西门子变频器6SE6440-2UC32-2EA1

西门子变频器6SE6440-2UC32-2EA1

1.1系统硬件设计
　　1.1.1本自动控制系统采用西门子的S7-400可编程控制器。它是西门子公司开发的适合当代计算机技术发展的新一代可编程控制系统。它具有更高的控制能力、运算速度、网络功能和更优的性能价格比。通过PROFIBUS-DP现场总线可与ET200M I/0站相连。ET200M 可置于MCC低压柜旁边，从而可方便将电机和泵类的控制纳入DCS中去。
　　DI模板主要用于显示电机启停和过载指示；DO模板用于控制电机启停；AI模板主要用于对电动机电流、功率以及各测控点如温度、压力、流量、液位进行采样显示。DO模板在实际应用中为提高抗干扰能力和控制容量要通过中间继电器隔离，由中间继电器触点去控制电气设备（如接触器etc）。模拟量输入模板在使用前要通过跳线组态成本方案所需要的输入方式。
　　各模板的型号、数量确定后，再选择放置模板的框架的型号和数量以及电源的型号和数量。终选用长为530mm的导轨。据模板的数量选取择4个机架，考虑到成本问题而选取用了3个S7-300机架，1个S7-400机架，一个为主框架（含3个机架、一个S7-400机架、2个S7-300机架）放在蒸发主控制拒中，另一个远程控制I/O框架(含一个S7-300机架)放在ET200蒸发控制柜中。
　　状态指示器：SF，BATF=电池故障；DC5V=内部5V DC电压指示；FRCE=表示至少有一个输入或输出比强制；RUN=当CPU启动时闪烁，在运行模式下常亮；STOP=在停止模式下常亮，有存储器复位请求时慢速闪烁，正在执行复位时快速闪烁。
　　MPI接口用来连接到编程设备或其他设备，DP接口用来直接连接到分布式I/O。
　　西门子PLC S7-400
　　同西门子PLC S7-300的区别主要是规模和性能上更强大，启动类型有冷启动（CRST）和热启动（WRST）之分，其他基本一样。他还有一个外部的电池电源接口，当在线更换电池是可以向RAM提供后备电源。
　　接地的目的通常有两个，其一是为了安全，其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。
　　系统接地方式有浮地方式、直接接地方式和电容接地三种方式。对PLC控制系统而言，它属于高速低电平控制装置，应采用直接接地方式。由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响，装置之间的信号交换频率一般都低于1MHz，所以PLC控制系统接地线采用一点接地和串联一点接地方式。
　　集中布置的PLC系统适合并联一点接地方式，各装置的柜体中心接地点以单独的接地线引向接地极。如果装置间距较大，应采用串联一点接地方式，用一根大截面铜母线（或绝缘电缆）连接各装置的柜体中心接地点，然后将接地母线直接连接接地极。
　　接地线采用截面积大于22mm2的铜导线，总母线使用截面积大于60mm2的铜排。接地极的接地电阻小于2Ω，接地极埋在距建筑物10～15m远处，而且PLC系统接地点必须与强电设备接地点相距10m以上。
　　信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；不接地时，应在PLC侧接地；信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地；多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏电缆连接时，各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理。选择适当的接地处单点接点。 为了保证系统在工业电磁环境中免受或减少内外电磁干扰，必须从设计阶段开始便采取三个方面抑制措施：抑制干扰源；切断或衰减电磁干扰的传播途径；提高装置和系统的抗干扰能力。这三点就是抑制电磁干扰的基本原则。
　　PLC控制系统的抗干扰是一个系统工程，要求制造单位设计生产出具有较强抗干扰能力的产品，且有赖于使用部门在工程设计、安装施工和运行维护中予以全面考虑，并结合具体情况进行综合设计，才能保证系统的电磁兼容性和运行可靠性。进行具体工程的抗干扰设计时，应注意以下两个方面。

