进电机的转子不是永磁材料,所以它没有DETENT
5.步进电机精度为多少?是否累积?
一般步进电机的精度为步进角的3-5%,且不累积。
6.步进电机的外表温度允许达到多少?
步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁,从而导致力矩下降乃至于失步,因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点;一般来讲,磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上,有的甚至高达摄氏200度以上,所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。
7.为什么步进电机的力矩会随转速的升高而下降?
当步进电机转动时,电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势;频率越高,反向电动势越大。在它的作用下,电机随频率(或速度)的增大而相电流减小,从而导致力矩下降。
8.为什么步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声?
步进电机有一个技术参数:空载启动频率,即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率,如果脉冲频率高于该值,电机不能正常启动,可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下,启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动,脉冲频率应该有加速过程,即启动频率较低,然后按一定加速度升到所希望的高频(电机转速从低速升到高速)。
9.如何克服两相混合式步进电机在低速运转时的振动和噪声?
步进电机低速转动时振动和噪声大是其固有的缺点,一般可采用以下方案来克服:
A.如步进电机正好工作在共振区,可通过改变减速比等机械传动避开共振区;
B.采用带有细分功能的驱动器,这是最常用的、最简便的方法;
C.换成步距角更小的步进电机,如三相或五相步进电机;
D.换成交流伺服电机,几乎可以完全克服震动和噪声,但成本较高;
E.在电机轴上加磁性阻尼器,市场上已有这种产品,但机械结构改变较大。
10.细分驱动器的细分数是否能代表精度?
步进电机的细分技术实质上是一种电子阻尼技术(请参考有关文献),其主要目的是减弱或消除步进电机的低频振动,提高电机的运转精度只是细分技术的一个附带功能。比如对于步进角为1.8°的两相混合式步进电机,如果细分驱动器的细分数设置为4,那么电机的运转分辨率为每个脉冲0.45°,电机的精度能否达到或接近0.45°,还取决于细分驱动器的细分电流控制精度等其它因素。不同厂家的细分驱动器精度可能差别很大;细分数越大精度越难控制。
11.四相混合式步进电机与驱动器的串联接法和并联接法有什么区别?
四相混合式步进电机一般由两相驱动器来驱动,因此,连接时可以采用串联接法或并联接法将四相电机接成两相使用。串联接法一般在电机转速较的场合使用,此时需要的驱动器输出电流为电机相电流的0.7倍,因而电机发热小;并联接法一般在电机转速较高的场合使用(又称高速接法),所需要的驱动器输出电流为电机相电流的1.4倍,因而电机发热较大。
12.如何确定步进电机驱动器的直流供电电源?
A.电压的确定
混合式步进电机驱动器的供电电源电压一般是一个较宽的范围(比如IM483的供电电压为12~48VDC),电源电压通常根据电机的工作转速和响应要求来选择。如果电机工作转速较高或响应要求较快,那么电压取值也高,但注意电源电压的纹波不能超过驱动器的最大输入电压,否则可能损坏驱动器。
B.电流的确定
供电电源电流一般根据驱动器的输出相电流I来确定。如果采用线性电源,电源电流一般可取I的1.1~1.3倍;如果采用开关电源,电源电流一般可取I的1.5~2.0倍。
13.混合式步进电机驱动器的脱机信号FREE一般在什么情况下使用?
当脱机信号FREE为低电平时,驱动器输出到电机的电流被切断,电机转子处于自由状态(脱机状态)。在有些自动化设备中,如果在驱动器不断电的情况下要求直接转动电机轴(手动方式),就可以将FREE信号置低,使电机脱机,进行手动操作或调节。手动完成后,再将FREE信号置高,以继续自动控制。
14.如果用简单的方法调整两相步进电机通电后的转动方向?
只需将电机与驱动器接线的A+和A-(或者B+和B-)对调即可。
编制PLC程序注意的问题说明:网友通过邮件发送来的文章
可编程序控制器(PC)的应用中,我们常会碰到对继电器控制系统的改造问题,这时我们往往要参考原有的继电器控制电路来编制PC的应用程序。因此,在编程时,我们应注意PC控制系统与继电器控制系统工作方式上的一些不同。
下面我们看一个例子:一个继电器控制回路如图1 所示。
因继电器控制系统是以“并行”方式工作的,而且其触点的通断需要一定的动作时间。所以当该电路起动后,时间继电器KT延时时间到时,KT是否能继续保持通电状态,需要同时考虑“并行”的两个动作过程:KT的常闭延时触点断开,KA1失电,KA1常开触点断开;KT的常开延时触点闭合,KA2得电,KA2常开触点闭合。这两个过程作用的结果,来决定KT的状态。同时,触点动作时间的存在,使得电路出现时序竞争。因此该电路不能可*工作。如果加入虚框中的回路,并如图1把KA2的常开触点换成KA3的常开触点(见图1中括号)。结果是KT动作后,KT自身失电,就不会继续保持通电状态。
同样是这个电路,我们用PC来实现,梯形图如图2 所示。
PC是以“串行”方式工作的,也就是以扫描的方式,循环地、连续地、顺序地,逐条执行程度的方式工作。同时,PC中,软触点的动作可认为是瞬时完成的,且其能把本次动作的结果记忆保持到下一次扫描运算时为止。即具有记忆保持功能。按这样一个顺序“串行”的工作方式,梯形图动作顺序如下:当在某一扫描周期中TIM00延时到后,则:
1. TIM00常闭触点断开(OFF),0000 OFF;
2. TIM00常开触点闭合(ON),0001 ON;
0000常开触点OFF,0001常开触点ON,TIM00继续保持通电状态。而且不论我们在0001与TIM00之间再加多少级前面继电器电路所加的虚框中的回路,并把0001常开触点换成所加回路最后一级继电器的常开触点,TIM00仍能继续保持通电状态。
同样的电路,由于继电器控制系统和PC控制系统工作方式上的差异,两者会有不同的动作结果。注意到这一点,我们在编程时,就会避免一些不应有的错误。
CPU故障的排除
当PC控制出现下列优先级错误时会引起CPU停机:CPU WAIT’ G
(CPU等待)、MEMORY ERR(存储器错误)、NO END INST(无结束语句)、I/O BUS
ERR(I/O总线错误)、I/O SET ERR(I/O设置错误)、I/O UNIT ERR(I/O单元错误)、SYS FAIL
FALS(系统出错)等。
用编程器读出出错信息如下:COU WAIT’ G、MEMORY
ERR。拆下该CPU,经查看内部线路,发现CPU内部电源部分一集成件SI-9510A已炸开,显然,CPU不能运行。可能原因是当时电源电压高于OMRON产品给定电压最高值(240Va.c)7V左右或该集成件本身质量欠佳造成的。更换同型号CPU,ERROR红灯仍亮,系统不能启动,用编程器读出的出错信息依然如故。
为了防止意外和查看问题方便,我们将备用的存贮器换上,因其RAM中无用户程序。此时,能引发CPU等待的错误主要有两个方面:特殊I/O单元等待及扩展I/O单元等待。首先,我们查看了扩展单元的各部分,其电源供给正常,发现连接电缆插头松动,插好,试机,PC
CPU依然停机,但无存贮器错误显示。由于系统未进行I/O地址登记,为查找原因方便,将扩展机架“离线”操作,直接检查主板特殊单元。存贮器中RAM为空白,只要拆下坏的模板后,CPU就应运行,其RUN指示灯亮(编程器置RUN或MONIT状态)。当拆下主板上OD215模板后,RUN亮,将备用的OD215进行状态设置,替换后也亮。此时,再将原来的存贮器换上,结果编程器上蜂鸣器马上声响,又出现MEMORY
ERR出错信息,可见存贮器也被烧坏。只能用备用的存贮器,重新输入原始用户程序,分段检查、试车,最后全部重新试车,系统正常,交付使用。
直此,笔者认为引起这次停机故障的可能原因是特殊I/O单元OD215损坏,又由于偶然因素如电压偏高,使CPU烧坏及存贮器损坏。
&三菱PLC-FX系列常用编程指令
一 程序流程—功能00~09
00&&&&CJ&&&&&&&&&&&&&&&&
01&&&&CALL&&&&&&&&&&&&
调用子程序
02&&&&SRET&&&&&&&&&&&&
从子程序返回
03&&&&IRET&&&&&&&&&&&&
04&&&&EI&&&&&&&&&&&&&&&&&&开中断
05&&&&DI&&&&&&&&&&&&&&&&
06&&&&FEND&&&&&&&&&&&&主程序结束
07&&&&WDT&&&&&&&&&&&&
监视定时器
08&&&&FOR&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
09&&&&NEXT&&&&&&&&&&&&循环结束
二 传送和比较指令—功能10~19
10&&&&CMP&&&&&&&&&&&&&&比较
11&&&&ZCP&&&&&&&&&&&&&&
12&&&&MOV&&&&&&&&&&&&
13&&&&SMOV&&&&&&&&&&
14&&&&CML&&&&&&&&&&&&&&求补运算
15&&&&BMOV&&&&&&&&&&
数据块传送
16&&&&FMOV&&&&&&&&&&
17&&&&XCH&&&&&&&&&&&&&&数据交换
18&&&&BCD&&&&&&&&&&&&&&求BCD码
19&&&&BIN&&&&&&&&&&&&&&
求二进制码
三 算术和逻辑运算指令—功能20~29
20&&&&ADD&&&&&&&&&&&&&&加法
21&&&&SUB&&&&&&&&&&&&&&
22&&&&MUL&&&&&&&&&&&&&&乘法
23&&&&DIV&&&&&&&&&&&&&&
24&&&&INC&&&&&&&&&&&&&&
25&&&&DEC&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
26&&&&WAND&&&&&&&&&&
27&&&&WOR&&&&&&&&&&&&
28&&&&WXOR&&&&&&&&&&
29&&&&NEG&&&&&&&&&&&&&&求补
四 循环与移位—功能30~39
30&&&&ROR&&&&&&&&&&&&&&循环右移
