1336B010EADFA2LA Allen Bradley _廈門興銳嘉進出口有限公司

品牌：Allen Bradley	規格：1336B010EADFA2LA Allen Bradley	材質：AB
產地：原廠

1336B010EADFA2LA Allen Bradley
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　西門子公司的PLC產品的品種是非常豐富多樣的，像S7200就是屬於小型的PLC，並且是第三代的產品了。關於S7200所具有的特點有以下幾個方面：
　　（1）強大的功能。S7200的CPU模塊有5種，而且還能夠擴展到7種，還可以擴展到248點數字量的I/O，並且有30多KB的數據存儲空間。集合了6個高速計數器以及脈衝發生器、脈衝寬度調制器，這些都大大的提高工作的效率。能夠達到PID參數的自定。
　　（2）先進的程序結構。S7200所包含的程序結構是非常的簡單的，在進行編程的軟件中，其包含的主程序、子程序以及中斷程序是分開進行保存的。子程序還可以把輸入輸出的變量作為軟件的接口，這樣有利於達到結構化編程的目的。
　　（3）靈活方便的尋址。S7200所包含的各部分結構都是可以按照位、字節、字以及雙字來進行讀與寫的，例如：位存儲器、變量存儲器、輸入輸出結構等。
　　（4）編程軟件的功能強大以及使用方便。編程軟件STEP7Micro/WINV4.0包含了梯形圖、語句表以及功能塊圖編程語言三大部分。而S7200在進行操作的時候，其指令的功能性很強，但也便於掌握。
　　（5）強大的通信功能。S7200用於編程或者進行通信的CPU模塊是RS485接口，並且有一個或者是兩個。
　　2.2變頻器的選型
　　變頻器類型推薦西門子MicroMaster440/420，作為基於三相交流調速電動機係列的經典，MicroMaster440/420主要由微處理器實現控制，空濾輸出主要依靠雙極型絕緣柵晶體管，綜合運行能力強勁，可以為設備帶來傑出的可靠性。與此同時，這款變頻器內部模塊結構靈活，電動機保護功能非常到位，配合RS485/232C內置接口以及作用於過程控制的PI閉環控制器，滿足用戶自定義I/O端子需求，並且利用磁通電流來動態控制變頻特性，在低頻期間也可以完成力矩輸出，無跳閘運行高速電流限制。

　　MicroMaster440所搭配的雙饋電動機節能控制，能夠滿足係統的各類變頻需求，例如對電壓增幅與頻率分別控制，完成功率與轉速因數的雙向調節，在各類係統控制中均有不俗表現。輸出功率為0.74-90kW的西門子MicroMaster440，在功率越高的場地越能發揮出自身優勢，配合ECO節能控制的無傳感器自動矢量控制，有效增強了機械制動的超前吸附、延遲釋放等控制功能，確保升降機持續穩定運行。後，MicroMas.ter440對於傳送帶故障檢測也進行了優化，可以保證生產線運作，利用具有自定義參數功能的PID控制器實現主從控制，適用於多機同軸的驅動模式。　3、基於PLC和變頻器的雙饋電動機節能控制係統設計
　　通過雙饋發動機係統結構圖（見圖1）我們可以發現，控制器係統主要由PLC為核心，對變頻器和切換電路進行控制，在變頻調節前進行電路檢測。觸控屏幕可以為控制係統帶來直觀的人機交互指令界面，隨時對係統參數與電機狀態展開調整，控制人員利用觸控屏幕來觀察係統運行。電路檢測所對應的電流頻率、相位以及電壓增幅，可以有效控制額定電壓和功率，對電機轉數也能夠很好的掌握，電路檢測功能將電壓數據通過信號傳遞給PLC，然後係統對數據進行分析並合理控制。起動器作用於電機，當電機軟啟動後控制電路切換模式，只有係統處於雙饋模式才會視作雙饋電動機成功啟動。係統的節能算法與控制模式被幾種編入PLC，利用參數的調節來控制電機整體狀態，終實現節能控制目的。

　　圖1雙饋發動機節能係統結構圖
　　3.1主電路與控制電路設計
