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SIMOREG DC-MASTER 是全數(shù)字調(diào)速裝置,它接到三相交流電網(wǎng)上,并能調(diào)節(jié)直流調(diào)速系統(tǒng)的電樞和勵(lì)磁。在運(yùn)行狀態(tài)下,過載電流為裝置銘牌上所標(biāo)注的額定直流電流(的允許持續(xù)直流電流)的1.5倍。過載持續(xù)時(shí)間不僅與過載電流的時(shí)間曲線有關(guān),而且還與裝置上一次過載情況有關(guān),因裝置而異。
參照樣本DA21來正確使用過載能力。裝置內(nèi)部有一個(gè)參數(shù)設(shè)定單元PMU設(shè)定參數(shù)時(shí)不需要其它輔助編程或測量裝置。兩臺(tái)高性能16 位微處理器承擔(dān)了電樞和勵(lì)磁回路的所有開環(huán)和閉環(huán)控制功能。
· 地滿足各種要求:
SIMOREG DC-MASTER 以其高度運(yùn)行可靠性和使用性在世界范圍內(nèi)的各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域著稱:如印刷機(jī)械主傳動(dòng),在起重機(jī)行業(yè)中的行走機(jī)構(gòu)和提升機(jī)構(gòu),電梯和纜車傳動(dòng),在橡膠工業(yè)和造紙工業(yè)中的應(yīng)用,在鋼鐵工業(yè)中的剪切傳動(dòng)軋機(jī)傳動(dòng),卷取機(jī)傳動(dòng),模切機(jī)或薄膜機(jī)械和電動(dòng)機(jī),汽輪機(jī)或齒輪箱試驗(yàn)機(jī)的負(fù)載機(jī)械。SIMOREG DC-MASTER 在各種的應(yīng)用上是一個(gè)極經(jīng)濟(jì)和靈活的解決方案。
·優(yōu)化的通訊技術(shù):
SIMOREG DC-MASTER 使用開放的和標(biāo)準(zhǔn)的 PROFIBUS-DP 現(xiàn)場總線系統(tǒng),通過RS 232 接口可直接連接到 PC 和實(shí)現(xiàn)裝置對裝置通訊。在這種情況下,PROFIBUS-DP,是在自動(dòng)化設(shè)施中網(wǎng)絡(luò)的中心通訊價(jià)值。
·裝置與裝置間通訊
使用新穎的BICO技術(shù)使SIMOREG DC-MASTER 在軟件功能性方面達(dá)到一個(gè)新水平。其中,兩個(gè)功能強(qiáng)大的處理器處理電樞和勵(lì)磁回路開環(huán)和閉環(huán)所有傳動(dòng)控制。利用BICO技術(shù),只需簡單的參數(shù)設(shè)定,就可實(shí)現(xiàn)功能塊的不同組合,滿足實(shí)際的應(yīng)用。
·BICO 新穎的軟件解決方案
使用RS485 接口實(shí)現(xiàn)裝置與裝置間的連接,因而實(shí)現(xiàn)一個(gè)高速全數(shù)字設(shè)定值級鏈。
·分布式的智能化使產(chǎn)品更靈活
由于把所有的部件都集成到數(shù)字環(huán)境中,從而使得配置和服務(wù)變得更加簡單,而且工程費(fèi)用業(yè)大大減少。 對于 SIMOREG DC-MASTER 而言,
PLC 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1 . PLC 型號的選擇
在作出系統(tǒng)控制方案的決策之前,要詳細(xì)了解被控對象的控制要求,從而決定是否選用 PLC 進(jìn)行控制。
在控制系統(tǒng)邏輯關(guān)系較復(fù)雜(需要大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等)、工藝流程和產(chǎn)品改型較頻繁、需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和信息管理(有數(shù)據(jù)運(yùn)算、模擬量的控制、 PID 調(diào)節(jié)等)、系統(tǒng)要求有較高的可靠性和穩(wěn)定性、準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化聯(lián)網(wǎng)等情況下,使用 PLC 控制是很必要的。
目前,國內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的 PLC 產(chǎn)品,使用戶眼花繚亂、無所適從。所以全面權(quán)衡利弊、合理地選擇機(jī)型才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的。一般選擇機(jī)型要以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨,不要盲目貪大求全,以免造成投資和設(shè)備資源的浪費(fèi)。機(jī)型的選擇可從以下幾個(gè)方面來考慮。