31&&&&ROL&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
32&&&&RCR&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
带进位循环右移
33&&&&RCL&&&&&&&&&&&&&&
带进位循环左移
34&&&&SFTR&&&&&&&&&&&&
35&&&&SFTL&&&&&&&&&&&&
36&&&&WSFR&&&&&&&&&&&&字右移
37&&&&WSFL&&&&&&&&&&&&字左移
38&&&&SFWR&&&&&&&&&&&&FIFO写
39&&&&SFRD&&&&&&&&&&&&FIFO读
五 数据处理—功能40~49
40&&&&ZRST&&&&&&&&&&&&
41&&&&DECO&&&&&&&&&&&&解码
42&&&&ENCO&&&&&&&&&&&&编码
43&&&&SUM&&&&&&&&&&&&&&ON位总数
44&&&&BON&&&&&&&&&&&&&&检查位状态
45&&&&MEAN&&&&&&&&&&
46&&&&ANS&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
47&&&&ANR&&&&&&&&&&&&&&标志复位
48&&&&SQR&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
49&&&&FLT&&&&&&&&&&&&&&
整数转换成浮点数
六 高速处理—功能50~59
50&&&&REF&&&&&&&&&&&&&&
51&&&&REFF&&&&&&&&&&&&
刷新与滤波处理
52&&&&MTR&&&&&&&&&&&&&&矩阵输入
53&&&&HSCS&&&&&&&&&&&&
高速记数器置位
54&&&&HSCR&&&&&&&&&&&&高速记数器复位
55&&&&HSZ&&&&&&&&&&&&&&
高速记数器区间比较
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&速度检测
56&&&&SPD&&&&&&&&&&&&&&
脉冲输出Speed detect
57&&&&PLSY&&&&&&&&&&&&
脉宽调制 Pulse Y
58&&&&PWM&&&&&&&&&&&&
脉冲调制Pulse width
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&modulation
59&&&&PLSR&&&&&&&&&&&&
带加减速脉冲输出
七 方便指令—功能60~69
60&&&&IST&&&&&&&&&&&&&&&&状态初始化
61&&&&SER&&&&&&&&&&&&&&
62&&&&ABSD&&&&&&&&&&&&绝对值凸轮顺控
63&&&&INCD&&&&&&&&&&&&
增量凸轮顺控
64&&&&TTMR&&&&&&&&&&
示教定时器
65&&&&STMR&&&&&&&&&&&&专用定时器—可定义
66&&&&ALT&&&&&&&&&&&&&&
67&&&&RAMP&&&&&&&&&&&&斜坡输出
68&&&&ROTC&&&&&&&&&&&&旋转台控制
69&&&&SORT&&&&&&&&&&&&排序
八 外部I/O设备—功能70~79
70&&&&TKY&&&&&&&&&&&&&&十键输入
71&&&&HKY&&&&&&&&&&&&&&十六键输入
72&&&&DSW&&&&&&&&&&&&
拨码开关输入
73&&&&SEGD&&&&&&&&&&&&七段码译码
74&&&&SEGL&&&&&&&&&&&&
带锁存的七段码显示
75&&&&ARWS&&&&&&&&&&&&方向开关
76&&&&ASC&&&&&&&&&&&&&&
77&&&&PR&&&&&&&&&&&&&&&&
78&&&&FROM&&&&&&&&&&
读特殊功能模块
79&&&&TO&&&&&&&&&&&&&&&&写特殊功能模块
九 外围设备SER—功能80~89
80&&&&RS&&&&&&&&&&&&&&&&
81&&&&PRUN&&&&&&&&&&&&8进制位传送
82&&&&ASCI&&&&&&&&&&&&
十六进制至ASCII转换
83&&&&HEX&&&&&&&&&&&&&&ASCII至十六进制转换
84&&&&CCD&&&&&&&&&&&&&&校验码
85&&&&VRRD&&&&&&&&&&&&电位器读入
86&&&&VRSC&&&&&&&&&&&&电位器刻度
87&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
88&&&&PID&&&&&&&&&&&&&&
89&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
十 F2外部模块—功能90~99
90&&&&MNET&&&&&&&&&&
F-16N, Mini网
91&&&&ANRD&&&&&&&&&&&&F2-6A,
模拟量输入
92&&&&ANWR&&&&&&&&&&
F2-6A, 模拟量输出
93&&&&RMST&&&&&&&&&&&&F2-32RM,
94&&&&RMWR&&&&&&&&&&F2-32RM,
95&&&&RMRD&&&&&&&&&&
F2-32RM, 读RM
96&&&&RMMN&&&&&&&&&&F2-32RM,
97&&&&BLK&&&&&&&&&&&&&&
F2-30GM, 指定块
98&&&&MCDE&&&&&&&&&&
F2-30GM, 机器码
99&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
十一 浮点数—功能110~132
110&&ECMP&&&&&&&&&&&&浮点数比较
111&&EZCP&&&&&&&&&&&&
浮点数区间比较
118&&EBCD&&&&&&&&&&&&浮点数2进制-&10进制
119&&EBIN&&&&&&&&&&&&
浮点数10进制-&1进制
120&&EADD&&&&&&&&&&&&浮点数加法
121&&ESUB&&&&&&&&&&&&
浮点数减法
122&&EMUL&&&&&&&&&&&&浮点数乘法
123&&EDIV&&&&&&&&&&&&
浮点数除法
127&&ESOR&&&&&&&&&&&&浮点数开方
129&&INT&&&&&&&&&&&&&&
浮点数-&整数
130&&SIN&&&&&&&&&&&&&&
浮点数SIN运算
131&&COS&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
浮点数COS运算
132&&TAN&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
浮点数TAN运算
147&&SWAP&&&&&&&&&&&&上下字节交换&&&&&&
十二 定位—功能155~159
155&&ABS&&&&&&&&&&&&&&
156&&ZRN&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
157&&PLSY&&&&&&&&&&&&
158&&DRVI&&&&&&&&&&&&
159&&DRVA&&&&&&&&&&&&
十三 时钟运算—功能160~169
160&&TCMP&&&&&&&&&&&&
161&&TZCP&&&&&&&&&&&&
162&&TADD&&&&&&&&&&&&
163&&TSUB&&&&&&&&&&&&
166&&TRD&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
167&&TWR&&&&&&&&&&&&
169&&HOUR&&&&&&&&&&&&
十四 外围设备—功能170~177
170&&GRY&&&&&&&&&&&&&&
171&&GBIN&&&&&&&&&&&&
176&&RD3A&&&&&&&&&&&&
177&&WR3A&&&&&&&&&&&&
十五 接点比较—功能224~246
224&&LD=&&&&&&&&&&&&&&
225&&LD&&&&&&&&&&&&&&&
226&&LD&&&&&&&&&&&&&&&
228&&LD&&&&&&&&&&&&&&
(S1)&&(S2)
可编程序控制系统的安装与布线的几点注意事项
1、开关量信号一般对信号电缆无严格的要求,可选用一般电缆,信号传输距离较远时,可选用屏蔽电缆。模拟信号和高速信号线(如脉冲传感器、计数码盘等提供的信号)应选择屏蔽电缆。通信电缆要求可*性高,有的通信电缆的信号频率很高(如上MHZ),一般应选用可编程序控制器生产厂家提供的专用电缆(如光纤电缆),在要求不高或信号频率较低时,也可以选用带屏蔽的多新电缆或双绞线电缆。
2、可编程序控制器应远离强干扰源,如大功率可控硅装置、高频焊机和大型动力设备等。可编程序控制器不能与高压电器安装在同一开关柜内,在柜内可编程序控制器应远离动力线(二者之间的距离应大与200mm)。和可编程序控制器装在同一开关柜内的电感性元件,如继电器、接触器的线圈,应并联RC消弧电路。
3、信号线与功率线分开走线,电力电缆应单独走线,不同类型的线应分别装入不同的电缆管和电缆槽中,并使其尽可能大的空间距离,信号线尽量*近的线或接地的金属导体。
4、在开关量输入、输出线不能与动力线分开布线时,可用继电器来隔离输入/输出线上的干扰。当信号线距离超过300m时,应采用中间继电器来转接信号,或是用可编程控制器的远程I/O模块。
5、I/O线与电源线应分开走线,并保持一定的距离。如不得已要在同一线槽中布线,应使用屏蔽电缆。交流线与直流因分别使用不同的电缆;如I/O线的长度超过300m时,输入线与输出线应分别使用不同的电缆;开关量、模拟量I/O线应分开敷设,后者采用屏蔽线。
6、如果模拟量输入/输出信号距离可编程序控制器较远,应采用4~20mA或0~10mA的电流传输方式,而不是易受干扰的电压传输方式。
7、传输模拟信号的屏蔽线,其屏蔽层应一端接地,为了泄放高频干扰,数字信号线的屏蔽层应并联电位均恒线,或只考虑抑止低频干扰时,也可以一端接地。不同的信号线最好不用同一插接件转接,如必须用同一个插接件,要用备用端子或地线端子降它们分割开,以减少相互干扰。
8、可编程序控制器的基本单元与扩展单元的电缆传送的信号电压低、频率高,很容易受到干扰,不能将他与别的线敷设在同一管道内。
PLC程序设计中的定时问题器
&&用定时器编程的方法,实现长延时,脉冲定时器的方法,交替控制的方法和高精度周期性定时的方法。
问:定时器与计数器有什么关系?
