6ES7223-1PH22-0XA8详细使用

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 随着变频技术的成熟，变频器在电气传动领域中应用越来越广泛。其控制方式的多样性、完善的电机保护功能以及其特有的优点是目前在工控领域其它无可比拟的。

一：改造原理
    由流体搅拌机的工作原理可知：搅拌机的流量（风量）与其转速成正比；搅拌机的压力（扬程）与其转速的平方成正比，而搅拌机的轴功率等于流量与压力的乘积，故搅拌机的轴功率与其转速的三次方成正比（即与电源频率的三次方成正比）根据上述原理可知：降低搅拌机的转速，那么其功率可以下降得更多。例如:将供电频率由50Hz降为45Hz，则P45/P50=(45/50)3=0.729，即P45=0.729P50（P为电机轴功率）；将供电频率由50Hz降为40Hz，则P40/P50=(40/50)3=0.512，即P40=0.512P50（P为电机轴功率）。
    搅拌机消耗功率与转速的三次方成正比。即N=KN3 N：为搅拌机消耗功率；n：为搅拌机运行时的转速；K为比例系数。而搅拌机设计是按工频运行时设计的，但搅拌时除高速外，大部分时间流量较小，由于采用了变频技术及微机技术有微机控制，因此可以使搅拌机运行的转速随流量的变化而变化，较终达到节能的目的。实践证明，使用变频设备可使搅拌机运行平均转速比工频转速降低20%，从而大大降低能耗，节能率可达20%-40%。
    因搅拌机属于典型的平方转矩负载类型，所以其功率（轴功率），转矩（压力），速（风量）满足以下关系（相似定理）：
  P电=P轴=QH
  Q’/Q=N’/N   则Q’=QN’/N
  P’/P=(N’/N)3   则P’=P(N’/N)3
  异步电机的转速公式 n=60f(1-s)/p
式中：N、Q、H、P——搅拌机的额定转速，风量，轴功率
N’、Q’、H’、P’——调速后搅拌机的额定转速，水量，轴功率
    在一定范围满足生产要求的前提下，可以通过改变转速来灵活的调节搅拌的速度，以方便均匀搅拌，并且不改变工作周期。这种特性表明，调节搅拌机转速，改变电动机出力，使搅拌速度始终满足工艺要求。
    综上所述：利用变频技术改变电机转速来调节流量和速度的变化用来取代传统工频电路的控制，能取得明显的节能效果

二：改造方案
原系统工况存在的问题
1、主电机虽然星-角减压起动，但起动时的电流仍然很大，会影响      电网的稳定及其它用电设备的运行安全。
2、主电机工频运行，属非经济运行，电能浪费严重。
3、主电机工频运行致使搅拌机运行时噪音很大。
4、主电机工频起动设备的冲击大，电机轴承的磨损大，所以设备维护工作繁琐。
根据以上特点，我公司采用以下系统方案：
采用德力西CDI9000通用型系列变频器
该产品的主要特点有：
1．空间电压矢量控制技术。
2. 转矩自动提升功能，低频大转矩输出。
3. 载波频率可调，静音运行。
4. 控制方式多样化，通用性强，多段速和程序运行功能。
5. 内置刹车单元，快速停车。
6. 内置PID调节功能，闭环控制简单。
7. 内置RS-485接口，可计算机联网控制，也可以与DCS组成闭环控制系统。
8. 具有时间累计功能，可以显示单次通电运行
   时间，累计运行时间。
9. 32位电机控制**微处理器，频率解析度
   高达0.01HZ。
    在实际工作的过程中，可以根据搅拌物料的特性以及加入其它化学物质的时间不同，设定多段速度，较多可以达到八段不同速度。同时也可以采用变频器的程序运行功能，较多可以设定七段不同速度，不同时间的自动程序运行模式，大大减轻工人的劳动强度，提高生产效率。
    利用CDI9000系列变频器强大的通讯功能，配合工控机和组态软件等，还可实现与主控室进行联网控制，便于监控人员自动化管理。如果用户希望采用DCS或者是FCS，那么则可以由D/FCS负责采集模拟量、开关量等信号，变频器输出的模拟量、开关量信号全部进入DCS系统，形成闭环控制，同时实现相关辅机联锁功能等。为确保系统可靠性，建议在变频系统上增加工频软启动旁路装置。 
    由此可见，德力西变频器具有强大的功能，能满足生产过程中的各种控制方案。若外接PLC等，就组成全自动化的监控和控制系统、可以满足更复杂的工艺要求。