　　（六）编程及设计控制程序。三菱现在的FX3U是可以选择源型和漏型的。
　　机载 I/O： 8 DI 24V DC；6 个 24V DC 数字输出； 2 AI 0-10V DC， 电源：直流 20.4-28.8V DC， 程序/数据存储器 100 KB4、 4—20mA。4—20mA的电流时，在6000分辨率时被转换为0—1770Hex(0—6000);12000分辨率时被转换为0—2EE0Hex(0—12000)。使用自动交叉功能，支持发送线和接收线在双绞线接口自动交叉。它 24 VDC 用户的功率要求。有关 CPU 所提供的 5 VDC 逻辑预算以及模块、板和通信模块的 5 VDC 功率要求的信息，请参考 技术规范 (页 755)。 请参考 “计算功率预算" (页 917)来确定 CPU 可以? PROFIBUS-DP 从站梯形图由触点、线圈和应用指令等组成。触点代表逻辑输入条件，如外部的开关、按钮和内部条件等。线圈通常代表逻辑输出结果，用来控制外部的指示灯、交流器和内部的输出标志位等。可编程序控制器（PLC）是以微处理器技术为基础，综合计算机技术和自动控制技术发展起来的一种新型工业控制器，广泛应用于工业控制的各个领域。在现代化的工业生产设备中，有大量的数字量及模拟量的控制装置，SIMATIC IPC227D 和 SIMATIC IPC277D 还提供了随时可用的预装 SIMATIC ：
　　西门子PLC S7-300
　　相比较西门子PLC S7-200，西门子PLC S7-300针对的是中小系统，他的模块可以扩展多达32个模块，背板总线也在模块内集成，他的网络连接已比较成熟和流行，有MPI（多点接口）、PROFIBUS和工业以太网，使通讯和编程变的简单和多选性，并可以借助于HWConfig工具可以进行组态和设置参数。
　　S7-300的模块稍微多一点，除了信号模块（SM）和200的EM模块同类型之外，它还有接口模块（IM）——用来进行多层组态，把总线从一层传到另一层；占位模块（DM）——为没有设置参数的信号模块保留一个插槽或为以后安装的模块接口保留一个插槽；功能模块（FM）——执行功能，如计数、定位、闭环控制相当对CPU功能的一个扩展或补充；通信处理器（CP）——提供点对点连接、PROFIBUS和工业以太网。
　　CPU设计
　　模式选择器有：MRES=模块复位功能；STOP=停止模式，程序不执行；RUN=程序执行，编程器只读操作；RUN-P=程序执行，编程器可读可写操作。
　　连接网络连接器
　　A. 电缆和剥线器。使用FC技术不用剥出的铜线。
　　图1. 剥好一端的PROFIBUS电缆与快速剥线器（FCS，订货号6GK1905-6AA00）。
　　B. 打开PROFIBUS网络连接器。首先打开电缆张力释放压块，然后掀开芯线锁。
　　图2. 打开的PROFIBUS连接器
　　C. 去除PROFIBUS电缆芯线外的保护层，将芯线按照相应的颜色标记插入芯线锁，再把锁块用力压下，使内部导体接触。应注意使电缆剥出的屏蔽层与屏蔽连接压片接触。
　　图3. 插入电缆
　　由于通信频率比较高，因此通信电缆采用双端接地。电缆两头都要连接屏蔽层。
　　D. 复位电缆压块，拧紧螺丝，消除外部拉力对内部连接的影响。