答:定时器从本质上说是一种计数器,其计数脉冲是PLC内部产生的标准敝勇龀濉?/P&
问:定时器有哪些存储单元?
答:每个定时器有一个设定值寄存器(一个字长),一个当前值寄存其(一个字长)和一个用来储存其输出触点状态的位存储器,这三个存储单元使用同一个元件号。有的PLC需要用户指定定时器的寄存器和位存储器的地址。
问:定时器的最大定时时间为什么与32767有关?
答:定时器的当前值和设定值用时钟脉冲的计数值(整数)来表示,在PLC内部都使用二进制数,一个二进制字能表示的最大正整数为32767,它对应于定时器的最大定时时间。以10ms定时器为例,32767个计数脉冲周期对应的最大定时时间为:=327.67(s)
问:定时器的精度与哪些因素有关?
答:大多数PLC的使用手册中给出了定时器精度的计算公式,以三菱的FX系列PLC为例,平均误差约为1.5倍扫描周期;最小定时误差为输入滤波器时间减去定时器的分辨率。1ms,10ms和100ms定时器的分辨率分别为1ms,10ms,和100ms。
如果定时器的触点在线圈之后,最大定时误差为2倍扫描周期加上输入滤波器时间。
如果定时器的触点在线圈之前,最大定时误差为3倍扫描周期加上输入滤波器时间。
问:积算定时器与非积算定时器有什么区别?
答:非积算定时器(通用定时器)的线圈通电时开始定时,当前值等于设定值时,定时器的常开触点接通,常闭触点断开。定时器的线圈断电时它被复位,其常开触点断开,常闭触点接通,当前值恢复为零。(见图1)
积算定时器(见图2)的线圈通电时开始定时,线圈断电时停止定时,当前值保持不变。线圈再次通电时继续定时,累计时间等于设定值时其触点动作。因为积算定时器的线圈断电时不会复位,需要用复位指令RST强制它复位。
问:有的PLC没有积算定时器,怎样实现积算定时器的功能?
答:可用时钟脉冲作为计数器的计数输入信号,用计数器来实现积算定时器的功能。
问:用定时器编程时应注意什么问题?
答:以通电延时的非积算定时器(见图3)为例,用定时器编程时应注意以下问题:
(1)&&根据定时精度和要求选择定时器的类型,定时精度要求较高时,可选用分辨率较高的定时器,如1ms或10ms的定时器,一般情况下可选没有积算功能的定时器,要求累计定时可选有积算功能的定时器。
(2)&&控制定时器线圈的电路应在开始定时时接通,其连续接通的时间应不小于定时时间。
(3)&&定时器的定时时间到,其触点动作后,为了使定时器能再次定时,应在适当的时候断开其线圈,使它复位。
为了实现图3中输入X0和输出Y0之间的时序关系,显然可以直接用X0来控制T0的线圈X0变为OFF时T0被复位。因为要求在X0变为OFF后T1开始定时,可以用X0的常闭触点来控制T1的线圈。为了防止在PLC开机且X0为OFF时T1定时
,在T1的线圈回路串联了Y0的常开触点。T1的定时时间到时,其常闭触点断开,使Y0的线圈断电,Y0常开触点断开,使T1复位从波形图可以看出,T0的常开触点接通的时间比要求Y0为ON的时间短,所以用有记忆功能的“起动----保持----停止”电路来控制
问:什么情况下一个定时器可以在程序中使用两次或多次?
答:如果用常数作定时器的设定值,同一定时器在不同的应用场合的设定值应相同。在相邻两次使用之间,应保证该定时器被复位。
问:定时器的最大定时时间为3276.7s,怎样实现长延时?
答:如果用特殊辅助继电器M8014的触点向计数器提供周期为1min的时钟脉冲,单个计数器的最长定时时间为32767min 。
图4中的T250是100ms积算定时器,当X3为ON时,T250和C0处于复位状态。X3为OFF,X2为ON时,其常开触点接通,T250开始定时,3000s后T250的定时时间到,其常闭触点断开,使它自己复位,复位后T250的当前值变为0,同时它的常闭触点接通,使它自己的线圈重新“通电”,又开始定时。T250将这样周而复始地工作。从上面的分析可知,图3最上面一行电路是一个脉冲信号发生器,脉冲的周期等于T250的设定时间。
T250产生的脉冲列送给C0计数,累计计满30000个数(即T1+T2=25000h)时C0的常开触点闭和设T250和C0的设定值分别为Kt和Kc,对于100ms定时器,总的定时时间为:T=0.1KtKc(s)。
问:怎样用小定时器实现长延时?
