西門(mén)子PLC模塊6ES7515-2FM02-0AB0詳細(xì)說(shuō)明

S7 入門(mén)級(jí)控制器，帶有靈活擴(kuò)展選件

　　可通過(guò)以下方式擴(kuò)展：

　　1 個(gè)信號(hào)板 (SB)、電池板 (BB) 或通信板 (CB)

　　8 信號(hào)模塊 (SM)

　　多 3 個(gè)通信模塊 (CM)

　　設(shè)計(jì)

　　緊湊型 CPU 1214C 具有：

　　3 種設(shè)備類(lèi)型，帶有不同的電源和控制電壓

　　集成的電源，可作為寬范圍交流或直流電源（85 至 264 V 交流或 24 V 直流）

　　集成的 24 V 編碼器/負(fù)載電流源：

　　用于直接連接傳感器和編碼器。400 mA 的輸出電流也可用作負(fù)載電源

　　14 點(diǎn)集成 24 V 直流數(shù)字量輸入（漏電流/源電流（IEC 1 型漏電流））

　　10 點(diǎn)集成數(shù)字量輸出，24 V 直流或繼電器

　　2 點(diǎn)集成模擬量輸入，0 至 10 V

　　2 點(diǎn)脈沖輸出 (PTO)，頻率高達(dá) 100 kHz

　　脈沖寬度調(diào)制輸出 (PWM)，頻率高達(dá) 100 kHz

　　集成以太網(wǎng)接口（TCP/IP native、ISO-on-TCP）

　　6 個(gè)快速計(jì)數(shù)器（3 個(gè)頻率為 100 kHz；3 個(gè)頻率為 30 kHz），帶有可參數(shù)化的使能和復(fù)位輸入，可以同時(shí)用作帶有 2 點(diǎn)單獨(dú)輸入的加減計(jì)數(shù)器，或用于連接增量型編碼器

　　通過(guò)附加通訊接口擴(kuò)展，例如，RS485 或 RS232

　　通過(guò)信號(hào)板使用模擬或數(shù)字信號(hào)直接在 CPU 上擴(kuò)展（保持 CPU 安裝尺寸）

　　通過(guò)信號(hào)模塊使用各種模擬量和數(shù)字量輸入和輸出信號(hào)擴(kuò)展

　　可選存儲(chǔ)器擴(kuò)展（SIMATIC 存儲(chǔ)卡）

　　PID 控制器，具有自動(dòng)調(diào)諧功能

　　集成實(shí)時(shí)時(shí)鐘

　　中斷輸入：

　　對(duì)過(guò)程信號(hào)的上升沿或下降沿作出極為快速的響應(yīng)

　　所有模塊上均為可拆卸的端子

　　仿真器（可選）：

　　用于仿真集成輸入和測(cè)試用戶程序

豐富的指令集:

　　運(yùn)算種類(lèi)眾多，便于編程：

　　基本操作,如二進(jìn)制邏輯運(yùn)算、結(jié)果賦值、存儲(chǔ)、計(jì)數(shù)、產(chǎn)生時(shí)間、裝載、傳輸、比較、移位、循環(huán)移位、產(chǎn)生補(bǔ)碼、調(diào)用子程序（帶局部變量）

　　集成通信命令（例如，USS 協(xié)議、Modbus RTU、S7 通信“T-Send/T-Receive"（T 發(fā)送/T 接收）或自由端口模式 (Freeport)）

　　使用簡(jiǎn)便的功能，如脈沖寬度調(diào)制、脈沖序列功能、運(yùn)算功能、浮點(diǎn)運(yùn)算功能、PID 閉環(huán)控制、跳轉(zhuǎn)功能、環(huán)路功能和代碼轉(zhuǎn)換

　　數(shù)學(xué)函數(shù)，例如 SIN、COS、TAN、LN、EXP

　　計(jì)數(shù):

　　用戶友好的計(jì)數(shù)功能配以集成的計(jì)數(shù)器和高速計(jì)數(shù)器指令給用戶開(kāi)辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　中斷處理：

