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24

Feb

2012

PLC系统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。 
    一、工作环境 
    1.温度 
    PLC要求环境温度在0~55℃,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℃,要安装电风扇强迫通风。 
    2.湿度 
    为了保证PLC的绝缘性能,空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。 
    3.震动 
    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。 
    4.空气 
    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。 
    5.电源 
    PLC供电电源为50Hz、220(1±10%)V的交流电,对于电源线来的干扰,PLC本身具有足够的抵制能力。对于可靠性要求很高的场合或电源干扰特别严重的环境,可以安装一台带屏蔽层的变比为1:1的隔离变压器,以减少设备与地之间的干扰。还可以在电源输入端串接LC滤波电路。 
    FX系列PLC有直流24V输出接线端,该接线端可为输入传感器(如光电开关或接近开关)提供直流24V电源。当输入端使用外接直流电源时,应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源,由于纹波的影响,容易使PLC接收到错误信息。 
    二、安装与布线 
    1.动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线,隔离变压器与PLC和I/O之间应采用双胶线连接。 
    2.PLC应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备,不能与高压电器安装在同一个开关柜内。 
    3.PLC的输入与输出最好分开走线,开关量与模拟量也要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线,屏蔽层应一端或两端接地,接地电阻应小于屏蔽层电阻的1/10。 
    4.PLC基本单元与扩展单元以及功能模块的连接线缆应单独敷设,以防止外界信号的干扰。 
    5.交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆,输出线应尽量远离高压线和动力线,避免并行
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Thu

23

Feb

2012

什么是PID控制?PID控制的方法

作者:FAtek 来源: 日期:2008-10-16 11:31:25 人气:1091 标签:
       在调节系统中,其过程控制方式就是将被测量,如温度、压力、流量、成分、水位等,由传感器变换成统一的标准信号送入调节器,在调节器中,与给定值进行比较,然后把比较出的差值进行PID运算。
       所谓PID运算就是比例、积分、微分运算。
       P调节就是调节器的输出和输入成比例。调比例带,也就是调比例系数,比例带就是输出与输入之比(放大倍数)的倒数。
       I调节就是输出是输入量(即偏差)的积分,只要有偏差,调节器就会不断积分,使输送到执行器的信号变化,校正被控量,直到达到无偏差为止,所以有了积分调节器就会消除稳态偏差。但要注意单独的积分调节往往是不能 工作的。所谓整定积分时间就是调积分的快慢,这要取决于对象的特性。
       D调节就是微分调节,也就是输出对输入的微分。微分调节的优点在于它的超前性,当输入 发生变化时,马上就有微分信号产生,使被控量得以提前校正,然后再由P、I进行校正,这样可以使整个调节的过渡过程时间缩短,有利于调节质量的提高。 
       PID调节应用最广,技术最成熟,控制结构简单,参数调整容易,是目前过程控制中使用广泛的调节方式。
PID控制怎么调节? 
       目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时,控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。智能 控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。一个控制系统包括控制器、传感器、变送器、执行机构、输入输出接 口。控制器的输出经过输出接口、执行机构,加到被控系统上;控制系统的被控量,经过传感器,变送器,通过输入接口送到控制器。不同的控制系统,其传感器、 变送器、执行机构是不一样的。比如压力控制系统要采用压力传感器。电加热控制系统的传感器是温度传感器。目前,PID控制及其控制器或智能PID控制器 (仪表)已经很多,产品已在工程实际中得到了广泛的应用,有各种各样的PID控制器产品,各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器 (intelligent regulator),其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。有利用PID控制实现的压力、温度、流量、液位控制 器,能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC),还有可实现PID控制的PC系统等等。 可编程控制器(PLC) 是利用其闭环控制模块来实现PID控制,而可编程控制器(PLC)可以直接与ControlNet相连,如Rockwell的PLC-5等。还有可以实现 PID控制功能的控制器,如Rockwell 的Logix产品系列,它可以直接与ControlNet相连,利用网络来实现其远程控制功能。 
1、开环控制系统
       开环控制系统(open-loop control system)是指被控对象的输出(被控制量)对控制器(controller)的输出没有影响。在这种控制系统中,不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路。 
2、闭环控制系统
       闭环控制系统(closed-loop control system)的特点是系统被控对象的输出(被控制量)会反送回来影响控制器的输出,形成一个或多个闭环。闭环控制系统有正反馈和负反馈,若反馈信号与系 统给定值信号相反,则称为负反馈( Negative Feedback),若极性相同,则称为正反馈,一般闭环控制系统均采用负反馈,又称负反馈控制系统。闭环控制系统的例子很多。比如人就是一个具有负反馈 的闭环控制系统,眼睛便是传感器,充当反馈,人体系统能通过不断的修正最后作出各种正确的动作。如果没有眼睛,就没有了反馈回路,也就成了一个开环控制系 统。另例,当一台真正的全自动洗衣机具有能连续检查衣物是否洗净,并在洗净之后能自动切断电源,它就是一个闭环控制系统。 
 
3、阶跃响应
       阶跃响应是指将一个阶跃输入(step function)加到系统上时,系统的输出。稳态误差是指系统的响应进入稳态后,系统的期望输出与实际输出之差。控制系统的性能可以用稳、准、快三个字 来描述。稳是指系统的稳定性(stability),一个系统要能正常工作,首先必须是稳定的,从阶跃响应上看应该是收敛的;准是指控制系统的准确性、控 制精度,通常用稳态误差来(Steady-state error)描述,它表示系统输出稳态值与期望值之差;快是指控制系统响应的快速性,通常用上升时间来定量描述。 
4、PID控制的原理和特点
       在工程实际中,应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称PID控制,又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史,它 以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,控制理论的 其它技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象,或 不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术。PID控制,实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差,利用比例、 积分、微分计算出控制量进行控制的。 
比例(P)控制 
       比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差(Steady-state error)。 
积分(I)控制 
       在积分控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的 或简称有差系统(System with Steady-state Error)。为了消除稳态误差,在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增大。这样,即便误差很小,积 分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小,直到等于零。因此,比例+积分(PI)控制器,可以使系统在进入稳态后无稳 态误差。 
微分(D)控制
       在微分控制中,控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。 自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件(环节)或有滞后(delay)组件,具有抑制误差的作用, 其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”,即在误差接近零时,抑制误差的作用就应该是零。这就是说,在控制器中仅引入 “比例”项往往是不够的,比例项的作用仅是放大误差的幅值,而目前需要增加的是“微分项”,它能预测误差变化的趋势,这样,具有比例+微分的控制器,就能 够提前使抑制误差的控制作用等于零,甚至为负值,从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象,比例+微分(PD)控制器能改善系统在 调节过程中的动态特性。 
 