（一）数字量I/O模块 数字量I/O模块是为了解决本机集成的数字量输入/输出点不能满足需要而使用的扩展模块。S7-200PLC目前总共可以提供3大类，共9种数字量I/O模块。 1．EM221数字量输入扩展模块 8DI，DC24V（直流输入） 2．EM222数字量输出扩展模块 8DO，DC24V（直流输出） 8DO，Relay（DC24V/ AC24~230V）（继电器输出） 3．EM223数字量混合模块 4DI（DC24V），4DO（DC24V/2A） 4DI（DC24V），4DO（Relay 2A） 8DI（DC24V），8DO（DC24V/2A） 8DI（DC24V），8DO（Relay 2A） 16DI（DC24V），16DO（Relay 2A） 16DI（DC24V），16DO（DC24V/2A） （二）模拟量I/O模块 模拟量I/O模块提供了模拟量输入和模拟量输出的扩展功能。S7-200的模拟量扩展模块具有较大的适应性、可以直接与传感器相连，并有很大的灵活性，且安装方便。 1．EM231模拟量输入模块 4AI（电压或电流）输入信号的范围由SW1、SW2和SW3设定。 2．EM232模拟量输出模块 2AO（电压或电流） 3．EM235模拟量混合模块 4AI（电压或电流），量程由SW1~SW6设定 1AO（电压或电流） （三）通信模块 S7-200系列PLC除了CPU226本机集成了两个通信口以外，其他均在其内部集成了一个通信口，通信口采用了RS-485总线。此外，各PLC还可以接入通信模块，以扩大其接口的数量和联网能力。 1．EM277模块 EM277模块是PROFIBUS-DP从站模块，同时也支持MPI从站通讯； 2．EM241：调制解调器（Modem）通讯模块 3．CP243-1：工业以太网通讯模块； 4．CP243-1 IT：工业以太网通讯模块，同时提供Web/E-mail等IT应用； 5．CP243-2：AS-Ⅰ主站模块，可连接**多62个AS-Ⅰ从站。 S7-200PLC的配置就是由S7-200CPU和这些扩展模块构成的。 一般的逻辑控制系统用软继电器、定时器和计数器及基本指令就可以实现。利用功能指令可以开发出更复杂的控制系统，以致构成网络控制系统

380V-480V±10%，三相，交流，功率范围7.5kW-250kW；
风机和泵类变转矩负载；
牢固的EMC（电磁兼容性）设计；
控制信号的快速响应；
传动平稳，轻松无忧

西门子MM430变频器控制功能：

线性v/f控制，并带有增强电机动态响应和控制特性的磁通电流控制（FCC），多点 v/f控制；
内置PID控制器；
快速电流限制，防止运行中不应有的跳闸；
数字量输入6个，模拟量输入2个，模拟量输出2个，继电器输出3个；
具有15个固定频率，4个跳转频率，可编程；
采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接；
集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP通讯模块；
灵活的斜坡函数发生器，可选平滑功能；
三组参数切换功能：电机数据切换，命令数据切换；

风机和泵类功能：

多泵切换
旁路功能
手动/自动切换
断带及缺水检测
节能方式

西门子MM430变频器保护功能：

过载能力为140％额定负载电流，持续时间3秒和110％额定负载电流，持续时间60秒;
过电压、欠电压保护；
变频器过温保护；
接地故障保护，短路保护；
I2t电动机过热保护；
PTC/KTY电机保护。

MICROMASTER 430是用于控制三相交流电动机速度的变频器系列。本系列有多种型号，额定功
率范围从 7.5kW 到250kW，可供用户选用。 
在采用变频器的出厂设定功能和缺省设定值时，MICROMASTER 430变频器特别适合用于水泵和
风机的驱动。 
本变频器由微处理器控制，并采用具有现代*技术水平的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）作为功
率输出器件。因此，它们具有很高的运行可靠性和功能的多样性。其脉冲宽度调制的开关频率是可
选的，因而降低了电动机运行的噪声。全面而完善的保护功能为变频器和电动机提供了良好的保护。 

主要特性 
? 易于安装，参数设置和调试 
? 易于调试 
? 牢固的EMC设计 
? 可由IT （中性点不接地）电源供电 
? 对控制信号的响应是快速和可重复的 
? 参数设置的范围很广，确保它可对广泛的应用对象进行配置 
? 电缆连接简便 
? 具有多个继电器输出 
? 具有多个模拟量输出（0 – 20 mA） 
? 6 个带隔离的数字输入，并可切换为 NPN/PNP 接线 
? 2 个模拟输入： 
AIN1：0 – 10 V ， 0 – 20 mA 和 –10至 +10 V 
AIN2：0 – 10 V ， 0 – 20 mA 
? 2 个模拟输入可以作为第 7 和第8 个数字输入 
? BiCo（二进制互联连接）技术 
? 模块化设计，配置非常灵活 
? 脉宽调制的频率高，因而电动机运行的噪音低 
? 详细的变频器状态信息和全面的信息功能 
? 有多种可选件供用户选用：用于与 PC 通讯的通讯模块，基本操作面板（BOP-2 ）和用于进行
现场总线通讯的 PROFIBUS 模块 
? 用于水泵和风机控制时的特点： 
电动机的分级控制 
节能控制方式 
手动/自动控制（手动操作/ 自动操作） 
传动皮带故障的检测（对水泵无水空转的检测） 
旁路 性能特征 ? V / f 控制 
磁通电流控制（FCC ），改善了动态响应和电动机的控制特性 
多点 V/f 控制特性 ? 快速电流限制（FCL ）功能，避免运行中不应有的跳闸 
? 内置的直流注入制动

