西门子模块6ES7511-1CK01-0AB0参数详细

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变频器在多台风机起动、调速系统中的应用

在工业控制领域变频调速正越来越普遍地使用于各种调速系统中，它具有体积小、重量轻、安装操作简单、数据可靠、性能稳定、节电等优点。用在风机、水泵调速控制系统中具有软起动功能，减少了对电网的污染。而单台变频器既可用于多台风机软起动又可用于对某台风机调速，这在某些应用场合具有非常重要的现实意义。

新疆南部盛产棉花，相应建有许多棉花加工厂。在加工厂中不同工序间使用风机管道传送棉花，整个工厂大约有40台功率分别为15kW至75kW的风机，每一工序由3～4台风机分别控制不同的输送风管并由同一只配电柜供电。原系统采用Y－Δ转换方式起动风机，起动时对电网有一定的冲击。由于风机无法调速，使同一工序中的棉花输送速度不能*一致，虽该系统对输送速度的控制要求并不很高，但长时间的累计误差导致管道堵塞的现象还是时有发生。一旦发生堵塞，必须关闭多道工序的风机，这影响了生产效率。针对这一情况，我们使用了PLC控制的变频调速系统，合理经济地解决了起动冲击电流和棉花堵塞的问题。

二、系统介绍

1、系统构成

图1 系统原理图

本系统应用于四台风机组成的某一工序中,四台风机的功率均为55kW,系统主电路如图1所示。变频器输出端通过接触器Q11、Q21、Q31、Q41分别控制四台电机，同时，接触器Q12、Q22、Q32、Q42经热继电器分别将电机连接至电网。在本系统中，变频器使用了日本安川公司的VS616G555kW。

用于逻辑控制和软件连锁的PLC采用了日本三菱公司的FX2－48点，其输出点通过中间继电器J控制相对应的接触器，如图2所示。

PLC逻辑控制

2、工作原理

该系统改造的主要目的有两点：

替代原有的Y－Δ起动方式以减少风机起动时对电网的冲击；

操作工可根据情况对某台风机调速，杜绝棉花堵塞现象的发生。

以风机M1为例：起动时首先Q11闭合，风机变频软起动，当到达同步转速后，按“切换按钮”，使Q11、Q12切换，Q11接至电网。依此类推，可分别起动每台风机。如果某台风机需要调速，则由变频器直接驱动，根据要求调速。

3、技术关键

本系统由于采用单台变频器多电机切换，因此切换时对变频器的保护是控制系统可靠运行的关键，系统中采用了硬件和软件相配合的双重保护。硬件连锁中，充分利用了安川变频器多机能输入、输出接点。起动过程中，当PLC接到起动信号后，将首先判别变频器是否有0Hz信号，以此保证电机必须由0Hz开始起动；为减少切换时的电流冲击，只有当变频器输出频率达到50Hz时，才可切换至电网。切换时，当Q11断开前，必须将变频器输出置零，而且Q11和Q12通过硬件连锁以保证不会同时闭合。在本系统中，将变频器8号多机能输入接点设置为“外部自由运转停止”功能用于切换时保变频器输出为零；25号多机能输出接点设置为“0Hz信号”、28号多机能输出接点设置为“50Hz信号”供系统起动和切换时，输出接点输入PLC通过软件连锁，反馈至变频器输入接点。PLC保证变频器不会同时带动两台风机。风机起动、切换过程如图3所示。

图3 起动、切换流程框图

4、调试过程 

在调试过程中发现，切换时由于接触器释放和吸合存在着的延时，电机的转速会随着负载的不同而下降，这使电机切换至电网时产生电流冲击。在这种情况下，对不同负载的风机的切换频率进行了不同的设置，令切换频率均大于50Hz，惯量小的负载切换频率设置高一些，惯量大的负载设置小一些，通过切换时检测电流设置相应的切换频率，使每台风机切换时的冲击电流能够控制在2倍以内，小于原先的Y－Δ起动方式。并且利用变频器调节风机的转速，很好地解决了棉花的堵塞问题