　　邊沿觸發(fā)中斷（由過(guò)程信號(hào)的上升沿或下降沿觸發(fā)）允許對(duì)過(guò)程中斷作出極快的響應(yīng)。

　　時(shí)間觸發(fā)中斷。

　　當(dāng)達(dá)到設(shè)定值或計(jì)數(shù)器方向改變時(shí)，可觸發(fā)計(jì)數(shù)器中斷。

　　通信中斷使得能迅速方便地與周?chē)脑O(shè)備如打印機(jī)或條碼閱讀器交換信息。

　　口令保護(hù)

　　測(cè)試和診斷功能：

　　易于使用的功能支持測(cè)試和診斷，例如，在線/離線診斷。

　　在測(cè)試和診斷過(guò)程中“強(qiáng)制"輸入和輸出：

　　可不在循環(huán)周期內(nèi)獨(dú)立設(shè)置輸入和輸出，例如可以檢測(cè)用戶程序。

　　按照 PLCopen 對(duì)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)控制

西門(mén)子PLC模塊6ES7515-2FM02-0AB0詳細(xì)說(shuō)明

2參數(shù)設(shè)置編輯

　　西門(mén)子變頻器（圖2）變頻器的設(shè)定參數(shù)多，每個(gè)參數(shù)均有一定的選擇范圍，使用中常常遇到因個(gè)別參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，導(dǎo)致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象。

　　控制方式：即速度控制、轉(zhuǎn)距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根據(jù)控制精度，需要進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)辨識(shí)。

　　低運(yùn)行頻率：即電機(jī)運(yùn)行的小轉(zhuǎn)速，電機(jī)在低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，其散熱性能很差，電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在低轉(zhuǎn)速下，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)燒毀。而且低速時(shí)，其電纜中的電流也會(huì)增大，也會(huì)導(dǎo)致電纜發(fā)熱。

　　高運(yùn)行頻率：一般的變頻器大頻率到60Hz，有的甚至到400 Hz，高頻率將使電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，這對(duì)普通電機(jī)來(lái)說(shuō)，其軸承不能長(zhǎng)時(shí)間的超額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，電機(jī)的轉(zhuǎn)子是否能承受這樣的離心力。

　　載波頻率：載波頻率設(shè)置的越高其高次諧波分量越大，這和電纜的長(zhǎng)度，電機(jī)發(fā)熱，電纜發(fā)熱變頻器發(fā)熱等因素是密切相關(guān)的。

　　電機(jī)參數(shù)：變頻器在參數(shù)中設(shè)定電機(jī)的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、大頻率，這些參數(shù)可以從電機(jī)銘牌中直接得到。

　　跳頻：在某個(gè)頻率點(diǎn)上，有可能會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象，特別在整個(gè)裝置比較高時(shí)；在控制壓縮機(jī)時(shí)，要避免壓縮機(jī)的喘振點(diǎn)。

　　3控制參數(shù)編輯

　　變頻器日常使用中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，很多情況下都是因?yàn)樽冾l器參數(shù)設(shè)置不當(dāng)引起的。西門(mén)子變頻器可設(shè)置的參數(shù)有幾千個(gè)，只有系統(tǒng)地、合適地、準(zhǔn)確地設(shè)置參數(shù)才能充分利用變頻器性能。[1]

　　變頻器控制方式的選擇由負(fù)荷的力矩特性所決定，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性根據(jù)下列關(guān)系式?jīng)Q定：

　　p= t n/ 9550

　　式中：p——電動(dòng)機(jī)功率(kw)

　　t——轉(zhuǎn)矩(n. m)

　　n——轉(zhuǎn)速(r/ min)

　　轉(zhuǎn)矩t與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系根據(jù)負(fù)載種類(lèi)大體可分為3種[2]。

　　(1)即使速度變化轉(zhuǎn)矩也不大變化的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，此類(lèi)負(fù)載如傳送帶、起重機(jī)、擠壓機(jī)、壓縮機(jī)等。

