西門子6SE6440-2UD33-7EB1

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高性能矢量控制變頻器，提供更高級的過載能力、200% 額 定電流3s、150% 額定電流 60s （5分鐘內）高質量集成 PID 控制器（自動調諧）一體式 A 級 EMC 濾波器用于裝置使用與 Micromaster 420 相同的附件，例如操作面板和濾波器

集成制動斬波需要操作面板來操縱此裝置或修改工廠設置參數(shù)。400 系列是 Micromaster 變頻器系列的進一步發(fā)展。 該系列變頻器基于先前版本的成功經(jīng)驗，從而使其在電動機控制領域廣泛運用。

PM330L 功率模塊符合在作為第二環(huán)境標準的 IEC 61800-3 對抗干擾性能的要求。在與進線電抗器組合使用時，進線濾波器還可以將功率模塊發(fā)射的傳導干擾限制在標準 IEC 61800-3 中定義的 Category C2 極限值范圍內。當與一個*基于 EMC 設計導則的裝置結合使用時，
安裝地點的極限值將符合對DI一環(huán)境的要求。
進線濾波器適用于接地系統(tǒng)（帶星形接地點的 TN 或 TT 系統(tǒng)）。

變頻器日常使用中出現(xiàn)的一些問題，很多情況下都是因為變頻器參數(shù)設置不當引起的。西門子變頻器可設置的參數(shù)有幾千個，只有系統(tǒng)地、合適地、準確地設置參數(shù)才能充分利用變頻器性能。[1]

頻器控制方式的選擇由負荷的力矩特性所決定，電動機的機械負載轉矩特性根據(jù)下列關系式?jīng)Q定：

轉矩t與轉速n的關系根據(jù)負載種類大體可分為3種[2]。

(1)即使速度變化轉矩也不大變化的恒轉矩負載，此類負載如傳送帶、起重機、擠壓機、壓縮機等。

(2)隨著轉速的降低，轉矩按轉速的平方減小的負載。此類負載如風機、各種液體泵等。

(3)轉速越高，轉矩越小的恒功率負載。此類負載如軋機、機床主軸、卷取機等。

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設為0，變頻器工作于線性

v/f控制方式，將使調速時的磁通與勵磁電流基本不變。適用于工作轉速不在低頻段的一般恒轉矩調速對象。

將p1300設為2，變頻器工作于拋物線特性v/f控制方式，這種方式適用于風機、水泵類負載。這類負載的軸功率n近似地與轉速n的3次方成正比。其轉矩m近似地與轉速n的平方成正比。對于這種負載，如果變頻器的v/f特性是線性關系，則低速時電機的許用轉矩遠大于負載轉矩，從而造成功率因數(shù)和效率的嚴重下降。為了適應這種負載的需要，使電壓隨著輸出頻率的減小以平方關系減小，從而減小電機的磁通和勵磁電流，使功率因數(shù)保持在適當?shù)姆秶鷥取?/p>

可以進一步通過設置參數(shù)使v/f控制曲線適合負載特性。將p1312在0至250之間設置合適的值，具有起動提升功能。將低頻時的輸出電壓相對于線性的v/f曲線作適當?shù)奶岣咭匝a償在低頻時定子電阻引起的壓降導致電機轉矩減小的問題。適用于大起動轉矩的調速對象。

變頻器v/f控制方式驅動電機時，在某些頻率段，電機的電流、轉速會發(fā)生振蕩，嚴重時系統(tǒng)無法運行，甚至在加速過程中出現(xiàn)過電流保護，使得電機不能正常啟動，在電機輕載或轉矩慣量較小時更為嚴重?？梢愿鶕?jù)系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩的頻率點，在v/f曲線上設置跳轉點及跳轉頻帶寬度，當電機加速時可以自動跳過這些頻率段，保證系統(tǒng)能夠正常運行。從p1091至p1094可以設定4個不同的跳轉點，設置p1101確定跳轉頻帶寬度。

有些負載在特定的頻率下需要電機提供特定的轉矩，用可編程的v/f控制對應設置變頻器參數(shù)即可得到所需控制曲線。設置p1320、p1322、p1324確定可編程的v/f特性頻率座標，對應的p1321、p1323、p1325為可編程的v/f 特性電壓座標。

參數(shù)p1300設置為20，變頻器工作于矢量控制。這種控制相對完善，調速范圍寬，低速范圍起動力矩高，精度高達0.01%，響應很快，高精度調速都采用svpwm矢量控制方式

參數(shù)p1300設置為22，變頻器工作于矢量轉矩控制。這種控制方式是目前上*的控制方式，其他方式是模擬直流電動機的參數(shù)，進行保角變換而進行調節(jié)控制的，矢量轉矩控制是直接取交流電動機參數(shù)進行控制，控制簡單，精確度高。

