西門子6ES7901-3CB30-0XA0詳細介紹 西門子6ES7901-3CB30-0XA0詳細介紹
串聯(lián)補償裝置的工作原理是在電鐵供電線路負荷較重、線路感抗損耗嚴重時通過投入事先串聯(lián)在 回路中的電容器， 改變電路負載類型， 從而達到提升網(wǎng)壓和改善功率因數(shù)的作用。如圖1 所示。由于電鐵負荷是一個運動負荷， 負荷的大小不僅與機車的數(shù)量有關(guān)， 而且還與機車的載重、機車的運行狀態(tài)、線路的坡度等因素密切相關(guān)。電容器的投切操作也相當頻繁。如果使用機械（ 有觸點） 開關(guān)， 由于其投切時刻相對于網(wǎng)壓相位的隨即性， 觸頭在非過零點吸合時會因短路電力電容器而受到很大的電流沖擊， 其電氣壽命通常只有幾十次。因此在串聯(lián)補償裝置中必須采用晶閘管交流電子開關(guān)來實現(xiàn)對電力電容器的過零投切。
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CPU
6ES7 211-0AA23-0XB0 CPU221 DC/DC/DC,6輸入/4輸出
6ES7 211-0BA23-0XB0 CPU221 繼電器輸出,6輸入/4輸出
6ES7 212-1AB23-0XB8 CPU222 DC/DC/DC,8輸入/6輸出
6ES7 212-1BB23-0XB8 CPU222 繼電器輸出,8輸入/6輸出
6ES7 214-1AD23-0XB8 CPU224 DC/DC/DC,14輸入/10輸出
6ES7 214-1BD23-0XB8 CPU224 繼電器輸出,14輸入/10輸出
6ES7 214-2AD23-0XB8 CPU224XP DC/DC/DC,14DI/10DO,2AI/1AO(PNP)
6ES7 214-2AS23-0XB8 CPU224XPsi DC/DC/DC,14DI/10DO,2AI/1AO(NPN)
6ES7 214-2BD23-0XB8 CPU224XP 繼電器輸出,14DI/10DO,2AI/1AO
6ES7 216-2AD23-0XB8 CPU226 DC/DC/DC,24輸入/16輸出
6ES7 216-2BD23-0XB8 CPU226 繼電器輸出,24輸入/16輸出
擴展模塊
6ES7 221-1BH22-0XA8 EM221 16入 24VDC，開關(guān)量
6ES7 221-1BF22-0XA8 EM221 8入 24VDC，開關(guān)量
6ES7 221-1EF22-0XA0 EM221 8入 120/230VAC，開關(guān)量
6ES7 222-1BF22-0XA8 EM222 8出 24VDC，開關(guān)量
6ES7 222-1EF22-0XA0 EM222 8出 120V/230VAC，0.* 開關(guān)量
6ES7 222-1HF22-0XA8 EM222 8出 繼電器
6ES7 222-1BD22-0XA0
EM222 4出 繼電器 干觸點
6ES7 223-1BF22-0XA8 EM223 4入/4出 24VDC，開關(guān)量
6ES7 223-1HF22-0XA8 EM223 4入 24VDC/4出 繼電器
6ES7 223-1BH22-0XA8 EM223 8入/8出 24VDC，開關(guān)量
6ES7 223-1PH22-0XA8 EM223 8入 24VDC/8出 繼電器
6ES7 223-1BL22-0XA8 EM223 16入/16出 24VDC，開關(guān)量
6ES7 223-1PL22-0XA8 EM223 16入 24VDC/16出 繼電器
6ES7 223-1BM22-0XA8 EM223 32入/32出 24VDC，開關(guān)量
6ES7 223-1PM22-0XA8 EM223 32入 24VDC/32出 繼電器