( 1 )對輸入 / 輸出點(diǎn)的選擇
盲目選擇點(diǎn)數(shù)多的機(jī)型會(huì)造成一定浪費(fèi)。
要先弄清除控制系統(tǒng)的 I/O 總點(diǎn)數(shù),再按實(shí)際所需總點(diǎn)數(shù)的 15 ~ 20 %留出備用量(為系統(tǒng)的改造等留有余地)后確定所需 PLC 的點(diǎn)數(shù)。
另外要注意,一些高密度輸入點(diǎn)的模塊對同時(shí)接通的輸入點(diǎn)數(shù)有限制,一般同時(shí)接通的輸入點(diǎn)不得超過總輸入點(diǎn)的 60 %; PLC 每個(gè)輸出點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)能力( A/ 點(diǎn))也是有限的,有的 PLC 其每點(diǎn)輸出電流的大小還隨所加負(fù)載電壓的不同而異;一般 PLC 的允許輸出電流隨環(huán)境溫度的升高而有所降低等。在選型時(shí)要考慮這些問題。
PLC 的輸出點(diǎn)可分為共點(diǎn)式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點(diǎn)之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級,但這種 PLC 平均每點(diǎn)的價(jià)格較高。如果輸出信號之間不需要隔離,則應(yīng)選擇前兩種輸出方式的 PLC 。
( 2 )對存儲(chǔ)容量的選擇
對用戶存儲(chǔ)容量只能作粗略的估算。在僅對開關(guān)量進(jìn)行控制的系統(tǒng)中,可以用輸入總點(diǎn)數(shù)乘 10 字 / 點(diǎn)+輸出總點(diǎn)數(shù)乘 5 字 / 點(diǎn)來估算;計(jì)數(shù)器/ 定時(shí)器按( 3 ~ 5 )字 / 個(gè)估算;有運(yùn)算處理時(shí)按( 5 ~ 10 )字 / 量估算;在有模擬量輸入 / 輸出的系統(tǒng)中,可以按每輸入 / (或輸出)一路模擬量約需( 80 ~ 100 )字左右的存儲(chǔ)容量來估算;有通信處理時(shí)按每個(gè)接口 200 字以上的數(shù)量粗略估算。后,一般按估算容量的50 ~ 100 %留有裕量。對缺乏經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者,選擇容量時(shí)留有裕量要大些。
( 3 )對 I/O 響應(yīng)時(shí)間的選擇
PLC 的 I/O 響應(yīng)時(shí)間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時(shí)間延遲(一般在 2 ~ 3 個(gè)掃描周期)等。對開關(guān)量控制的系統(tǒng),PLC 和 I/O 響應(yīng)時(shí)間一般都能滿足實(shí)際工程的要求,可不必考慮 I/O 響應(yīng)問題。但對模擬量控制的系統(tǒng)、特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個(gè)問題。
( 4 )根據(jù)輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型
不同的負(fù)載對 PLC 的輸出方式有相應(yīng)的要求。例如,頻繁通斷的感性負(fù)載,應(yīng)選擇晶體管或晶閘管輸出型的,而不應(yīng)選用繼電器輸出型的。但繼電器輸出型的 PLC 有許多優(yōu)點(diǎn),如導(dǎo)通壓降小,有隔離作用,價(jià)格相對較便宜,承受瞬時(shí)過電壓和過電流的能力較強(qiáng),其負(fù)載電壓靈活(可交流、可直流)且電壓等級范圍大等。所以動(dòng)作不頻繁的交、直流負(fù)載可以選擇繼電器輸出型的 PLC 。
( 5 )對在線和離線編程的選擇
離線編程示指主機(jī)和編程器共用一個(gè) CPU ,通過編程器的方式選擇開關(guān)來選擇 PLC 的編程、監(jiān)控和運(yùn)行工作狀態(tài)。編程狀態(tài)時(shí), CPU 只為編程器服務(wù),而不對現(xiàn)場進(jìn)行控制。編程器編程屬于這種情況。在線編程是指主機(jī)和編程器各有一個(gè) CPU ,主機(jī)的 CPU 完成對現(xiàn)場的控制,在每一個(gè)掃描周期末尾與編程器通信,編程器把修改的程序發(fā)給主機(jī),在下一個(gè)掃描周期主機(jī)將按新的程序?qū)ΜF(xiàn)場進(jìn)行控制。計(jì)算機(jī)輔助編程既能實(shí)現(xiàn)離線編程,也能實(shí)現(xiàn)在線編程。在線編程需購置計(jì)算機(jī),并配置編程軟件。采用哪種編程方法應(yīng)根據(jù)需要決定。
( 6 )據(jù)是否聯(lián)網(wǎng)通信選型
