西门子模块6SL3120-1TE24-5AA3详细说明

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1引言

数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比，是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到**的普遍重视，并得到了迅速的发展。主轴是车床构成中一个重要的部分，对于提高加工效率，扩大加工材料范围，提升加工质量都有着很重要的作用。经济型数控车床大多数是不能自动变速的，需要变速时，只能把机床停止，然后手动变速。而全功能数控车床的主传动系统大多采用无级变速。无级变速系统主要有伺服主轴系统和直流主轴系统两种，一般采用直流或交流主轴电机。通过皮带传动带动主轴旋转，或通过皮带传动和主轴箱内的减速齿轮(以获得更大的转矩)带动主轴旋转。由于主轴电机调速范围广，又可无级调速，使得主轴箱的结构大为简化。本文主要介绍易驱ED3800系列变频器在数控机床上的优越性。

2数控车床的功能要求、主要参数及对变频器功能需求

数控车床的功能需求：

1.控制方式选用开环矢量控制；

2.外部端子两线控制，正转X1、反转X2；

3.频率给定为0~10V模拟量给定AI1；

4.能保证300r／min速度下正常切削，低速力矩要求较大；

5.加减时间根据客户要求，一般0.4－3S,需要制动单元变频器；

6.需要故障信号输出。

主要的参数和性能指标：

（1）3.0kW数控车床

电动机参数：额定功率：3.0kW，额定频率：50Hz，额定电压：380V，额定电流：7.8A，额定转速：970r/min

机械传动比：1：1.5

加工材料：45#钢

实际测试性能指标：主轴转速：200r/min（变频器运行频率15Hz左右）的进性能及速度

（2）5.5kW数控车床

电动机参数：额定功率：5.5kW，额定频率：50Hz, 额定电压：380V，额定电流：13A，额定转速：1400r/min

机械传动比：1：1.5

加工材料：45#钢

实际测试性能指标：主轴转速：200r/min（变频器运行频率9～10Hz）和主轴转速：450r/min（变频器运行频率22Hz左右）的进性能及速度

3 ED3800系列变频器在数控机床上的应用

ED3800系列变频器采用先进磁通控制技术，电机在低速时转矩大，速度精度高，价格合理，功能齐全，具有瞬停电处理及速度跟踪再启动功能，确保系统实现连续运行机制，以保电机运转在较率状态，因此，采用ED3800高性能变频器代替主轴交流伺服系统，是机床行业较佳的选择。

（1）ED3800变频器特点的介绍

输出频率范围:0-600HZ

速度控制方式；无PG矢量控制，V/F控制

指令通道方式：操作控制、端子控制、远程操作控制

频率给定方式：数字键盘给定、模拟量给定（电流、电压信号）、远程通讯给定、多段速给定、PID闭环给定等

起动转矩大：0.5Hz/150% (SVC) 满足机床主轴在低速情况下的加工需求；

载波频率范围：1.0K～15.0KHz

自动电压调整（AVR）：当电网电压变化时，能自动保持输出电压恒定

自动限流：能限制电机电流的较大值，从而可靠地保护变频器和电机

摆频控制：多种三角波频率曲线，满足纺织行业的个性化需求

所有的输入、输出端子皆为可编程的，方便用户的使用开环转矩控制：可实现真正的张力控制

全系列独立风道设计

[$page]　　（2）调试环境以及接线、调试方法

客户选配电机为3.0kW/50Hz/380V，选用变频器型号为ED3800-4T0040M，制动电阻400W/150欧姆。

变频器AI1/GND端子提供与数控系统速度模拟量，AI1接数控系统模拟量接口正信号，GND接负信号，信号为0～10V模拟电压信号，控制主轴转速。X1/X2/COM可以设定为变频器的正转/反转信号端子，通常由数控系统发出正转信号或者反转信号，来驱动中间继电器，中间继电器的常开接点接入变频器的正反转。参数设置如下：