6ES7 231-0HC22-0XA8 EM231 4入*12位精度，模擬量
6ES7 231-0HF22-0XA0 EM231 8入*12位精度，模擬量
6ES7 231-7PB22-0XA8 EM231 2入*熱電阻，模擬量
6ES7 231-7PC22-0XA0 EM231 4入*熱電阻，模擬量
6ES7 231-7PD22-0XA8 EM231 4入*熱電偶，模擬量
6ES7 231-7PF22-0XA0 EM231 8入*熱電偶，模擬量
6ES7 232-0HB22-0XA8 EM232 2出*12位精度，模擬量
6ES7 232-0HD22-0XA0 EM232 4出*12位精度，模擬量
6ES7 235-0KD22-0XA8 EM235 4入/1出*12位精度，模擬量
6ES7 277-0AA22-0XA0 EM277 PROFIBUS-DP接口模塊
6ES7 253-1AA22-0XA0 EM253 位控模塊
6ES7 241-1AA22-0XA0 EM241 調(diào)制解調(diào)器模塊
6GK7 243-1EX01-0XE0 CP243-1 工業(yè)以太網(wǎng)模塊
6GK7 243-1GX00-0XE0 CP243-1IT 工業(yè)以太網(wǎng)模塊
附件=非模塊
6ES7291-8GF23-0XA0 MC291,新CPU22x存儲器盒,64K
6ES7 297-1AA23-0XA0 CC292,CPU22x時鐘/日期電池盒
6ES7 291-8BA20-0XA0 BC293,CPU22x電池盒
6ES7 290-6AA20-0XA0 擴展電纜,I/O擴展,0.8米,CPU22x/EM
6ES7 901-3CB30-0XA0 編程/通訊電纜,PC/PPI,帶光電隔離,5-開關(guān),5m
6ES7 901-3DB30-0XA0 編程/通訊電纜,PC/PPI,帶光電隔離,USB接口，5-開關(guān)
6ES7 292-1AD20-0AA0 CPU22x/EM端子連接器塊,7個端子,可拆卸
6ES7 292-1AE20-0AA0 CPU22x/EM端子連接器塊,12個端子,可拆卸
6ES7 292-1AG20-0AA0 CPU22x/EM連接器塊,18個端子,可拆卸
6AV6640-0AA00-0AX0 TD400C文本顯示器
6ES7 272-0AA30-0YA0 TD200文本顯示器
6ES7272-0AA30-0YA1 TD200文本顯示器
6EP1 332-1SH31 專為S7－200 設(shè)計電源,24V/3.* 可并聯(lián)5個
6ES7 810-2CC03-0YX0 STEP 7-Micro/Win32 V4.0 包含SP6升級包
6XV1830-0EH10 網(wǎng)絡(luò)總線
6ES7972-0BB12-0XA0 網(wǎng)絡(luò)總線連結(jié)器，帶編程口，垂直電纜出線
6ES7972-0BA12-0XA0 網(wǎng)絡(luò)總線連結(jié)器，不帶編程口，垂直電纜出線
6ES7972-0BA41-0XA0 網(wǎng)絡(luò)總線連結(jié)器，不帶編程口，35度垂直電纜出線
6ES7972-0BB41-0XA0 網(wǎng)絡(luò)總線連結(jié)器，帶編程口，35度垂直電纜出線
6ES7901-0BF00-0AA0 PLC跟屏通訊電纜
6ES7810-2CC03-0YX0 STEP 7-Micro/WIN 是一種簡便、易學的編程軟件，用于 SIMATIC S7-200 自動化系統(tǒng)。它功能十分廣泛，甚至非常復雜的自動化任務(wù)也能解決。它調(diào)試簡便，編程省時，**用戶友好性。
STEP 7-Micro/WIN 是一種簡便、易學的編程軟件，用于 SIMATIC S7-200 自動化系統(tǒng)。它功能十分廣泛，甚至非常復雜的自動化任務(wù)也能解決。它調(diào)試簡便，編程省時，**用戶友好性。
