西门子模块6ES7360-3AA01-0AA0性能参数

西门子模块6ES7360-3AA01-0AA0性能参数

在传统的传动系统中，要保证多个执行机构的速度同步控制，常采用机械传动刚性联接装置来实现。但当各执行机构要求输入功率较大，或各执行机构之间的距离较远时，就只能考虑采用独立控制的非刚性联接传 动方法，即实行多电机同步驱动。但在同步驱动系统中，由于系统受诸多因素的影响，各部分将会产生不同程度的波动，转速偏离正常值，造成系统的不同步运行。这样轻则损坏设备，重则造成事故。故同步调速控制具有实际工程意义。下面我们介绍一种较先进的同步控制方法，即利用ＰＬＣ和变频器实现两个装置间速度同步。

１ 问题的提出

龙门起重机的运行设备大都采用大功率交流电机驱动，运行设备中的是通过联轴器、传动轴和减速器驱动车轮，使之沿轨道运行。龙门起重机中使整台起重机沿轨道运行的部分被称为大车运行机构。另外，使起重小车沿着铺设在主梁上的轨道运行的部分被称为小车运行机构。若小车起重吨位较大时，必须用两台四轮小车驱动，可采用两台放在轨道两侧，成对角线布置的电动机驱动（如图１所示）。但由于两传动系统未采用刚性联接，当系统起动，或传动系统间隙不均，制动器松紧调节有差异时就会造成两主动轮转速不能同步，而使车体扭转，造成“爬轨”现象，严重影响了起重机的安全使用，甚至可能造成脱轨的危险。

２ 实现方法

为了实现两台牵引电机的速度同步，可以采用两台ＹＺＲ１６０Ｍ１－６／７．５ｋＷ的变频电机进行牵引，然后分别采用变频器进行调速控制，再用ＰＬＣ对两台变频器直接控制。

在闭环控制中，以牵引电机１的速度为目标速度，由牵引电机２的变频器来调节其速度以跟踪牵引电机１的速度。将两台增量式旋转编码器与电机同轴联接。于是编码器１和编码器２分别采集到上述两电机的速度脉冲信号，并送到ＰＬＣ的高速计数口或接在ＣＰＵ的ＩＲ０００００～ＩＲ００００３。以这两个速度信号数据作为输入控制量，进行比例——积分（ＰＩ）控制运算，运算作为输出信号送达ＰＬＣ的模拟量模块，以控制牵引电机２的变频器。因此，就可以保牵引电机２的速度跟踪牵引电机１速度的变化而发生变化。使两个速度保持同步而避免“爬轨”现象发生。

取自编码器采集的脉冲信号，转换成电机速度数据，经过上、下处理以后，存储于某个ＤＭ区中，以作为运算中的Ｙ值。计算后的Ｐ值，送到模拟量输出通道，经过上下限标定后，换算成变频器能接受的电流或电压信号，用以控制牵引电机２的变频器。

另外，工作现场还存在数台大功率的大车驱动电机。因此，为了减少电源系统波动等因素引起的外来干扰，我们在设计ＰＩ控制算法时，必须考虑利用积分环节Ｉ来累积误差。这样，牵引电机１和牵引电机２就能很好地进行同步控制并且同步精度较高，从而确保运行机构的稳定性。

３ 控制结果

利用ＶＢ编制ＰＬＣ上位机程序，采集速度值并绘制曲线，数据提取的时间间隔为１５ｍｓ。图４是牵引电机１的速度与牵引电机２的速度间的关系曲线。曲线是随小车的运行实时地发生变化的。实际上牵引电机１和牵引电机２速度是相同的，但为了反映牵引电机２的跟踪和波动情况，我们有意识地将其分开，上面是牵引电机１的速度曲线，下面是牵引电机２的速度曲线。

牵引电机１的速度发生变化时，牵引电机２就能及时地响应，进行跟踪，并且能很快地达到稳定。实验表明，采用ＰＬＣ和变频器的控制方法，能达到较高的同步要求，响应快、速度波动幅度较小。

４ 结束语

此控制方案已在４０吨龙门起重机设计中获得应用。从运行情况来看，小车同步起动效果明显，运行平稳，基本上克服了“爬轨”现象。随着变频技术应用范围的扩大，利用ＰＬＣ技术进行控制，必将更好地提高传动系统对速度控制的可靠性与灵活性

一、项目简介

1. 本项目位于天津市西青区，华能天津杨柳青热电厂。此电厂现拥有两台套200MW发电机组及两台煤粉锅炉，是一家大型火力发电厂。

2. 项目的简要工艺：在火力发电行业中，煤经锅炉燃烧后加热汽包中的水产生蒸汽，推动汽机旋转带动发电机发电。锅炉出口的烟中含有大量粉尘颗粒，按照环保要求必须经过除尘后才能排入大气中。本电厂现在采用高压静电除尘器，利用静电吸尘然后通过震打、收集手段将灰收集到灰斗中，再经气力输灰装置输送到灰库中，供水泥行业等使用。气力输灰属于锅炉辅机部分，通常使用PLC实现其控制功能。

3. 项目当中使用的西门子自动化产品：一套S5-115U、两套S5-155U作为控制装置，控制了两台炉的全部气力输灰装置，包括气动阀门、压力变送器、温度传感器等过程控制对象。新进行的改造包括WinCC软件， PROFIBUS总线板卡CP5431、CP5613A2， Siemens的SimaticNet2006。