　　主電路構成參照雙饋電動機和直流發電機的回路，設計中需要注意的是，當直流發電機被雙饋電動機所負載時，後者的定子繞組需要連接到50Hz電網，並且經轉子繞組來對變頻器供電，電流由轉子繞組來輸入相位和頻率，進而達成對雙饋電機功率與轉速的掌握。節能控制係統設計需要指定PLC為控制器，用來接收和檢驗電路信號，分析電機當前電壓參數，後PLC會依據參數來執行內部算法，對接觸器線圈和變頻器功率輸出進行控制，展示出雙饋電動機運行情況。
　　3.2雙饋電動機瞬態參數檢測電路設計
　　轉速檢測是由脈衝隔離和旋轉編碼器組成的，編碼器負責收集轉速參數，並將它轉換成為脈衝信號交由脈衝隔離電路來分析處理，成為可供PLC識別的脈衝信號，PLC將反饋信息加工優化後，再次轉換成脈衝信號為電機設置合理轉速。在設計當中要充分考慮到功率因數在係統控制中的重要性，配需讓功率因數能夠得到實時監測，原因在於cos函數為偶函數，不管是正負的功率因數都會取正值，所以操作人員很難從功率因數中判斷負載情況，在設計當中可以將電流電壓作為根據，對線路超前與落後的功率因數進行判斷。與此同時，功率因數作為非線性函數，無法利用線路模擬來搭接，對此可以針對功率因數來設計微處理器。
　　3.3變頻器容量釋放電路設計
　　變頻器容量釋放的意義在於維持變頻器運行，設計的原則要基於不對容量進行更改，運用當前通用變頻器條件來增強電流輸出，進而讓電流符合雙饋電機的係統控制要求。變頻器容量釋放在設計中可以運用降壓方法，讓轉子接在電機的電壓器副邊、變壓器原邊，讓雙饋電機持續穩定在1350rpm範圍內重載，如果電機功率因數為1，那麼變壓器副邊則接通13V以上的電壓和9A以上電流，得出變頻器的輸出功率為39V電壓與和3A電流。完成轉子連接後，將變頻器的電壓電流提升到3倍，這樣便實現了變頻器釋放3倍的容量，在這一設計階段需要注意的是，根據雙饋電動機的轉子感應和電壓電流特徵，變頻器電壓輸出為低頻狀態，故係統當中所應用的降壓變壓器需要換為低頻變壓器。
　　4、結束語
　　電機節能技術經過長期發展，在今天已經取得了不少成就，它作用的領域十分廣泛，例如石油化工、冶金、輕工業等，對於電機節能技術的需求可謂與日俱增。通過對係統設計的優化，推廣變頻調速控制設備，適應各類需要進行速度調節與流量調節的生產，有效運用電機係統，能夠為容量配備以及電機係統整體運行提供有力保障，深入研究和拓展電機容量，為生產制造加強動力。電機控制係統的持續穩定運行，需要依賴完善的過程控制和能源配置，我國應當進一步推廣電機節能技術，幫助企業獲得更高的利潤空間和生產保障。
隨著微電子和計算機技術的發展，步進電機的需求量與日俱增，在各個行業的控制領域都將有廣泛應用。
　　PLC作為一種工業控制計算機，具有模塊化結構、配置靈活、高速的處理速度、的數據處理能力、PLC對步進電機也具有良好的控制能力，利用其高速脈衝輸出功能或運動控制功能，即可實現對步進電機的控制。
　　對於那些在運行過程中移動距離和速度均確定的具體設備，山社電機工程師認為採用PLC通過步進電機驅動器來控制步進電機的運轉是一種理想的技術方案。
　　步進電機的特點：（1）步進電機的角位移與輸入脈衝數嚴格成正比，電機運轉一周後沒有累積誤差，具有良好的跟隨性。（2）由步進電機與驅動器電路組成的開環數字控制係統，既非常簡單、廉價，又非常可靠。同時，它也可以與角度反饋環節組成的閉環數字控制係統。（3）步進電機的動態響應快，易於啟停、正反轉及變速。（4）速度可在相當寬的範圍內平滑調節，低速下仍能保證獲得大轉矩。（5）步進電機只能通過脈衝電源供電才能運行，它不能直接使用交流電源和直流電源。
　　步進電機能響應而不失步的高步進頻率稱為“啟動頻率”；與此類似，“停止頻率”是指係統控制信號突然關斷，步進電機不衝過目標位置的高步進頻率。而電機的啟動頻率、停止頻率和輸出轉矩都要和負載的轉動慣量相適應。有了這些數據，就能有效地對步進電機進行變速控制。
　　採用PLC控制步進電機，應根據下式計算係統的脈衝當量、脈衝頻率上限和大脈衝數量，進而選擇PLC及其相應的功能模塊。根據脈衝頻率可以確定PLC高速脈衝輸出時需要的頻率，根據脈衝數量可以確定PLC的位寬。脈衝當量=（步進電機步距角×螺距）/（360×傳動速比）；脈衝頻率上限=（移動速度×步進電機細分數）/脈衝當量；大脈衝數量=（移動距離×步進電機細分數）/脈衝當量。