如何进行全局数据的基本通讯？在通讯时需要注意什么？全局数据通讯用于交换小容量数据，全局数据(GD)可以是：输入和输出标记数据块中的数据定时器和计数器功能数据交换是指在连入单向或双向GD环的CPU之间以数据包的形式交换数据。GD环由GD环编号来标识。单向连接：某一CPU可以向多个CPU发送GD数据包。双向连接：两个CPU之间的连接：每个CPU都可以发送和接收一个GD数据包。必须确保接收端CPU未确认全局数据的接收。如果想要通过相应通讯块(SFB、FB或FC)来交换数据，则必须进行通讯块之间的连接。通过定义一个连接，可以较大简化通讯块的设计。该定义对所有调用的通讯块都有效且不需要每次都重新定义。

西门子变频器故障分析及处理方法一般来说，当遇到西门子变频器故障时，再上电之前首先要用万用表检查一下整流桥和IGBT模块有没有烧，线路板上有没有明显烧损的痕迹。具体方是用万用表是用模拟表的电阻K档，黑表棒接变频器的直流端-)较，用红表棒分别测量变频器的三相输入端和三相输出端的电阻，其阻值应该在K-K之间，三相阻值要一样，输出端的阻值比输入端略小一些，并且没有充放电现象。然后，反过来将红表棒接变频器的直流端+)较，黑表棒分别测量变频器三相输入端和三相输出端的电阻，其阻值应该在K-K之间，三相阻值要一样，输出端的阻值比输入端略小一些，并且没有充放电现象。

型号STEP7V5.5是西门子S7-300,S7-400,ET200编程软件；STEP7V11—TIAPortal是西门子的编程软件，支持的plc有S7-300,S7-400,S7-1500,S7-1200；编程语言有三种，分别为梯形图LAD，语句表STL，功能块FBD：梯形图LAD是使用多的PLC编程语言。因与继电器电路很相似，具有直观易懂的特点，很容易被熟悉继电器控制的电气人员所掌握，特别适合于数字量逻辑控制。梯形图由触点、线圈和用方框表示的指令构成。触点代表逻辑输入条件，线圈代表逻辑运算结果，常用来控制的指示灯，开关和内部的标志位等。指令框用来表示定时器、计数器或数学运算等附加指令。在程序中

换一个相应的整流二极管问题就解决了。这种问题一般是二极管的耐压偏低，电源脉动冲击造成的。有时显示[F,F,A]不定MM)，敲击机壳或动一动面板和主板时而能正常，一般属于接插件的问题，检查一下各部位接插件。也发现有个别机器是因为线路板上的阻容元件质量问题或焊接不良所致。上电后显示[-----]MM)，一般是主控板问题。多数情况下换一块主控板问题就解决了，一般是因为控制线路有强电干扰造成主控板某些元件如帖片电容电阻等损坏所至，或与主控板散热不好也有一定的关系

号对于有些应用场合，重要的是，当达到某个比较值时要尽快地把计数器复位为初始值。此外，通常在复位时需要进行一系列计算，以确定下一个比较值(以便优化原料的交点)。没有标准功能FCCNT_CTRL也可以选择进行一次复位。<为了快速把计数器复位，如下进行来组态计数器：在计数器模块的“属性”对话框中的“基本参数”区内，将选项生成中断设成“是”，然后将中断选择设成“过程”。这样，在复位时会生成一个中断。在“输出”参数标志中组态数字输出DQ0，以便在达到比较值时激活它。在“输入”参数标志中的“设置计数器”域中，设置选项“多个”。注意事项：在关联通道数据块中，必须将位DBX27.0或DBX27.1(CTRL_DQ0)设置为1。

2.高压固态软起动工作原理高压固态软起动主要由进线接触器、高压可控硅串联阀组和旁路接触器组成，如图2-1所示。其中高压可控硅串联阀组是功率变换执行部件，由多只可控硅串并联组成，并辅以吸收、均压箝位电路，保证其在高压环境中的可靠性。当进线端得电后，通过控制可控硅的导通角以实现对交流三相电源进行斩波，控制输出电压的幅值。并在起动过程完成后将旁路接触器闭合，软起动器切换到旁路状态，同时关闭可控硅。一般专业高压固态软起动厂家设计基本上遵循将电量信号采集、系统控制、故障处理、脉冲触发、电源等功能集成在一块电路板上，例如2011市场上推出的一款高压固态软起动，该装置采用先进DSP控制技术、电力电子技术、可控硅串并联及光纤触发技术对电动机进行控制和综合保护