STEP 7-Micro/WIN 是一種簡便、易學的編程軟件，用于 SIMATIC S7-200 自動化系統(tǒng)。它功能十分廣泛，甚至非常復雜的自動化任務(wù)也能解決。它調(diào)試簡便，編程省時，**用戶友好性。
PLC控制的步進電機可以采用軟件環(huán)行分配器，也可以采用如圖1所示的硬件環(huán)行分配器。采用軟環(huán)占用的PLC資源較多，特別是步進電機繞組相數(shù)M》4時，對于大型生產(chǎn)線應(yīng)該予以充分考慮。采用硬件環(huán)行分配器，雖然硬件結(jié)構(gòu)稍微復雜些，但可以節(jié)省占用PLC的I/O口點數(shù)，目前市場有多種專用芯片可以選用。步進電機功率驅(qū)動器將PLC輸出的控制脈沖放大到幾十~上百伏特、幾安~十幾安的驅(qū)動能力。
一般PLC的輸出接口具有一定的驅(qū)動能力，而通常的晶體管直流輸出接口的負載能力僅為十幾~幾十伏特、幾十~幾百毫安。但對于功率步進電機則要求幾十~上百伏特、幾安~十幾安的驅(qū)動能力，因此應(yīng)該采用驅(qū)動器對輸出脈沖進行放大。
數(shù)控滑臺的控制因素主要有三個：
1 行程控制
一般液壓滑臺和機械滑臺的行程控制是利用位置或壓力傳感器（行程開關(guān)/死擋鐵）來實現(xiàn)；而數(shù)控滑臺的行程則采用數(shù)字控制來實現(xiàn)。由數(shù)控滑臺的結(jié)構(gòu)可知，滑臺的行程正比于步進電機的總轉(zhuǎn)角，因此只要控制步進電機的總轉(zhuǎn)角即可。由步進電機的工作原理和特性可知步進電機的總轉(zhuǎn)角正比于所輸入的控制脈沖個數(shù)；因此可以根據(jù)伺服機構(gòu)的位移量確定PLC輸出的脈沖個數(shù)：
n=DL/d （1）
式中 DL——伺服機構(gòu)的位移量（mm）
d ——伺服機構(gòu)的脈沖當量（mm/脈沖）
2 進給速度控制
伺服機構(gòu)的進給速度取決于步進電機的轉(zhuǎn)速，而步進電機的轉(zhuǎn)速取決于輸入的脈沖頻率;因此可以根據(jù)該工序要求的進給速度，確定其PLC輸出的脈沖頻率：
f=Vf/60d （Hz） （2）
式中 Vf——伺服機構(gòu)的進給速度（mm/min）
3 進給方向控制
進給方向控制即步進電機的轉(zhuǎn)向控制。步進電機的轉(zhuǎn)向可以通過改變步進電機各繞組的通電順序來改變其轉(zhuǎn)向;如三相步進電機通電順序為A-AB-B-BC-C-CA-A…時步進電機正轉(zhuǎn);當繞組按A-AC-C-CB-B-BA-A…順序通電時步進電機反轉(zhuǎn)。因此可以通過PLC輸出的方向控制信號改變硬件環(huán)行分配器的輸出順序來實現(xiàn)，或經(jīng)編程改變輸出脈沖的順序來改變步進電機繞組的通電順序?qū)崿F(xiàn)。
2晶閘管交流電子開關(guān)對控制系統(tǒng)的要求及PLC的選用
晶 閘管交流電子開關(guān)的主電路由兩個反并聯(lián)晶閘管支路構(gòu)成，每個支路分別由兩只晶閘管并聯(lián)組成， 共使用四只晶閘管（ 聯(lián)接方式如圖2 所示） 。按照電氣化工程設(shè)計的要求， 晶閘管交流電子開關(guān)安裝于牽引變壓器附近的移動房屋內(nèi)， 結(jié)合應(yīng)用工況該裝置對控制系統(tǒng)有如下要求：
�。�1） 應(yīng)具有高度的可靠性， 以適應(yīng)電鐵供電網(wǎng)長期處于運行狀態(tài)的客觀要求;
�。�2） 應(yīng)具有完善的事故報警系統(tǒng)， 發(fā)生故障后應(yīng)該指示出故障類型， 無故障運行時應(yīng)指示出電力電容器的投切狀態(tài);
�。�3） 應(yīng)具有完善的邏輯控制和自動保護功能;
�。�4） 應(yīng)確保晶閘管在電壓過零點觸發(fā);