5、PID控制器的参数整定
       PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被 控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多,概括起来有两大类:一是理论计算整定法。它主要是 依据系统的数学模型,经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用,还必须通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法,它主 要依赖工程经验,直接在控制系统的试验中进行,且方法简单、易于掌握,在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法,主要有临界比例法、反应 曲线法和衰减法。三种方法各有其特点,其共同点都是通过试验,然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数,都需 要在实际运行中进行最后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行 PID控制器参数的整定步骤如下:(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作;(2)仅加入比例控制环节,直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡, 记下这时的比例放大系数和临界振荡周期;(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
在实际调试中,只能先大致设定一个经验值,然后根据调节效果修改。
对于温度系统:P(%)20--60,I(分)3--10,D(分)0.5--3
对于流量系统:P(%)40--100,I(分)0.1--1
对于压力系统:P(%)30--70,I(分)0.4--3
对于液位系统:P(%)20--80,I(分)1--5
参数整定找最佳,从小到大顺序查
先是比例后积分,最后再把微分加
曲线振荡很频繁,比例度盘要放大
曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳
曲线偏离回复慢,积分时间往下降
曲线波动周期长,积分时间再加长
曲线振荡频率快,先把微分降下来
动差大来波动慢。微分时间应加长
理想曲线两个波,前高后低4比1
一看二调多分析,调节质量不会低
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Thu

20

May

2010

关于变频器使用常见问题汇总

1.电机的防护等级是什么意思?
举例来说,ip23的电机指电机能够防止大于12mm的固体物体侵入,防止人的手指接触到内部的零件防止中等尺寸(直径大12mm)的外物侵入。能够防止喷洒的水侵入 ,或防止与垂直的夹角小于60度的方向所喷洒的水进入造成损害。
IP(INTERNATIONAL PROTECTION)防护等级系统是由IEC(INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION)所起草。将电机依其防尘防湿气之特性加以分级。这里所指的外物含工具,人的手指等均不可接触到电机内之带电部分,以免触电。IP防护等级是由两个数字所组成,第1个数字表示电机离尘、防止外物侵入的等级,第2个数字表示电机防湿气、防水侵入的密闭程度,娄字越大表示其防护等级越高。
2. 我要做电机变频调速实验,普通电机可以实现变频调速吗?还是必须买变频电机?
要做电机变频调速实验用普通的交流电机就行.
直流电机也可以实现变频,例如现在的直流变频空调:其把工频交流电转换为直流电源,并送至功率模块,模块受微电脑送来的控制信号控制,和交流变频所不同的是模块输出受控的直流电源送至压缩机的直流电机,控制压缩机的排量,从而实现“变频调速”。
3. 什么样的电机是交流变频电机啊?
简单点说就是交流电机的控制中使用了变频技术。交流变频电机实际上是一种靠调节交流电频率来调速的电机,调整交流电频率要靠变频器,电机本身不会变频,在很多要求不高的场合就是拿普通电机加变频器调速当交流变频电机使用.
4. 电机加上变频调速器后有嗡嗡声是怎么回事?
所说的"嗡"的声音,那是因为变频器输出波形载波频率引起的,通常如果你用的变频器是固定载波的话,此时电机发出的是尖叫,对人耳刺激比较大,那你可以通过调节载波频率(变频器技术手册功能表里有这个功能参数)。载波频率越高声音越小,但载波越高的话此时电机就越容易发热。所以要根据发热程序和发出的声音一起考虑你所使用的载波频率,一般出厂时都是在额定电流下最合适的载波频率,一般情况下你不需要去改动他!
而如果变频器用的是随机载波的话,那电机发出的"嗡"的声音将比较柔和,但声音一般会比固定载波的声音要好听点。呵呵(更容易让人接受),如果你不会接受的话,或者说你想静音运行的话,你也可以把载波频率向上调,调到满意为止。
5. 变频器单相220v能变出三相380v吗?
是不可以。变频器本身是不能升压的,更不能从单相220v变出三相380v。从理论上这是可行的,用变压器将单相220V升高为380V,然后单相380V转换为三相380V。
6. 艾默生ev2000 37kw变频器显示e018如何处理?
可以用万用表测量接触器的线圈线路是否正常,检查板上的插头是否有松动或接触不良,驱动板上的小继电器是否工作正常,接触器辅助触点是否不良,可以擦拭打磨或更换接触器。7。大功率电机拖动的皮带都有一个减速机与电机相连,减速机在这里的作用?
减速机的用途可简略归纳一下:
1)降速同时提高输出扭矩,扭矩输出比例按电机输出乘减速笔,但要注意不能超出减速箱额定扭矩。
2)减速同时降低了负载的惯量,惯量的减少为减速比的平方。大家可以看一下一般电机都有一个惯量数据。
8. 解答一下电机起动时转速慢的原因?
如果仅仅是起动时转速慢,起动后正常。可能是起动电容不匹配、或者是电机设计本来就是这样的(根据场所设计)、还有可能就是负载阻力过大等因素造成的起动时间过长。