　　(2)隨著轉(zhuǎn)速的降低，轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)速的平方減小的負(fù)載。此類(lèi)負(fù)載如風(fēng)機(jī)、各種液體泵等。

　　(3)轉(zhuǎn)速越高，轉(zhuǎn)矩越小的恒功率負(fù)載。此類(lèi)負(fù)載如軋機(jī)、機(jī)床主軸、卷取機(jī)等。

　　變頻器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有線性v/f控制、拋物線特性v/f控制。將變頻器參數(shù)p1300設(shè)為0，變頻器工作于線性

　　v/f控制方式，將使調(diào)速時(shí)的磁通與勵(lì)磁電流基本不變。適用于工作轉(zhuǎn)速不在低頻段的一般恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速對(duì)象。

　　將p1300設(shè)為2，變頻器工作于拋物線特性v/f控制方式，這種方式適用于風(fēng)機(jī)、水泵類(lèi)負(fù)載。這類(lèi)負(fù)載的軸功率n近似地與轉(zhuǎn)速n的3次方成正比。其轉(zhuǎn)矩m近似地與轉(zhuǎn)速n的平方成正比。對(duì)于這種負(fù)載，如果變頻器的v/f特性是線性關(guān)系，則低速時(shí)電機(jī)的許用轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，從而造成功率因數(shù)和效率的嚴(yán)重下降。為了適應(yīng)這種負(fù)載的需要，使電壓隨著輸出頻率的減小以平方關(guān)系減小，從而減小電機(jī)的磁通和勵(lì)磁電流，使功率因數(shù)保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。

　　可以進(jìn)一步通過(guò)設(shè)置參數(shù)使v/f控制曲線適合負(fù)載特性。將p1312在0至250之間設(shè)置合適的值，具有起動(dòng)提升功能。將低頻時(shí)的輸出電壓相對(duì)于線性的v/f曲線作適當(dāng)?shù)奶岣咭匝a(bǔ)償在低頻時(shí)定子電阻引起的壓降導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩減小的問(wèn)題。適用于大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的調(diào)速對(duì)象。

　　變頻器v/f控制方式驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，在某些頻率段，電機(jī)的電流、轉(zhuǎn)速會(huì)發(fā)生振蕩，嚴(yán)重時(shí)系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行，甚至在加速過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)，使得電機(jī)不能正常啟動(dòng)，在電機(jī)輕載或轉(zhuǎn)矩慣量較小時(shí)更為嚴(yán)重?？梢愿鶕?jù)系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩的頻率點(diǎn)，在v/f曲線上設(shè)置跳轉(zhuǎn)點(diǎn)及跳轉(zhuǎn)頻帶寬度，當(dāng)電機(jī)加速時(shí)可以自動(dòng)跳過(guò)這些頻率段，保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。從p1091至p1094可以設(shè)定4個(gè)不同的跳轉(zhuǎn)點(diǎn)，設(shè)置p1101確定跳轉(zhuǎn)頻帶寬度。

　　有些負(fù)載在特定的頻率下需要電機(jī)提供特定的轉(zhuǎn)矩，用可編程的v/f控制對(duì)應(yīng)設(shè)置變頻器參數(shù)即可得到所需控制曲線。設(shè)置p1320、p1322、p1324確定可編程的v/f特性頻率座標(biāo)，對(duì)應(yīng)的p1321、p1323、p1325為可編程的v/f 特性電壓座標(biāo)。

　　參數(shù)p1300設(shè)置為20，變頻器工作于矢量控制。這種控制相對(duì)完善，調(diào)速范圍寬，低速范圍起動(dòng)力矩高，精度高達(dá)0.01%，響應(yīng)很快，高精度調(diào)速都采用svpwm矢量控制方式。

　　參數(shù)p1300設(shè)置為22，變頻器工作于矢量轉(zhuǎn)矩控制。這種控制方式是目前國(guó)際上*的控制方式，其他方式是模擬直流電動(dòng)機(jī)的參數(shù)，進(jìn)行保角變換而進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的，矢量轉(zhuǎn)矩控制是直接取交流電動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行控制，控制簡(jiǎn)單，度高。