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3]先进的V/F控制的磁通矢量控制. copyright paper51.com 本机床采用无矢量V/F控制方式,就是由于本机床为冲床设备.冲床动作就是机床滑块从上死点位置运行至下死点位置,再返回上死点位置.滑块的能量是机床飞轮提供,运行至下死点位置时,能量损失很大,这对使用的变频器抗过栽能力要求比较高.本机床主要用变频器进行调速控制,采用开环控制方式.没有将实际转速的测量值转换成为电信号回馈给变频器的控制输入部分,则转速的控制没有构成一个完整的回路,即为开环控制.对于不太要求快速响应的传动系统,常用开环控制.如风机’镑类采用非常灵敏的快速调速,意义并不大,这类系统一般都采用开环控制. 内容来自www.paper51.com 开环控制中输入信号单纯地由频率给定指令构成,频率给定便是转速给定.频率给定指令决定电压与频率的协调控制[U/F控制]规律,变频器按这样U/F控制]规律工作,用频率F电压去驱动电动机,在负载转矩平衡情况下,形成稳定转速. http://www.paper51.com 4] 先进的网络功能 http://www.paper51.com 日本的三棱FR-A系列变频器支持CC-LINK通讯和SSCNETIII通讯.还有独立的RS-485通讯口,可以方便的连接多台变频器进行通讯. 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 5] 停电减速功能/瞬时停电再启动功能. http://www.paper51.com 我们国内电网还处于落后状态,电网还不稳定,易出现电压波动大,瞬时停电的现象.三棱FR-A系列变频器即使在运行时出现/瞬时停电,电机也不会滑行,踞续运行.根据负载的不同,变频器在停电后可以尽量控制电机减速停止时间. 内容来自www.paper51.com 6]再生制动回避功能 copyright paper51.com 在运行时如果出现轻微的再生制动,则自动增加输出频率,防止出现过电压报警. http://www.paper51.com 根据设计要求,使用功能很强劲的日本MITSUBISHI[三棱]公司的FR-A540系列变频器.变频器的容量要根据一台电动机的容量参数来选择,一台电动机的容量为:主电动机3W主电动机的负载都是恒扭距负载,主电动机属于长期变化负载,电动机有可能在;短时间’内过载,故变频器的容量适应加大.通常,应满足最大电流原则,即 内容来自www.paper51.com IN>IMAX copyright paper51.com 式中 IN---------变频器的额定电流; copyright paper51.com IMAX----电动机在运行过程中的最大电流. 内容来自www.paper51.com 综上所述,并结合三棱FR-A540系列变频器的具体规格,根据其容量确定一台变频器的具体规格,根据其容量确定一台变频器的型号及规格对应为:FR-540-3的变频器中设定即可. 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 注意容量设定值要符合上述要求 http://www.paper51.com 在选定对应的变频器并了解变频器相关功能后,即可确定主回路的接线方案.在进行主回路接线之前必须注意以下几点: paper51.com 1]电源一定不能接到变频器的输出端上[U V W],负责将损坏变频器. 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 2]布线距离最长为500米.尤其长距离布线,由于布线寄生电容所产生的冲击电流会引起过电流保护可能误动作,输出彻连接的设备可能运行异常或发生故障.因此,最大布线距离长度必须按表一所示[当变频器连接两台以上的电动机时,总布线距离必须在要求的范围之内,但在本系统中由于每台变频器只驱动一台电机,所以不会出现这种情况]. http://www.paper51.com 3]在P和PR端子间连接制定电阻元件时,端子间原来的短路片必须才下. http://www.paper51.com 本机床在方便用户操作，采用调速器用来控制变频器的频率输出。根据国内厂家的使用情况发现，厂家的机床操作人员的文化素质普遍不高，变频控制必须做的简明，方便操作人员的操作。故采用调速器，只需要通过旋转调速 paper51.com 二 可编程控制器PLC的应用 1、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ProgrammableLogic 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、可靠性高、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。 copyright paper51.com 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。 http://www.paper51.com
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。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
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。 http://www.paper51.com 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： paper51.com 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。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
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。 paper51.com 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。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 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。2．可编程控制器的分类 http://www.paper51.com 1、小型PLC 小型PLC的I/O点数一般在128点以下，其特点是体积小、结构紧凑，整个硬件融为一体，除了开关量I/O以外，还可以连接模拟量I/O以及其他各种特殊功能模块。它能执行包括逻辑运算、计时、计数、算术运算、数据处理和传送、通讯联网以及各种应用指令。 2、中型PLC 中型PLC采用模块化结构，其I/O点数一般在256~1024点之间。I/O的处理方式除了采用一般PLC通用的扫描处理方式外，还能采用直接处理方式，即在扫描用户程序的过程中，直接读输入，刷新输出。它能联接各种特殊功能模块，通讯联网功能更强，指令系统更丰富，内存容量更大，扫描速度更快。 内容来自www.paper51.com 3、大型PLC 一般I/O点数在1024点以上的称为大型PLC。大型PLC的软、硬件功能极强。具有极强的自诊断功能。通讯联网功能强，有各种通讯联网的模块，可以构成三级通讯网，实现工厂生产管理自动化。大型PLC还可以采用三CPU构成表决式系统，使机器的可靠性更性。 copyright paper51.com 3 可编程控制器的特点 1、高可隔离性（1）所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。（2）各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为10~20ms.（3）各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。（4）采用性能优良的开关电源。（5）对采用的器件进行严格的筛选。（6）良好的自诊断功能，一旦电源或其他软，硬件发生异常情况，CPU立即采用有效措施，以防止故障扩大。（7）大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,使可靠性更进一步提高。 2、丰富的I/O接口模块PLC针对不同的工业现场信号，如：交流或直流；开关量或模拟量；电压或电流；脉冲或电位； 强电或弱电等。有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备，如：按钮；行程开关；接近开关；传感器及变送器；电磁线圈；控制阀等直接连接。另外为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块; 为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等等。 3、采用模块化结构为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型PLC以外，绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件，包括CPU，电源，I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。 4、编程简单易学PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。 5、安装简单，维修方便PLC不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行。 PLC的功能 1、逻辑控制 2、定时控制 3、计数控制 4、步进(顺序)控制 5、PID控制 6、数据控制：PLC具有数据处理能力。 7、通信和联网 paper51.com 8、其它：PLC还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如：定位控制模块，CRT模块。 http://www.paper51.com
4：PLC的基本结构 copyright paper51.com PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同， 1、中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。 http://www.paper51.com |