西门子模块6ES7322-5HF00-0AB0详细说明

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在运行过程中出现“只响不转”的情况该怎样处理呢？这种情况下，电机不一定是坏了，小编建议按照以下步骤进行电机的调试确定出现此种情况的原因。

检查线路，如果是第一次接线，一定要确认好电机的相位线，或者按照图纸接线,切记两相步进电机的a+a-和b+b-千万不能接错，如果接错可能造成电机堵转，严重的话电机烧毁。驱动器的接线图产品里会有说明书，如果丢失请一定联系客服人员要版说明；如果是正在使用的电机出现这个问题，先检查电机线路是否有破损和断开，如果断开，也会造成这种情况。

如果步进电机和驱动器的接线没有问题，接下来就检查负载和输入脉冲的频率。

1.检查负载，负载过重导致，电机脱开负载检查，如果脱开负载能够正常转动，那么说明电机负载过重。

2.检查输入脉冲的频率，步进电机的输入频率不能过高,过高时也会导致电机只响不转。

注意：

1）不同的电机对应的颜色不一样，使用时以电机资料说明为准，如57 与86 型电机线颜色是有差别的。

2）相是相对的，但不同相的绕组不能接在驱动器同一相的端子上，电机引线定义、串、并联接法应严格按照说明书上的示意图。

3）两相，三相，五相的步进电机电机对应的驱动器不同，需要适配合适的驱动器型号。

4）判断步进电机串联或并联接法正确与否的方法：在不接入驱动器的条件下用手直接转动电机的轴，如果能轻松均匀地转动则说明接线正确，如果遇到阻力较大和不均匀并伴有一定的声音说明接线错误。

转动惯量=转动半径*质量

低惯量就是电机做的比较扁长，主轴惯量小，当电机做频的反复运动时，惯量小，发热就小。所以低惯量的电机适合高频率的往复运动使用。但是一般力矩相对要小些。高惯量的就比较粗大，力矩大，适合大力矩的但不很快往复运动的场合。因为高速运动到停止，驱动器要产生很大的反向驱动电压来停止这个大惯量，发热就很大了。

惯量就是刚体绕轴转动的惯性的度量，转动惯量是表征刚体转动惯性大小的物理量。它与刚体的质量、质量相对于转轴的分布有关。（刚体是指 理想状态下的不会有任何变化的物体）,选择的时候遇到电机惯量，也是伺服电机的一项重要指标。它指的是伺服电机转子本身的惯量，对于电机的加减速来说相当重要。如果不能很好的匹配惯量,电机的动作会很不平稳.

一般来说，小惯量的电机制动性能好，启动，加速停止的反应很快，高速往复性好，适合于一些轻负载，高速定位的场合,如一些直线高速定位机构。中、大惯量的电机适用大负载、平稳要求比较高的场合，如一些圆周运动机构和一些机床行业。

如果负载比较大或是加速特性比较大，而选择了小惯量的电机，可能对电机轴损伤太大，选择应该根据负载的大小，加速度的大小，等等因素来选择，一般的选型手册上有相关的能量计算公式。

伺服电机驱动器对伺服电机的响应控制，最佳值为负载惯量与电机转子惯量之比为一，最大不可超过五倍。通过机械传动装置的设计，可以使负载

惯量与电机转子惯量之比接近一或较小。当负载惯量确实很大，机械设计不可能使负载惯量与电机转子惯量之比小于五倍时，则可使用电机转子惯量较大的电机，即所谓的大惯量电机。使用大惯量的电机，要达到一定的响应，驱动器的容量应要大一些。

 激光测量—在钢铁工业中的应用
    
    激光传感器日益成为在钢铁工业领域中普遍应用于铸造，加工、焊接及机器人等方面的测量工具。它主要针对金属工艺中小尺寸、高频率的测量需求，用于质量监测，不需直接接触金属表面而几乎在任何环境下进行操作。
    
    水平连铸控制
    铸造工艺自动化的提高要求越来越精确控制水平连铸。填级测量很大程度上依赖于不同种类漂浮系统。但由于这些系统直接接触熔体表面，由于粘接熔体而容易失效。而无接触激光系统提供了完美的解决方案：不直接接触熔体的自由测量特性并提供许多其它优点，比如在金属表面以较大距离进行大范围测量。主要应用领域是熔炉水平连铸的监控，如连铸壳、檐槽，联接件和模具。
    