西門子變頻器（圖1）

　　對于（6）、（7）兩點應補充說明的是，采用FCS系統(tǒng)，節(jié)省投資的效果是不用懷疑的，但是否如有的專家所說達60~66%。這些數(shù)字在多篇文章中出現(xiàn)，編者認為這是相互轉摘的結果，目前還未找到這些數(shù)字的原始出處，因此，讀者在引用這些數(shù)字時要慎重。

　?。?）FCS相對于DCS組態(tài)簡單，由于結構、性能標準化，便于安裝、運行、維護。

　?。?）用于過程控制的FCS設計開發(fā)要點。這一點并不作為與DCS的比較，只是說明用于過程控制或者說用于模擬連續(xù)過程類的FCS在設計開發(fā)中應重點考慮的問題。

　　1）要求總線本安防爆功能，而且是頭等重要的。

　　2）基本監(jiān)控如流量、料位、溫度、壓力等的變化是緩慢的，而且還有滯后效應，因此，節(jié)點監(jiān)控并不需要快電子學的響應時間，但要求有復雜的模擬量處理能力。這一物理特征決定了系統(tǒng)基本上多采用主一從之間的集中輪詢制，這在技術上是合理的，在經(jīng)濟上是有利的。

4. 熱電偶的信號處理方式

4.1 硬件組態(tài)設置
首先要在硬件組態(tài)選擇與外部補償接線*的measuring type（測量類型），measuring range（測量范圍），reference junction（參比接點類型）和reference temperature（參比接點溫度）的參數(shù)，如下各圖所示。

圖10 S7-300模板測量方式示意圖

圖11 S7-300模板測量范圍示意圖

對于S7-300的模板，組態(tài)如圖10和11所示，只需要選擇測量類型和測量范圍（分度類型），補償方式包含在測量類型中。比如： 參比接點固定溫度補償方式，測量類型選擇 TC-L00C（參比接點溫度固定為0℃） 或 TC-L50C（參比接點溫度固定為50℃），再選擇分度類型，組態(tài)就完成。

圖12 S7-400模板組態(tài)圖1

圖13 S7-400模板組態(tài)圖2

對于S7-400的模板，組態(tài)如圖12和13所示，測量類型中選擇TC-L方式，測量范圍中選擇與實際熱電偶類型*的分度號，參比接點的選擇。比如：參比接點固定溫度的方式，測量類型和測量范圍選擇完后，在參比接點選擇ref.temp（參考溫度），然后在reference temperature框（參考溫度）內填寫參比接點的固定，組態(tài)就完成，或者是共享補償方式，可以用SFC55動態(tài)傳輸溫度參數(shù)。

表12 參比接點參數(shù)說明

4.2 測量方式和轉換處理

表13 測量方式各參數(shù)的說明及處理

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USS通信原理與編程的實現(xiàn)

4.1 S7 1200 PLC與MM440 通過USS通信的基本原理

S7 1200提供了專用的USS庫進行USS通信，如圖6所示：

圖6：S7 1200 專用的USS庫

USS_DRV功能塊通過USS_DRV_DB數(shù)據(jù)塊實現(xiàn)與USS_PORT功能塊的數(shù)據(jù)接收與傳送，而USS_PORT功能塊是S7-1200 PLC CM1241 RS485模塊與MM440之間的通信接口。USS_RPM功能塊和USS_WPM功能塊與MM440的通信與USS_DRV功能塊的通信方式是相同的。如圖7所示。

圖7：通信結構圖

4.2. 功能塊使用介紹
USS_DRV 功能塊是S7-1200 USS通信的主體功能塊，接受MM440的信息和控制MM440的指令都是通過這個功能快來完成的。必須在主 OB中調用。
USS_PORT功能塊是S7-1200與MM440進行USS通信的接口，主要設置通信的接口參數(shù)?？稍谥鱋B或中斷OB中調用。
USS_RPM功能塊是通過USS通信讀取MM440的參數(shù)。必須在主 OB中調用。
USS_WPM功能塊是通過USS通信設置MM440的參數(shù)。必須在主 OB中調用。

4.3. S7 1200 PLC進行USS通信的編程

4.3.1. USS_DRV功能塊的編程

USS_DRV功能塊的編程如圖8所示。

圖8： USS_DRV功能塊的編程

USS_DRV功能塊用來與MM440進行交換數(shù)據(jù)，從而讀取MM440的狀態(tài)以及控制MM440的運行。每個MM440使用一的一個USS_DRV功能塊，但是同一個CM1241 RS485模塊的USS網(wǎng)絡的所有MM440（最多16個）都使用同一個USS_DRV_DB