SIEMENS/6ES7212-1AE40-0XB0

控制系統(tǒng)主要功能

    西門子S7-200系列PLC是西門子公司為用戶解決中小型自動化控制的主力產(chǎn)品。它具有運算速度快、功能齊全、性能可靠、可靈活組合等特點，在的中小型自動化控制領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。以下重點介紹S7-200系列PLC在旋挖鉆機上的應(yīng)用。

    1、雙向高速計數(shù)信號檢測

    S7-214CPU模塊具有多路高速計數(shù)輸入檢測端口，可靈活設(shè)計實現(xiàn)多路單向、雙向計數(shù)信號的檢測。在旋挖鉆機上應(yīng)用其雙向高速計數(shù)功能實現(xiàn)了上車回轉(zhuǎn)角度檢測、鉆頭鉆孔深度檢測。

    旋挖鉆機上車部分為液壓驅(qū)動的獨立旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。在設(shè)計中采用旋轉(zhuǎn)編碼器檢測其轉(zhuǎn)動角度，通過對編碼器A、B兩路脈沖信號的檢測，PLC的雙向高速計數(shù)輸入端可準(zhǔn)確計算出旋挖鉆機上車的相對角度（0-360O）變化值。

    同時PLC的復(fù)位信號輸入端檢測編碼器的C相信號，在上車每次回轉(zhuǎn)至編碼器的一固定位置時將高速計數(shù)器內(nèi)變量清零，可消除各種原因造成的計數(shù)誤差，保證計數(shù)的準(zhǔn)確性。

    鉆頭鉆孔深度檢測的原理與上車回轉(zhuǎn)角度檢測基本相同，但復(fù)位信號采用按鈕輸入，由操作人員根據(jù)情況校準(zhǔn)鉆頭深度零位值。在檢測運算中計數(shù)值為鉆頭深度變化值。

    2、左右控制手柄多路按鈕信號的檢測

    旋挖鉆機的控制主要通過駕駛座椅左右兩個控制手柄的多個按鈕控制實現(xiàn)，通過對PLC的指令編程，可轉(zhuǎn)換實現(xiàn)按鈕信號的上升沿、下降沿、延時控制等多種邏輯功能。

    3、外部傳感信號的檢測

    西門子S7-200系列PLC輸入信號檢測采用光耦隔離電流信號檢測，可隔離輸入信號線上因各種原因引起的非正常電氣信號，電流信號檢測方式可有效防止外部強干擾對正常信號的檢測。同時各輸入端輸入信號的濾波時間可根據(jù)需要分別設(shè)置。

    旋挖鉆機各機構(gòu)動作頻繁、控制復(fù)雜，在使用中容易因誤操作造成設(shè)備損壞。在設(shè)計中對各機構(gòu)關(guān)鍵部位均安裝了外部傳感裝置檢測其狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時PLC將通過外部傳感裝置信號控制相應(yīng)機構(gòu)立即保護(hù)動作，保護(hù)人身和設(shè)備安全。

    4、實現(xiàn)對液壓執(zhí)行機構(gòu)的控制

    西門子S7-200系列PLC的繼電輸出模塊可直接控制液壓系統(tǒng)的直流電磁線圈，只需在電磁線圈兩端并接外部抑制二極管，可較好的保護(hù)并延長內(nèi)部繼電器觸點的使用壽命。

5、與PROFACE的GP系列液晶觸摸屏通訊實現(xiàn)方便、直觀的人機界面對話顯示。

利用214CPU模塊上的485通訊接口與PROFACE的GP系列液晶觸摸屏通訊，將PLC檢測計算的旋挖鉆機各參數(shù)直觀的顯示在觸摸屏上，同時可直接通過觸摸屏實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)的控制和調(diào)試。