　　PLC對步進電機的控制首先要確立坐標係，可以設為相對坐標係，也可以設為坐標係。坐標係的設置在DM6629字中，00—03位對應脈衝輸出0，04—07位對應脈衝輸出1。設置為0時，為相對坐標係；設置為1時，為坐標係。
　　採用PLC通過步進驅動器來控制步進電機的運轉，從而達到了PLC在步進電動控制中應用更加廣泛。例如，在對單雙軸運動的控制過程中，在控制面板上設定移動距離、速度和方向等參數。PLC讀入這些設定值後，通過運算產生脈衝、方向信號，控制步進電動機驅動，達到對距離、速度、方向控制的目的。並通過實測證明係統運行結果具有可靠性、可行性、有效性。日前，博世中國區總裁陳玉東對外宣布，2013年公司在華合並銷售額為412億元人民幣，同比增長18%，其中汽車銷售業務貢獻了大部分銷售額，達到了320億元，增速為28%，幾乎是車市增長水平的兩倍。他還透露，公司每年在華的投資在30億元左右，今年將在青島和上海兩地增開新廠。我們的宏偉目標是未來繼續在中國實現兩位數的增長。”博世集團董事會成員，亞太區負責人泰瑞來(PeterTyroller)稱。
　　據公開的信息，博世在中國生產和銷售汽車零配件和售後市場產品、工業傳動和控制技術、包裝技術、太陽能產品、電動工具、安防和通訊係統、熱力技術以及家用電器。博世在1909年進入中國市場。截至2013年，博世在中國雇有超過32,000名員工，經營著63家公司。
　　由於從2013年起，博世對應用的會計準則有所調整：持股小於等於50%的合資公司，其營收及雇員人數將不再計入財務數據總額。基於此，2013年的財務營收數據與2012年公布的數據並不具備直接可比性。
博世傳動
　　在過去的十年裏，博世在中國的年均復合增長率達到了25%。去年，博世在中國再次取得成功，實現了18%的銷售增長率，銷售額達412億元。“中國依舊是博世在德國之外的第二大市場。
　　今年再投30億元增加2座工廠
　　在過去的十年裏，博世在中國的年均復合增長率達到了25%，為了持續增長，博世也不斷加大在中國的投資。陳玉東透露，博世現在每年在華的投資力度大概在30億元左右，多的時候在40億元左右，少的時候為20多億，今年大概也是維持在30億元左右。
　　陳玉東表示，今年博世在華將建設兩個新廠，一個在上海，另外一個在青島。其中，上海主要是生產渦輪增壓係統。“為什麼要把渦輪增壓係統進行本土化？原因非常清晰。因為我們知道，能效以及二氧化碳排放的減排可以通過將發動機尺寸縮小來實現，這也需要我們的渦輪增壓係統的輔助。”
　　另一個工廠在青島，主要是做柴油方面的技術。“我們也看到對於節能減排技術的需求在中國不斷的上升，未來幾年會有不斷的增長。”陳玉東說，“因此我們希望把這個係統這個技術進一步本土化，這也是符合我們的‘根植本土，服務本土’的策略。”
現代工業正在新型技術支撐下，從傳統自動化生產走向智能化方向，在此過程中，還將拉動自動化裝備市場增長，其中PLC作為控制組成之一，產業市場正在擴大。
　　物聯網技術目前正逐漸融入到各行各業，從原物料的探勘、生產、物流到送達工廠的整個過程，所有的貨物及裝備都埋有電子標簽，讓不同的裝置可以互相溝通，人和物品以及物品之間都能夠彼此進行交流，成為網路的一部分，包括原物料的採購、庫存、銷售等領域，都可透過完善優化的供應鏈管理體係，進而提率，降低成本。此外，德國提出的工業4.0概念終目標也是完成工業智能化升級。這一係列智能化動作，都在拉動自動化裝備市場增長。
　　目前，PLC的發展推動力主要依靠由中國、巴西、印度及亞太等新興工業市場需求推動，預計這兩大市場的增長率將持續高於平均水平。除了日本，中、韓、臺三地也已成為機械產業的重要組成部分。如預期一樣，這些市場正向著自動化方向不斷轉型，2014年發展更加精密復雜的機械產業以適應出口需求。
　　用戶對PLC的性價比會越來越高，在同等價位下，希望PLC能夠集成更多功能，如多軸插補功能等，甚至把原來不帶有運動控制模塊的PLC轉化成帶有運動模塊，這些都是PLC廠商面對這場危機時所需要考慮的，在人人捂緊錢包的時候，只有高性價比的產品才能在這場危機中勝出，而對於運動控制器/卡，開放性將是其發展趨勢，不再借助相關平臺即能實現運動控制功能。