    厚度测量
    布置两个传感器是进行厚度测量的基础。首先为一个滚筒指定原点，产品在滚筒上移动，与转轴接触的一面被作为零点，接下来的测量是相对于零点测出一个厚度值。另一种厚度测量，产品在位于其上方和下方的两个传感器之间移动，两个传感器测出的距离差得出产品的厚度值，这种测量装置的优点是产品可以在传送时上下振动时不会发生测量误差。空气冷却的OPTIMESS传感器可以对高温材料进行测量。穿梭厚度测量系统可以实现不同轨道的固定厚度测量。
    
    几何测量
    如果产品除厚度外，还需测量宽度、长度和边角，则可以采用点测OPTIMESS和OPTISCAN扫描仪。长度---由无接触长度测量系统独立进行整板几何测量，两个各位于产品上方和下方的扫描仪检测厚度和轮廓，位于产品两侧的两个点测OPTIMESS传感器测定宽度。钢板外形在整板通过在测量架下移动而持续测量。
    
    水平度测量
    水平度是板材的一个重要质量指标。自动化测量和控制系统集成在滚动线上监控水平度。高精度测量轴对这些车间进行控制是必要的。这种测量轴可以实现无接触激光在线测量。由于OPTIMESS传感器带宽高达10KHZ，高精度外形测量甚至可在高速在线进行。在工厂现场，热端采用三个OPTIMESS传感器测量水平度（边部—中间—边部），或者在冷端在两级高速轨道上测量，在这两种情况下产品表面外形由激光传感器检测并用计算机付立叶软件进行分析评估和显示。
    
    焊接接缝测量
    在航空航天工业中，焊接高强度铝合金件时，焊接缝的尺寸和几何位置意义重大。在激光焊接系统中采用两个OPTISCAN传感器，检测焊接尺寸并准确记录存档焊接件位置，可实现焊接件在线检测。另一种主要应用领域是焊接汽车钢板的重叠或间隙，单块板材靠锡焊或激光焊接在一起。以上两种情况，观察检测非常细小的公差在整个焊接过程中是非常重要的。因此，恰当的传感器必须应用于扫描焊接线，这时大量应用OPTIMESS或OPTISCAN传感器，焊接位置通过先进的传感器传送焊接控制系统并予以调节焊接头。
    
    直径测量/弯曲半径的确定
    影子法激光测量系统通常测量直径范围为300毫米。特殊的OPTIMESS传感器可用于更大的直径测量，一个装配两个的OPTIMESS传感器，可测量一个半径在两米之内的钢板，两个可将测量精确度提高两倍。应用装载在冷却室内的四个OPTIMESS传感器测量直径可达8米。三个传感器可从金属管上固定端起测量距离，同时测量直径，在高温红热的表面上测量也可进行。