    plc在中聯(lián)重科ZR200型旋挖鉆機的應(yīng)用中，能很好的實現(xiàn)所需的各種功能，以下為總結(jié)的設(shè)計體會。

    直流供電型PLC可正常工作在DC20.4V-28.8V的標(biāo)稱值內(nèi)，實際應(yīng)用中可滿足旋挖鉆機DC24V的供電環(huán)境下，并能承受點火及作業(yè)過程中的各種干擾，非常適合工程機械的柴油發(fā)動機24V電源環(huán)境；豐富的高速計數(shù)端口適合與各種傳感裝置匹配進(jìn)行信號檢測；CPU模塊內(nèi)部集成的PPI通訊接口可實現(xiàn)多種方式的數(shù)據(jù)通訊，與多種觸摸屏端口方便的實現(xiàn)通訊傳輸

、BLM的預(yù)充電

SINAMICSS120為電壓型變頻器，直流回路采用電容做儲能濾波元件。當(dāng)使用二極管整流時，主回路上電的瞬間，直流母線之間相當(dāng)于短路，為避免瞬間沖擊電流對功率器件造成損壞，需要通過預(yù)充電回路對電容充電，逐步建立直流母線電壓。

1、二極管整流BLM

如圖4所示，20KW及40KW書本型BLM內(nèi)部集成了預(yù)充電回路。在預(yù)充電過程中，預(yù)充電電阻以熱能的方式消耗能量，因此不能頻繁的分、合閘（應(yīng)間隔3分鐘以上），以避免預(yù)充電電阻損壞。

2、晶閘管整流BLM

如圖5所示，為晶閘管型BLM，它通過改變晶閘管導(dǎo)通角（相角控制）對直流母線電容充電，因此不需要預(yù)充電電阻和旁路接觸器。主回路上電后，變頻器控制晶閘管導(dǎo)通角逐漸增大，直至導(dǎo)通，預(yù)充電過程完成進(jìn)入正常運行階段。

組態(tài)

SIRIUS 電子式 3RW電機軟起動器是為簡單的起動條件而設(shè)計的。一旦出現(xiàn)起動負(fù)載較大或者起停頻率增加的情況，就必須選擇較大額定值的產(chǎn)品。3RW50 和3RW52 軟起動器可在高達(dá) 600 V AC 的孤立供電網(wǎng)（IT 系統(tǒng)）中使用，3RW55 軟起動器甚至可在高達(dá) 690 V的孤立供電網(wǎng)中使用。

若起動時間較長，建議在電機中使用 PTC傳感器或溫度開關(guān)。平穩(wěn)斜坡減速、泵停止以及直流制動等轉(zhuǎn)矩控制模式也是這種情況，因為在這些模式下的斜坡減速時間內(nèi)，與自由斜坡減速相比會有額外的電流負(fù)載。

不允許在電機起動器內(nèi) SIRIUS 3RW軟起動器和電機之間使用容性元件（如，不能使用無功補償設(shè)備）。此外，無論是用于無功補償?shù)撵o態(tài)系統(tǒng)，還是動態(tài)PFC（功率因數(shù)校正），在起動時和軟起動器斜降時都不能并行操作。這對于防止補償設(shè)備和/或軟起動器發(fā)生故障來說十分重要。

主回路的所有元件（比如熔斷器和控制器）應(yīng)該按照在加載短路時直接起動時相應(yīng)的進(jìn)行選型。熔斷器和開關(guān)裝置必須單獨訂購。在選擇電機起動保護(hù)（選擇脫扣器）時，必須考慮用于起動電流的諧波分量負(fù)載。請遵守在技術(shù)數(shù)據(jù)中的大開關(guān)頻率。

注：

在接通感應(yīng)電機時，所有類型的起動器上（直接起動器、星-三角起動器、軟起動器）通常都會產(chǎn)生電壓降。饋電變壓器的尺寸必須能達(dá)到這樣的效果：起動電機時，所發(fā)生的電壓降不能超出允許公差的范圍。如果饋電變壓器確定尺寸時邊沿較小，則好從一個獨立回路（都不依賴于主電壓）將控制電壓饋入，以便防止可能發(fā)生將軟起動器切斷的情形