答:FX系列的小定时器指令HOUR可用于常延时。图5中的X2为ON时,小定时器开始定时,定时时间为300小时,D210中是当前的小时数,D211中是以S为单位的小于1h的当前值。为了在PLC断电时能保存小时定时器的定时值,应选有断电保持功能的数据积存器,当前时间大于设定值时,例如在300h1s时,,图5中的报警输出Y7变位ON。如果需要再次工作,可利用X3和区间复位(ZRST)指令清除D210~D211(16位指令HOUR)或D210~D212(32位指令DHOUR)。Y7为ON后,小时定时器仍继续运行。其值达到16位或32位指令的最大值时停止定时。
&&&&&&可编程序控制器的特点
&&可编程控制器(PLC)是一种面向生产过程的数字电子装置,它具有控制能力强。操作方便灵活,价格便宜,可*性高等特点。它不仅可以取代传统的继电器控制系统,还可以构成复杂的工业过程控制网络,是一种适应现代化工业发展的新型控制器。
&&PLC的种类千差外别,但它们都有许多共同特点。下面主要介绍一下PLC的特点:
1.编制程序简单
PLC一般采用易于理解和掌握的梯形图语言及面向工业控制的简单指令编制程序,非常形象直观。对于小型PLC而言,几乎不需要任何专门的计算机知识,特别适合现场工程技术人员的使用。
2.控制系统构成简单,通用性强
虽然PLC种类繁多,但是由于其产品的系列化和模块化,且软件包齐全,拥护可灵活组成各种规模和要求不同的控制系统。拥护在硬件设计方面,只需要确定PLC的硬件配置和I/O的外部接线,不需要诸如继电器之类的固体电子器件和大量繁琐的硬接线电路。当控制要求改变,需要变更控制系统的功能时,只需改变存储器中的控制程序即可。PLC的输入,输出可直接与交流220V,直流24V等强电相连,并有较强的带载能力。
3.抗干扰能力强,可*性高
PLC是专门为工业控制设计的,能适应工业现场的恶劣环境。在PLC的设计和制造过程中,采取了多层次抗干扰及精选元件等措施,使PLC的平均无故障时间通常在20000H以上,这是一般的其它电器设备做不到的。
绝大多数拥护都可以将可*性作为选取控制装置的首要条件,因此PLC在硬件和软件方面均采取了一系列的抗干扰措施。在硬件方面,PLC采取的抗干扰措施主要是隔离和滤波技术。PLC的输入和输出电路一般都采用光电耦合器传递信号,使CPU与外部电路完全切断电的联系,有效的抑制外部干扰源对PLC的影响。在PLC的电源电路和I/O接口中,还设置了多种滤波电路,以抑制高频干扰信号。在软件方面,在PLC设置了故障检测及自诊断程序,用来检测系统硬件是否正常,拥护程序是否正确,便于自动地作出相应的处理,如报警,封锁输出,保护数据等。
4.易于操作及维护
PLC的控制程序可通过其专用的编程器输入到PLC的用户程序存储器中。编程器不仅能对PLC控制程序进行写入,读出,检测修改等操作,还能对PLC的工作进行监控,使得PLC的操作及维护都很方便。PLC还具有很强自诊断能力,能随时检查出自身的故,并且有完善的诊断和显示能力,当PLC或外部的输入装置及执行机构发生故障时,如果是PLC本身的原因,在维修时候只需要更换插入式模块及其他易损件即可,既方便又减少影响生产的时间。
5设计、施工、调试周期短
用PLC完成一项控制工程时,由于其硬、软件齐全,设计和施工可同时进行。由于用户软件编程取代了继电器硬接线,实现控制功能,使得控制柜的设计及安装接线工作量大为减少,缩短了施工周期。同时,由于拥护程序大都可以在实验室模拟调试,调好后再将PLC控制系统在生产进行联机调试,使得调试方便、快速、安全,因此大大缩短了设计和投入。
变频器谐波的产生与抑制
我以前是搞变频器控制的,现转向PLC控制,我谈一下变频器谐波的产生与抑制和自己的感想,希望同行人士对我提一些意见;
(会员:wyg_hot的帖子移动)
一、 谐波的产生
&&&&&&&&&&&&&&&&&&从结构来看,变频器可分为间接变频和直接变频两大类。间接变频将工频电流通过整流器变成直流,然后再经过逆变器将直流变换成可控频率的交流。直接变频器则将工频交流变换成可控频率的交流,没有中间的直流环节。它的每相都是一个两组晶闸管整流装置反并联的可逆线路。正反两组按一定周期相互切换,在负荷上就获得了交变输出的电压U0,U0的幅值决定于各整流装置的控制角,频率决定于两组整流装置的切换频率。目前应用较多的还是间接变频器。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&间接变频有三种不同的结构形式:(1)用可控整流器变压,用逆变器变频,调压和调频分别是在两个环节上进行,两者要在控制电路上协调配合。(2)用不控整流器整流斩波器变压、逆变器变频,这种变频器整流环节用斩波器,用脉宽调压
&&&&&&&&&&&&&&&&&&(3)用不控整流器整流,PWM逆变器同时变频,这种变频器只有采用可控关断的全控式器件(如IGBT等)输出波形才会非常逼真的正弦波。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&无论是哪一种的变频器,都大量使用了晶闸管等非线性电力电子元件,不管采用哪种整流方式,变频器从电网中吸取能量的方式均不是连续的正弦波,而是以脉动的断续方式向电网索取电流,这种脉动电流和电网的沿路阻抗共同形成脉动电压降叠加在电网的电压上,使电压发生畸变,经傅里叶分析可知,这种非同期正弦波电流是由于频率相同的基波和频率大于基波频率的谐波组成。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&二、谐波的危害
&&&&&&&&&&&&&&&&&&一般来讲,变频器对容量大的电力系统影响不是十分明显,但是对于系统容量小的系统,谐波产生的干扰就不可忽视,它对公玫缤&#57949;且恢治廴荆&#57562;凸鄣拇嬖诙怨&#57488;玫缤&#57933;推渌&#58330;低车奈:Υ笾掠校?br&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(1)
&&&&&&&&&&&&&&&&&&谐波使公用电网的元件产生了附加的谐波损耗,降低了发电、输电及用电设备的使用率,大量的三次谐波流过中线时会使线路过热甚至发生火灾。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2)
&&&&&&&&&&&&&&&&&&谐波影响各种电气元件的正常工作。谐波对电机的影响除引起附加损耗外,还会产生机械振动、噪音和过电流,使电容器、电缆等设备过热,绝缘老化、寿命缩短以至损坏。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&(3)
谐波会引起公用电网局部的并联谐振和串联谐振,从而使谐波放大,这就使上述的危害大大的增加,甚至引起严重事故。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&(4)
谐波会对临近的通讯系统产生干扰,导致通讯质量降低,甚至信息的丢失,使通讯系统无法正常工作。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&三、谐波的抑制
&&&&&&&&&&&&&&&&&&变频器方便、高效和巨大利益的同时,对电网注入了大量的谐波和无功功率,使电能质量不断的恶化。另一方面,随着以计算机为代表的大量敏感设备的普及应用,人们对公用电网的供电质量要求越来越高,许多国家和地区已经制定了各自的谐波标准。我国也分别于1984年就及1993年分别通过了“电力系统谐波管理规定”和“GB/T—14549—93标准,用以限制供电系统及用电设备的谐波污染。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&抑制谐波的方法的基本思路有三,其一是装设谐波补偿装置来补偿谐波,其二是对电力电子装置本身进行改造,使其不产生谐波,且功率因数可控制为1,其三是在市电网络中采用适当的措施来抑制谐波,具体方法有以下几种:
&&&&&&&&&&&&&&&&&&(1)
安装适当的电抗器
&&&&&&&&&&&&&&&&&&变频器的输入侧功率因数取决于装置内部的AC-DC变换电路系统,可利用并联功率因数教正DC电抗器,电源侧串联AC电抗器的方法,使进线电流的THDV大约降低30%-50%,是不加电抗器谐波电流的一半左右。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2)
装设有源电力滤波器