如果起动后转速还慢,可能是问题可能是电压不足、电容不匹配、转动阻力大等。
9. 绕线型异步电机转子集电环的电刷怎样选择?
主要根据电刷的工作条件是否满足电流密度(A/cm2)和集电环园周边缘的线速度(m/s)来确定。确定公式:①电刷载流量(A)=电刷电流密度(A/cm2)×电刷宽度L(cm)×电刷厚度b(cm)≥电机转子额定电流(A);②集电环园周边缘的线速度(m/s)=电动机额定转速(r/m)/60(s)×集电环周长(m)≤电刷适用的规定范围(m/s)。
其常用电刷有不墨电刷、电化石墨电刷和金属石墨电刷三种。使用中应注意经常检查电刷活动情况、电刷压力和磨损程度。电刷在刷握中要能上下自由活动,无卡阻。卡刷时把电刷两侧面在砂布上磨平即可。电刷的压力要根据电刷的品种和型号进行合适的调整。目前附在刷握上的电刷压紧弹簧多属拉伸压缩弹簧,其压力随着电刷的磨损逐渐减小,故在电机运行过程中,其电刷压力应随时调整。
10.变压器SFZ-32000/220TH中,Z和TH是什么意思?
根据JB3837,规定,Z是有载调压的意思,TH表示在湿热带地区使用。
11. 请教60HZ的电机放在50HZ的电源上用,需要注意什么?
这是由于电机的电流频率低于设计频率,要使其转动中产生的空载反电动势减小、空载电流增大,对电机造成损坏,因此就要求其空载电压降低了。
在变频调速技术中,电动机的频率和定子电压是同时改变的。即是频率下降,电压也要同时下降,电动机才不会过流,才会得到理想的运行效果。
12. 同样的电机50HZ的电机和60HZ的电机电阻一样吗?
如果输出功率一样则电阻是一样的。
Pe=Ea*U*sin@/Xe (写的字母不太一样)
nk S \ M g+uPe为发电机电磁功率,忽略定子电阻,电磁功率等于发电机有功功率$z:R ~"r u
#e7X Z ` r Z:L cEa为发电机电动势; Q D r A G \
U为无穷大系统母线电压
@为Ea与U的夹角,称为功角。*D \8b x9X#f |,l Q6^‘\+J
Xe为包括发电机电抗在内的发电机到无穷大系统母线的总电抗2C L"E-m*Q%Z,
13. 交流伺服电机可以用变频器控制吗?
由于变频器和伺服在性能和功能上的不同,应用也不大相同,所以是不可以的:
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)。
14. 调速电机能频繁起动吗?
调速电动机能频繁启动,我们公司做调试用的电机都是调速电机,经常这样频繁启动,也没出现过怎么问题。不过能尽量减少频繁启动当然是最好了。不管怎么电机频繁启动次数多,对电机都会有损害。
15. 请教高手怎么才能知道电机是△/Y接法?
星形接法是三相绕组一端相连,另一端分别接三相电源,形状像字母“Y”;三角接法是三相绕组首尾相连,形成一个“△”形,三角形的顶端再接三相电源。
它们的相电压不同,一般星形接法的电机额定电压是220V,三角接法的额定电压是380V。 接法在接线盒的盖板内外侧一般都会有标明,不同的接法对应不同的电源电压。
16. 请教电机的极数对其选用有何影响?
电机的极对数越多,电机的转速就越低,但它的扭距就越大;在选用电机时,您要考虑负载需要多大的起动扭距,比如象带负载起动的就比空载起动的需要扭距就大,如果是大功率大负载起动,还要考虑降压启动(或星三角启动);至于在决定了电机极对数后和负载的转速匹配问题,则可考虑用不同直径的皮带轮来传动或用变速齿轮(齿轮箱)来匹配。如果由于决定了电机极对数后经过皮带或齿轮传动后达不到负载的功率要求,那就要考虑电机的使用功率问题了。
17. 请教什么是串激电机,具体原理是什么?
串激(串励)电机就是定子绕组和转子绕组串联的。
工作原理:在交流电源供电时,产生旋转力矩的原理,仍可以用直流电动机的运转原理来解释。当导体中通有电流时,在导体的周围产生磁场,其磁力线的方向取决于电流方向。将通电的导体放入磁场中,这磁场与通电导体所产生的磁场相互作用,将使此导体受到一个作用力F,并因此而产生运动,导体会从磁力线密的地方向磁力线稀的方向移动,当将由两个互相相对的导体组成的线圈放入磁场时,线圈的两个边也受到了作用力,此二力的方向相反,产生力矩。当线圈在磁场中转动时,相应的二个线圈边,从一个磁极下转到另一个磁极下时,此时由于磁场极性有了改变,将使导体受到的作用力的方向改变,也使转矩的方向改变,从而使线圈向反方向转动,于是线圈只能绕中心轴来回摆动。
18. 一台额定电流为12A的潜水泵,启动电流最大达到了227A,此时就会引发上游开关热磁保护动作跳闸?
起动电流的瞬时值与负载无关,即使泵叶卡涩也不应该造成起动电流瞬时值的最大值变化。若果真泵叶卡涩,只会造成起动电流持续时间较长,降不下来(这倒可能造成上游开关热磁保护动作跳闸)。
若电机绕组对地绝缘正常,起动电流最大值偏大的原因很可能是由于绕组相间或匝间绝缘电阻值下降的原因造成的。相间绝缘下降检查较容易,而要检查匝间绝缘下降就很困难了。
起动电流最大值偏大的原因还可能三相绕组的某一相部分断线(若绕组采用双线并绕的话)。可以采用双臂电桥测量三相绕组的直流电阻值,若发现偏差较大,应该怀疑某一相部分断线(电阻值较大的相断线)。
此外,还应该注意该电机是否并联有改善功率因数的电容器,若电容性能变差,也会造成起动电流值偏大的现象。
19. 怎么样判断三相异步电机的好坏?
总结一下如何判定三相异步电机线圈的好坏,要用什么仪表检查:
1.兆欧表 ;可用于电机相间和相对地间的绝缘电阻测量,并且不可小于0.5兆欧.
2.万用表;用于检查电机线圈通断的测量.
3.单臂电桥 ;精确测量线圈电阻,可以知道每相线圈的电阻是否接近,特别是对重新绕制后
电动机的故障无非就是两大块:机械和电气。
机械方面有:
1、轴承是否缺油或者损坏,
2、端盖是否“跑外套”,轴承是否“跑内套”?
电气方面的主要有:
1、绝缘电阻是否合格?
2、三相直流电阻是否合格?用双臂电桥测量。
3、转子是否断条?电动机的直流电阻是判断电动机的重要依据。
20.请问零线上面可以加断路器和熔断器吗?
1、只有单相电路时,可以加断路器,即零线火线可以进开关,进熔断器;
2、三相电路,零线切忌进断路器、进开关、进熔断器。