若 PLC 控制的系統(tǒng)需要聯(lián)入工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò),則 PLC 需要有通信聯(lián)網(wǎng)功能,即要求 PLC 應(yīng)具有連接其他 PLC 、上位計(jì)算機(jī)及 CRT 等的接口。大、中型機(jī)都有通信功能,目前大部分小型機(jī)也具有通信功能。
( 7 )對 PLC 結(jié)構(gòu)形式的選擇
在相同功能和相同 I/O 點(diǎn)數(shù)據(jù)的情況下,整體式比模塊式價(jià)格低。但模塊式具有功能擴(kuò)展靈活,維修方便(換模塊),容易判斷故障等優(yōu)點(diǎn),要按實(shí)際需要選擇 PLC 的結(jié)構(gòu)形式。
2 .分配輸入 / 輸出點(diǎn)
一般輸入點(diǎn)和輸入信號、輸出點(diǎn)和輸出控制是一一對應(yīng)的。
分配好后,按系統(tǒng)配置的通道與接點(diǎn)號,分配給每一個(gè)輸入信號和輸出信號,即進(jìn)行編號。
在個(gè)別情況下,也有兩個(gè)信號用一個(gè)輸入點(diǎn)的,那樣就應(yīng)在接入輸入點(diǎn)前,按邏輯關(guān)系接好線(如兩個(gè)觸點(diǎn)先串聯(lián)或并聯(lián)),然后再接到輸入點(diǎn)。
( 1 )確定 I/O 通道范圍
不同型號的 PLC ,其輸入 / 輸出通道的范圍是不一樣的,應(yīng)根據(jù)所選 PLC 型號,查閱相應(yīng)的編程手冊,決不可“張冠李戴"。必須參閱有關(guān)操作手冊。
( 2 )部輔助繼電器
內(nèi)部輔助繼電器不對外輸出,不能直接連接外部器件,而是在控制其他繼電器、定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器時(shí)作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或數(shù)據(jù)處理用。
從功能上講,內(nèi)部輔助繼電器相當(dāng)于傳統(tǒng)電控柜中的中間繼電器。
未分配模塊的輸入 / 輸出繼電器區(qū)以及未使用 1 : 1 鏈接時(shí)的鏈接繼電器區(qū)等均可作為內(nèi)部輔助繼電器使用。根據(jù)程序設(shè)計(jì)的需要,應(yīng)合理安排PLC 的內(nèi)部輔助繼電器,在設(shè)計(jì)說明書中應(yīng)詳細(xì)列出各內(nèi)部輔助繼電器在程序中的用途,避免重復(fù)使用。參閱有關(guān)操作手冊。
( 3 )分配定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器
PLC 的定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器數(shù)量分別見有關(guān)操作手冊。
7.3 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及步驟
7.3.1 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法
在了解了 PLC 程序結(jié)構(gòu)之后,就要具體地編制程序了。編制 PLC 控制程序的方法很多,這里主要介紹幾種典型的編程方法。
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圖解法編程
圖解法是靠畫圖進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì)。常見的主要有梯形圖法、邏輯流程圖法、時(shí)序流程圖法和步進(jìn)順控法。
(1) 梯形圖法:梯形圖法是用梯形圖語言去編制 PLC 程序。這是一種模仿繼電器控制系統(tǒng)的編程方法。其圖形甚至元件名稱都與繼電器控制電路十分相近。這種方法一種編程方法。
(2) 邏輯流程圖法:邏輯流程圖法是用邏輯框圖表示 PLC 程序的執(zhí)行過程,反應(yīng)輸入與輸出的關(guān)系。邏輯流程圖法是把系統(tǒng)的工藝流程,用邏輯框圖表示出來形成系統(tǒng)的邏輯流程圖。這種方法編制的 PLC 控制程序邏輯思路清晰、輸入與輸出的因果關(guān)系及聯(lián)鎖條件明確。邏輯流程圖會(huì)使整個(gè)程序脈絡(luò)清楚,便于分析控制程序,便于查找故障點(diǎn),便于調(diào)試程序和維修程序。有時(shí)對一個(gè)復(fù)雜的程序,直接用語句表和用梯形圖編程可能覺得難以下手,則可以先畫出邏輯流程圖,再為邏輯流程圖的各個(gè)部分用語句表和梯形圖編制 PLC 應(yīng)用程序。
(3) 時(shí)序流程圖法:時(shí)序流程圖法使首先畫出控制系統(tǒng)的時(shí)序圖(即到某一個(gè)時(shí)間應(yīng)該進(jìn)行哪項(xiàng)控制的控制時(shí)序圖),再根據(jù)時(shí)序關(guān)系畫出對應(yīng)的控制任務(wù)的程序框圖,后把程序框圖寫成 PLC 程序。時(shí)序流程圖法很適合于以時(shí)間為基準(zhǔn)的控制系統(tǒng)的編程方法。