&&&&&&&&&&&&&&&&&&除传统的LC调试滤波器目前还在应用外,目前谐波抑制的一个重要趋势是采用有源电力滤波器。它串联或是并联于主电路中,实时从补偿对象中检测出谐波电流,由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等,方向想反的补偿电流,从而使电网电流只含基波分量。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿,其特性不受系统的影响,无谐波放大的危险,因而倍受关注,在日本等国已获得广泛应用。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&(3)
采用多相脉冲整流
&&&&&&&&&&&&&&&&&&在条件允许或是要求谐波限制在比较小的情况下,可采用多相整流的方法。12相脉冲整流THDV大约为10%-15%,18相脉冲整流的THDV约为3%-8%,满足国际标准的要求。缺点是需要专用变压器,不利于设备的改造,价格较高。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&(4)
使用滤波模块组件
&&&&&&&&&&&&&&&&&&目前市场上有很多专门用于抗传导干扰的滤波模件或组件。这些滤波器具有较强的干扰能力,同时还具有防用电器本身的干扰传导给电源,有些还兼有尖峰电压吸收功能,对各类用电设备有很多好处。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&(5)
开发新型的变流器
&&&&&&&&&&&&&&&&&&大容量的变流器减少谐波的主要方法是采用多重化技术。几千瓦到几百千瓦的高功率因数整流器主要采用PWM逆变器可构成四象限交流调速用变频器。这种变频器不但输出电压、电流为正弦波,输入电流也为正弦波,且功率因数为1,还可以实现能量的双向传递,代表了这一技术的发展方向。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&(6)
选用D-YN11接线组别的三相配电变压器
&&&&&&&&&&&&&&&&&&三相变压器中把高压侧绕组接成三角形,低压绕组为星型且中性点和“11”连接以保证相电动势接近于正弦形,从而避免相电动势波形畸变的影响。此时,由地区低压电网供电的220V负荷,线路电流不会超过30A,可用220V单相供电,否则应以220/380V三相四线供电。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&减少或削弱变频器的方法还有:
&&&&&&&&&&&&&&&&&&(1)
在变频器与电动机之间增加交流电抗器,以减少传输过程中的电磁辐射。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2)
使用具有间隔层的变压器,可以将绝大部分的传导干扰隔离在变压器之前
&&&&&&&&&&&&&&&&&&(3)
采用具有一定消除高频干扰的双积分A/D转换器、
&&&&&&&&&&&&&&&&&&(4)
选用具有开关电源的仪表等低压电器
&&&&&&&&&&&&&&&&&&(5)
信号线与动力线分开配线,尽量使用双绞线降低共模干扰
&&&&&&&&&&&&&&&&&&(6)
&&&&&&&&&&&&&&&&&&在使用单片机、PLC等为核心的控制系统中,在编制软件的时候适当增加对检测信号和输出控制部分的软件滤波,以增强系统自身的抗干扰能力。
如何快速学习使用三菱PLC编程
(网友通过邮件发送的文章)
对于每个搞工程控制系统工程的人员来说,快速掌握一门PLC编程语言和方法是工作和学习的利器,就我而言,根据自己在工作中和工程实践中的心得,说一下一天学会三菱PLC编程的经验,希望大家指导。
首先清楚自己的控制系统的流程和要求。所有的控制编程工作都是为了系统能够达到安全,可*的工作,并实现设计的要求,所以首先要对图纸和设计说明理解透彻。
分解系统的所有测量参数和控制参数。可以通过对系统的分析,加强理解。根据分析写出参数表格,举例如下:
接点所属模块
闸门到位开关
闸门拖动正向电机
闸门拖动反向电机
根据列表显示选择硬件构成及型号,不用多说了。
进入三菱PLC的编程环境。在编写程序前先把所有参数的注释进行填写,有利于程序编写的时候的可读性。尽量采用中间变量,1是节省点数,降低成本;2是增加维护修改的简单性。
开始进行程序的编写,根据要求可以一边看技术手册一边编写,速度就可以提高,而且印象深刻。一定记住常常保存,转换,否则就回发现一旦停电或忘记保存,所有的工作就白费了,呵呵
当程序编写完成后,如果有机器,就设定串口程序下载,进行调试;如果没有机器,可以采用模拟的PLC状态程序调试。
如果程序调通后,功能实现符合设计要求,就要进行程序的优化,。就是尽量少的语句完成哦。
现在所有工作完成,可以接上所有的硬件外围进行安装调试了
三菱FX&PLC中各种元件介绍(以FX2-64MR为例)
三菱FX PLC中各种元件介绍(以FX2-64MR为例)
一、输入继电器 X
X、Y还有无数个常开、常闭触点供编程使用。
Y外部分仅有一个常开触点供带动负载使用。
可以看出每组都是8个
输入输出点数根据实际工程需要来确定。
可采用主机+扩展的方式来使用,扩展的编号依次编下去。
(共32点)
二、输出继电器 Y
(共32点)
三、辅助继电器 M
(1)通用辅助继电器
M0--M499(共500个),关闭电源后重新启动后,通用继电器不能保护断电前的状态。
(2)掉电保持辅助继电器
M500--M1023(共524个),PLC断电后再运行时,能保持断电前的工作状态,采用锂电池作为PLC掉电保持的后备电源。
(3)特殊辅助继电器
M8000--M8255(共156点),有特殊用途,将在其它章节中另作介绍。
&&&&辅助继电器都有无数个常开、常闭触点供编程使用,只能作为中间继电器使用,不能作为外部输出负载使用。
四、状态继电器 S
(1)通用状态继电器 S0--S499
(2)掉电保持型状态继电器 S499-S899
(3)供信号报警用:S900-S999
状态继电器S是对工作步进控制进行简易编程的重要元件,这里不作进一步的介绍。
五、定时器 T
(1)定时器
(200只):时钟脉冲为100ms的定时器,即当设定值K=1时,延时100ms。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&设定范围为0.1--3276.7秒。
T200--T245(46只):时钟脉冲为10ms的定时器,即当设定值K=1时,延时10mS。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&设定范围为0.01--327.67秒。
(2)积算定时器
T246--T249(4只) :时钟脉冲为1ms的积算定时器。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&设定范围:0.001--32.767秒。
T250--T255 (6只) :时钟脉冲为100ms的积算定时器。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&设定范围:0.1--3267.7秒。
积算定时器的意义:当控制积算定时器的回路接通时,定时器开始计算延时时间,当设定时间到时定时器动作,如果在定时器未动作之前控制回路断开或掉电,积算定时器能保持已经计算的时间,待控制回路重新接通时,积算定时器从已积算的值开始计算。
积算定时器可以用RST命令复位。
五、计数器 C
(1)16bit加计数器
C0--C99(100点):通用型
C100-C199(100点):掉电保持型
设定值范围:K1--K32767
(2)32bit可逆计数器
C200--C219(20点):通用型
C220--C234(15点):掉电保持型。
设定值范围:-到+
可逆计数器的计数方向(加计数或减计数)由特殊辅助继电器M8200--M8234设定。
即M8&#9651;&#9651;&#9651;接通时作减计数,当M8&#9651;&#9651;&#9651;断开时作加计数。
三菱FX PLC中各种元件介绍(以FX2-64MR为例)
一、输入继电器 X
X、Y还有无数个常开、常闭触点供编程使用。
Y外部分仅有一个常开触点供带动负载使用。
可以看出每组都是8个
输入输出点数根据实际工程需要来确定。
可采用主机+扩展的方式来使用,扩展的编号依次编下去。
(共32点)
二、输出继电器 Y
(共32点)
三、辅助继电器 M
(1)通用辅助继电器
M0--M499(共500个),关闭电源后重新启动后,通用继电器不能保护断电前的状态。
(2)掉电保持辅助继电器
M500--M1023(共524个),PLC断电后再运行时,能保持断电前的工作状态,采用锂电池作为PLC掉电保持的后备电源。
(3)特殊辅助继电器
M8000--M8255(共156点),有特殊用途,将在其它章节中另作介绍。
&&&&辅助继电器都有无数个常开、常闭触点供编程使用,只能作为中间继电器使用,不能作为外部输出负载使用。
四、状态继电器 S
