西门子6ES7352-1AH02-0AE0详细说明

西门子6ES7352-1AH02-0AE0详细说明

1.调速范围宽

调速范围是指较高进给速度与较低进给速度之比。由于加工所用、被加工零件材质以及零件加工要求的变化范围很广，为了保证在所有的加工情况下都能得到较佳切削条件与加工质量，要求进给速度能在很大的范围内变化，即有很大的调速范围。目前的先进水平是，在脉冲当量或较小设定单位为1μm的情况下，进给速度能在0～240m/min的范围内连续可调。一般的，其进给速度都在1mm/min～24m/min的范围之内。即调速范围为1∶24000。在这一调速范围内，要求速度均匀、稳定、低速时无爬行。还要求在零速时，处于电磁锁住状态，以保持定位精度不变。

2.位移精度高

即输出的位移量有较高的精度，也就是实际位移与指令位移之差值要小。现代数控机床的位移精度一般为0.01～0.001mm，甚至可高至0.1μm。

3.稳定性好

稳定性是指输出速度的波动要小，当负载发生变化或受到外界干扰的情况下，输出速度应基本不变，即负载特性要硬；在低速时速度应保持平稳均匀，不能有爬行现象。

4.动态响应快

即有高的灵敏度，达到较大稳态速度的时间要短，一般要求在200～100ms，甚至小于几十毫秒。动态响应的快慢，反映了系统跟踪精度的高低，直接影响轮廓加工精度的高低和加工表面质量的好坏。

除此以外，还要求反向死区小，能频繁启、停和正反运动。

电缆成缆设备的工作原理和作用
1、放线系统
    由12台被动放线单元组成放线架，放线张力由钢带摩擦固定放线盘转轴产生，实现导线被动带张力放线。
2、牵引系统
    采用多股导线、皮带压轮牵引，实现系统速度给定和系统速度基准，变频器通过RS485通信接口将速度有效值输出到PLC，PLC在处理绞、收线机驱动器数据后，再通过RS485接口将数据输出到绞和收线驱动器。
3、活套（dancer）
    通过调节导线经过的过线轮配重或调节气缸气压，实现导线张力调节；收线机在收线过程中，经过活套（dancer）位置变化，将活套值送入PLC，调节由卷经变化引起的收线机收线速度的变化，实现恒线速、恒张力卷曲控制。
4、纵包带机
    纵包带机是实现电缆绝缘带或者电缆屏蔽层绞合的机械装置，此装置无动力系统。电缆在绞和收线电缆盘的共同作用下，产生恒定的线速度和稳定的节距，使电缆向前运动和转动，从而带动电缆屏蔽层或绝缘带被动运行，而纵包带机放出带的张力则由钢带摩擦固定包带的转轴产生。
5、绞
    绞与收线机共同实现高精度电缆节距的无级控制，它们的转向相同，节距由绞与收线机的同相速度差产生，其表达式如下：
L ：节距（由人机界面／编程计算机设定）；
v ：线速度（通过牵引机控制实现，由人机界面 ／ 编程计算机设定）；
d ：收线机收线盘卷径（收卷机初始空盘盘径，由人机界面／编程计算机设定）；
Ｎ1：绞转速；
Ｎ2：收线机转速。
绞转速表达式如下：
Ｎ1 = v╱L （1）
节距表达式如下：
L = （Ｎ1 － Ｎ2） ×π×d╱Ｎ1 （2）
由公式（１）和公式（２）可以得到收线机转速表达式（3）。
6、收线机
收线机是成品绞和电缆的收缆设备，其转速确定公式如下：
Ｎ2 = v（πd－L）╱πdL （3）
7、排线机
    排线机是在电缆收线过程中排列电缆的机械设备，其运行速度与收线机有效收线速度成线性比例关系，排线速度等于Ｋ×Ｎ2，K值可以根据实际运行情况进行调整。
8、可编程控制器PLC
    完成系统逻辑控制，实现收线机、绞和排线机驱动给定信号的处理。系统设定值在“人机界面／编程计算机”中设定后，通过RS485接口送至PLC，PLC根据收线、绞驱动运行速度，由上述公式得到绞、收线机实际运行速度，通过活套位置，微调收线机速度，同时计算出实际收线盘外径。
9、人机界面／编程计算机
    用于PLC编程，是系统监视控制上位机，可以完成系统数据统计、故障报警和运行参数设定等功能。
    如果系统没有配备监控计算机，上述的设定值可通过拨码开关直接在PLC中设定。收线机与绞的转向相同，彼此独立，没有任何机械联系。原系统的收线机设置在绞设备上，因此绞体积庞大，
    转速不可能太快，速度仅为200rpm／min，收线速度60m／min。改造后的机械设计方式，使绞结构小巧、紧凑，转速可以达到1000rpm／min，收线速度达到180m／min，大大地提高了生产效率。
    收线机与绞是产生内节距的关键设备，其速度的稳定性和精度直接影响电缆节距和频宽特性，因此这两台设备的驱动器选用非常重要。经过对众多品牌变频器的技术、性能和综合价格比较后，决定选用艾默生EV2000变频器作为收线机和绞的驱动。为了满足设备的速度精度要求，驱动器速度反馈采用编码器反馈，能同时改善系统力矩响应。收线机和绞属于大惯量设备，为了满足降速和恒速运行过程中的快速调速响应性能，电机会产生能量回馈，为了避免变频器直流母线电压过高，在驱动器上加装了制动单元和制动电阻。牵引机和排线机采用艾默生EV1000变频器，由于牵引机是整套系统速度的基准点，因此采用了测速反馈系统，提高系统速度精度。