21.请问电机软起动器是否能节能?
软启动节能效果有限,但可以减少启动对电网的冲击,也可以实现平滑启动,保护电机机组。
根据能量守恒理论,由于加入了相对复杂的控制电路,软启动不但不节能,还会加大能量的消耗,但它可以减小电路的启动电流,起到了保护的作用。
22.采用变频器运转时,电机的起动电流、起动转矩怎样?
采用变频器运转,随着电机的加速相应提高频率和电压,起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同,为125%~200%)。用工频电源直接起动时,起动电流为6~7倍,因此,将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.2~1.5倍,起动转矩为70%~120%额定转矩;对于带有转矩自动增强功能的变频器,起动转矩为100%以上,可以带全负载起动。
23.请教电机的过载和短路之间有什么联系吗?
电机的过载有两种;1.是机械负荷过载,是带动的负荷超过额定值或者传动系统有卡阻现象的过载,这和短路是没有什么关系的,2.是负荷正常,电机电流过载,这就可能是电机绕组有局部对地、匝间之间的短路现象。
24.变频调速在什么上应用?有什么好处?
变频调速在什么上应用?
对有调速要求的转动机械上都能应用
有什么好处?
在变频调速实现之前(理论上早已实现,但是真正实现是在电力电子器件发明之后)传统调速采用直流,直流调速的缺点是:
1。直流电机结构复杂,维护成本高
2。由于换向器的存在,直流电机功率已经没有多少上升空间。
因此变频调速的好处在于:
1。可以使交流电机得到比直流调速一样优异的调速性能
2。交流鼠笼式异步电机维护简单方便
3。交流电机功率不存在换向器的限制
25.使用100KVA变压器供给总功率300kw电器(最大为37kw )够用不?
100KVA的变压器能带多大的负载?看了下面的计算公式就知道了
P=容量*功率因数*80%=100*0.9*80%=72KW
一般超负荷20%运行1小时是允许的,所以够用。
主要看总电流超没超,100KVA的变压器高压电流是5.8A,低压电流是150A,即便偶尔的超也不要紧,主要看温升别超过55度。温升等于实际温度减去环境温度。
26.请问如何测量电机的绝缘电阻?
如果是三相交流电机,测量电机三相绕组的相间和对地的绝缘电阻。
如果是直流电机,测量电机电枢绕组对地,串激绕组对地,他激绕组对地,串激绕组对他激绕组。
按被测电机电压等级选择相应的摇表。
测量步骤:
---断开电源
---对地放电
---如果是三相交流电机打开中心点(如果可以)
---如果是直流电机,提起电刷。
---用摇表分别检测相间和对地绝缘电阻
---对地放电
---恢复线路
---记录绝缘电阻,及环境温度在案
27.请教什么是无刷无环起动器?
无刷无环起动器是一种克服了绕线式异步电动机装有滑环、碳刷和复杂的起动装置等缺点,而保留了绕线电机起动电流小,起动转矩大等优点的起动设备。凡原来采用电阻起动器、电抗器、频敏变阻器、液体变阻起动器、软起动器起动的 JR、JZR、YR、YZR 三相绕线转子交流异步电动机 (变速、装有进相机的除外)均可选用“无刷无环起动器”来更新换代。
28.电机的电容起动方式有几种?
有两种起动:
1、电容起动(指 电机启动后电容断开);
2、电容起动并运转(指 电容即负责启动又参与运转)。
29.一台塑胶挤出设备,是由安川变频器控制电机,已有一年多,目前每运行一个小时,变频器就显示马达过载,该故障是电机问题还是变频的问题?
这个问题,在没有确定的情况下两者都有可能:
1.电机也有可能由于使用时间长了,磨损耗大后运行电流也大,或者厂家塑胶挤的原料没有炼好或质量不合格,而造成过载。
2.变频器也由于使用了一年多,功率板上电流检测电路有故障,或传感器损坏等,可以调整一下加速时间也有用。改善一下工作环境也是一个办法,如清理灰尘,工作温度。
30.变压器能作为变频器的负载吗?
从原理上讲应该是可以的,但在实际中却不实用,变频器就是不用变压器升压,也应该有可用于380V以上电路的品种的,如果要更高电压的,那也有直接用220V或380V直接变频再用倍压方式取得高压的电路可以采用。变频器主要用于负载驱动(如电动机),很少用于电源变频的,而变频器的功能远远不仅限于变频本身,还有很多的附加功能,如各类的保护等,如果用变频器来获得变频电源,从经济的角度考虑是不可取的,建议采用其他变频电路。
31.变频器能否调至1Hz吗,最高可以调多少HZ使用?
如果变频器用在一般的交流异步电机上,变频器调至1Hz时已经接近直流,是绝对不可以的,电机将运行在变频器限制内的最大电流下工作,电机将会发热严重,很有可能烧毁电机。
如果超过50Hz运行会增大电机的铁损,对电机也是不利的,一般最好不要超过60Hz,(短时间内超过是允许的)否则也会影响电机使用寿命。
32.变频器的频率调节电阻工作原理是什么?为什么调节电阻能改变频率?
变频器的频率调节电阻是用来把变频器的10V基准电压进行比例分压,然后送回变频器的主控板。变频器主控板再把电阻送回来的电压进行模数转换读取数据,然后再换算成额定频率的比例值输出当前频率,因此调整电阻值即可以调整变频器的频率。
33.发电机功率计算的公式怎么算?
发电机额定功率=电压X电流 即(P=UXI)
  电机铭牌一般标为24V或12V,因此有的客户计算电压时,所用公司为24(12) X电流,所算出的功率与我公司所说的相差很大。实际上,24V或12V是国家规定的车辆系统标称电压,但发电机的工作电压要高于电瓶电压,以便向电瓶充电,所以实际工作电压分别为28V或14V。因此,电机功率应为其工作电压X电流,即28(14) X电流。
  例如:JFB271-C其铭牌标称为24V 70A,其功率应为28VX70A=1960W,一般也称为2000W电机。
34.变频器能对电机电流解耦吗?
变频能解耦吗?不能!但它只要输出的频率f、同步转速n1使得转差率保持在稳定区或者额定转差率Se,就等于对电机电流解耦,因为转子功率因数此时是1,转子电流就是大家要解耦的要控制的转矩电流!变频器是异步电机的调速装置,它不可能超越异步电机的机械特性而进行所谓的任何控制!
35.感应电动机启动时为什么电流大?而启动后电流会变小?
当感应电动机处在停止状态时,从电磁的角度看,就象变压器,接到电源去的定子绕组相当于变压器的一次线圈,成闭路的转子绕组相当于变压器被短路的二次线圈;定子绕组和转子绕组间无电的的联系,只有磁的联系,磁通经定子、气隙、转子铁芯成闭路。当合闸瞬间,转子因惯性还未转起来,旋转磁场以最大的切割速度——同步转速切割转子绕组,使转子绕组感应起可能达到的最高的电势,因而,在转子导体中流过很大的电流,这个电流产生抵消定子磁场的磁能,就象变压器二次磁通要抵消一次磁通的作用一样。
定子方面为了维护与该时电源电压相适应的原有磁通,遂自动增加电流。因为此时转子的电流很大,故定子电流也增得很大,甚至高达额定电流的4~7倍,这就是启动电流大的缘由。
启动后电流为什么小:随着电动机转速增高,定子磁场切割转子导体的速度减小,转子导体中感应电势减小,转子导体中的电流也减小,于是定子电流中用来抵消转子电流所产生的磁通的影响的那部分电流也减小,所以定子电流就从大到小,直到正常。
36.请教载波频率对变频器及电机的影响?
载波频率对变频器输出电流有影响
(1)运行频率越高,则电压波的占空比越大,电流高次谐波成份越小,即载波频率越高,电流波形的平滑性越好;
(2)载波频率越高,变频器允许输出的电流越小;
(3)载波频率越高,布线电容的容抗越小(因为Xc=1/2πfC),由高频脉冲引起的漏电流越大。
载波频率对电机的影响
载波频率越高,电机的振动越小,运行噪音越小,电机发热也越少。但载波频率越高,谐波电流的频率也越高,电机定子的集肤效应也越严重,电机损耗越大,输出功率越小。
37.为什么变频器不能用作变频电源?
变频电源的整个电路由交流一直流一交流一滤波等部分构成,因此它输出的电压和电流波形均为纯正的正弦波,非常接近理想的交流供电电源。可以输出世界任何国家的电网电压和频率。
而变频器是由交流一直流一交流(调制波)等电路构成的,变频器标准叫法应为变频调速器。其输出电压的波形为脉冲方波,且谐波成分多,电压和频率同时按比例变化,不可分别调整,不符合交流电源的要求。原则上不能做供电电源的使用,一般仅用于三相异步电机的调速。
38.使用变频器时,电机温升为什么比工频时高呢?
因为变频器输出电压波形不是正弦波,而是畸形波,在额定扭矩下的电机电流比工频时要多出约10%左右,所以温升比工频时略有提高。
另外还有一点:当电机转速降低的时候,电机散热风扇速度不够,电机温升会高一些。
39.为什么漏电断路器在使用变频器时易跳闸呢?
这是因为变频器的输出波形含有高次谐波,而电机及变频器与电机间的电缆会产生泄漏电流,该泄漏电流比工频驱动电机时大了许多,所以产生该现象。
变频器操作输出侧的漏电流大约为工频操作时的3倍多,外加电动机等漏电流,选择漏电保护器的动作电流应该大于工频时漏电流的10倍。
40.请教变频器输出端为什么要加输出电抗器,它作用是什么?
变频器输出端增加输出电抗器,是为了增加变频器到电动机的导线距离,输出电抗器可以有效抑制变频器的IGBT开关时产生的瞬间高电压,减少此电压对电缆绝缘和电机的不良影响。
电抗器的主要作用:是用以限制电机连接电缆的容性充电电流及使电机绕组上的电压上升率限制在540V/μs以内,它还用于钝化变频器输出电压(开关频率)的陡度,减少逆变器中的功率元件(如IGBT)的扰动和冲击。