(1)通用状态继电器 S0--S499
(2)掉电保持型状态继电器 S499-S899
(3)供信号报警用:S900-S999
状态继电器S是对工作步进控制进行简易编程的重要元件,这里不作进一步的介绍。
五、定时器 T
(1)定时器
(200只):时钟脉冲为100ms的定时器,即当设定值K=1时,延时100ms。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&设定范围为0.1--3276.7秒。
T200--T245(46只):时钟脉冲为10ms的定时器,即当设定值K=1时,延时10mS。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&设定范围为0.01--327.67秒。
(2)积算定时器
T246--T249(4只) :时钟脉冲为1ms的积算定时器。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&设定范围:0.001--32.767秒。
T250--T255 (6只) :时钟脉冲为100ms的积算定时器。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&设定范围:0.1--3267.7秒。
积算定时器的意义:当控制积算定时器的回路接通时,定时器开始计算延时时间,当设定时间到时定时器动作,如果在定时器未动作之前控制回路断开或掉电,积算定时器能保持已经计算的时间,待控制回路重新接通时,积算定时器从已积算的值开始计算。
积算定时器可以用RST命令复位。
五、计数器 C
(1)16bit加计数器
C0--C99(100点):通用型
C100-C199(100点):掉电保持型
设定值范围:K1--K32767
(2)32bit可逆计数器
C200--C219(20点):通用型
C220--C234(15点):掉电保持型。
设定值范围:-到+
可逆计数器的计数方向(加计数或减计数)由特殊辅助继电器M8200--M8234设定。
即M8&#9651;&#9651;&#9651;接通时作减计数,当M8&#9651;&#9651;&#9651;断开时作加计数。
(3)高速计数器:C235--C255(后面章节实例中作介绍)
六、数据寄存器 D
三菱FX PLC中各种元件介绍(以FX2-64MR为例)
一、输入继电器 X
X、Y还有无数个常开、常闭触点供编程使用。
Y外部分仅有一个常开触点供带动负载使用。
可以看出每组都是8个
输入输出点数根据实际工程需要来确定。
可采用主机+扩展的方式来使用,扩展的编号依次编下去。
(共32点)
二、输出继电器 Y
(共32点)
三、辅助继电器 M
(1)通用辅助继电器
M0--M499(共500个),关闭电源后重新启动后,通用继电器不能保护断电前的状态。
(2)掉电保持辅助继电器
M500--M1023(共524个),PLC断电后再运行时,能保持断电前的工作状态,采用锂电池作为PLC掉电保持的后备电源。
(3)特殊辅助继电器
M8000--M8255(共156点),有特殊用途,将在其它章节中另作介绍。
&&&&辅助继电器都有无数个常开、常闭触点供编程使用,只能作为中间继电器使用,不能作为外部输出负载使用。
四、状态继电器 S
(1)通用状态继电器 S0--S499
(2)掉电保持型状态继电器 S499-S899
(3)供信号报警用:S900-S999
状态继电器S是对工作步进控制进行简易编程的重要元件,这里不作进一步的介绍。
五、定时器 T
(1)定时器
(200只):时钟脉冲为100ms的定时器,即当设定值K=1时,延时100ms。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&设定范围为0.1--3276.7秒。
T200--T245(46只):时钟脉冲为10ms的定时器,即当设定值K=1时,延时10mS。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&设定范围为0.01--327.67秒。
(2)积算定时器
T246--T249(4只) :时钟脉冲为1ms的积算定时器。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&设定范围:0.001--32.767秒。
T250--T255 (6只) :时钟脉冲为100ms的积算定时器。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&设定范围:0.1--3267.7秒。
积算定时器的意义:当控制积算定时器的回路接通时,定时器开始计算延时时间,当设定时间到时定时器动作,如果在定时器未动作之前控制回路断开或掉电,积算定时器能保持已经计算的时间,待控制回路重新接通时,积算定时器从已积算的值开始计算。
积算定时器可以用RST命令复位。
五、计数器 C
(1)16bit加计数器
C0--C99(100点):通用型
C100-C199(100点):掉电保持型
设定值范围:K1--K32767
(2)32bit可逆计数器
C200--C219(20点):通用型
C220--C234(15点):掉电保持型。
设定值范围:-到+
可逆计数器的计数方向(加计数或减计数)由特殊辅助继电器M8200--M8234设定。
即M8&#9651;&#9651;&#9651;接通时作减计数,当M8&#9651;&#9651;&#9651;断开时作加计数。
(3)高速计数器:C235--C255(后面章节实例中作介绍)
六、数据寄存器 D
D0--D199(200只):通用型数据寄存器,即掉电时全部数据均清零。
D200--D511(312只):掉电保护型数据寄存器。
--D199(200只):通用型数据寄存器,即掉电时全部数据均清零。
D200--D511(312只):掉电保护型数据寄存器。
(3)高速计数器:C235--C255(后面章节实例中作介绍)
六、数据寄存器 D
D0--D199(200只):通用型数据寄存器,即掉电时全部数据均清零。
D200--D511(312只):掉电保护型数据寄存器。
用三菱编成的一个小程序
我于这个月参加了本市维修电工技术比武,其中有练习题,选拔题,竞赛题。而难度却是由难至易,竞赛题是一星---三角启动,就这一要求编制控制程序并不难,难的是整个工程你都要尽善尽美,符合电器控制要求,从选材到安装,直到远转正常,意义是在工人当中普及PLC,以考PLC为主,50分,兼顾其他,50分。其间必要的外部保护也必须考虑周到,进入PLC内部进行连锁保护,选材和安装不是我们这里主要讨论的,我把我编制的程序上传,大方之家见教,或对大家有抛砖引玉之用。我只能用文本,梯形图无法上传,我将语句表传上来,给大家添麻烦了,后面再将选拔题和练习题的语句表传上,
OUT Y001输出至(KM1)主电源接触器
ANI Y003 (PLC内部互锁)
ANI X003 外部互锁输入点,来自三角形接触器常开触点.
OUT Y002 输出至(KM2) 星形接触器
ANI Y002 (PLC内部连锁)
ANI X004 外部互锁输入点, 来自星形接触器常开触点.
这个程序本身一点不难,要考虑的是外部的两个连锁输入,否则会发生当外部接触器烧粘住,内部PLC照样远转.其他如何选材这里就不赘述了.
就这题我要强调的是,PLC内部的软接触器的动作不是我们常规的理解,同时动作,而是从上到下的动作.在比赛是就出现了一例,他把三角形放在星形前面,由一个T0控制,工作的顺序是先上三角形,后切星形,造成主电路短路,应该是先切星形,再上三角形,这还是对PLC不是很了解.给大家提个醒,下次再把那两个的语句表传上来.
变频器中重要参数的设定
&&&&目前,变频交流调速已遍布冶金、电力、铁路、运输、化工、民用等各个领域。在晋城煤业集团使用的采煤机中,也应用了变频器。变频器是利用交流电动机的同步转速随电机电压频率变化而变化的特性而实现电动机调速运行的装置,其中,有几个参数的设定非常重要,将直接影响变频器的合理使用。
2 几个重要参数的设定
2.1 V/f类型的选择
&&&&V/f类型的选择包括最高频率、基本频率和转矩类型等。最高频率是变频器-电动机系统可以运行的最高频率。由于变频器自身的最高频率可能较高,当电动机容许的最高频率低于变频器的最高频率时,应按电动机及其负载的要求进行设定。基本频率是变频器对电动机进行恒功率控制和恒转矩控制的分界线,应按电动机的额定电定电压设定。转矩类型指的是负载是恒转矩负载还是变转矩负载。用户根据变频器使用说明书中的V/f类型图和负载的特点,选择其中的一种类型。我们根据电机的实际情况和实际要求,最高频率设定为83.4Hz,基本频率设定为工频50Hz。负载类型:50Hz以下为恒转矩负载,50~83.4Hz为恒功率负载。
2.2 如何调整启动转矩
