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西門子PLC 6ES7321-1EL00-0AA0 S7300數(shù)字量輸入模塊

SIMATIC S7-300，數(shù)字輸入 SM 321，電位隔離， 32 DE，120V AC，1個(gè) 40針

西門子PLC在高壓固態(tài)軟起動(dòng)器中的應(yīng)用 摘要：先介紹了軟起動(dòng)的狀況以及高壓固態(tài)軟起動(dòng)工作原理。通過使用西門子S7-200可編程邏輯控制編程實(shí)現(xiàn)不同起動(dòng)方式下的三相可控硅觸發(fā)角給定模擬信號(hào)，利用市場上成熟的三相晶閘管移相觸發(fā)模塊接收PLC給定的模擬信號(hào)后按照相對應(yīng)的觸發(fā)角輸出六路脈沖列，然后通過光纖技術(shù)傳送脈沖信號(hào)觸發(fā)可控硅閥主件從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動(dòng)效果，同時(shí)也很好的解決了高壓隔離問題，本文還重點(diǎn)介紹到可控硅觸發(fā)取能問題。 關(guān)鍵詞：軟啟動(dòng)；PLC；晶閘管移相觸發(fā)；光纖觸發(fā) 隨著工業(yè)的快速增長，三相交流異步電機(jī)因其結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉、體積較小、機(jī)械性能好、運(yùn)行維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，三相交流異步電機(jī)耗電量占全發(fā)電量的30%以上。然而， 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特性卻一直不理想。眾所周知，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中的起動(dòng)電流一般為額定電流3～7倍，可達(dá)電動(dòng)機(jī)額定電流的8倍。這樣大的電流不僅加重了進(jìn)線、供電電網(wǎng)以及接在電動(dòng)機(jī)前面的開關(guān)電器的負(fù)荷，而且同時(shí)出現(xiàn)的巨大轉(zhuǎn)矩沖擊又會(huì)使電動(dòng)機(jī)發(fā)生猛烈的沖振，并且也給用作動(dòng)力傳輸?shù)妮o助設(shè)備和做功的機(jī)械設(shè)備帶來不可避免的機(jī)械沖擊口 。

5.2斜坡恒流軟啟動(dòng) 這種啟動(dòng)方式屬于閉環(huán)控制, 主要的調(diào)節(jié)參數(shù)為電機(jī)啟動(dòng)電流。在控制器的算法上可采用模糊控制,模糊控制器設(shè)計(jì)為雙輸入單輸出。控制器通過模擬輸入通道檢測電機(jī)的啟動(dòng)電流, 計(jì)算出啟動(dòng)電流與設(shè)定值的偏差E和在偏差變化率EC作為模糊控制器的輸入; 模糊控制器依據(jù)E和EC, 根據(jù)模糊控制規(guī)則經(jīng)計(jì)算后得出輸出值, 此輸出值經(jīng)PLC的D/A轉(zhuǎn)換后輸出控制晶閘管導(dǎo)通。PLC實(shí)現(xiàn)模糊控制時(shí), 可先將模糊控制規(guī)則轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)表存放在PLC存儲(chǔ)區(qū), 這樣就可大大減少控制中的計(jì)算量, PLC僅通過偏差E和偏差變化率EC就可很快的得出輸出值, 提高控制的時(shí)性。S7- 200系列PLC提供的指針訪問方式, 可以方便的在數(shù)據(jù)表中查找到輸出值。

整個(gè)閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)的組成設(shè)備及其作用
(1) PLC選用SIEMENS公司的S7-200系列：由CPU224XP、DIDO模塊、AIAO模塊組成。PLC作為控制單元，是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心。其主要的作用要體現(xiàn)以下幾方面：
① 完成對系統(tǒng)各種數(shù)據(jù)的采集以及數(shù)字量與模擬量的相互轉(zhuǎn)換。
② 完成對整個(gè)系統(tǒng)的邏輯控制及PID調(diào)節(jié)的運(yùn)算。
③ 向觸摸屏提供所采集及處理的數(shù)據(jù)，并執(zhí)行觸摸屏發(fā)出的各種指令。
④ 將PID運(yùn)算的數(shù)據(jù)結(jié)果轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，作為調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率的控制信號(hào)。
⑤ 通過通信電纜及USS4協(xié)議完成對變頻器內(nèi)部參數(shù)讀寫及控制。