    艾默生变频器的稳定性和可靠性在设备额定运行中起到了非常重要的作用，设备改造的成功，表明变频器的运行完全胜任系统的复杂要求。

1 起重机电机参数与变频器选型
1.1 起重机主要参数：跨度：40米，起重量：60吨，起升高度：20米。要求各机构全部采用变频调速。
1.2 大车走行电机参数如下：
单台额定功率：4.0KW 电机数量：四台
单台额定电流：9.2A 额定频率速度：15米/分钟
要求速度：0～20米/分钟
1.3 小车走行电机参数如下：
单台额定功率：2.2KW 电机数量：两台
单台额定电流：5.6A 额定频率速度：10米/分钟
要求速度：0～10米/分钟
1.4 卷扬机电机参数如下：
单台额定功率：30KW 电机数量：一台
单台额定电流：63.4A 额定频率速度：2.35米/分钟
要求速度：0～3.0米/分钟
1.5 变频器的选择：
大车走行和小车走行两个平移机构采用一拖多的方式，设置V/F控制方式。根据电机总电流并留有一定余量的原则，选择大车走行变频器型号为MD320T22GB；小车走行变频器型号为MD320T7.5G；
卷扬机升降机构采用一拖一的方式，设置无速度传感器适量控制方式（SVC）。选择变频器型号为MD320T37G。

