西门子CPU6ES72211BH320XB0
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PLC自动化控制系统(automaticcontrolsystems)是在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。自动控制系统是实现自动化的主要手段,简称自控系统。
PLC自动化控制系统按控制原理的不同,可以分为开环控制系统和闭环控制系统;按给定信号分类,自动控制系统可分为恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。而任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求,以提高生产效率和产品质量。因此,在设计PLC自动化控制系统时,南宁大潮电气总结了一下几点应遵循的基本原则:
1.大限度地满足被控对象的控制要求
充分发挥PLC的功能,大限度地满足被控对象的控制要求,是设计PLC自动化控制系统的首要前提,这也是设计中重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究,收集控制现场的资料,收集相关的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合,拟定控制方案,共同解决设计中的重点问题和疑难问题。
2.保证PLC自动化控制系统安全可靠
保证PLC自动化控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行,是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑,以确保控制系统安全可靠。例如:应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行,而且在非正常情况下(如突然掉电再上电、按钮按错等),也能正常工作。
3.力求简单、经济、使用及维修方便
一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量,带来巨大的经济效益和社会效益,但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此,在满足控制要求的前提下,一方面要注意不断地扩大工程的效益,另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济,而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低,不宜盲目追求自动化和高指标。
4.适应发展的需要
由于技术的不断发展,控制系统的要求也将会不断地提高,设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时,要适当留有裕量,以满足今后生产的发展和工艺的改进。
不正确地驱动步进电机很容易导致电机发出“嗡嗡”的噪声和很大的振动。
当驱动步进电机时,如果发现步进电机处于静止状态时,其内部都发出很明显的噪音,有点类似线圈快速变化那种,一般是由于线圈电流过大导致的。对于这种情况,有效的接决方法是降低电机线圈中流过的电流,具体方法包括:设置驱动器在电机停止时自动半流,减小电机的驱动电流。由于步进电机的工作方式,所以步进电机处于何种状态,其内部线圈都一直有电流变换。
当驱动步进电机动作时,如果发现步进电机噪声和振动很明显,应按如下步骤检查:
1、步进电机和驱动器是否配套,这是很关键的:如果它们并不配套的话,下面的一些步骤的调节细分、驱动电流、速度很可能都是白费力气。在我自己的使用经历中,就遇到过这种情况,雷赛的电机用一个其他牌子的驱动器驱动,在其它条件一样的情况下,总是会产生很明显的噪声和振动,并带动机械结构发出很大的声响。同样,用雷赛的驱动器驱动一些其他厂家的步进电机,同样会发出很大的噪声和振动。所以建议大家在选用步进电机和驱动器的时候,好是成套购买,并且要确保买到的是正规产品。现在市面上同一款型号的驱动器,都有很多厂家生产。比如DM542,比较正规的都有安科特和雷赛这些。
2、现在的步进电机驱动器分数字式和模拟式两种,模拟式的驱动步进电机时噪声较大,而数字式的基本没有。其原因大致在于数字式里面增加了一块DSP芯片进行步进电机驱动优化。所以如果要确保噪音和振动尽量小的话,建议选用数字式步进电机驱动器。
3、正确地调节步进电机驱动器的细分和电流,细分越大,电机里的线圈变化幅度也就越小,也就减轻了噪声。细分一般建议设置在8细分及以上,如果使用查表法来实现加减速和匀速时的速度计算、控制,对于一般的MCU,都是很容易胜任的。在保证步进电机有足够的力矩带动负载情况下,也应尽量减小驱动电流,该参数设置得越小,同样电机里的线圈电流变化幅度也就越小。
4、正确设置步进电机加减速度,高运行速度。实验表明,步进电机在加减速过程中,更容易产生额外的噪声。解决的方法即是在保证步进电机加减速不丢步情况下,可以适当提高步进电机的加减速度。在轻负载情况下,步进电机的加减速应该控制在1S以内,不然会听到很明显的电机加减速时,驱动电流频率改变带来的噪声。设定高运行速度时,则需要考虑电机力矩是否足够以带动负载,该速度下是否会和连接的机械结构发生共振。
一般这两个参数是设定大值的,但是不排除有些粗心大意的电工改掉了这两个参数,所以也会造成无法提升频率。
于变频器调速的问题,大致来说主要包括有级调速和无极调速。
有级调速就是不能连续对变频器的频率进行改变,只能用开关来选择提前设置好的频率,常见的有多段速设定和简易PLC程序设定。
无极调速能够实现变频器的连续或者任意频率的运行也是常用的变频方法,主要有模拟量和通信控制的方法完成。
下面我们以英威腾的变频器说明下:
2.1.jpg
上图就是变频器的正面图,采用本地调速可通过键盘数字的加减、键盘上的电位器来进行频率设定,其他方法可通过下面的端子实现。
其中AI2、AI3、10V用于模拟量输入,AO1、AO2是模拟量输出端子,参考其使用手册AI2是电压(0~10v)或者(0~20ma)的信号控制,AI3是-10v~+10v的信号控制,绿色框框代表的就是多段速的接线端子,蓝色的485通讯接口,可采用MODBUS协议进行通信(半双工)。
2.2.jpg
以上是各种调速方法接线和实现方法,下面我们大致说明各种方法的设置:
1、本机调速
本机调速可通过键盘数字和本机电位器实现,键盘数字就修改P00.10的参数进行,需要将频率指令选择为0(键盘数字设定),本机电位器是模拟量调速的方法,旋转键盘上的模拟电位器设定,需要将频率指令选择为1(模拟量AI1)。
2、多段速调速
这个是简单的频率设定方法属于有级调速,根据工作需要设定好频率值,将多功能端子S设置为相应的频率即可,我们只需要通过接通端子完成,比如设置S3是30Hz,S4是35Hz,S5是40Hz,S3端子通则变频器以30Hz频率运行,S5端子通则以40Hz运行。