二、控制系统构成

1. 整个项目中的硬件配置、系统结构；各组成部分选择的依据。与S5PLC的通讯方式有许多种，基于Profibus的FDL、FMS等，或者基于Ethernet上都有成熟的通讯方案，我们选用的是基于Profibus的FMS方式。为了实现FMS通讯，3套AS站侧选用3块CP5431卡件分别插到S5-115U/155U的可用扩展插槽上，建立了AS站侧的Profibus接口；3台上位机监测电脑上各安装了1块CP5613A2通讯卡，从而为上位机提供了Profibus接口。使用专用的Profibus电缆及总线连接器将3套PLC与3台上位机连接到同一个Profibus网络上，建立起通讯总线的物理连接。

2. 选用Profibus网络与选用Ethernet网络相比较，主要优点是实现成本较低。在网络规模不大、通讯负荷较轻时Profibus完**够胜任。

三、控制系统完成的功能

1. 本案例中，原有控制方式是传统的操作屏模式，在操作间设有一5000＊1200的按钮操作屏，屏上刻画出了除灰过程的设备及工艺流程图，并安装了大量的开关和按钮，当前工艺过程状态通过操作屏上的指示灯进行显示，设备、功能组的启停全部通过开关和按钮控制。为了提高控制的自动化程度，降低设备检修强度，同时为了满足控制室的搬迁要求，决定进行操作模式的改造升级，在维持原有操作屏操作的基础上，增设3台上位机，使用WinCC实现一套新的控制平台。选用WinCC是因为其灵活快速的画面组态、报警组态功能，完善的历史数据归档、曲线、报表功能，丰富的图库、脚本函数库资源。WinCC V6版本使用了SQL Server2000数据库，开放的接口，广泛的使用面更为WinCC增添了新的亮点。WinCC对OPC技术的支持与应用，使用户获得了自由扩展的接口，WinCC即可以作为标准的OPC Client使用，同时又是标准的OPC DA/HDA/A&E Server。作为标准的OPC Client，我们可以用WinCC通过添加OPC Suite来访问所有支持OPC DA接口的OPC Servers，即可以是象SimaticNet这样的Siemens自己的产品，也可以是第三方厂家产品。而作为标准的OPC DA/HDA/A&E Server，我们可以开发自己的OPC Client应用程序实现对WinCC过程数据/历史数据/报警事件数据的访问，现在较为流行的工厂SIS/MIS系统软件多数支持OPC访问接口，WinCC完全支持他们的访问。SimaticNet也是一套标准的OPC Server产品，同时它又提供了对Siemens各网络类型板卡的支持，项目中就是借助CP5613A2板卡 通过SimaticNet中的OPC Server实现与S5系列AS站之间的FMS连接，上位机中FMS连接的建立是在安装了SimaticNet后生成的PC Station中实现的，借助SimaitcNet的PC Station组态工具，将建立好的FMS连接下装到PC Station中，要注意的是所建的连接一定要与AS站上的CP5431的设置参数相一致，CP5431的设置工作是在专用软件COM5431中完成的。AS站加装CP5431板卡，对程序作相应更改并调试通过后，应能建立上位机与S5 PLC之间的数据通讯，在此调试过程中，SimaticNet提供了一个很好的OPC调试工具————OPC Scout，利用OPC Scout我们可以方便直观的浏览、连接、测试当前能够连接上的OPC数据源。当然WinCC也不甘落后，在添加了OPC驱动包后，右击此OPC驱动包并选择System bbbbbeter，打开的窗口同样具有OPC扫描、浏览功能，利用其完美的浏览选择功能我们能快速、方便的建立我们所需要的数据标签。此项目中除了采集3套S5 PLC数据外，同时又连接了4套OMRON的小型PLC，我们采用的依然是OPC技术，选购了OMRON的SYSMAC OPC产品，用WinCC与SYSMAC建立OPC通讯，从而实现了对OMRON PLC产品的监控，更体现了WinCC对OPC的支持所带来的益处。经以上各技术点的应用，我们成功实现了对除灰系统的WinCC监控改造。

2. 项目中的难点：在项目实施过程中，遇到的较大困难是通讯响应速度问题。原有控制方式中，设备的状态显示借助指示灯的状态来实现，指示灯有两种闪烁频率，1Hz和0.5Hz。为了不改变程序中的逻辑处理部分，我们力图在WinCC画面上实现与操作屏上指示灯的同步闪烁，这就要求WinCC上的数据刷新周期要快于灯的闪烁周期。为了实现这一目的，在WinCC中的画面元素的刷新周期要一致，全部设为500ms周期；关键的设置在于CP5431的发送周期上，若将SendAll/ReceiveAll的调用安排在OB1中是不合理的，因为此项目的程序量较大，导致OB1的完全执行周期较长且不稳定，对于S5-155U/948CPU，我们选择了较快的定周期中断OB11。另外，在组态CP5431的COM5431中的数据排列顺序也要作相应考虑，力求使与显示有关的所有数据能在一个发送包中传递完毕。经过对以上几点的着重处理，较终获得了令人满意的同步显示效果。