1　概　况
龚嘴水力发电总厂位于四川省境内的大渡河上,目前由龚嘴和铜街子两个电站构成梯级水力发电,其中龚嘴电站装机容量7×100 MW,铜街子电站装机容量4×150 MW,总装机容量1 300 MW。龚嘴水电站分为上下厂房,上厂房为坝后式明厂房,装机容量4×100 MW,下厂房为洞内式厂房,装机容量3×100 MW;铜街子电站位于龚嘴电站下游约33 km,也为坝后式明厂房。龚嘴水力发电总厂基地位于乐山市沙湾区,距离龚嘴电站约37 km,距离铜街子电站约32 km。
1995年,龚嘴水力发电总厂被国家电力公司列为第二批无人值班试点单位。为实现“无人值班(少人值守)”,龚嘴水力发电总厂从1996年开始全面对龚、铜两站进行综合自动化改造,改造后两电站实现在沙湾梯调中心控制龚、铜两站,全计算机监控。
2　可编程控制器简介
可编程控制器(简称PLC)在工业控制领域应用已有相当长的历史,现已发展成为一项非常成熟的工控技术,它具有逻辑定序、定时、计数、运算、控制、信号及报警、保护、远动和远传等多种功能,其灵活性、可靠性、易编程、易调节等优点已广泛得到承认,在火电、水电、和化工、冶金、机械等各行各业中已大量应用了PLC技术。目前,我国市场上的PLC产品种类繁多。我厂选用最多的是三菱电机可编程控制器(FX系列)。下面以三菱电机可编程控制器(FX系列)为例,简要介绍这种PLC基本组成及性能:
2.1　基本逻辑指令
基本逻辑指令包括运算开始、串联连接、并联连接、电路块串联连接、电路块并联连接、线圈驱动指令、空操作、线圈接通保持指令、线圈接通指令、运算记忆、记忆读出及复位和程序结束等基本指令。
2.2　步进顺控指令
STL(继电器阶梯图或步进阶梯图)是一种摆脱具体的机械动作易于理解的表达图。使用者即使不进行复杂的程序设计,也能极其简单地对程序控制器进行编程。STL图完全以继电器阶梯图的形式表示,具有综合表达负载驱动电路与转移条件电路的特点。流程的形式有单流程、选择性分支与汇合流程、跳转流程、并行分支与汇合流程、中间状态STL、初始状态STL和运行模式的选择控制。
2.3　软元件功能
组成有输入、输出继电器XY,辅助继电器M,状态元件S,指针P/I,常数处理K/H,定时器T,计数器C,数据寄存器D,变址寄存器Z/V。
2.4　应用指令
应用指令包括程序流程、传送和比较指令、算术和逻辑运算指令、循环与移位、数据处理、高速处理、方便指令、外部I/O设备和外部模块。
2.5　特殊软元件
PC状态、时钟、标志、步进顺控、禁止中断、出错、高速表、功能扩展、脉冲捕捉、替代功能、内部增/减计数器和高速计数器。
2.6　编程语言
PLC应用技术的主要内容之一是编写应用程序,而梯形图语言则是使用得最多的一种编程语言。PLC梯形图是由传统的电气控制电路原理图演变来的,所以容易被广大技术人员接受和掌握。梯形图和电气控制电路原理图的主要相同之处是:(1)图形结构形式相同,都是展开电路原理图,传统的电气控制电路原理图可以看成是继电器梯形图;而用于PLC编程时则称为PLC梯形图。(2)继电器梯形图中使用的是各种控制电器的图形符号;PLC梯形图中则使用PLC内部资源-编程元件的等效电路符号。(3)信号输入、输出形式及控制功能相同,都是将输入信号经过电路的逻辑运算后输出,完成一定的控制功能。两者的主要不同之处是:(1)工作方式不同。继电器梯形图是各支路上同时加上电源的并行工作方式;PLC梯形图是顺序扫描的串行工作方式。(2)触点的可用数量不同。硬件继电器中的动作触点数量只是那么有限的几对;而软继电器的触点数量是无限的,可以任意次使用。(3)编程方式不同。在继电器梯形图中是用继电器有限的触点数量,仅考虑各元件之间的动作顺序,适当设置相互制约条件;PLC梯形图是顺序扫描工作方式,没有并行支路同时动作问题,但要求考虑正确的动作步序,尽量减少程序步数。PLC梯形图编写时主要采用横画法,主要用等效电路和能流方向表示,编写中注意接点的排列顺序、线圈的排列顺序、线圈右侧不允许串有接点以及接点的排列要符合能流规则等。
2.7　三菱可编程控制器(FX系列)的基本性能
运算控制方式:存储程序、反复运算方式;
输入输出控制方式:批处理方式;
运算处理速度:基本指令　0.48 μs/指令;应用指令　数+～数百μs;
指令数:基本指令20个、步进指令2个、应用指令228个;
输入继电器:154点X0～X267;
输出继电器:84点Y0～Y267;
辅助继点器:M0～M8255;
状态继电器:S0～S999;
定时器:T0～T255;
计数器:C0～C199;
数据寄存器:D0～D7999。
3　可编程控制器的应用
