西門子6SL3100-1AE31-0AB1
問題:
我這套系統(tǒng)是動力試驗臺。MM440控制交流感應(yīng)電機對動力機械進行發(fā)動機臺架性能試驗使用。問題是,MM440本身在德國人的眼里,就是風(fēng)機泵類的控制,很簡單的,而發(fā)動機臺架性能試驗的設(shè)備,應(yīng)該是工程型動力傳動控制系統(tǒng)所做的事。在國內(nèi),因為用戶沒錢,都買廉價的測功設(shè)備做實驗,所以,MM440的控制系統(tǒng)做測功機,倒成了熱銷。
系統(tǒng)是沒有編碼器的SLVC控制,采用的是傳統(tǒng)的端子通訊,沒有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊的那種。設(shè)定值和開關(guān)量一律由MM440的端子輸入和輸出的那種。要完成的工況任務(wù):
1.恒轉(zhuǎn)速的電動發(fā)電狀態(tài);
2.外部閉環(huán)的恒轉(zhuǎn)矩控制發(fā)電狀態(tài)(采用的恒轉(zhuǎn)速運行扭矩限幅的控制方式)。
對于恒轉(zhuǎn)速控制電動和發(fā)電狀態(tài)的運行工況,MM440沒有問題。這里不做贅述。對于外部閉環(huán)的扭矩限幅控制,客戶要求:
一,必須要從0-100%連續(xù)控制。
第二,在運行中能對受試發(fā)動機做突加和突減負載的調(diào)速實驗。
那么,問題來了,首先是0扭矩的工況,電機的輸出軸系是有靜摩擦阻力和電磁阻力的。即便是此時給電機切斷了電源,零磁場狀態(tài)下,軸系的摩擦轉(zhuǎn)矩也依然存在。而此時發(fā)動機需要測試0轉(zhuǎn)矩下,怠速的排放數(shù)據(jù)。如果電機軸系轉(zhuǎn)矩不為零,就不能滿足實驗需求;
另外,調(diào)速特性的突加和突減操作,如果僅僅是把扭矩設(shè)定值(限幅值)在0和當(dāng)前值之間轉(zhuǎn)換,也做不到突減的需求,因為那時的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩仍然很大,電機在磁場作用下,仍有很強的靜阻力存在。
像這樣的需求,我們一直都是采用工程型變頻器系統(tǒng)來完成的操作,現(xiàn)在這種配置的測功機系統(tǒng),過去僅僅用于一般性的速度特性試驗,不是做法規(guī)排放試驗設(shè)備。可是用戶就是這么任性。必須在此設(shè)備上滿足使用需求。
用戶任性,這是煩人的事情了。怎么解決呢?
一,要求M440必須要有轉(zhuǎn)矩限幅控制時的零補償功能。也就是此時需要電機有電動能力,悄悄地幫忙傳動,使發(fā)動機軸轉(zhuǎn)矩變?yōu)?。這種幫忙,在工程型變頻器非常好辦,在MM440里做?巧婦難為無米之炊呀。
第二,要能解決在線狀態(tài)下的使能和禁止操作。也就是在電機運行中操作無編碼器的使能允許和禁止。當(dāng)發(fā)動機熄火狀態(tài),測功機的那個零扭矩狀態(tài)的幫忙補償就是多余的了,此時需要把使能禁止,是電機停止幫忙的轉(zhuǎn)動。第二個問題或許相對好解決。
如上圖示。閉環(huán)扭矩零補償分了三個部分。
一部分,從模擬量輸入2來的扭矩限幅值設(shè)定信號,小值設(shè)置了一個臺階,這個臺階就是把扭矩限幅的小值放開一丟丟,不讓它等于0,為扭矩的0補提供通道;
第二部分就是電機要正反兩個方向運行,所以,零補也要兩個方向的補償,把它與正反轉(zhuǎn)命令關(guān)聯(lián),就可以分別做兩個方向的扭矩0補了。而且我用的是固定值設(shè)置,固定值設(shè)置單位是Hz,我給定補償點是扭矩,單位不匹配,沒關(guān)系,加一個自由功能塊,就變成了100%的單位了。
第三部分,把補償加在了扭矩設(shè)定值通道的附加給定上。既滿足了使用需求。實測,零補狀態(tài),電機軸扭矩可以達到0.05Nm以下的效果。
假如MM440沒有BiCo的功能,這個零補,可就真的沒戲了。我感覺開心的,就是MM440沒有模擬開關(guān)的自由功能塊,但是他的固定值設(shè)置選擇因為有了互聯(lián)功能,而且閑著也是閑著,為何不用呢?
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APL庫的通道驅(qū)動塊介紹
使用PCS 7編程時,訪問硬件IO數(shù)據(jù)時并不是直接引用IO地址,而是通過通道驅(qū)動塊(Channel Blocks)來關(guān)聯(lián)IO地址(必須處于過程映像區(qū))。
驅(qū)動塊提供用戶程序和硬件輸入輸出組件之間的接口。
下列通道塊可連接到符號地址: