G120变频器在堆垛机上的应用

产品详情：

  西门子SINAMICS家族有着非常丰富的产品线，如下图所示，从V系列、G系列到S系列，具有多种产品可选。

  G120变频器属于SINAMICS家族中标准型通用变频器，应用机型或者环境如下图所示。G120选型的时候在重载启动时，一定注意要高一个功率档。

  对于功率单元有两个系列PM240-2和PM250，PM250具有电能反馈能力，PM240-2不具备。PM240-2功率范围从0.37Kw到250Kw，共7中尺寸，电压范围从单相200V、三相200V、三相380V-480V、三相500V-690V，基本能够很好的满足绝大部分工艺需求。

  对于操作面板，总的来说有两款可以再一次进行选择，BOP-2和IOP-2。BOP面板只能够显示两行字符，IOP面板可以显示的比较多，支持中英文切换。两种面板都支持柜门安装。

  对于变频器需要接编码器做闭环控制，只可选择CU250S-2控制单元，下图展示了编码器类型和接口。控制器具有3个编码器接口，其中一个DRIVE-CLiQ是西门子通讯协议的。

  G120可以在博图(TIA)软件上调试，也可以在Starter软件调试，博图上调试需要按照插件starterdrive组件，调试界面是中文，starter软件调整参数较为方便，但界面是英文。

  本案例以堆垛机的一个水平轴为例，该异步电机的驱动器上接了两个编码器，其中一个在电机的后端，是增量编码器，另外一个是小车上装的激光尺编码器。

  电机后端的编码器用作速度控制，激光尺用作位置控制编码器。在驱动器组态的时候，注意几个地方。

  驱动器组态的时候，注意勾选基本定位器功能，启用该功能需要一个授权，若没有授权，则驱动器上ready指示灯会一直闪红灯，但不影响正常使用该功能。

  后面IO配置包含电机配置按照正常配置即可，比较关键的一点是编码器参数的配置，因为能给速度控制和位置各配置一个编码器，注意勾选两个编码器，将第一个编码器勾选为电机编码器，同时确定这两个编码器分别接在哪个接口。此案例电机后侧1024线的增量编码器。

  对于位置控制的编码器，此案例选择的是劳易测的一款AMS307i激光尺，原理如下图示。

  我们在其手册能够找到，编码是格雷码，24位，分辨率0.1mm，供电电压18-30V，我们按照这一个参数将其填入驱动器编码器2的配置中。

  随后在机械参数配置中，将齿轮比配置一下，配置参数的时候需要减速器的参数，机械轮子的参数和编码器的参数。

  驱动器参数配置完成，可以在控制面板中进行使能，点动，速度模式运行，定位模式运行，必要时修改控制回路参数。

  基于Profibus或Profinet通讯总线的西门子变频和西门子PLC进行数据交互，是通过报文方式来进行的，对于速度控制和位置控制都有相应的报文，当然也可以配置自由报文后自己配置报文格式。

  CU250S-2控制器做位置位置控制，可以组态111报文，报文内容如下。

  实际应用中不用个人去解析报文中的字或者位，可通过西门子开发的功能块sina_pos，块的接口提供了使能，点动，定位等基本定位的功能。

  通过PLC由报文给变频器位置和速度，变频器能够响应动作，实现小车快速精确定位功能。

  从变频器的工作原理可知，改变电机工作电源频率需要经过整流-- 逆变的过程，制动电阻就处在整流后的位置，见下图⑧和⑨之间的电阻： 那么制动电阻是起啥作业呢？ 下图示例中： 当电机处在减速阶段时，电机开始向变频器反馈能量，即P-brake； 然后直流侧电压开始升高，当电压升高到一定阈值后，制动斩波器(BRC)处于ON的状态，此时反馈的能量开始释放到制动电阻上，即Pv 由于多余的能量通过制动电阻以热能的形式消耗掉，因此直流侧电压开始降低，当降低到一定阈值后，制动斩波器(BRC)处于OFF的状态，制动电阻不再工作。 以上就是制动电阻工作的原理及流程。 正常的情况下，由于各厂家的设计理念不同，直流侧的电容在设计上有几率存在差异。 有些

  中制动电阻是起啥作业呢？ /

  1 引言  采用变频器驱动异步电动机调速。在异步电动机确定后，通常应根据异步电动机的额定电流来选择变频器，或者根据异步电动机实际运行中的电流值(最大值)来选择变频器。当运行方式不同时，变频器容量的计算方式和选择方法不同，变频器应满足的条件也不一样。选择变频器容量时，变频器的额定电流是一个关键量，变频器的容量应按运行过程中也许会出现的最大工作电流来选择。变频器的运行一般有以下几种方式。  2 连续运转时所需的变频器容量的计算  由于变频器传给电动机的是脉冲电流，其脉动值比工频供电时电流要大，因此须将变频器的容量留有适当的余量。此时，变频器应同时满足以下三个条件：   式中：PM、η、cosφ、UM、IM分别为电动机