41变频空调是否省电节能?
1 能减少起动电流,减少对电网的冲击,延长压缩机的使用寿命, 实现节能降耗.试想以下一个小区内只用一台电源变压器,夏天都在用空调一旦变压器过负荷调闸,再次合闸好合吗?如都用变频空调就好合的多了
2 当室内温度降低的时候自动降低频率即降低压缩机转速,同时空调内的电子膨胀阀自动关小保持室外机散热器的温度,使散热器对外的传热温差不变,即保持空调的能效比不变,始终工作在较高的效率下,最终达到热平衡,即室外传进室内的热量等于空调打往室外的热量。而普通空调随着室内空气温度的降低,室外机散热器工作温度也降低,此时传热温差减少散热效果变差,此时空调的能小比降低,不能保持空调始终工作在较高的效率下。
42. 一台变频器拖多台电机,应该注意什么?
1.可以一拖多,但必须是用在平移机构.
2.控制方式必须为v/f,不能用矢量控制.
3.变频器容量应>=电机容量,具体放量视负载特性而定.
4.每台电机应加热保护.
43. 请问直流调速真的淘汰了吗?没有使用价值了吗?
在速度控制、位置控制方面都基本淘汰了。
但在转矩控制方面,变频器尽管有矢量控制、直接转矩控制等方式,但都无法取代直流调速的优越的性能。
44. 请教变频器的接地问题?
1。所有仪表单独做接地线。
2。变频器的干扰是通过奇次谐波的形式存在于电网当中,影响较大的是5、7、11次,既用变频器就很难完全消除干扰,可自测或找当地电力实验所判断干扰是否已达超标准。
45. 变频器的直接转矩控制好在哪里?
最简单的好处是启动转矩和低速输出转矩大,响应速度快 转矩精度高 对电机参数要求不严格。但是与矢量控制相比低速和高速时转矩脉动较大。
46. 电动机能否反转?
电机可以反转!只有在特殊情况下,不允许电机反转,而不是电机不能反转!
我们是否要求正反转,主要根据我的工作要求状况来决定的,不是说电机本身能不能反转的问题。
47、请问高压变频器的概念?
答:按国际惯例和我国国家标准对电压等级的划分,对供电电压≥10kV时称高压,1kV~10kV时称中压。我们习惯上也把额定电压为6kV或3kV的电机称为“高压电机”。由于相应额定电压1~10kV的变频器有着共同的特征,因此,我们把驱动1~10kV交流电动机的变频器称之为高压变频器。高压变频器又分为两种性质类型,电流型和电压型,其特点区别:
(1) 变频器其主要功能特点为逆变电路。根据直流端滤波器型式,逆变电路可分为电压型和电流型两类。前者在直流供电输入端并联有大电容,一方面可以抑制直流电压的脉动,减少直流电源的内阻,使直流电源近似为恒压源;另一方面也为来自逆变器侧的无功电流提供导通路径。因此,称之为电压型逆变电路。
(2) 在逆变器直流供电侧串联大电感,使直流电源近似为恒流源,这种电路称之为电流型逆变电路。电路中串联的电感一方面可以抑制直流电流的脉动,但输出特性软。电流型变频器是在电压型变频器之前发展起来的早期拓扑。
48.请问电机三角形接法比星形接法有什么优点? 为什么要通过转换最终采用三角形接法工作?
1、同样一台电机,可以安装绕成Y型绕组,也可以安装绕成△型绕组;
2、同样一台电机,安装绕成△型绕组时,导线截面小,串联匝数多,工作相电压高,相电流低;
3、同样一台电机,安装绕成Y型绕组时,导线截面大,串联匝数小,工作相电压低,相电流高;
4、△型绕组要求三相对称性要好,电源对称性也要高,这样就不会出现环流,否则会发热,增大损耗;
5、Y型绕组在三相对称性不好、电源对称性不高时,不会出现环流,但会出现零点飘移,三相工作严重不对称;
6、在使用上,△型绕组可以用Y-△启动方式启动,而Y型绕组不能用Y-△启动方式启动;
7、由于电阻热损耗与电流的平方成正比,所以同样一台电机,安装绕成△型绕组时热损耗小;
49.电机烧坏,为什么热保护不跳?
可能存在以下原因:
  1.热保护整定值过大,整定值应选在正常工作电流稍大一点(频繁启动电机除外),效果最好。
  2.热继电器质量问题,质量欠佳,长期工作后性能变坏,最好选用新型的或引进的产品,如西门子的3UA系列。
  3.当电机内部线圈出现短路时,热继电器不会动作,空气开关应动作。两个办法  1.用时间继电器,延时接通时间继电器.   2.采用变频器缓速启动   我曾经采用第二个办法,一台设备原配5.5kw高速电机.因启动时间过长导致电机常常在启动过程中损坏,启动电流70A左右,时间25s左右.每隔一两个月就损坏一台电机.    后改为7.5kw电机故障依旧.当时手头刚好有一台15kw的变频器没有用,就安装上使用.启动时间设置60秒,设备至今没有再损坏一台电机
50.变频器漏电断路器误误动作技术
我们在日常使用中踫到有在变频器输入电路中配置漏电保护器的,但是送电后漏电断路器经常会跳脱,原因又找不到,许多人都认为是变频器品质出了问题,其实这里面是有原因的,就这个问题做一个分析。
漏电断路器额定电流设计
变频器输出是以PWM(脉宽调制,类似高速开关)方式控制,因此会发生高频率的漏电电流,若要在变频器一次侧加装一般漏电断路开关时,建议请以每台变频器选择200mA以上的感度电流且动作时间为0.1秒以上的漏电断路关开使用,但不保证该漏电断路关开一定不会跳脱,必须考虑下列各因素才能决定系统漏电电流之大小,并选定适当的漏电断路开关及必要措施来改善送电后漏电断路器跳脱之现象。
一般漏电断路开关之额定电流选择计算公式如下:
I△n ≧ 10*〔Ig1+Ign+3*(Ig2+Igm)〕
Ig1、Ig2:商业运转时电缆线之漏电电流。
Ign:变频器输入侧噪声滤波器之漏电电流。
Igm:商业运转时马达之漏电电流。
由上述公式之相关变动参数得知,会影响漏电电流大小之因素有:
(1)电缆线的漏电电流(有二部分)
漏电断路开关 滤波器 的电缆线长之漏电电流。
变频器 马达 的电缆线长之漏电电流。
(2)滤波器的漏电电流 (包含变频器在内)。
(3)马达的漏电电流。
各部分漏电电流值(单位:mA)
(1)电缆线的漏电电流=A*(实际电缆线长/1000m);电缆厂商提供各线径每1000m之漏电电流值A。
(2)滤波器的漏电电流 (包含变频器在内)——变频器供应厂商提供。例如:台达VFD055B43B用滤波器为26TDT1W4B4其漏电电流最大值为70mA。
(3)马达的漏电电流——马达供应厂商提供。