(4) 步進(jìn)順控法:步進(jìn)順控法是在順控指令的配合下設(shè)計(jì)復(fù)雜的控制程序。一般比較復(fù)雜的程序,都可以分成若干個(gè)功能比較簡單的程序段,一個(gè)程序段可以看成整個(gè)控制過程中的一步。從整個(gè)角度去看,一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的控制過程是由這樣若干個(gè)步組成的。系統(tǒng)控制的任務(wù)實(shí)際上可以認(rèn)為在不同時(shí)刻或者在不同進(jìn)程中去完成對各個(gè)步的控制。為此,不少 PLC 生產(chǎn)廠家在自己的 PLC 中增加了步進(jìn)順控指令。在畫完各個(gè)步進(jìn)的狀態(tài)流程圖之后,可以利用步進(jìn)順控指令方便地編寫控制程序。
2. 經(jīng)驗(yàn)法編程
經(jīng)驗(yàn)法是運(yùn)用自己的或別人的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。多數(shù)是設(shè)計(jì)前先選擇與自己工藝要求相近的程序,把這些程序看成是自己的“試驗(yàn)程序"。結(jié)合自己工程的情況,對這些“試驗(yàn)程序"逐一修改,使之適合自己的工程要求。這里所說的經(jīng)驗(yàn),有的是來自自己的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),有的可能是別人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),就需要日積月累,善于總結(jié)。
3. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)編程
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是通過 PLC 編程軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行程序設(shè)計(jì)、離線或在線編程、離線仿真和在線調(diào)試等等。使用編程軟件可以十分方便地在計(jì)算機(jī)上離線或在線編程、在線調(diào)試,使用編程軟件可以十分方便地在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行程序的存取、加密以及形成 EXE 運(yùn)行文件。
7.3.2 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟
在了解了程序結(jié)構(gòu)和編程方法的基礎(chǔ)上,就要實(shí)際地編寫 PLC 程序了。編寫 PLC 程序和編寫其他計(jì)算機(jī)程序一樣,都需要經(jīng)歷如下過程。
1. 對系統(tǒng)任務(wù)分塊
分塊的目的就是把一個(gè)復(fù)雜的工程,分解成多個(gè)比較簡單的小任務(wù)。這樣就把一個(gè)復(fù)雜的大問題化為多個(gè)簡單的小問題。這樣可便于編制程序。
2. 編制控制系統(tǒng)的邏輯關(guān)系圖
從邏輯關(guān)系圖上,可以反應(yīng)出某一邏輯關(guān)系的結(jié)果是什么,這一結(jié)果又英國導(dǎo)出哪些動(dòng)作。這個(gè)邏輯關(guān)系可以是以各個(gè)控制活動(dòng)順序?yàn)榛鶞?zhǔn),也可能是以整個(gè)活動(dòng)的時(shí)間節(jié)拍為基準(zhǔn)。邏輯關(guān)系圖反映了控制過程中控制作用與被控對象的活動(dòng),也反應(yīng)了輸入與輸出的關(guān)系。
3. 繪制各種電路圖
繪制各種電路的目的,是把系統(tǒng)的輸入輸出所設(shè)計(jì)的地址和名稱聯(lián)系起來。這是很關(guān)鍵的一步。在繪制 PLC 的輸入電路時(shí),不僅要考慮到信號的連接點(diǎn)是否與命名一致,還要考慮到輸入端的電壓和電流是否合適,也要考慮到在特殊條件下運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定條件等問題。特別要考慮到能否把高壓引導(dǎo)到 PLC 的輸入端,把高壓引入 PLC 輸入端,會(huì)對 PLC 造成比較大的傷害。在繪制 PLC 的輸出電路時(shí),不僅要考慮到輸出信號的連接點(diǎn)是否與命名一致,還要考慮到 PLC 輸出模塊的帶負(fù)載能力和耐電壓能力。此外,還要考慮到電源的輸出功率和極性問題。在整個(gè)電路的繪制中,還要考慮設(shè)計(jì)的原則努力提高其穩(wěn)定性和可靠性。雖然用 PLC 進(jìn)行控制方便、靈活。但是在電路的設(shè)計(jì)上仍然需要謹(jǐn)慎、全面。因此,在繪制電路圖時(shí)要考慮周全,何處該裝按鈕,何處該裝開關(guān),都要一絲不茍。