2 变频器参数设置注意事项 详细设置参数见下表。
2.1 根据现场测试经验，变频器的加减速时间设置为3～6秒比较合适，时间太短，出现过电流现象，太长则不容易定位；
2.2 停机方式应该设置为自由停车，在减速停机方式下，机构撞到极限限位开关后，出现越过限位的可能；
2.3 在起重机控制中一定要启用F8-18的启动保护功能，即零位保护功能，否则在停电后突然来电，功能手柄没有在零位的情况下，会出现突然自动运行，造成危害；
2.4 在有些施工现场，往往电压比较低，出现大小车正运行时，卷扬机启动或周围突增其他用电负荷，变频器进入欠压保护。对于大小车平移机构可以启用F9-07的瞬停不停功能，一般就可以解决。但是对于卷扬机这种位能负载，**不能使用该功能，在吊重过程中，出现负载突然下坠的可能，因为维持转矩太小，而频率又没有降到制动频率以下。必须要求现场增加供电容量，或采取减小电压损失的其他方法，保证供电质量。
2.5 起重机卷扬机的调速精度要求不高，设置为无速度传感器适量控制方式完**满足要求，但必须要进行调谐，一般静调谐即可，否则变频器会出现无规律的故障报警。
起重机：型号：QLH6040-20
序 号 功能标号 功能名称 大车 小车 卷扬机 备注
1 　 　 MD320T22GB MD320T7.5G MD320T37G 变频器型号
2 F0-01 控制方式 2 2 0
3 F0-02 命令源选择 1 1 1
4 F0-03 主频率源X选择 2 2 2
5 F0-04 辅助频率源Y选择 6
6 F0-07 频率源选择 2 　 　 主X+辅Y切换
7 F0-10 较大频率 70Hz 50Hz 65Hz
8 F0-12 上限频率 70Hz 50Hz 65HZ
9 F0-17 加速时间1 4S 4S 4S
10 F0-18 减速时间1 4S 4S 4S
11 F1-11 调谐选择 　 　 1 静止调谐
12 F4-00 DI1端子功能选择 1 1 1 正行
13 F4-01 DI2端子功能选择 2 2 2 反行
14 F4-02 DI3端子功能选择 12 　 　 多段速端子1
15 F4-03 DI4端子功能选择 13 　 　 多段速端子2
16 F4-04 DI5端子功能选择 14 　 　 多段速端子4
17 F4-05 DI6端子功能选择 18 　 　 频率源切换
18 F5-02 Y1功能 2 2 2 故障
19 F5-03 Y2功能 3 3 3 FDT输出
20 F8-18 启动保护 1 1 1
21 F8-19 FDT电平 2HZ 2HZ 4HZ
22 FC-01 多段速1 16HZ 　 　 5米/分钟
23 FC-02 多段速2 33HZ 　 　 10米/分钟
24 FC-04 多段速4 50HZ 　 　 15米/分钟
25 F6-10 停机方式 1 1 1 自由停车
26 　F9-07 　瞬停不停功能 1　 1　 　0
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2.6 有关变频器与机械制动的配合设置。一般设置好F8-19的频率检测值（FDT电平）即可，根据使用经验，水平平移运行机构设置为2赫兹，提升机构设置为4赫兹。需要指出的是，为，提升机构必须做静载、动载试验。静载试验方法：吊起1.25倍的额定载荷，离开地面10～20公分，停车不应该有溜钩现象（此处指的是机械制动动作之前）；动载试验方法：吊起1.10倍的额定载荷，离开地面10～20公分，停车稳定后再提升时，不应该有溜钩现象。以上若有溜钩现象，需要适当提高FDT值，直到不溜钩为止。同时以不溜钩为前提，FDT值越小越好。以上试验反复三次合格为准。该试验做好，能够充分发挥变频器的性能，同时也能避免溜钩的安全事故。
该控制系统在天津天达公司的使用现场，，一次调试合格。得到用户肯定。


3 变频器在起重机控制应用中的几点体会

3.1 关于制动组件的配置
提升机构设置制动组件是常识问题，往往不会出现问题。平移机构是否设置制动组件，常常被忽略，造成现场使用出现诸多问题。主要是三点，一是起重机的自重和起重量量大，停车惯性比较大，出现停机减电流故障；二是起重机在海边或风阻大的现场使用，出现恒电流或停机减电流故障；三是走行轨道不可能水平，在下坡运行，出现恒电流或停机减电流故障。所以建议平移机构的变频器也必须设置制动组件。汇川变频器30KW以下均可以内置制动单元，只要配置制动电阻就可。30KW以上的变频器按照变频器用户手册中的制动组件选型表配置。

3.2 关于抗干扰问题
变频器在起重机的控制中，如果没有设备间同步的问题，调速以模拟量无级调速较好，调速平稳，冲击较小。但干扰源容模拟量进入控制系统，典型的现象是减速停机过程中出现频率抖动，造成起重机整体晃动。解决的方法，将模拟量信号的屏蔽层由原接在PE端，改接在GND上，即可。请**遇到该问题不妨一试。

3.3 变频器容量的选择确定
在变频器一拖多的情况下，选择变频器一定要按照电流的原则确定，比如该起重机的大车走行中，单台电机4KW，四台电机16KW，选用18.5KW变频器好象还有余量，但单台电机的额定电流是9.2A，总电流应该是36.8A，而18.5KW变频器的额定输出电流是37.0A。已经没有多少余量了，所以选择22KW变频器应该是比较合理的。

结束语
汇川变频器在我公司起重机控制系统中的应用，已经占据主导地位，产品范围从起重量几十吨直到四百五十吨，完全替代了进口品牌。实践证明，汇川变频器的性能完**满足起重机控制系统的使用要求。