6ES73231BH010AA0西門子S7-300數(shù)字量模塊

6ES7323-1BH01-0AA0 SIMATIC S7-300，數(shù)字模塊 SM 323，電位隔離， 8數(shù)字輸入和 8數(shù)字輸出，24V DC，0.5A 總電流 2A，1個(gè) 20針

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1 整定快速開關(guān)

1.1  6脈動(dòng)兩臺(tái)裝置以并行接口并聯(lián)方式整定快速開關(guān)（以下簡(jiǎn)稱快開）。

以保護(hù)直流電動(dòng)機(jī)為目的，防止電樞回路流過不可預(yù)期的大電流，在裝置和電機(jī)電樞回路中間設(shè)計(jì)安裝適當(dāng)容量的直流快開?？扉_的整定在整個(gè)驅(qū)動(dòng)動(dòng)設(shè)備調(diào)試過程當(dāng)中是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。較為準(zhǔn)確的快開整定值在提升機(jī)電控系統(tǒng)日常運(yùn)行當(dāng)中具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1.2  確定快開整定值

依據(jù)項(xiàng)目原始設(shè)計(jì)的提升大件力圖，如圖1-1所示，計(jì)算出電動(dòng)機(jī)大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，得到過載倍數(shù)為1.6倍，1836A×1.6=2937A，那么快開跳閘整定值設(shè)置為3200A。也就是說當(dāng)電樞回路出現(xiàn)大電流達(dá)到3200A時(shí)快速開關(guān)立即跳閘，切斷電樞回路的大電流，驅(qū)動(dòng)裝置同時(shí)封鎖脈沖。

圖1-1設(shè)計(jì)提升機(jī)力圖

1.3  快開整定方法

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試當(dāng)中，快開整定方法是以較小電流整定，而不應(yīng)該將真實(shí)的3200A輸出到電機(jī)的電樞回路，因?yàn)榭扉_每次在大電流跳閘后，會(huì)對(duì)快開的觸頭銀塊造成不可修復(fù)的傷害?？扉_的動(dòng)靜觸頭瞬間切斷大電流引起的電弧產(chǎn)生的高溫使得觸頭表面凸凹不平，如圖1-2所示。盡管手工打磨后觸頭表面比較平整，但是凹坑無法填平，這樣減少了動(dòng)靜觸頭的接觸面積，右圖是2400A跳閘后的動(dòng)靜觸頭表面燒傷的情形。為了盡可能避免這種情況發(fā)生，以較小電流近似整定快開跳閘閥值的方法具有現(xiàn)實(shí)意義上的合理性。因?yàn)榭扉_跳閘動(dòng)作值與流過動(dòng)靜觸點(diǎn)的電流值成線性關(guān)系，所以假定一電流值如2400A。由于從2400A到3200A（真實(shí)跳閘閥值）在機(jī)械設(shè)定旋鈕上對(duì)應(yīng)4齒，也就是說每齒對(duì)應(yīng)200A。

 圖1-2快開主觸頭  

1.4  相關(guān)測(cè)試參數(shù)

驗(yàn)證快開跳閘設(shè)定閥值；設(shè)置參數(shù)P50601.02=P2900, 閉合快開，啟動(dòng)并聯(lián)裝置，設(shè)置參數(shù)P2900，并且電流給定值以10%的步長(zhǎng)實(shí)施。由于在這個(gè)電流給定過程中，包括并聯(lián)裝置、電機(jī)電樞、快開、動(dòng)力電纜、整流變壓器、進(jìn)線斷路器等設(shè)備都將經(jīng)受電流從小到大的負(fù)荷的過程，其中兩臺(tái)并聯(lián)裝置的輸出電流是否均衡的指標(biāo)是這個(gè)測(cè)試過程的重中之重。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試當(dāng)中記錄快開實(shí)際跳閘的電流給定值是在P2900=70%到80%的階躍當(dāng) 中的發(fā)生的，也就是說，快開跳閘時(shí)的實(shí)際電流值大約是2400A上下，此數(shù)值符合快開機(jī)械旋鈕設(shè)定的預(yù)期。接下來的工作就是用細(xì)砂紙仔細(xì)打磨動(dòng)靜觸頭，使得其表面平整并接觸面盡可能大。                                                                                      

后將快開的機(jī)械式整定旋鈕按順時(shí)針方向擰過4齒，如圖1-3所示，就是設(shè)定快開終的跳閘閥值3200A。這個(gè)閥值將在提升機(jī)液壓抱閘完成之后人為采取憋電流的方法進(jìn)一步驗(yàn)證。具體辦法這里不再贅述。         

 圖 1-3設(shè)定快開跳閘閥值

2  調(diào)整閉環(huán)參數(shù)

2.1  6脈動(dòng)裝置并聯(lián)開車以手動(dòng)方式調(diào)整速度環(huán)PI參數(shù)。

設(shè)置參數(shù)：P50601.02=r52134，使得雙閉環(huán)通道恢復(fù)工廠值狀態(tài)，

                    P1070=P2900，速度給定的源

                    P50225=3       速度環(huán)PI參數(shù)為工廠設(shè)定值

                    P50226=0.650

                    P50083=3  內(nèi)部實(shí)際EMF

                    P400=3011   單極性HTL 4096

                    P408=4096   脈沖數(shù)

