西門子模塊6ES7518-4FP00-0AB0

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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(diào)速時的磁通與勵磁電流基本不變。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(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。對于這種負載，如果變頻器的v/f特性是線性關(guān)系，則低速時電機的許用轉(zhuǎn)矩遠大于負載轉(zhuǎn)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(guān)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?nèi)。

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(zhuǎn)矩減小的問題。適用于大起動轉(zhuǎn)矩的調(diào)速對象。

 　3.1 中央控制單元 ccu(central control unit type 3)
                    
　　ccu是整個系統(tǒng)的核心單元，機車的控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視由ccu實施和控制。hxd1機車的ccu采用type 3型32位微處理器，由網(wǎng)關(guān)gateway、中央處理器cpu、mvb32－4、電源組成，zui多可以實現(xiàn)2臺(4節(jié))機車的重聯(lián)。ccu采用冗余設計，每節(jié)車有2個ccu，一個主ccu，另一個為從ccu，結(jié)構(gòu)功能*相同，一個故障后另一個可以繼續(xù)工作，不影響機車正常運行。
                    
　　ccu的主要功能是為本節(jié)機車參數(shù)設置存儲、本節(jié)機車事件記錄、重聯(lián)機車事件顯示、整車通訊檢測、通過rs232接口讀或轉(zhuǎn)儲數(shù)據(jù)，并且作為機車中央控制單元系統(tǒng)軟件上載的輸入端口。
            
　　3.2 牽引控制單元 tcu(traction control unit)
                    
　　tcu是機車牽引的核心控制單元，由中央處理器模塊、存儲器模塊、斬波器控制模塊、數(shù)字接口模塊、數(shù)字輸入/輸出模塊、模擬接口模塊、控制系統(tǒng)檢測模塊、列車控制信號輸入變換模塊、數(shù)字信號輸入轉(zhuǎn)換模塊、接觸器驅(qū)動模塊、igbt觸發(fā)模塊、啟動單元等組成。其作用是控制和調(diào)節(jié)機車牽引、再生制動，從電氣上實現(xiàn)防空轉(zhuǎn)/滑行保護，并且實現(xiàn)了開閉環(huán)控制、速度頻率同步、故障處理與監(jiān)測等功能。
            
　　3.3 智能終端接口單元 sks1a、sks1b、sks3(sibas kilp)
                    
　　sks1a、sks1b、sks3為智能外圍設備連接終端，sks1a、sks1b是緊湊設計的數(shù)字輸入/輸出接口，專為司機室所用，它把司機控制指令轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并通過編碼將信號傳輸給ccu；sks3采用分散化輸入/輸出，減少車內(nèi)所需布線，增加控制和診斷能力。

功能 性能和靈活性 不論是在數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域還是操作領(lǐng)域，SINUMERIK 840D sl 在軟 硬件方面的可伸縮性為其在眾多領(lǐng)域的應用奠定了*條件。

從 簡單的定位任務到復雜的多軸系統(tǒng)都可適用。我們?yōu)槟募庸と?務提供了多種類型的 NCU。 采用NCU 710.3B PN時，SINUMERIK 840D sl共可支持8根軸，

采用 NCU 720.3B PN/NCU 730.3B PN 時支持的軸數(shù)量可多達 31 根軸。 借助CBE30-2通訊模塊，可通過NCU鏈接綁定多至3個NCU。 由此可實現(xiàn)多至 93 根 CNC 控制的軸 / 主軸和 150 根 CNC 和 PLC 控制的軸 / 主軸