　　隨著工業智能化發展，PLC係統正不斷地完善其性能和網絡，但在將來仍需集成能源管理、數據分析及其他功能的一體化係統而不斷努力。我國約有60%的電動機工作在40%負荷以下的輕載狀態，這直接導致了約30%的能源被浪費。針對這種情況，電機輕載狀態下的節能技術顯得尤為重要。雙饋電動機因為其的轉子單獨勵磁的特點，在電機調速、節能方面具有很大的優勢，尤其對於水泵、風機類負載更能突出其明顯的節能效果。本文首先對雙饋電動機的理論進行了分析。
　　1、雙饋電動機控制理論與節能技術
　　1.1雙饋電動機的優勢
　　雙饋電動機不僅是屬於異步機的範疇，它還可以被稱之為交流勵磁電機（AlternatingCurrentExcitationMotorACEM）或異步化同步電機（AsynchronizedSynchronousMotor），因為它包含有獨立的勵磁繞組，在使用的過程中，能夠像同步電機一樣通過增加勵磁來進行功率因素的調節。同步電機其實是直流勵磁，所以它只能夠進行一個電流幅值調節，因此它一般只能夠進行無功功率的調節。而雙饋電動機能夠進行調節的量有三個，它們分別是：可調節的勵磁電流幅值、可改變的勵磁頻率以及可改變相位。這就表明了雙饋電動機為了達到調速的目的，可以採用改變勵磁頻率的方式來改變機電的速率。同樣的，在進行負荷突變的時候，也可以通過控制勵磁的頻率來改變機電的轉速，把轉子所產生的動能充分的利用起來，並吸收或者釋放負荷。雙饋電動機和同步電動機相比較，它們都能夠利用轉子勵磁的電流幅值的改變來對功率因素進行調節。因此交流勵磁在使用的過程中，不僅能夠進行無功功率的調節，還可以進行有功功率的條件，而雙饋電動機擁有眾多的優勢主要是因為它採用的是能夠進行調節的交流勵磁電源。
　　1.2恒視在功率節能技術
　　電機功率主要可以可以分為三種：無功功率、有功功率以及視在功率。恒視在功率在使用過程中的重點是當有功功率發生變化的時候，可以通過對電機的功率因數進行調節，後把電機的視在功率控制在一個固定的值。這種做法的優點在於電機進行輕載的時候可以把剩餘的電機容量作為無功功率向電網反饋，而當電動機重載的時候，可以把電機的功率因數的數值調節到與單位功率差不多，並且對電網的無功功率不進行吸收。同樣的，在風機、水泵中也可以使用恒視在功率，其主要的原因有：
　　（1）我國電廠和鋼鐵廠在工作的過程中，用電量高的設備主要是空調、風機和水泵，因此對風機與泵實行節能措施是非常有必要的，而且節能的效果將會非常的明顯。國家對於所有企業進行生產的技術裝備都是有規定的，分別是可靠性與效率。但是對於成產過程中資源的浪費現象並沒有太大的重視，所以水泵與風機實施節能措施是非常有必要的。
　　（2）恒視在功率在我國的使用效率是比較低的，主要的原因是生產過程中普遍都存在“小馬拉大車”的現象。相關的設計院在進行設計的時候，為了盡可能的少承擔責任，都採用的是比較保守、落後的設計方案，而且使用的參數都是超出實際大小的，這樣就使得餘量偏大了，壓力與流量係數也偏大了。然而制造商為了降低自身的風險，在把壓力與流量係數進行增加，這樣一層接一層增加的現象終導致了“小馬拉大車”現象的出現，也使得產品偏離了初的設計，降低了效率。但是恒視功率的使用正好彌補了這一缺陷，而且還為工廠提供了無功功率。
　　2、PLC和變頻器的應用技術
　　在雙饋電動機的節能控制係統中，在選擇控制器和轉子勵磁電源的時候需要非常的小心與謹慎，因為它們的好壞直接關係到係統的可靠性、穩定性以及節能性。由於PLC與通用變頻器具有其特有的優勢，因此它們都非常適合在雙饋電動機的控制係統中進行使用。
　　2.1PLC選型
　　在進行PLC型號的選擇時，首先要對PLC的輸入/輸出端口和通信端口的需求進行分析與確定。然後在根據雙饋電動機節能控制係統自身的需求，把係統中所有的輸入/輸出信號進行總結與分類，在根據PLC的輸入/輸出點的要求來進行I/O地址的分配，保證每個輸入/輸出信號都能夠準確的與PLC的輸入/輸出繼電器相對應，終根據其結果來進行PLC型號的確認。

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