F1.14和F1.15为加速时间和减速时间，根据客户的要求，F1.14=2S，F1.15=0.4S；

F7.00设定为1正转，F7.02设定为2反转；

F3.01到F3.05按照电机铭牌设置，F3.11选2参数自学习。

F1.12上限操作频率选择，对应于模拟信号10V输入时变频器的输出频率，由于是在0～2000rpm范围内调速，将机械减速比折算进去以后，此参数需要设置66.7Hz；

F1.01参数为运行命令通道选择设置为2端子运行。

F1.02参数为频率来源设定，设置为3外部端子0-10V信号控制；

（3）调试结果

主轴电机采用ED3800高性能变频器驱动，满足加工要求，延长的使用寿命。由于采用的良好的磁通算法，即使在低转速（低频）运行下也能平稳输出**的转矩，以满足不同零件的加工需要，完全可以取代传统的滚动轴承主轴结构，并且此主轴结构简单、紧凑、可以实现真正的无级调速。此主轴的转速由外部模拟量信号来控制输出频率，在不同的加工工艺（如；粗加工、精加工等）需要不同的转速，此时可由数控系统输出不同的模拟量电压信号给变频器，实现不同的转速，同时启停信号也由数控系统控制，提高自动化程度！

（4）系统优势

1.较大频率加、减速时间可达到0.1s；

2.采用电流矢量控制技术0.5Hz运行时启动转矩能够达到150%额定力矩平稳输出，完全满足数控车床的低；

3.电机参数自动辨识功能，静态识别电机参数，保证系统的稳定性和精确性；

4.调速范围0～600Hz完全满足数控车床的高频要求；

5.自动跟踪负载的变化自动限定输出电流，使其不**过允许的较电流值。即使负载突变、快速加减速，变频器也不发生过流、短路等故障，实现变频器配置的高性能、高可靠性；

6.高速停机时响应快速稳定；

7.变频器与电机同功率使用，一般*放大变频器的容量。

4结束语

数控机床主轴一般交流伺服系统、进口品牌矢量控制变频器以及变频**电机，购置费用很高；易驱ED3800系列变频器以其*特的性能和优越的性价比，在数控机床的应用上迅速，为机床的客户降低约一倍的成本费用，而且可靠性高,为客户创造更多的效益。