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人機界面   
人機交換界面負責NC數(shù)據(jù)的輸入和顯示,它由MMC和OP組成    MMC(Man Machine Communication)包括：OP(Operation panel)單元，MMC,MCP(Machine Control Panel)三部分。MMC實際上就是一臺計算機，有自己獨立的CPU,還可以帶硬盤，帶軟驅(qū)；OP單元正是這臺計算機的顯示器，而西門子MMC的控制軟件也在這臺計算機中。1.MMC我們**常用的MMC有兩種：MMC100.2和MMC103,其中MMC100.2的CPU為486,不能帶硬盤；而MMC103的CPU為奔騰，可以帶硬盤，一般的，用戶為SINUMERIK810D配MMC100.2,而為SINUMERIK840D配MMC103.※         PCU(PC UNIT)是專門為配合西門子**的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、OP15等而開發(fā)的MMC模塊，目前有三種PCU模塊——PCU20、PCU50、PCU70, PCU20對應于MMC100.2，不帶硬盤，但可以帶軟驅(qū)；PCU50、PCU70對應于MMC103,可以帶硬盤，與MMC不同的是：PCU50的軟件是基于WINDOWS NT的。PCU的軟件被稱作HMI,HMI有分為兩種：嵌入式HMI和高級HMI。一般標準供貨時，PCU20裝載的是嵌入式 HMI,而PCU50和PCU70則裝載高級HMI.2.OPOP單元一般包括一個10.4″TFT顯示屏和一個NC鍵盤。根據(jù)用戶不同的要求，西門子為用戶選配不同的OP單元，如：OP030,OP031,OP032,OP032S等，其中OP031**為常用。3.MCPMCP是專門為數(shù)控機床而配置的，它也是OPI上的一個節(jié)點，根據(jù)應用場合不同，其布局也不同，目前，有車床版MCP和銑床版MCP兩種。對810D和840D，MCP的MPI地址分別為14和6，用MCP后面的S3開關(guān)設定。對于SINUMERIK840D應用了MPI（Multiple Point Interface）總線技術(shù)，傳輸速率為187.5k/秒，OP單元為這個總線構(gòu)成的網(wǎng)絡中的一個節(jié)點。為提高人機交互的效率，又有OPI（Operator PanelInterface）總線，它的傳輸速率為1.5M/秒。 l       數(shù)控及驅(qū)動單元1.NCU數(shù)控單元 SINUMERIK840D的數(shù)控單元被稱為NCU（Numenrical Controlunit）單元：中央控制單元,負責NC所有的功能,機床的邏輯控制,還有和MMC的通訊它由一個COM CPU板. 一個PLC CPU板和一個DRIVE板組成.根據(jù)選用硬件如CPU芯片等和功能配置的不同，NCU分為NCU561.2,NCU571.2,NCU572.2,NCU573.2(12軸)，NCU573.2(31軸)等若干種，同樣，NCU單元中也集成SINUMERIK840D數(shù)控CPU和SIMATIC PLC CPU芯片，包括相應的數(shù)控軟件和PLC控制軟件，并且?guī)в蠱PI或Profibus借口，RS232借口，手輪及測量接口，PCMCIA卡插槽等，所不同的是NCU單元很薄，所有的驅(qū)動模塊均排列在其右側(cè)。    2．數(shù)字驅(qū)動? 數(shù)字伺服：運動控制的執(zhí)行部分,由611D伺服驅(qū)動和1FT6(1FK6)電機組成   SINUMERIK840D配置的驅(qū)動一般都采用SIMODRIVE611D.它包括兩部分：電源模塊+驅(qū)動模塊（功率模塊）。   電源模塊：主要為NC和給驅(qū)動裝置提供控制和動力電源，產(chǎn)生母線電壓，同時監(jiān)測電源和模塊狀態(tài)。根據(jù)容量不同，凡小于15KW均不帶饋入裝置，極為U/E電源模塊；凡大于15KW均需帶饋入裝置，記為I/RF電源模塊，通過模塊上的訂貨號或標記可識別。   611D數(shù)字驅(qū)動:是新一代數(shù)字控制總線驅(qū)動的交流驅(qū)動，它分為雙軸模塊和單軸模塊兩種，相應的進給伺服電機可采用1FT6或者1FK6系列，編碼器信號為1Vpp正弦波，可實現(xiàn)全閉環(huán)控制。主軸伺服電機為1PH7系列。l       PLC模塊SINUMERIK810D/840D系統(tǒng)的PLC部分使用的是西門子SIMATIC S7-300的軟件及模塊，在同一條導軌上從左到右依次為電源模塊（Power Supply），接口模塊（Interface Module）機信號模塊（Signal Module）。的CPU與NC的CPU是集成在CCU或NCU中的。   