 

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14

May

2010

PLC通过自由通讯口方式与变频器通讯

1 引言
在传统的plc——变频控制集成系统中,变频器的启动/停止与故障监控由plc通过开关量实现端对端控制。变频器频率是由plc通过模拟量输出端口输出0~5(10)v或4~20ma信号控制,需要plc配置昂贵的模拟量输出端口模块。变频器出现故障时由plc读取变频器的故障报警触点,对具体故障原因并不清楚,需查询变频器报警信息后再阅读变频器说明书才知道。随着交流变频控制系统及通讯技术的发展,可以利用plc及变频器的串行通讯的方式来实现plc对变频器的控制。

2 变频器的选型
danfoss vlt系列变频调速器提供串行通讯技术的支持。它所支持的串行通讯技术包括标准rs-485、profidrive、 lonworks在内的多种现场总线方式。其中,rs-485通讯方式为用户提供了无需附加任何费用的、最为廉价实用的串行通讯方式。只需按照 danfoss vlt变频器规定的通讯数据结构、控制字和状态字格式发送数据即可实现与vlt变频的通讯。vlt为用户提供了两种控制字和状态字格式标准:即danfoss标准的danfoss fc协议和profibus标准的profidrive协议。其中fc协议为用户提供了更多的与vlt有关的控制信息和状态信息。本项目中选用danfoss fc协议。

3 plc的选型
西门子工控产品在工控领域应用市场中有较高的占有率。s7-200系列是西门子simatic plc家族中的小规模plc成员,自由通讯口方式是s7-200 plc的一个特色的功能,它使s7-200 plc可以由用户自己定义通讯协议。利于自由通讯口方式,在本系统中plc可以与变频器和方便连接。plc通过自由通讯口方式与变频器通讯,控制变频器的运行,读取变频器自身的电压、电流、功率、频率和过压、过流、过负荷等全部报警信息等参数,这比通过外部端口控制变频器的运行具有较高的可靠性,节省了plc宝贵的i/o端口,又获的了大量变频器的信息。在本例中,作者将按照 danfoss fc协议来对s7-200的自由口进行编程。

4 vlt串行通讯
4.1 vlt通讯原理
vlt变频器的串行通讯为异步半双工的方式,使用字节奇偶校验和块传送异或校验方法。每个变频器都配备有一个标准的rs-485通讯端口,使协议可以通过rs-485电气接口来进行传输。plc为主机,变频器为从机,系统电码的传输由主机控制,主机不断发出某个地址的电码给从机,等待从机的响应。主机最多能带31个从机,在有中继器的情况下,可以增加到126个从机,也就是从机的地址最多可以设定到126。通讯时,每一个字节从一个起始位开始实行传送,然后再传递8个数据位,相应地组成一个字节,每个字节由一个奇偶校验位来验证传送的正确性,然后由一个终止位结束。这样一个字节共由11个位组成。
4.2 vlt电码结构
每个电码由一个起始字节(stx)开始,这个起始字节为stx=02h。随后紧跟一个表示电码长度(lge)的字节和表示变频器地址的字节(adr)。然后是一些数据字节(随电码类型而变)。整个电码由一个数据控制字节(bcc)来结束。结构如附表。


附表 vlt电码结构

在上述数据结构中:
(1) pke占用两个字节,包括参数命令类型和参数数目;
(2) ind为索引,也占用两个字节,索引字节用于表明它是一个读命令还是写命令。在读命令中必须具有0400h的格式,在写命令中必须具有0500h的格式;
(3) pwe为参数值块。占用四个字节,分为高字(pwe h)和低字(pwe l)。“比如主机要改变当前的变频器参数,新的参数就应写在参数pwe中发送给变频器;”
(4) pcd为过程块,占用4个字节。它有两种状态,当主机发给从机时,pcd1为控制字,pcd2为参考值;当从机发给主机时,pcd1为状态字,pcd2为当前的输出频率;
(5) bcc为数据控制字节。由它来对接收到的命令进行检验正确与否。它的初始值为0,然后对该字节以前的所有字节进行异或。

5 plc编程示例
5.1 变频器初始化子程序
plc在第一次扫描时执行初始化子程序,对端口及rcv指令进行初始化。为了增加程序的可靠性,在初始化完成后,如果检测到端口空闲时则运行rcv指令使端口处于接受状态。初始化子程序如下:
network 1 // 网络标题
检测端口空闲可编在主程序中
// 设定端口属性
ld sm0.0
movb 73, smb30
network 2
// 接收信息状态
ld sm0.0
movb 102, smb87
network 3
ld sm0.0
movb 16#02, smb88
movb 50, smb92
movb 50, smb94
r sm87.2, 1
network 4
ld sm0.0
atch int1, 23
//连接口0接收完成的中断
network 5
ld sm0.0
atch int0, 9
//连接口0发送完成的中断
network 6
ld sm0.0
eni
//中断允许
network 7
ld sm0.0
movd &vb250, vd220
//装入地址指针
movb 0, vb242
//bcc码寄存器清零
movd &vb300, vd224
//装入地址指针
movb 0, vb246
//bcc码寄存器清零
5.2 变频器参数修改子程序
当要改变当前变频状态的信息需传送时,调用“控制子程序”。首先它要禁止端口的接收,然后对控制电码进行编辑和bcc检验码计算,并发送;当没有改变当前变频状态的信息需传送时,调用“空命令”子程序。因为plc如果要读取变频器的当前工作状态,就要给变频器发送命令,而“控制子程序”代码繁琐,执行效率不高,我们可以将“空命令”程序需传送的电码预先编排好(可以用短电码),“控制子程序”程序代码如下:
network 1
ld sm0.0 //停止端口0的接收
r sm87.7, 1
rcv vb300, 0
network 2
ld l0.0
movw 16#047c, vw211
movw lw1, vw213
network 3
ld l0.1
movw 16#0434, vw211
movw 0, vw213
network 4
ld sm0.0
movw lw1, vw213
network 5 // 网络标题
// 网络注释
ld sm0.0
movb 16#02, vb200
movb 16#0e, vb201
movb lb3, vb202
movd 0, vd203
movd 0, vd207
hta vb200, vb250, 15
network 6
ld sm0.0 //计算bcc校验码
for vw240, +1, +15
network 7
ld sm0.0
xorb *vd220, vb242
network 8
ld sm0.0
incd vd220
network 9
next
network 10
ld sm0.0
hta vb242, vb265, 1
//bcc校验码写入发送缓冲区
network 11
ldb= vb251, 16#0e
//发送缓冲区准备好后进行发送
s s0.1, 1
network 12
lscr s0.1
network 13
ld sm4.5
xmt vb250, 0
network 14
scre
5.3 变频器通讯完成处理
发送完成后执行发送完成中断程序,它的操作包括:允许rcv;bcc码寄存器清零;重新装入用于计算bcc校验码的地址指针;接收缓冲区中存放指令结束字符的字节清零,用来判断下一条指令格式是否正确。
接收完成后执行接收完成中断程序,它会将接收缓冲区中的十六进制ascii码还原成数据并保存。然后调用“接收处理”子程序。它主要是求出接收缓冲区中指令的bcc校验码并与指令中的bcc校验码进行比对,并对电码中的数据进行处理。