我厂使用最多的可编程控制器是日本三菱公司生产的电机可编程控制器(FX系列)和美国A-B公司生产的SLC-5 PLC。龚嘴水力发电总厂在综合自动化改造时,一方面采用先进的计算机监控系统,用动作灵敏、可靠性高、性能稳定的自动化元件代替原有的可靠性差、测值不准的自动化元件。另一方面用PLC代替原有的自动盘、机组油压装置控制盘以及空压机、集水井控制盘等。利用PLC,既能够自成系统独立对相应设备进行监测控制,又能方便地与计算机监控系统进行数据交换,具有测值准确、故障率低、运行稳定等优点,使其在一般情况下能够独立运行,只在PLC发生故障的情况下,才由计算机监控系统对其相应设备进行干预控制。
3.1　配置与功能
3.1.1　空压机控制系统
(1)配置:
三菱可编程控器FX2-80T、4A/D模块、电源、继电器等。
电机控制及保护:空气开关、接触器、热保护元件(带缺相保护)。
测控元件:压力变送器、电磁阀、电子流量开关、温度开关。
(2)功能:
系统的测控核心为PLC,它负责所有信息的处理。所有监测开关量送入PLC输入口,变送器将测得的气压电信号送入PLC专用A/D转换模块进行数据处理。PLC按照预置程序完成对空压机系统的自动测量控制,实现空压机的自动启停、供水阀和压力气罐排污阀的自动控制。系统能记录各台空压机的累计运行次数、累计运行时间。
3.1.2　压油装置控制系统
(1)配置:
三菱可编程控制器FX2-80T、SGK交流固态电机控制器、压力变送器、压差变送器、液位变送器、组合补气阀B302、压力开关。
(2)功能:
整套装置完成对压油装置的自动控制,实现对油泵的自动启停及自动补气,维持压力和油位在正常的工作范围内;自动运行时“工作”和“备用”泵自动循环,轮流担任,当“工作”泵故障时,“备用”泵自动顶替。系统依据连续精确测量的油位和补气油位设定值,控制电磁补气阀组进行自动补气,至正常油位后停止补气,并在压油罐油位及回油箱油位异常时,发出相应的故障信号。
3.1.3　集水井控制系统
(1)配置:
三菱可编程控器FX2-80T、4A/D模块、电源、继电器等。
电机控制:软起动器、空气开关;
控制元件:液位变送器、浮子开关、电磁阀(常开式)、热导式流量开关;
(2)功能:
PLC作为系统的测控核心,首先将液位变送器和浮子开关测得的水位信号进行自检和互检等数据处理。PLC按照预置程序,执行对水泵电机的启停控制,维持集水井中的水位正常并自动完成水泵电机的“工作——备用”状态切换。当水位达到备用水位及高水位时,发出相应信号。系统采用不同测量原理的两种水位测量控制信号,液位变送器和浮子开关轮换担任“主态”工作状态,运行中其中一个担任“主态”出现故障时另一个自动顶替其运行;液位变送器和浮子开关组成的控制测量模式具互检功能。
3.1.4　变压器冷却器控制系统
(1)配置:
FX2-80 MT可编程控制器、4A/D模块、温度变送器、温度开关、流量开关、压差变送器、电动阀。
(2)功能:
PLC根据主变负荷和3只温度开关与1只温度传感器送来的4个设定温度值,进行冷却器的启动和停止控制与温度升高的予警和报警;对风冷式变压器冷却器实现对油泵和冷却器的自动启停,维持主变油温在正常的工作范围内;对水冷式变压器冷却器实现冷却器的自动启停,并能对冷却器淤堵进行报警,能自动对冷却器冷却水进行正反向倒换。其运行方式除了按主变油温自动调节外,还自动执行定时逐台循环切换。当冷却器在运行中出现故障,测控装置还能自动进行“工作”“备用”状态的切换;同时,将报警信号上送给电站计算机监控系统。
系统为了保证主变冷却器的事故停运动作可靠,对于3只温度开关与1只温度传感器的动作正确与否,测控装置除了进行自检与互检外,还要进行两者之间的三选二关联动作(即:两只温度开关与1只温度传感器在事故温度时,必须有两个以上的输出量达到事故温度设定值),装置才会送出跳闸信号,否则不会动作。
3.1.5　大坝溢洪门控制系统
(1)系统结构及配置:
该系统的构成为每个溢洪门由一套PLC控制,5套溢洪门的PLC连成PLC网和大坝LCU-PLC相连;操作控制既可在现地控制单元PLC的面板上进行操作,也可在闸门LCU-PLC上进行操作。现地PLC组成为:A-BSLC-5可编程控制器、电源、面板、通信转换器1770-KF3、继电器、电磁阀、压力开关、位移传感器、空气开关、软起动控制器等。
(2)功能:
(a)数据采集运行监视
大坝LCU和现地PLC均可采集并监测显示各压力、油位、闸门开度、自动化元件动作情况等,对油泵的运行状态、闸门位置等进行监视,出现故障或异常时报警。压力传感器输出值直接接进PLC,由PLC输出各上限和下限控制接点。
(b)闸门控制