 電源模塊（PS）是為PLC和NC提供電源的+24V和+5V。接口模塊（IM）是用于級之間互連的。信號模塊（SM）使用與機床PLC輸入/輸出的模塊，有輸入型和輸出型兩種。二．硬件的接口一．     840D系統(tǒng)的接口 ?  840D系統(tǒng)的MMC，HHU，MCP都通過一根MPI電纜掛在NCU上面，MPI是西門子PLC的一個多點通訊協(xié)議，因而該協(xié)議具有開放性，而OPI是840D系統(tǒng)針對NC部分的部件的一個特殊的通訊協(xié)議，是MPI的一個特例，不具有開放性，它比傳統(tǒng)的MPI通訊速度要快，MPI的通訊速度是187.5K波特率，而OPI是1.5M。?  NCU上面除了一個OPI端口外，還有一個MPI，一個Profibus接口，Profibus接口可以接所有的具有Profibus通訊能力的設備。Profibus的通訊電纜和MPI的電纜一樣，都是一根雙芯的屏蔽電纜?  在MPI，OPI和Profibus的通訊電纜兩端都要接終端電阻，阻值是220歐，所有如果要檢測電纜的好壞情況，可以在NCU端打開插座的封蓋，量A，B兩線間的電阻，正常情況下應該為110歐。二．611系列驅(qū)動的組成與接口1．611系列的驅(qū)動分成模擬611A，數(shù)字611D和通用型611U。都是模塊化結(jié)構(gòu)，主要有以下幾個模塊組成：?電源模塊    電源模塊是提供驅(qū)動和數(shù)控系統(tǒng)的電源，包括維持系統(tǒng)正常工作的弱電和供給功率模塊用的600V直流電壓。根據(jù)直流電壓控制方式，它又分為開環(huán)控制的UE模塊和閉環(huán)控制的I/R模塊，UE模塊沒有電源的回饋系統(tǒng)，其直流電壓正常時為570V左右，而當制動能量大時，電壓可高達640多伏。I/R模塊的電壓一直維持在600V左右?控制模塊    控制模塊實現(xiàn)對伺服軸的速度環(huán)和電流環(huán)的閉環(huán)控制?功率模塊    對伺服電機提供頻率和電壓可變的交流電源?監(jiān)控模塊    主要是對電源模塊弱電供電能力的補充。?濾波模塊    對電源進行濾波作用。?電抗        對電壓起到平穩(wěn)作用。   2．611電源模塊的接口信號611模塊的接口信號有以下幾組：?（1）電源接口U1 V1 W1 主控制回路三相電輸入端口X181     工作電源的輸入端口，使用時常常與主電源短接，有的系統(tǒng)為了讓機床在斷電后驅(qū)動還能正常工作一段時間，把600V的電壓端子與P500 M500端子短接，這樣由于600V電壓不能馬上放電完畢，還能維持驅(qū)動控制板的正常工作一段時間。P600M600是600V直流電壓輸出端子。?（2）控制接口64       控制使能輸入，該信號同時對所有連接的模塊有效，該信號取消時，所有的軸的速度給定電壓為零，軸以**的加速度停車。延遲一定的時間后，取消脈沖使能63       脈沖使能輸入，該信號同時對所有連接的模塊有效，該信號取消后，所有的軸的電源取消，軸以自由運動的形式停車。48       主回路繼電器，該信號斷開時，主控制回路電源主繼電器斷開。 112      調(diào)試或標準方式，該信號一般用在傳輸線的調(diào)試中，一般情況接到系統(tǒng)的24V上。X121     模塊準備好信號和模塊的過熱信號。準備號信號與模塊的撥碼開關(guān)的設置有關(guān)，當S1.2=ON時，模塊有故障時，準備好信號取消，而S1.2=OFF時，模塊有故障和使能(63,64)信號取消時，都會取消準備好信號，因此在更換該模塊的時候要檢查模塊頂部的撥碼開關(guān)的設置，否則模塊可能會工作不正常。所有的模塊過載和連接的電機過熱都會觸發(fā)過熱報警輸出。NS1/NS2  主繼電器閉合使能，只有該信號為高電平時，主繼電器才可能得電。該信號常用來作主繼電器閉合的連鎖條件。AS1/AS2  主繼電器狀態(tài)，該信號反映主繼電器的閉合狀態(tài)，主繼電器閉合時為高電平。9/19/R    9是24V輸出電壓，19是24V的地，R為模塊的報警復位信號。?（3）其它輔助接口X351     設備總線 ，為后面連接的模塊供電用。X141     電壓檢測端子，供診斷和其它用途用。?7： P24 ，＋24V          ?45：P15，＋15V       ?44：N15，－15V         ?10：N24，－24V            ?15：M，0V? 電源模塊上面有6個指示燈，分別指示模塊的故障和工作狀態(tài)。一般正常情況下綠燈亮表示使能信號丟失(63和64)，黃燈亮表示模塊準備好信號，這時600V直流電壓已經(jīng)達到系統(tǒng)正常工作的允許值。電源模塊正常工作的使能條件：    48，112，63，64接高電平，NS1和NS2短 接，顯示為一個黃燈亮，其它燈都不亮。直流母線電壓應在600V左右.3．611驅(qū)動控制模塊接口信號? （1）611D驅(qū)動控制模塊接口信號    ? 611D控制模塊與數(shù)控系統(tǒng)主要是通過一根數(shù)據(jù)總線相連，基本沒有太多的接口信號。X431：   軸脈沖使能，該信號為低電平時，該軸的電源撤消，一般這個信號直接與24V短接X432：   BERO 端子，該接口用作BERO開關(guān)信號的輸入口。X34，X35模擬輸出口，其中有兩個模擬口（X1，X2 ）用作模塊診斷測試用，它可以用來跟蹤一些數(shù)字量，比如轉(zhuǎn)速，電壓和電流等并把它轉(zhuǎn)換成0到5V的模擬電壓輸出，具體的輸出信號可以通過數(shù)控系統(tǒng)選擇，Ir模擬輸出口是固定輸出電機R相的電流的模擬值。X411：   電機編碼器接口，輸入電機的編碼器信號，還有電機的熱敏電阻，其中電機的熱敏電阻值是通過該插座的13和25腳輸入，該熱敏電阻在常溫下為580歐，155度時大于1200歐，這時控制板關(guān)斷電機電源并產(chǎn)生電機過熱報警。(1PH7電機溫度檢測信號連接同1FT6/1FK6電機)X411：   直接測量系統(tǒng)輸入口，輸入直接位置測量信號，一般為正余弦電壓信號?*  611D的控制板的速度環(huán)和電流環(huán)的參數(shù)設置在NCK里面，故更換控制板后不需要重新設置參數(shù)