4. 編制 PLC 程序并進(jìn)行模擬調(diào)試
在繪制完電路圖之后,就可以著手編制 PLC 程序了。當(dāng)然可以用上述方法編程。在編程時(shí),除了要注意程序要正確、可靠之外,還要考慮程序要簡捷、省時(shí)、便于閱讀、便于修改。編好一個(gè)程序塊要進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),這樣便于查找問題,便于及時(shí)修改,要整個(gè)程序完成后一起算總帳。
5. 制作控制臺(tái)與控制柜
在繪制完電器、編完程序之后,就可以制作控制臺(tái)和控制柜了。在時(shí)間緊張的時(shí)候,這項(xiàng)工作也可以和編制程序并列進(jìn)行。在制作控制臺(tái)和控制柜的時(shí)候要注意選擇開關(guān)、按鈕、繼電器等器件的質(zhì)量,規(guī)格必須滿足要求。設(shè)備的安裝必須注意安全、可靠。比如說屏蔽問題、接地問題、高壓隔離等問題必須妥善處理。
6. 現(xiàn)場調(diào)試
現(xiàn)場調(diào)試是整個(gè)控制系統(tǒng)完成的重要環(huán)節(jié)。任何程序的設(shè)計(jì)很難說不經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試就能使用的。只有通過現(xiàn)場調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)控制回路和控制程序不能滿足系統(tǒng)要求之處;只有通過現(xiàn)場調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)控制電路和控制程序發(fā)生矛盾之處;只有進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試才能后實(shí)地測試和后調(diào)整控制電路和控制程序,以適應(yīng)控制系統(tǒng)的要求。
7. 編寫技術(shù)文件并現(xiàn)場試運(yùn)行
經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試以后,控制電路和控制程序基本被確定了,整個(gè)系統(tǒng)的硬件和軟件基本沒有問題了。這時(shí)就要全面整流技術(shù)文件,包括整理電路圖、PLC 程序、使用說明及幫助文件。到此工作基本結(jié)束。
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下,PROFIBUS-DP,是在自動(dòng)化設(shè)施中網(wǎng)絡(luò)的中心通訊價(jià)值。
·裝置與裝置間通訊
使用新穎的BICO技術(shù)使SIMOREG DC-MASTER 在軟件功能性方面達(dá)到一個(gè)新水平。其中,兩個(gè)功能強(qiáng)大的處理器處理電樞和勵(lì)磁回路開環(huán)和閉環(huán)所有傳動(dòng)控制。利用BICO技術(shù),只需簡單的參數(shù)設(shè)定,就可實(shí)現(xiàn)功能塊的不同組合,滿足實(shí)際的應(yīng)用。
·BICO 新穎的軟件解決方案
使用RS485 接口實(shí)現(xiàn)裝置與裝置間的連接,因而實(shí)現(xiàn)一個(gè)高速全數(shù)字設(shè)定值級鏈。
·分布式的智能化使產(chǎn)品更靈活
由于把所有的部件都集成到數(shù)字環(huán)境中,從而使得配置和服務(wù)變得更加簡單,而且工程費(fèi)用業(yè)大大減少。 對于 SIMOREG DC-MASTER 而言,的模塊化以及具有分布式智能化的部件都能達(dá)到這一目的,而且更具靈活性。為了滿足這些特殊功能的要求,我們還提供了各種附加模板。這些模板不僅可以完成與電機(jī)相關(guān)的控制功能,而且可以完成特殊部分式過程控制。
·T300/T400 模塊提供工藝控制功能
T300/T400 模塊提供了多種工藝控制功能。如卷曲,張力,同步,定位,多電機(jī)等。在箔材機(jī)械,造紙機(jī),紡織機(jī),印刷機(jī)以及拉絲機(jī)等有廣泛的應(yīng)用。
·通訊模塊 CBP 和 CBC
用于 PROFIBUS-DP的 CBP 模板和用于 CAN的 CBC 模塊可以保證 SIMOREG DC-MASTER 實(shí)現(xiàn)通用的開放式的通訊。
·SIMOVIS在WINDOWS上進(jìn)行調(diào)試和診斷軟件
SIMOVIS是基于WINDOWS平臺(tái)的調(diào)試診斷軟件,SIMOREG DC-MASTER的所有參數(shù)都具有圖形化提示。可以更新處理,及打印參數(shù)設(shè)置。 并可處理過程數(shù)據(jù),及進(jìn)行診斷操作,也可以實(shí)現(xiàn)離線或在線操作。這些也可以在通訊條件下進(jìn)行。