�。�5） 應(yīng)具有良好的電磁兼容性能， 能夠適應(yīng)牽引變電站現(xiàn)場復雜的電磁環(huán)境。
完 成電子開關(guān)的控制功能可以通過三種途徑： ①使用集成電路開發(fā)專用控制電路板; ②使用單片機和外圍電路開發(fā)專用控制電路板; ③使用PLC 和擴展模塊開發(fā)專用控制系統(tǒng)。由于PLC 具有控制可靠、組態(tài)靈活、體積小、功能強、速度快、擴展性好、維修方便等特點，不僅減少了系統(tǒng)的硬件接線， 提高了可靠性， 而且通過修改程序可適應(yīng)新的要求， 因此1600A1000V 晶閘管交流電子開關(guān)中選用了西門子公司的小型機S7—200 系列的PLC 作為其控制系統(tǒng)的核心部件。
3 PLC 控制系統(tǒng)的構(gòu)成及其在交流電子開關(guān)中的作用
（1） 硬件構(gòu)成及其作用
在本裝置的PLC 控制系統(tǒng)中，選用了西門子小型機S7—200 系列的CPU222、模擬量擴展模塊EM231 和文本顯示器TD200�？捎糜布到y(tǒng)資源分配圖如下表所示：
CPU222 是PLC 控制系統(tǒng)中的CPU 單元， 負責接收所有的開關(guān)量和經(jīng)過A/D 轉(zhuǎn)換后的模擬量輸入，并根據(jù)控制邏輯輸出控制信號;EM231 負責對主電路的電壓、電流信號進行A/D 轉(zhuǎn)換， 并將轉(zhuǎn)換結(jié)果輸送給CPU 單元; 文本顯示器TD200 負責監(jiān)視CPU 單元的輸出狀態(tài)， 根據(jù)各個輸出量的組合情況指示出晶閘管電子開關(guān)的運行狀態(tài)和故障類型。
（2） 軟件構(gòu)成及其功能
在本裝置的PLC 控制系統(tǒng)中，軟件有兩部分： 文本顯示軟件和邏輯控制軟件。文本顯示軟件中存儲著文本顯示器所要顯示的全部文本內(nèi)容和CPU 單元輸出量組合情況的對應(yīng)關(guān)系。
邏 輯控制軟件包含了晶閘管電子開關(guān)的所有控制邏輯， 在軟件結(jié)構(gòu)上由1 個主程序、2 個子程序、2 個定時中斷程序構(gòu)成。它的主要功能是： 根據(jù)控制要求， 實現(xiàn)對電壓、電流的檢測，適時的發(fā)出觸發(fā)信號， 以及對過壓、過流、風機、電源等諸類故障的檢測， 并及時發(fā)出報警信號， 實現(xiàn)保護功能。該軟件實現(xiàn)的流程圖如圖4 所示。
4 晶閘管的控制策略
晶 閘管交流電子開關(guān)是串連補償裝置的核心部件， 晶閘管的控制策略則是晶閘管交流電子開關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)。要實現(xiàn)對晶閘管的過零觸發(fā)必須依賴于對主電路電壓相位的同步， 而在該裝置中一旦晶閘管導通， 同步信號就會消失， 這是設(shè)計晶閘管觸發(fā)電路時必須注意的問題之一。另外， 晶閘管未導通時， 其承受的電壓與電力電容器承受的電壓同相， 而導通后由于電路結(jié)構(gòu)的變化， 電路會發(fā)生一個過渡過程， 這也是設(shè)計晶閘管觸發(fā)電路時必須注意的問題之一。
5 結(jié)束語
由 于PLC 集成度高， 抗干擾能力強， 編程簡單， 系統(tǒng)便于開發(fā)、維護和升級等優(yōu)點， 加之文本顯示器可以清楚明了的指示出晶閘管的導通、截止狀態(tài)以及顯示出各類故障狀態(tài)， 因此使用PLC 控制系統(tǒng)的晶閘管交流電子開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單、維護方便， 且具有較高的可靠性、可維護性和靈活性。 |
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