    三菱PLC在运行过程中，总是会出现或多或少的问题，就会形成一个个“雷区”，一不小心就出故障了。那么我们应该如何找雷、排雷呢？
      对于三菱PLC系统的故障排雷遵循六大法则，一摸、二看、三闻、四听、五按迹寻踪法、六替换法。
    一摸，用手感觉主机CPU的温度，CPU正常运行温度不**过60℃，因手能接受的温度为人体温度36～38℃，手感不烫手为正常;二看，看主机上各显示灯及各模块指示灯是否正常;三闻，闻有没有异味，电子元件或线缆有无烧毁;四听，听有无异动，镙丝钉松动、继电器正常工作与否，听现场工作人员的反映情况;五出现故障根据图纸和工艺流程来对故障进行排查;六对不确定的部位进行部件替换法来确定故障。      
     三菱PLC故障排雷技巧：
     1、当PLC运行不正常时，首先检查CPU的RUN灯状态是否正常，如果不正常基本是由于控制程序错误 ，可以对CPU程序后重新下载控制程序。
       当PLC硬件不正常时则要按以下顺序进行检查工作：
     2、电源检测：首先对供电电源检测，正常后对PLC输入输出端子，根据更换相应的模块。
     3、了解过CPU工作模式及**级：高**级有STOP、HOLDUP、STARTUP（WARMRESTART、COLDRESTART）;低**级有：RUN、RUN-P（PG/PC的在线读写程序）。查看CPU是在RUN模式，或是在STOP模式，又或是RUN模式的闪烁状态和STOP模式兼有的保持模式或叫调试模式。如果仅是RUN模式则CPU和各板为正常进行第3步。如果是保持模式出现，可能是运行过程中用户程序出现断点而处于调试程序状态，或在启动模式下断点出现，对此情况重新调试好程序，再次将控制程序下载到CPU中方可。
     如果是STOP模式，目测引起STOP的原因分析：
A、无电，分析无电原因，是因为供电部门出问题，还是异常掉电（因有有1K3AH的UPS保证很少发生异常掉情况），通常情况下为检修拉电了，待检修结束后进行人工送电。再利用三菱PLC的在线功能将CPU的工作模式从STOP转换为RUN;
B、CPU坏，更换新的好的同种类型同版本的CPU;
C、有板子坏了，有序进行板子的更换。对于硬件更换时要注意使用与原来的器件相同的产品同型号、同版本来进行，否则会造成实际的PLC配置与相应编程软件中硬件配置数据库中硬件配置不同而无法进行用户控制程序的正常循环执行。
     4、对三菱PLC的各连接电缆接口检查，确认是否有松动现象，看各显示灯是否正常。如果发现fault灯亮，则有模块坏不良。检修该模块的任一点时，只要在无接线时且该在控制程序不给输出信号时来其通不通就可以了，若通，则该点不正常，不通则正常;不正常时要进行硬件连接线的另选点重接工作;另外我们也可以用新模块进行更换后，对替换下来的模块的点进行测量通断状态，通，则该点坏，不通该点为好。对于数字量输入模块的点当于导通的线圈，为常闭状态，它可以在线或下线检测，用表检测若是坏点的话则是不通的状态，则换点重接线;好点则为通状态。只要对硬件接线重新换点重接后均要用相应编程软件对控制软件进行_0x或1X地址替换工作。(来源://www..cn/)对于模拟量输入模块是与数字量输入模块相同，每个通道都相当于一根导线形式，也就是说相当于常闭点，所以检测通道好坏的方法为用表的测通断功能来检测，当通状态时为好，断状态时为坏通道;模拟量输出模块的方法与数字量输出模块相同。若坏通道则对硬件接线需要更换通道与并同时替换控制程序中的相应3X或4X地址;另外对于模拟量模块则要进行量程块的选择的检查，保险丝是否断开的检查等工作。软件配置是否正常，一般为电压1～5V或电流4～20mA，这根据所用的传感器与智能转换器类型来选择。进行过硬件点或通道更换工作后条件允许的话均要STOP PLC的CPU，再重新下载程序，若条件不允许则直接用更新变化来下载变化的程序而不停CPU。对于不用的输入模块的好通道/好点与较后一个已用的一好通道/好点进行串联或在软件中进行特别设置。
     5、对大量输出模块的板子上的电源模块在正常生产状态时是不能断电的，因为此时断电的话，将使继电器柜中的常开继电器变为常开状态，容易发生错误，因此要对此类的输出模块，要与现场操作人员进行联系，进行该部分相关设备进行手动操作后，再撤去数字量输出模块的供电线后对模块测点工作。
     6、各类开关类的检测工作：如继电器、接近开关、空气开关等器件的检测工作，是根据开关的类型是常闭型还是常开型来区分，用表来检测其通与不通的状态，其状态与好器件状态相反，则该器件坏了，更换之。对于电路大部情况利用常开型，它们是用来人工控制或自动控制电流的接通与断开的;对于常闭型主要用在保护电路中。借此可以知道开关类和保护类器件的正常状态为如何而正常识别器件的好坏。
     7、通迅模块的检测则是利用简单的用好的新的通迅模块进替换来识别板上的正在使用的模块是否正常。
     8、导线的测量方法：导线也是通过检测通断方法进行的。可以利用已知通的导线来检测不知是否好坏的导线，方法是将好的导线与未知导线连接起来后测通断状态。
     9、电阻检测：带电状态时检测电压，不带电时检测相应的电阻。
    通过以检测可以排除工作中的大部分故障，另外由于本工作涉及到交流单相电220V与直流电24V的交叉作业，工作时要注意积累安全用电知识与常识，以及在工作时的安全防范措施和煤气安全规程，以确保安全作业。
三菱PLC在使用过程中，我们要经常去检查，看它有没有形成隐在的雷区，及时的去把它给清理掉，保证三菱PLC良好的工作运行。