&&&&调整启动转矩是为了改善变频器启动时的低速性能,使电机输出的转矩能满足生产启动的要求。
&&&&在异步电机变频调速系统中,转矩的控制较复杂.在低频段,由于电阻、漏电抗的影响不容忽略,若仍保持V/f为常数,则磁通将减小,进而减小了电机的输出转矩。为此,在低频段要对电压进行适当补偿以提升转矩。可是,漏阻抗的影响不仅与频率有关,还和电机电流的大小有关,准确补偿是很困难的。近年来国外开发了一些能自行补偿的变频器,但所需计算量大,硬件、软件都较复杂,因此一般变频器均由用户进行人工设定补偿。针对我们所使用的变频器,转矩提升量设定为1%~5%之间比较合适。
2.3 如何设定加、减速时间
&&&&电机的运行方程式:
&&&&式中:Tt为电磁转矩;T1为负载转矩
&&&&电机加速度dw/dt取决于加速转矩(Tt,T1),而变频器在启、制动过程中的频率变化率则由用户设定。若电机转动惯量J、电机负载变化按预先设定的频率变化率升速或减速时,有可能出现加速转矩不够,从而造成电机失速,即电机转速与变频器输出频率不协调,从而造成过电流或过电压。因此,需要根据电机转动惯量和负载合理设定加、减速时间,使变频器的频率变化率能与电机转速变化率相协调。检查此项设定是否合理的方法是按经验选定加、减速时间设定。若在启动过程中出现过流,则可适当延长加速时间;若在制动过程中出现过流,则适当延长减速时间;另一方面,加、减速时间不宜设定太长,时间太长将影响生产效率,特别是频繁启、制动时。我们将加速时间设定为15s,减速时间设定为5s。
2.4 频率跨跳
&&&&V/f控制的变频器驱动异步电机时,在某些频率段。电机的电流、转速会发生振荡,严重时系统无法运行,甚至在加速过程中出现过电流保护使得电机不能正常启动,在电机轻载或转动量较小时更为严重。因此变通变频器均备有频率跨跳功能,用户可以根据系统出现振荡的频率点,在V/f曲线上设置跨跳点及跨跳点宽度。当电机加速时可以自动跳过这些频率段,保证系统正常运行。
2.5 过负载率设置
&&&&该设置用于变频器和电动机过负载保护。当变频器的输出电流大于过负载率设置值和电动机额定电流确定的OL设定值时,变频器则以反时限特性进行过负载保护(OL),过负载保护动作时变频器停止输出。
2.6 电机参数的输入
&&&&变频器的参数输入项目中有一些是电机基本参数的输入,如电机的功率、额定电压、额定电流、额定转速、极数等。这些参数的输入非常重要,将直接影响变频器中一些保护功能的正常发挥,一定要根据电机的实际参数正确输入,以确保变频器的正常使用。
&&&&综上所述,虽然制造商在开发、制造变频器时充分考虑了用户的需要,设计了多种可供用户选择的设定、保护和显示功能。但如何充分发挥这些功能,合理使用变频器,仍是用户需要注意的问题,一些项目的设定值仍需摸索,以便用好变频器,充分发挥其在生产中的作用。
变频器在工程应用中需要注意的几个问题
随着通用变频器市场的日益繁荣,不包括OEM进口变频器,中国通用变频器年用量超过25亿元人民币,变频器及其附属设备的安装、调试、日常维护及维修工作量剧增,给用户造成重大直接和间接损失。本文就针对造成以上问题的原因,根据大量用户的实际应用情况,从应用环境、电磁干扰与抗干扰、电网质量、电机绝缘等方面进行了分析,提出了一些改进的建议。
2 工作环境问题
在变频器实际应用中,由于国内客户除少数有专用机房外,大多为了降低成本,将变频器直接安装于工业现场。工作现场一般是灰尘大、温度高,在南方还有湿度大的问题。对于线缆行业还有金属粉尘,在陶瓷、印染等行业还有腐蚀性气体和粉尘,在煤矿等场合,还有防爆的要求等等。因此必须根据现场情况做出相应的对策。
2.1 变频器的安装设计基本要求
(1) 变频器应该安装在控制柜内部。
变频器最好安装在控制柜内的中部;变频器要垂直安装,正上方和正下方要避免安装可能阻挡排风、进风的大元件。
变频器上、下部边缘距离控制柜顶部、底部、或者隔板、或者必须安装的大元件等的最小间距,应该大于300mm。
柜内安装变频器的基本要求
如果特殊用户在使用中需要取掉键盘,则变频器面板的键盘孔,一定要用胶带严格密封或者采用假面板替换,防止粉尘大量进入变频器内部。
(5) 对变频器要进行定期维护,及时清理内部的粉尘等。
其它的基本安装、使用要求必须遵守用户手册上的有关说明;如有疑问请及时联系相应厂家技术支持人员。
2.2 防尘控制柜的设计要求
在多粉尘场所,特别是多金属粉尘、絮状物的场所使用变频器时,采取正确、合理的防护措施是十分必要的,防尘措施得当对保证变频器正常工作非常重要。总体要求控制柜整体应该密封,应该通过专门设计的进风口、出风口进行通风;控制柜顶部应该有防护网和防护顶盖出风口;控制柜底部应该有底板和进风口、进线孔,并且安装防尘网。
控制柜的风道要设计合理,排风通畅,避免在柜内形成涡流,在固定的位置形成灰尘堆积。
控制柜顶部出风口上面要安装防护顶盖,防止杂物直接落入;防护顶盖高度要合理,不影响排风。防护顶盖的侧面出风口要安装防护网,防止絮状杂物直接落入。
(3) 如果采用控制柜顶部侧面排风方式,出风口必须安装防护网。
一定要确保控制柜顶部的轴流风机旋转方向正确,向外抽风。如果风机安装在控制柜顶部的外部,必须确保防护顶盖与风机之间有足够的高度;如果风机安装在控制柜顶部的内部,安装所需螺钉必须采用止逆弹件,防止风机脱落造成柜内元件和设备的损坏。建议在风机和柜体之间加装塑料或者橡胶减振垫圈,可以大大减小风机震动造成的噪音。
控制柜的前、后门和其他接缝处,要采用密封垫片或者密封胶进行一定的密封处理,防止粉尘进入。
控制柜底部、侧板的所有进风口、进线孔,一定要安装防尘网。阻隔絮状杂物进入。防尘网应该设计为可拆卸式,以方便清理、维护。防尘网的网格要小,能够有效阻挡细小絮状物(与一般家用防蚊蝇纱窗的网格相仿);或者根据具体情况确定合适的网格尺寸。防尘网四周与控制柜的结合处要处理严密。
对控制柜一定要进行定期维护,及时清理内部、外部的粉尘、絮毛等杂物。维护周期可根据具体情况而定,但应该小于2~3个月;对于粉尘严重的场所,建议维护周期在1个月左右。
防尘控制柜的安装要求
2.3 防潮湿霉变的控制柜的设计要求
多数变频器厂家内部的印制板、金属结构件均未进行防潮湿霉变的特殊处理,如果变频器长期处于这种状态,金属结构件容易产生锈蚀,对于导电铜排在高温运行情况下,更加剧了锈蚀的过程。对于微机控制板和驱动电源板上的细小铜质导线,由于锈蚀将造成损坏,因此,对于应用于潮湿和和含有腐蚀性气体的场合,必须对于使用变频器的内部设计有基本要求,例如印刷电路板必须采用三防漆喷涂处理,对于结构件必须采用镀镍铬等处理工艺。除此之外,还需要采取其它积极、有效、合理的防潮湿、防腐蚀气体的措施。
控制柜可以安装在单独的、密闭的采用空调的机房,此方法适用控制设备较多,建立机房的成本低于柜体单独密闭处理的场合,此时控制柜可以采用如上防尘或者一般环境设计即可。
采用独立进风口。单独的进风口可以设在控制柜的底部,通过独立密闭地沟与外部干净环境连接,此方法需要在进风口处安装一个防尘网,如果地沟超过5m以上时,可以考虑加装鼓风机。
密闭控制柜内可以加装吸湿的干燥剂或者吸附毒性气体的活性材料,并近期更换。
3 干扰问题
3.1 变频器对微机控制板的干扰
在注塑机、电梯等的控制系统中,多采用微机或者PLC进行控制,在系统设计或者改造过程中,一定要注意变频器对微机控制板的干扰问题。由于用户自己设计的微机控制板一般工艺水平差,不符合EMC国际标准,在采用变频器后,产生的传导和辐射干扰,往往导致控制系统工作异常,因此需要采取必要措施。
良好的接地。电机等强电控制系统的接地线必须通过接地汇流排可*接地,微机控制板的屏蔽地,最好单独接地。对于某些干扰严重的场合,建议将传感器、I/O接口屏蔽层与控制板的控制地相连[3]。
给微机控制板输入电源加装EMI滤波器、共模电感、高频磁环等,成本低。可以有效抑制传导干扰。另外在辐射干扰严重的场合,如周围存在GSM、或者小灵通机站时,可以对微机控制板添加金属网状屏蔽罩进行屏蔽处理。
微机控制板的电源抗干扰措施
给变频器输入加装EMI滤波器,可以有效抑制变频器对电网的传导干扰,加装输入交流和直流电抗器L1、L2,可以提高功率因数,减小谐波污染,综合效果好。在某些电机与变频器之间距离超过100m的场合,需要在变频器侧添加交流输出电抗器L3,解决因为输出导线对地分布参数造成的漏电流保护和减少对外部的辐射干扰。一个行之有效的方法就是采用钢管穿线或者屏蔽电缆的方法,并将钢管外壳或者电缆屏蔽层与大地可*连接。请注意,在不添加交流输出电抗器L3时,如果采用钢管穿线或者屏蔽电缆的方法,增大了输出对地的分布电容,容易出现过流。当然在实际中一般只采取其中的一种或者几种方法。
减小变频器对外部控制设备的干扰措施