三：系统改造后的性能：
（1）采用变频器控制，在满足使用要求的前提下达到了较大限度的节能。
（2）由于降速运行和软启运，减少了振动、噪音和磨损，延长了设备维修周期和使用寿命，提高了设备的MTBF（平均故障维修时间）值，并减少了对电网冲击，提高了系统的可靠性。
（3）系统具有各种保护措施，使系统的运转率和性大大提高。
（4）变频调速闭环控制系统与工频控制系统互为互锁，不影响原系统的运行，且在变频调速闭环控制系统检修维护或故障时，原工频控制系统可以正常运行。

1 引言
本文介绍的分布式公寓智能供电管理系统以一台主控上位PC机为核心，以RS485协议为基础，通过串口连接多台下位机。下位机以TMS320LF2407 DSP为主控芯片。由于下位机要完成每个房间电压、电流信号的实时采集、电量实时计算与负载实时识别等多项任务，算法中包含FFT，计算量大，算法复杂，下位机采用DSP芯片是合理的选择。考虑到DSP原开发软件提供的数据库函数有限，故该系统将一些实时性要求不高的任务，如参数设定、波形显示、电能报表输出等交由上位机处理。本文重点介绍了系统中上下微机之间的串行通讯设计。
2 串行通信接口硬件电路设计
2.1 RS485串行通信标准及MAX485简介
RS485标准是美国电气工业联合会(EIA) 制定的以双绞线作传输线的多点通信标准，采用平衡发送和差分接收，具有较强的抗共模干扰能力，允许双绞线上一个发送器驱动32 个负载设备。它解决了RS232标准传输距离近、信号易受干扰的问题，是工业上广泛采用的串行通信标准。
MAX485是MAXIM公司推出的低功耗串行收发器芯片，该芯片支持RS485协议，采用单+5 V电源工作，内部有一个和驱动器，其电路原理图见图1。图中RO和DI端分别为的输出和驱动器的输入，当与DSP芯片连接时应分别与SCIRXD和SCITXD端相连;/RE和DE端分别为接收和发送的使能端，当/RE为逻辑0时，器件处于接收状态，当DE为逻辑1时，器件处于发送状态，由于MAX485工作在半双工状态，发送和接收共用同一物理信道，该信道必须分时复用，图中的/RE和DE连接端即为控制信号端。MAX485的A端和B端分别为接收和发送的差分信号端，当A引脚电平**B时，代表发送的数据为1;当A脚电平低于B时，代表发送的数据为0。
2.2 DSP 通信模块介绍
TMS320LF2407 DSP内部有**的串行通信模块(SCI)，可支持异步串行通信和多处理器通信，其和发送器是双缓冲的,收发端均有独立的使能和中断标志位，可以半双工或全双工工作。SCI模块包括SCIRXD(串行通信数据接收)和SCITXD (串行通信数据发送) 两个外部引脚及7个控制类寄存器和3个数据类寄存器。通过初始化控制类寄存器，可设置数据格式、中断使能、中断**级、波特率等参数。发送数据时，写1到TXWAKE，将数据写入发送数据缓冲寄存器SCITXBUF即可启动一次串行发送;接收数据时，从SCIRXD引脚串行移入数据，存储在SCIRXBUF中，供CPU 读取。
2.3 PC机与DSP串行通信接口电路
由于普通PC机上仅配有RS232接口，若要利用上位微机的串行口来实现RS485标准通信，必须进行RS232与RS485接口转换。本设计采用瑞赛特8520接口卡将串行口的RS232标准电平转换成与TTL 电平兼容的RS485标准电平，该接口卡使用简便、*再增加任何外围器件，就可利用标准的PC硬件来轻松构造工业级的长距离通信系统。另外，DSP芯片的工作电压为+3.3V，而MAX485的工作电压为+5 V，设计时在二者之间添加了光隔电路，光隔电路既实现了电平转换，又防止了系统模块与通信模块在电气上相互之间的影响。PC机与DSP的串行通信硬件接口电路原理图如图1所示。图中MAX485 的接收使能和发送使能引脚共同由DSP的PC2口控制，以选择某一时刻是接收使能还是发送使能。同时，为保证与传输线阻抗匹配，在差分端口A与B之间跨接了120Ω匹配电阻，以通信线路中的信号反射。