按用戶提供的編碼器型號(hào)和數(shù)據(jù)設(shè)置，可是編碼器沒有同軸安裝，而是經(jīng)過1:3的齒輪增速的方式安裝。裝置啟動(dòng)，P2900以5%為初始給定，并且以步長(zhǎng)10%提速，記錄速度給定值r60, 速度實(shí)際值r63, 編碼器實(shí)際速度r61。單獨(dú)測(cè)試編碼器波形，可以看出不缺脈沖，只是脈沖頂部不太平直而已，測(cè)得波形如圖2-1所示。

                 圖2-1脈沖編碼器脈沖

從當(dāng)時(shí)記錄的r61的這條黃色曲線如圖2-2來看，發(fā)現(xiàn)曲線存在不定時(shí)的下拉情況，當(dāng)時(shí)trace掃描時(shí)間為4毫秒，不存在軟件設(shè)置問題。

                                      2-2脈沖編碼器STARTER中R61

就在這種情況下，調(diào)整速度環(huán)PI參數(shù)，發(fā)現(xiàn)r63≈r60, 但r61差別太大，并且r61和r63之間在各種轉(zhuǎn)速下都不成比例。如圖2-3所示。

                                    圖2-3脈沖編碼器專家列表中r61[0]

反復(fù)調(diào)整相關(guān)參數(shù)，無法使得r61與r63極性*且大小相近，某些情況下甚*性相反，如圖2-4所示。更換相鄰的編碼器測(cè)試，結(jié)果與之前編碼器情形相似。

                                           圖2-4脈沖編碼器專家列表中R61-2

由于編碼器安裝方式存在缺陷，比如沒有同軸安裝，還有1:3齒輪咬合不緊密，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速突變時(shí)存在踩空現(xiàn)象。

這兩種情況在現(xiàn)場(chǎng)沒辦法改變，只有試圖通過改變參數(shù)加以應(yīng)對(duì)。實(shí)驗(yàn)多組參數(shù)設(shè)置之后，后設(shè)置P400=3009（1024 HTL  A/B unipolar）和P408=1024 才使得r61≈r63≈r60。然后采用編碼器作為速度反饋方式，如圖2-5所示，記錄的r61（黃色曲線）和r68（綠色曲線、電流實(shí)際值的值）的曲線，從中可以發(fā)現(xiàn)速度實(shí)際值和電流實(shí)際值的振幅都偏大，電流實(shí)際值在電機(jī)空載情況下已經(jīng)達(dá)到了40A，正常情況是不超過20A才對(duì)。論其根源在于編碼器的安裝效果決定速度電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效果，因?yàn)闊o論速度環(huán)參數(shù)如何調(diào)整都無法改善速度控制精度，同時(shí)導(dǎo)致電流內(nèi)環(huán)的振幅無法消減，所有這些簡(jiǎn)單從編碼器的安裝效果看得出來，比如不管是在低速還是在高速運(yùn)轉(zhuǎn)，可以觀察到編碼器存在明顯的晃動(dòng)。空載期間建議用戶更改編碼器安裝方式為同軸安裝效果好。

                                                         圖2-5空載電流曲線

2.2  第二組6脈動(dòng)并聯(lián)裝置的調(diào)試

基于一組并聯(lián)裝置的調(diào)試過程，第二組6脈動(dòng)調(diào)試工作進(jìn)展順利，只是在項(xiàng)目樹中拷貝設(shè)備時(shí)修改DP地址出現(xiàn)了困難，原本以為修改P918參數(shù)后就可以搜索到新設(shè)備，但是每次搜索不到，究其原因是拷貝得到的設(shè)備需要在設(shè)備屬性中兩處不同的地方修改DP地址，一個(gè)是在DEVICE addresses中，另一個(gè)是在下一欄Object address中，如圖2-27所示。這樣才可以聯(lián)機(jī)搜索到拷貝的設(shè)備。

因?yàn)榈诙M6脈動(dòng)并聯(lián)裝置同樣需要獨(dú)立實(shí)現(xiàn)滿載半速運(yùn)行，所以項(xiàng)目設(shè)計(jì)一套編碼器信號(hào)分路器，但實(shí)際測(cè)試當(dāng)中發(fā)現(xiàn)此設(shè)備有缺陷，不能夠?qū)⒕幋a器輸送過來的信號(hào)正確處理，后放棄此方案，不得已采用端子改線的方式切換編碼器信號(hào)。

所有對(duì)于第二組6脈動(dòng)并聯(lián)裝置的測(cè)試及調(diào)試過程以及得到的數(shù)據(jù)，與一組的情況并無二致。只是省去了電樞電流優(yōu)化和快開整定的步驟。

2.3   12脈動(dòng)串聯(lián)裝置的測(cè)試與調(diào)試

首先設(shè)置并行接口參數(shù)，尤其注意的是第二組6脈動(dòng)并聯(lián)裝置的電流設(shè)定值取自主裝置

的 r52120，然后設(shè)置幾個(gè)重要參數(shù)，具體設(shè)置如下：

     ①  主裝置：P51814[2]=r52120 ， 電樞電流設(shè)定值，如圖2-6所示。

     ②  第二組裝置：P50500=r52701[2]，取自主裝置的電樞電流設(shè)定值。

     ③設(shè)置并模擬測(cè)試上位機(jī)發(fā)出的復(fù)位指令，主裝置P2103.0=r2090.7；   從裝置 P2103.0=r52721.8。

     ④ 事先檢查并行接口主從狀態(tài)位 r533110.0是否正確。

               圖2-6從裝置電流給定

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