(2) 觸摸屏采用SIEMENS公司MP370： 其主要作用如下
① 可實(shí)時(shí)顯示設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。
② 通過觸摸向PLC發(fā)出指令和數(shù)據(jù),再通過PLC完成對系統(tǒng)或設(shè)備的控制。
③ 可做成多幅多種控畫面，替代了傳統(tǒng)的電氣操作盤及顯示記錄儀表等，且功能更加強(qiáng)大。
(3) 變頻器：采用SIEMENS公司440系列，通過USS4協(xié)議可由觸摸屏通過PLC設(shè)置其內(nèi)部的部分參數(shù)，根據(jù)PLC發(fā)送過來的數(shù)據(jù)（模擬量）值調(diào)節(jié)水泵或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，并將其內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)反饋到PLC。
(4) 壓力、溫度等傳感器：將被控制系統(tǒng)（水系統(tǒng)或風(fēng)系統(tǒng)）的實(shí)際參數(shù)值轉(zhuǎn)變成電信號(hào)上傳至PLC。
(5) 電氣元件：給PLC、觸摸屏、變頻器及傳感器等供電，完成各種操作及驅(qū)動(dòng)等。

西門子PLC 6ES7321-1EL00-0AA0 S7300數(shù)字量輸入模塊
高壓固態(tài)軟起動(dòng)主要由進(jìn)線接觸器、高壓可控硅串聯(lián)閥組和旁路接觸器組成，如圖2-1所示。其中高壓可控硅串聯(lián)閥組是功率變換執(zhí)行部件，由多只可控硅串并聯(lián)組成，并輔以收、均壓箝位電路，保證其在高壓環(huán)境中的可靠性。當(dāng)進(jìn)線端得電后，通過控制可控硅的導(dǎo)通角以實(shí)現(xiàn)對交流三相電源進(jìn)行斬波，控制輸出電壓的幅值。并在起動(dòng)過程完成后將旁路接觸器閉合，軟起動(dòng)器切換到旁路狀態(tài)，同時(shí)關(guān)閉可控硅。 一般專業(yè)高壓固態(tài)軟起動(dòng)廠家設(shè)計(jì)基本上遵循將電量信號(hào)采集、系統(tǒng)控制、故障處理、脈沖觸發(fā)、電源等功能集成在一塊電路板上，例如2011市場上推出的一款高壓固態(tài)軟起動(dòng)，該裝置采用先進(jìn)DSP控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、可控硅串并聯(lián)及光纖觸發(fā)技術(shù)對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制和綜合保護(hù)，與其它傳統(tǒng)的起動(dòng)方法相比較，其特有的智能控制方式，既可以方便準(zhǔn)確的設(shè)置起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、起動(dòng)電流、起動(dòng)時(shí)間、停機(jī)時(shí)間等參數(shù)，又可以與微機(jī)、PLC等進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制。如此集成化的電路板設(shè)計(jì)及軟件控制編程需要進(jìn)行大量的科研投入以及研發(fā)周期的增長，其中電路板測試、軟件測試、整機(jī)測試、老化測試、抗干擾等測試也需要占用較長時(shí)間周期。研發(fā)周期過長勢必將導(dǎo)致新產(chǎn)品在市場的占有率，另外新產(chǎn)品的穩(wěn)定性及實(shí)用性也待市場的檢驗(yàn)。

西門子觸摸屏與PLC閉環(huán)控制的變頻器使用  西門子觸摸屏結(jié)合西門子PLC在閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)中的應(yīng)用是一種自動(dòng)控制的趨勢。觸摸屏和PLC在閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)中的使用，可以讓操作者在觸摸屏中直接設(shè)定目標(biāo)值（壓力及溫度等），通過PLC與實(shí)際值（傳感器的測量值）進(jìn)行比較運(yùn)算，直接向變頻節(jié)能系統(tǒng)發(fā)出運(yùn)算指令（模擬信號(hào)），調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率。并可實(shí)時(shí)控到被控系統(tǒng)實(shí)際值的大小及變頻器內(nèi)的多個(gè)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)報(bào)、記錄等功能