  变频器是把工频电源（50Hz或60Hz）变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。 变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可大致分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可大致分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器；按照工作原理分类，可大致分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制

  工作原理 /

  “掌握这50个与变频器设计、使用、实施和维护有关的术语定义，将使用户更容易正确地应用变频器。” 掌握变频器(VFD)的众多术语可能并不是特别容易。本文总结了在很多变频器手册和技术文章中频繁出现，以及在实际应用中主要涉及的50 个定义。学习与变频器设计、使用、实施和维护有关的术语定义，将使用户更容易正确地应用变频器。 1. 整流器/ 转换器：变频器主电源电路的三个主要部分之一，是功率流的第一部分。输入的交流线路电压，在转换器部分被整流为直流电压，转换器部分由二极管、可控硅整流器(S C R)或以全波桥配置连接的绝缘栅双极晶体管(IGBT)组成。 2. 直流母线：变频器主电源电路的第二个主要部分，主要由电容器组成，这些电容器平滑的存

  的术语定义 /

  物理环境 1)工作时候的温度。变频器内部是大功率的电子元件，极易受到工作时候的温度的影响，产品一般要求为0～55℃，但为了能够更好的保证工作安全、可靠，使用时应考虑留有余地，最好控制在40℃以下。在控制箱中，变频器一般应安装在箱体上部，并严格遵守产品说明书里面的安装要求，绝对不允许把发热元件或易发热的元件紧靠变频器的底部安装。 2)环境和温度。温度太高且气温变化较大时，变频器内部易出现结露现象，其绝缘性能就会大幅度的降低，甚至有可能引发短路事故。必要时，必须在箱中增加干燥剂和加热器。 3)腐蚀性气体。使用环境如果腐蚀性气体浓度大，不仅会腐蚀元器件的引线、印刷电路板等，而且还会加速塑料器件的老化，降低绝缘性能，在这种情况下，应把控制箱制成封闭式结构，

  1．概述 高压变频器 主要由控制柜、功率单元柜、变压器柜和旁路柜4部分所组成。控制柜作为整个高压 变频器 的核心部分，对总系统进行操作及控制。包括对功率单元PWM调制，控制 IGBT通断来输出单相脉冲调制波形、通过主站发出的命令来对整个系统来进行操作、故障时候的对总系统的重要保护以及相关数据信息的显示。鉴于高压变频器对系统可靠性高，抗干扰性强及扩展性丰富等特点，本主控系统采用台达生产的DVP系列 PLC 和DOP-B系列触摸屏来参与控制。 DVP系列可编程逻辑控制器以高速、稳健、高可靠度应用于许多工业 自动化 机械上；除了具有快速执行逻辑运算、丰富的指令集、多元扩充功能卡及超高的性价比等特色外，并且支持多种通讯规范。

  变频器大致上可以分为两类：电压型，将电压源的直流变换为交流，其直流回路通过电容滤波。 输出电压波形为矩形波电流波形近似正弦波。一般要深度负反馈，有稳定作用；电流型，将电流源的直流变换为交流，其直流回路通过电感滤波。电流波形为矩形波电压波形近似正弦波。一般为正反馈，有增益作用。 现在的变频器主要是采用VVVF变频或矢量控制变频，也就是先把工频交流电通过整流器转换成直流电源，再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电供给电机。但是VVVF缺点是输入功率因数比较低，谐波电流大，直流电路需要大的储能电容。 变频器的主回路构成：电源输入—整流桥—启动电阻—母线电容—制动单元（制动电阻）—逆变桥—电源输出。主电路是给异步电动机提供调压调

  plc与变频器两者是一种包含与被包含的关系，PLC与变频器都能够实现一些特定的指令，用来控制电机马达，PLC是一种程序输入执行硬件，变频器则是其中之一。 但是PLC的涵盖范围又比变频器大，还可拿来控制更多的东西，应用领域更广，性能更强大，当然PLC的控制精度也更大。变频器没有办法进行编程，改变电源的频率、电压等参数，它的输出频率能设为固定值，也可以由PLC动态控制。 plc是可以编程序的，用来控制电气元件或完成功能、通信等任务。 PLC与变频器之间通信需要遵循通用的串行接口协议（USS），按照串行总线的主从通信原理来确定访问的方法。总线上可以连接一个主站和最多31个从站，主站根据通信报文中的地址字符来选择要传输数据的从站，

  通讯接线图详解 /

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