6 结束语
使用此方法采用西门子plc通过自由口使用danfoss fc协议对danfoss变频器进行控制,极大地减少了线路连接的复杂性,避免了现场可能的各种电磁干扰对控制设备的影响。

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14

May

2010

组态王KingviewPid控件使用方法

KingviewPid控件是组态王提供的用于对过程量进行闭环控制的专用控件。通过该控件,用户可以方便的制作PID控制。
一、控件功能:
1.pid控制算法:标准型,分为增量型输出和反向作用。
2.显示过程变量的精确值,显示范围[-999999.99~999999.99]。
3.以百分比显示设定值(SP)、实际值(PV)和手动设定值(M)。
4.开发状态下可设置控件的总体属性、设定/反馈范围和参数设定。
5.运行状态下可设置PID参数和手动自动切换。


二、使用说明:
1.在画面中插入控件:组态王画面菜单中编辑\插入通用控件,或在工具箱中单击“插入通用控件”按钮,在弹出的对话框中选择 “Kingview Pid Control”,单击确定。
2.按下鼠标左键,并拖动,在画面上绘制出表格区域。
图1 控件画面
3.设置动画连接:双击控件或选择右键菜单中动画连接,在弹出的属性页中设置控件名称等信息。
(1)常规:


图2 动画连接属性—常规


设置控件名称:应符合组态王中关于名称定义的规定,例如:PIDCtrl0。


优先级:是控件的操作优先级,范围在1~999。


安全区:安全区只允许选择。

(2)属性 类型 关联对象:


图3动画连接属性—属性
SP:FLOAT,控制器的设定值。PV:FLOAT,控制器的反馈值。
YOUT:FLOAT,控制器的输出值。
Type:LONG,PID的类型。
CtrlPeriod:LONG,控制周期。
FeedbackFilter:BOOL,反馈加入滤波。
FillterTime:LONG,滤波时间常数。
CtrlLimitHigh:FLOAT,控制量高限。
CtrlLimitLow:FLOAT,控制量低限。
InputHigh:FLOAT,设定值SP的高限。
InputLow:FLOAT,设定值SP的低限。
OutputHigh:FLOAT,反馈值PV的高限。
OutputLow:FLOAT,反馈值PV的低限。
Kp:FLOAT,比例系数。
Ti:LONG,积分时间常数。
Td:LONG,微分时间常数。
Tf:LONG,滤波时间常数。
ReverseEffect:BOOL,反向作用。
IncrementOutput:BOOL,是否增量型输出。
DeadBandLow:Long,无效。
Status:BOOL,手自动状态。
M:FLOAT,手动设定值。
PercentRange:float,手动时调节的调节幅度,默认是1,(可以在运行时,点击参数按钮在手动调节比率里面调节此参数)。新增功能。


注意:在使用变量关联时,只有控件所处的画面处于激活状态,控制功能才会执行。

(3)命令语言中的使用
A、在使用变量关联时:
此时,只有控件所处的画面处于激活状态,控制功能才会执行,如果工程中存在多个画面,并且PID控件画面并不总是处于激活状态,则应该采用命令语言的方式使用PID控件。即,在控件所处画面的画面命令语言中,使用赋值的方式,显示地交换PID控制值。选择画面命令语言中的控件,如下所示:


图4控件属性和方法
在属性或方法中选择相应的选项,在存在时出现命令语言,如我们选择SP双击,则如下显示:


图5画面命令语言
显示时:当画面由隐含变为显示时,则“显示时”编辑框中的命令语言就被执行一次。
存在时:只要该画面存在,则“存在时” 编辑框中的命令语言就反复按照设定的时间周期执行。
隐含时:当画面由显示变为隐含或关闭时,则“隐含时”编辑框中的命令语言就被执行一次。

输入命令语言,如下:


图6画面命令语言

其中,SP为设定变量,PV为反馈变量,YOUT为控制器输出变量。
B、在使用工程浏览器的应用程序命令语言时:应用程序语言可以在程序启动时执行、关闭时执行或在程序运行期间定 期执行。
(1)打开工程浏览器:


图7应用程序命令语言
应用程序命令语言的运行时编写同上面。程序如下:


图8应用程序命令语言
4.设置控件属性:选择控件右键菜单中“控件属性”。弹出控件固有属性页,可分别设置如下属性:
(1)总体属性:


图9 总体属性
控制周期:PID的控制周期,为大于100的整数。且控制周期必须大于系统的采样周期。
反馈滤波:Pv值在加入到PID调节器之前可以加入一个低通滤波器。
输出限幅:控制器的输出限幅Yout的值。

(2)设定/反馈变量范围:


图10 设定/反馈变量范围

输入变量:设定值sp或者反馈值pv对应的最大值(100%)和最小值(0%)的实际值。
设定值sp与反馈值pv一般最大值、最小值相同。
输出变量:输出值Yout对应的最大值(100%)和最小值(0%)的实际值。


(3)参数选择:


图11 参数选择
PID类型:选择使用标准型。
比例系数Kp:设定比例系数。一般取值范围:1-10
积分时间Ti:设定积分时间常数,就是积分项的输出量每增加与比例项输出量相等的值所需要的时间。一般取值范围:1000-5000ms
微分时间Td:设定微分时间常数,就是对于相同的输出调节量,微分项超前于比例项响应的时间。一般取值为0
反向作用:输出值取反。

增量型输出:控制器输出为增量型。
5、运行时的操作:
手动/自动,自动时,控制器调节作用投入。手动时,控制器输出为手动设定值经过量程转换后的实际值。手动设定为M,是YOUT的值。
手动值设定(上/下),每次点击手动设定值增加/减少1%
6、运行时的参数设置:如图12所示
标准型PID参数:比例系数、积分常数、微分常数,PID的常规参数
反向作用:输出值取反
手动情况下设定手动调节比率:


图12 PID参数设置


三、目前不支持的功能:
1、增量型对象暂时不易实现。
2、控制周期不能低于采样周期。

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14

May

2010

PLC的编程语言的基本指令系统与编程方法

一、 基本指令系统特点

  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:

  1、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,虽然象征性不如逻辑运算部分,也受用户欢迎

  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。

  3、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。

  4、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。

  5、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。

  二、编程语言的形式

  本教材采用最常用的两种编程语言,一是梯形图,二是助记符语言表。采用梯形图编程,因为它直观易懂,但需要一台个人计算机及相应的编程软件;采用助记符形式便于实验,因为它只需要一台简易编程器,而不必用昂贵的图形编程器或计算机来编程。