大坝LCU和现地PLC可独立执行确定的任务,PLC即使在脱离大坝LCU时仍能通过操作面板实现闸门的控制及显示,运行人员通过现地PLC控制面板上的触摸按钮进行闸门的开度设置,工作、备用泵切换,闸门的起升、下降、停止的控制;可完成对弧门水封系统的水润滑装置自动控制。闸门的下沉回升通过PLC实现。当闸门处于任意设定位置时,由于漏油等原因发生下滑并超过200 mm时,启动工作泵,闸门上升到原位置。若工作泵故障,继续下滑到250 mm时,备用泵启动,闸门上升到原位置。若备用泵出现故障,继续下滑到300 mm时,发报警信号。自动运行时,工作泵、备用泵自动循环,轮流担任,当工作泵故障时备用泵自动顶替工作。
(c)现场PLC模拟量、开关量与大坝LCU共同享用,以确保两套系统自动平稳切换。现地单元PLC故障时能自动平稳切换到大坝LCU工作 ,并报出故障信号,但不影响其它PLC的正常工作;在大坝LCU故障时,现地PLC能自动投入到独立工作状态。
(d)保护功能
溢洪闸门PLC监控系统可以根据采集的数据和运行情况确定闸门的运行是否正常,如发生电气或机械方面异常,可根据不同情况保护动作,以避免设备的损坏、溢流门PLC控制电源由两段电源供电,且能自动切换。
(e)通讯功能
溢洪闸门PLC可作为计算机监控系统的一部分,可独立运行也可由计算机监控系统统一管理。
3.2　应用情况
为实现“无人值班、少人值守”,龚嘴水力发电总厂进行了综合自动化改造,对龚嘴和铜站辅机及公用设备进行了大量改造工作,在辅助设备控制系统改造中大量使用了PLC技术,其中空压机自动测控系统在龚、铜两站高压、低压气机系统中使用了4套,机组压油装置自动测控系统在铜站使用了4套、龚站使用了7套,渗漏排水自动测控系统使用了9套,大坝溢洪门自动测控系统1套,主变冷却器5套。
从以上投运的PLC装置的实际运行情况看,PLC装置运行安全、可靠、稳定;采用以可编程控制器为核心及高可靠的外围自动化元件组成的自动测控系统,彻底改变了传统的测控方式,它取代了传统的调整困难、容易疲劳受损的接点压力表计、机械式压力继电器,这种全新的系统测控模式自动化程度高、运行可靠、功能齐全,具备完善的自动控制、保护及信息传递功能,能可靠地实现系统自身工作状态的自检,外围设备故障状况判断,并具有较强的故障容错功能。全面地数据显示功能为检查和分析设备的运行情况提供依据,从而提高了综合管理水平。
4　结束语
龚嘴水力发电总厂从1996年开始进行综合自动化改造工作,其目的是为实现水电站“无人值班、少人值守”,而原有辅机控制很难满足“无人值班、少人值守”的要求。在辅机及公用设备控制系统改造中,我厂选用PLC控制而没有采用计算机监控系统现地LCU进行控制有以下几点原因:
(1)水电站辅助设备(如压油装置、顶盖排水泵等)即使在机组停机状态下,也要按其监视的工况自动控制启停,如果这些辅助设备控制全部由计算机监控系统来完成,势必要求机组LCU在停机状态时也不能退出检修,这时,对LCU的可靠性和可用率提出了不切实际的要求,在技术上和经济上都是不可取的。目前,随着新技术的发展,已采用PLC实现控制以提高可靠性。当计算机监控系统暂时不可能与机组同步投运,或者监控系统出现暂时故障而短时退出时,为保机组的运行安全,除少数的辅助设备(与机组运行同时工作的如技术供水系统、主轴密封水等)可由机组LCU实现自动控制外,其它辅助设备宜分别设置专门的自动装置。
(2)水电厂的公用设备主要包括高、低压气系统、排水系统等,这些设备安装位置分散,相互独立、自成系统,只需靠各自的自动化元件,按其监视状态和给定的运行方式独立进行控制,自动控制的逻辑比较简单。为满足调试与运行管理的需要,一般都分别设制现地控制屏,如果将这些分散设备的自动控制都集中到计算机监控系统的公用LCU上则连接电缆增加很多,干扰难防,对公用LUC的可靠性要求太高,从而增加了计算机监控系统编程与调试的难度,使得自动控制难以实现。
(3)PLC操作简单、维护方便,PLC编程语言标准化,步进阶梯图易懂。
(4)从经济方面来讲,PLC的价格较之相同测点数量的LCU模件的价格要低得多;在安全性方面,PLC由于具有上述能够自成系统独立对设备进行可靠监测控制的特点,即使计算机监控系统或其它各系统发生故障不能运行时,也完全不会对该系统的正常工作造成影响。因此,采用以计算机监控为主再加上若干个PLC小系统(主要用作辅助设备及公用设备的监测控制)组成整个电站的计算机监控系统的方式,无论从经济还是从安全的角度看,都是一种非常好的配置方法。

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