? 复合制动功能改善了制动特性

? 加速/减速斜坡特性具有可编程的平滑功能 
起始和结束段带平滑圆弧 
起始和结束段不带平滑圆弧

? 具有比例，积分和微分（PID）控制功能的闭环控制

? 各组参数的设定值可以相互切换 
电动机驱动数据组（DDS） 
命令数据组和设定值信号源(CDS） 
? 可变转矩（VT）运行时的额定参数 
? 自由功能块 
保护特性 
? 过电压 / 欠电压保护 
? 变频器过热保护 
? 接地故障保护 
? 短路保护 
? I2
t 电动机过热保护 
? PTC/KTY 电动机保护 

西门子变频器6SE6440-2UC32-2EA1

　驱动电路也不仅是提供逆变功率电路的六路激励脉冲，往往也承担着对IGBT的管压降检测和驱动电压的检测，因而也像“贴身警卫"一样承担着对逆变功率模块的直接保护任务。所以当逆变功率模块损坏后，必须对驱动电路进行检查，解决两个疑点：模块的损坏时模块质量、负载短路原因，还是因驱动电路不良引起；对逆变功率模块的更换，必须是在检查驱动电路是正常的前提下进行。

　　电动机软起动器是运用串接于电源与被控电机之间的软起动器，控制其内部晶闸管的导通角，使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，直至起动结束，赋予电机全电压，即为软起动，在软起动过程中，电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加。
　　立即操作就是立即置位、立即复位指令优先权，常规输出指令是当程序扫描周期完，输出过程映像寄存器中存储的数据被复制到物理输出点；而立即输出不受扫描周期影响，立即刷新物理输出点，在一些安全功能或防止误动作的重要节点上可使用。
　　西门子PLC中的立即操作是怎么回事。工作原理当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

处理过程如下：首先更换新CUVC板，对变频器输入侧送电，发现操作面板仍然显示E报警，不能复位，因此排除CUVC板故障，判断故障是出在功率板上；将更换下来的CUVC板放在好的变频器上测试，发现操作面板显示正常，E报警，同时测试CUVC板输入输出功能正常，再次确认CUVC板*；对变频器内部清理干净后。

　　用户存储器的大小关系到用户程序容量的大小，是反映PLC性能的重要指标之一。为了便于读出、检查和修改，用户程序一般存于CMOS静态RAM中，即随机存储器，主要存储工作数据，掉电数据丢失，供电断经常和备用电池和超级电容连接，以实现掉电数据保持。

而我们用接触器自锁的主触头触点和辅助触头触点都是常开触点，所以接触器吸合以后接触器的触点都变为常闭触点也就是接触器上方四个触点和下方四个触点联通，联通以后接触器负载端就会有电，负载端开始运转，线圈断电以后不产生电磁，所以也就吸不住衔铁，而线圈和衔铁中间还有一个弹簧，会自动把线圈和衔铁弹开回到原来位置，所以接触器常闭状态又回到原来常开的状态，接触器上方和下方触点断开，负载停止运转，这就是接触器的原理

变频器的设定参数多，每个参数均有一定的选择范围，

使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象。

控制方式：即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根据控制精度，需要进行静态或动态辨识。

低运行频率：即电机运行的小转速，电机在低转速下运行时，其散热性能很差，电机长时间运行在低转速下，会导致电机烧毁。而且低速时，其电缆中的电流也会增大，也会导致电缆发热。

高运行频率：一般的变频器大频率到60Hz，有的甚至到400 Hz，高频率将使电机高速运转，这对普通电机来说，其轴承不能长时间的超额定转速运行，电机的转子是否能承受这样的离心力。

载波频率：载波频率设置的越高其高次谐波分量越大，这和电缆的长度，电机发热，电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。