  虽然一些高档的PLC还具有与计算机兼容的C语言、BASIC语言、专用的高级语言(如西门子公司的GRAPH5、三菱公司的MELSAP),还有用布尔逻辑语言、通用计算机兼容的汇编语言等。不管怎么样,各厂家的编程语言都只能适用于本厂的产品。

  编程指令:指令是PLC被告知要做什么,以及怎样去做的代码或符号。从本质上讲,指令只是一些二进制代码,这点PLC与普通的计算机是完全相同的。同时PLC也有编译系统,它可以把一些文字符号或图形符号编译成机器码,所以用户看到的PLC指令一般不是机器码而是文字代码,或图形符号。常用的助记符语句用英文文字(可用多国文字)的缩写及数字代表各相应指令。常用的图形符号即梯形图,它类似于电气原理图是符号,易为电气工作人员所接受。

  指令系统:一个PLC所具有的指令的全体称为该PLC的指令系统。它包含着指令的多少,各指令都能干什么事,代表着PLC的功能和性能。一般讲,功能强、性能好的PLC,其指令系统必然丰富,所能干的事也就多。我们在编程之前必须弄清PLC的指令系统

  程序:PLC指令的有序集合,PLC运行它,可进行相应的工作,当然,这里的程序是指PLC的用户程序。用户程序一般由用户设计,PLC的厂家或代销商不提供。用语句表达的程序不大直观,可读性差,特别是较复杂的程序,更难读,所以多数程序用梯形图表达。

  梯形图:梯形图是通过连线把PLC指令的梯形图符号连接在一起的连通图,用以表达所使用的PLC指令及其前后顺序,它与电气原理图很相似。它的连线有两种:一为母线,另一为内部横竖线。内部横竖线把一个个梯形图符号指令连成一个指令组,这个指令组一般总是从装载(LD)指令开始,必要时再继以若干个输入指令(含LD指令),以建立逻辑条件。最后为输出类指令,实现输出控制,或为数据控制、流程控制、通讯处理、监控工作等指令,以进行相应的工作。母线是用来连接指令组的。下图是三菱公司的FX2N系列产品的最简单的梯形图例:

 

  它有两组,第一组用以实现启动、停止控制。第二组仅一个END指令,用以 结束程序。

  梯形图与助记符的对应关系: 助记符指令与梯形图指令有严格的对应关系,而梯形图的连线又可把指令的顺序予以体现。一般讲,其顺序为:先输入,后输出(含其他处理);先上,后下;先左,后右。有了梯形图就可将其翻译成助记符程序。上图的助记符程序为:

  地址 指令 变量
  0000 LD X000
  0001 OR X010
  0002 AND NOT X001
  0003 OUT Y000
  0004 END

  反之根据助记符,也可画出与其对应的梯形图。

  梯形图与电气原理图的关系:如果仅考虑逻辑控制,梯形图与电气原理图也可建立起一定的对应关系。如梯形图的输出(OUT)指令,对应于继电器的线圈,而输入指令(如LD,AND,OR)对应于接点,互锁指令(IL、ILC)可看成总开关,等等。这样,原有的继电控制逻辑,经转换即可变成梯形图,再进一步转换,即可变成语句表程序。

  有了这个对应关系,用PLC程序代表继电逻辑是很容易的。这也是PLC技术对传统继电控制技术的继承。

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Fri

14

May

2010

经典11问让你掌握变频器

 

1、失速防止功能是什么意思?
如果给定的加速时间过短,变频器的输出频率变化远远超过转速(电角频率)的变化,变频器将因流过过
电流而跳闸,运转停止,这就叫作失速。为了防止失速使电机继续运转,就要检出电流的大小进行频率控
制。当加速电流过大时适当放慢加速速率。减速时也是如此。两者结合起来就是失速功能。
2、有加速时间与减速时间可以分别给定的机种,和加减速时间共同给定的机种,这有什么意义?
加减速可以分别给定的机种,对于短时间加速、缓慢减速场合,或者对于小型机床需要严格给定生产节拍
时间的场合是适宜的,但对于风机传动等场合,加减速时间都较长,加速时间和减速时间可以共同给定。
3、什么是再生制动?
电动机在运转中如果降低指令频率,则电动机变为异步发电机状态运行,作为制动器而工作,这就叫作再
生(电气)制动。
4、是否能得到更大的制动力?
从电机再生出来的能量贮积在变频器的滤波电容器中,由于电容器的容量和耐压的关系,通用变频器的再
生制动力约为额定转矩的10%~20%。如采用选用件制动单元,可以达到50%~100%。
5、请说明变频器的保护功能?
保护功能可分为以下两类: (1) 检知异常状态后自动地进行修正动作,如过电流失速防止,再生过电
压失速防止。 (2) 检知异常后封锁电力半导体器件PWM控制信号,使电机自动停车。如过电流切断、
再生过电压切断、半导体冷却风扇过热和瞬时停电保护等。
6、为什么用离合器连续负载时,变频器的保护功能就动作?
用离合器连接负载时,在连接的瞬间,电机从空载状态向转差率大的区域急剧变化,流过的大电流导致变
频器过电流跳闸,不能运转。
7、在同一工厂内大型电机一起动,运转中变频器就停止,这是为什么?
电机起动时将流过和容量相对应的起动电流,电机定子侧的变压器产生电压降,电机容量大时此压降影响
也大,连接在同一变压器上的变频器将做出欠压或瞬停的判断,因而有时保护功能(IPE)动作,造成停止
运转。
8、什么是变频分辨率?有什么意义?
对于数字控制的变频器,即使频率指令为模拟信号,输出频率也是有级给定。这个级差的最小单位就称为
变频分辨率。变频分辨率通常取值为0.015~0.5Hz.例如,分辨率为0.5Hz,那么23Hz的上面可变为23.5、
24.0 Hz,因此电机的动作也是有级的跟随。这样对于像连续卷取控制的用途就造成问题。在这种情况下,
如果分辨率为0.015Hz左右,对于4级电机1个级差为1r/min 以下,也可充分适应。另外,有的机种给
定分辨率与输出分辨率不相同。
9、装设变频器时安装方向是否有限制。
变频器内部和背面的结构考虑了冷却效果的,上下的关系对通风也是重要的,因此,对于单元型在盘内、
挂在墙上的都取纵向位,尽可能垂直安装。
10、不采用软起动,将电机直接投入到某固定频率的变频器时是否可以?
在很低的频率下是可以的,但如果给定频率高则同工频电源直接起动的条件相近。将流过大的起动电流
(6~7倍额定电流),由于变频器切断过电流,电机不能起动。
11、电机超过60Hz运转时应注意什么问题?
超过60Hz运转时应注意以下事项
(1)机械和装置在该速下运转要充分可能(机械强度、噪声、振动等)。
(2) 电机进入恒功率输出范围,其输出转矩要能够维持工作(风机、泵等轴输出功率于速度的立方成比
例增加,所以转速少许升高时也要注意)。 (3) 产生轴承的寿命问题,要充分加以考虑。
保瓦博士,让你了解更多的变频器相关知识。http://www.powertechnic.com

 

 

 

 

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