对模拟传感器检测输入和模拟控制信号进行电气屏蔽和隔离。在变频器组成的控制系统设计过程中,建议尽量不要采用模拟控制,特别是控制距离大于1M,跨控制柜安装的情况下。因为变频器一般都有多段速设定、开关频率量输入输出,可以满足要求。如果非要用模拟量控制时,建议一定采用屏蔽电缆,并在传感器侧或者变频器侧实现远端一点接地。如果干扰仍旧严重,需要实现DC/DC隔离措施。可以采用标准的DC/DC模块,或者采用V/F转换,光藕隔离再采用频率设定输入的方法。
3.2 变频器本身抗干扰问题
当变频器的供电系统附近,存在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源或者采用滑环供电的场合,变频器本身容易因为干扰而出现保护。建议用户采用如下措施:
(1) 在变频器输入侧添加电感和电容,构成LC滤波网络。
(2) 变频器的电源线直接从变压器侧供电。
(3) 在条件许可的情况下,可以采用单独的变压器。
在采用外部开关量控制端子控制时,连接线路较长时,建议采用屏蔽电缆。当控制线路与主回路电源均在地沟中埋设时,除控制线必须采用屏蔽电缆外,主电路线路必须采用钢管屏蔽穿线,减小彼此干扰,防止变频器的误动作。
在采用外部模拟量控制端子控制时,如果连接线路在1M以内,采用屏蔽电缆连接,并实施变频器侧一点接地即可;如果线路较长,现场干扰严重的场合,建议在变频器侧加装DC/DC隔离模块或者采用经过V/F转换,采用频率指令给定模式进行控制。
在采用外部通信控制端子控制时,建议采用屏蔽双绞线,并将变频器侧的屏蔽层接地(PE),如果干扰非常严重,建议将屏蔽层接控制电源地(GND)。对于RS232通信方式,注意控制线路尽量不要超过15m,如果要加长,必须随之降低通信波特率,在100m左右时,能够正常通信的波特率小于600bps。对于RS485通信,还必须考虑终端匹配电阻等。对于采用现场总线的高速控制系统,通信电缆必须采用专用电缆,并采用多点接地的方式,才能够提高可*性。
4 电网质量问题
在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源等场合,电压经常出现闪变;在一个车间中,有几百台变频器等容性整流负载在工作时,电网的谐波非常大,对于电网质量有很严重的污染,对设备本身也有相当的破坏作用,轻则不能够连续正常运行,重则造成设备输入回路的损坏。可以采取以下的措施:
集中整流的直流共母线供电方式
在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源等场合建议用户增加无功静补装置,提高电网功率因数和质量。
在变频器比较集中的车间,建议采用集中整流,直流共母线供电方式。建议用户采用12脉冲整流模式。优点是,谐波小、节能,特别适用于频繁起制动、电动运行与发电运行同时进行的场合。
变频器输入侧加装无源LC滤波器,减小输入谐波,提高功率因数,成本较低,可*性高,效果好。
(4) 变频器输入侧加装有源PFC装置,效果最好,但成本较高。
5 电机的漏电、轴电压与轴承电流问题
变频器驱动感应电机的电机模型,Csf为定子与机壳之间的等效电容,Csr为定子与转子之间的等效电容,Crf为转子与机壳之间的等效电容,Rb为轴承对轴的电阻;Cb和Zb为轴承油膜的电容和非线性阻抗。
高频PWM脉冲输入下,电机内分布电容的电压耦合作用构成系统共模回路,从而引起对地漏电流、轴电压与轴承电流问题。
变频器驱动感应电机的电机模型
漏电流主要是PWM三相供电电压极其瞬时不平衡电压与大地之间通过Csf产生。其大小与PWM的dv/dt大小与开关频率大小有关,其直接结果将导致带有漏电保护装置动作。另外,对于旧式电机,由于其绝缘材料差,又经过长期运行老化,有些在经过变频改造后造成绝缘损坏。因此,建议在改造前,必须进行绝缘的测试。对于新的变频电机的绝缘,要求要比标准电机高出一个等级。
轴承电流主要以三种方式存在:dv/dt电流、EDM(Electric
Machining)电流和环路电流。轴电压的大小不仅与电机内各部分耦合电容参数有关,且与脉冲电压上升时间和幅值有关。dv/dt电流主要与PWM的上升时间tr有关,tr越小,dv/dt电流的幅值越大;逆变器载波频率越高,轴承电流中的dv/dt电流成分越多。EDM电流出现存在一定的偶然性,只有当轴承润滑油层被击穿或者轴承内部发生接触时,存储在电子转子对地电容Crf上的电荷(1/2
Crf&Urf)通过轴承等效回路Rb、Cb和Zb对地进行火花式放电,造成轴承光洁度下降,降低使用寿命,严重地造成直接损坏。损坏程度主要取决于轴电压和存储在电子转子对地电容Crf的大小。
环路电流发生在电网变压器地线、变频器地线、电机地线及电机负载与大地地线之间的回路(如水泵类负载)中。环路电流主要造成传导干扰和地线干扰,对变频器和电机影响不大。避免或者减小环流的方法就是尽可能减小地线回路的阻抗。由于变频器接地线(PE变频器)一般与电机接地线(PE电机1)连接在一个点,因此,必须尽可能加粗电机接地电缆线径,减小两者之间的电阻,同时变频器与电源之间的地线采用地线铜母排或者专用接地电缆,保证良好接地。对于潜水深井泵这样的负载,接地阻抗ZE电机2可能小于ZE变压器与ZE变频器之和,容易形成地环流,建议断开ZE变频器,抗干扰效果好。
在变频器输出端串由电感、RC组成的正弦波滤波器是抑制轴电压与轴承电流的有效途径。目前有多家厂家可提供标准滤波器。
本文从变频器实际应用系统中出现的问题出发,从应用环境、电磁兼容、电网质量、电机绝缘等方面,有针对性地提出了一些解决问题的方法及改进的建议,对于变频器在实际工程中的应用有一定的参考价值。
可编程控制器与变频器连接时应注意的问题
可编程控制器与变频器连接时应注意的问题
摘要:介绍可编程控制器(PLC)与变频器的连接和连接时应注意的问题,以免导致可编程控制器或变频器的误动作或损坏。
关键词:可编程控制器;变频器;信号;连接
可编程控制器(PLC)是一种数字运算与操作的控制装置。PLC作为传统继电器的替代产品,广泛应用于工业控制的各个领域。由于PLC可以用软件来改变控制过程,并有体积小,组装灵活,编程简单,抗干扰能力强及可*性高等特点,特别适用于恶劣环境下运行。
当利用变频器构成自动控制系统进行控制时,很多情况下是采用PLC和变频器相配合使用,例如我厂二催化的自动吹灰系统。PLC可提供控制信号和指令的通断信号。一个PLC系统由三部分组成,即中央处理单元、输入输出模块和编程单元。本文介绍变频器和PLC进行配合时所需注意的事项。
1.开关指令信号的输入
变频器的输入信号中包括对运行/停止、正转/反转、微动等运行状态进行操作的开关型指令信号。变频器通常利用继电器接点或具有继电器接点开关特性的元器件(如晶体管)与PLC)相连,得到运行状态指令,如图1所示。
在使用继电器接点时,常常因为接触不良而带来误动作;使用晶体管进行连接时,则需考虑晶体管本身的电压、电流容量等因素,保证系统的可*性。
在设计变频器的输入信号电路时还应该注意,当输入信号电路连接不当时有时也会造成变频器的误动作。例如,当输入信号电路采用继电器等感性负载时,继电器开闭产生的浪涌电流带来的噪音有可能引起变频器的误动作,应尽量避免。图2与图3给出了正确与错误的接线例子。
当输入开关信号进入变频器时,有时会发生外部电源和变频器控制电源(DC24V)之间的串扰。正确的连接是利用PLC电源,将外部晶体管的集电极经过二极管接到PLC。如图4所示。
2.数值信号的输入
图1 运行信号的连接方式
图2 变频器输入信号接入方式
图3 输入信号的错误接法
输入信号防干扰的接法
变频器中也存在一些数值型(如频率、电压等)指令信号的输入,可分为数字输入和模拟输入两种。数字输入多采用变频器面板上的键盘操作和串行接口来给定;模拟输入则通过接线端子由外部给定,通常通过0~10V/5V的电压信号或0/4~20mA的电流信号输入。由于接口电路因输入信号而异,因此必须根据变频器的输入阻抗选择PLC的输出模块。图5为PLC与变频器之间的信号连接图。
当变频器和PLC的电压信号范围不同时,如变频器的输入信号为0~10V,而PLC的输出电压信号范围为0~5V时;或PLC的一侧的输出信号电压范围为0~10V而变频器的输入电压信号范围为0~5V时,由于变频器和晶体管的允许电压、电流等因素的限制,需用串联的方式接入限流电阻及分压方式,以保证进行开闭时不超过PLC和变频器相应的容量。此外,在连线时还应注意将布线分开,保证主电路一侧的噪音不传到控制电路。
通常变频器也通过接线端子向外部输出相应的监测模拟信号。电信号的范围通常为0~10V/5V及0/4~20mA电流信号。无论哪种情况,都应注意:PLC一侧的输入阻抗的大小要保证电路中电压和电流不超过电路的允许值,以保证系统的可*性和减少误差。另外,由于这些监测系统的组成互不相同,有不清楚的地方应向厂家咨询。
另外,在使用PLC进行顺序控制时,由于CPU进行数据处理需要时间,存在一定的时间延迟,故在较精确的控制时应予以考虑。
因为变频器在运行中会产生较强的电磁干扰,}

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