烟台西门子PLC授权代理商
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PLC和变频器控制电动机正反转控制要求
按下SB1，电动机以10Hz正转；10s后，电动机以15Hz反转；按下SB2，电动机停止。
相关知识
为了满足不同的生产设备运行要求，需要改变电动机拖动系统的运转速区。交流电动机因其容量大、转速高且耐高压、xingjiabigao、适应性强等特点而被广泛应用。由交流电动机的转速表达式可知，交流电动机有3类调速方法：变极对数调速、变转差率调速和变电源频率调速。由于变频调速具有效率高、调速范围大、精度高等特点，所以是交流电动机一种比较理想的调速方法。
通过平滑地调节异步电动机的供电频率可以连续地调节电动机的同步转速，从而实现异步电动机的无级调速。然而，只改变电源频率实际上并不能正常调速，在调节定子供电频率的同时，需要调节定子供电电压，通过两者的配合才能实现不同类型的变频调速。把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。一个变频器Zui基本的结构包括整流器、平波电路、逆变器和控制回路。控制回路的主要任务是完成对主回路中逆变器的开关控制，对整流器的电压控制，以及完成各种保护功能。
本例中使用的变频器是三菱公司的FR-A700型变频器。它可实现电动机转速的jingque控制及平稳操作切换，主要以V/f控制为调速模式，还具有矢量控制调速模式，可得到高启动转矩与较高的调速范围。FR-A700变频器外观如图3-16所示。
(1)变频器主回路接线
电源连接：将变频器的R、S、T端通过熔断器接到380V 交流电源L1、L2、L3端上，实现对变频器的供电。
电动机连接：变频器的输出电源端子U、V、W端与电动机的三相电源端子相连，通过U、V、W端的电压变化来控制电动机的速度，接线时不必考虑相序，要充分考虑将变频器和电动机共同保护接地。完成变频器主回路接线后，再合上变频器模块面板上的红色按钮开关，主回路便接通电源，操作面板上的显示屏点亮，即可进行操作。
(2)变频器参数设置
为了满足各种生产机械的工艺要求，变频器在应用前面对其进行功能预置，即对变频器参数进行设置。
图3-16 FR-A700变频器外观
FR-A700变频器具有三种运行模式：面板运行模式(PU)、外部运行模式(EXT)、网络运行模式(NET)。其中常用的为前两种，操作面板上有一键即为该两者的组合：PU进行与EXT运行模式间的切换。FR-A700变频器的部分参数如表3-8所示。
表3-8 变频器部分参数一览表
设定运行模式(启动指令与频率设定)
在进行变频器参数设置之前，为了确保不受前次操作影响，先清除全部参数，使变频器的参数全部恢复到出厂设定值。变频器接上电源，其画面监视器显示EXT模式，0Hz。按PU/EXT键切换到PU运行模式；按 MODU键进行参数设置；旋转旋钮找到 ALLC；按SET键读取当前设定值显示“0”初始值；旋转旋钮改变设定值为“1”；按SET键进行设置，闪烁表明参数清除完毕。
(1)接线图
电动机正反转运行的接线图如图3-17所示。
(2)变频器参数设置
根据图3-17所示，变频器与PLC的接线表明电动机正、反转的启动信号将用到FR-A700的端子STF、STR和SD，即需要设置变频器的启动信号为外部信号输入方式。该例中电动机采用两种运行频率，由图3-17可知，PLC用Y2、Y3来控制FR-A700的端子RM、RL，即需要设置变频器的端子RH、RM、RL，STR-SD进行频率设定。
接好变频器的主回路与控制回路后，设定变频器参数。
①确认变频器是否运行在EXT状态，如果不是，利用PU/EXT按键进行切换。利用MODE键、旋转旋钮和SET键等设置参数Pr79=3，即选择变频器为外部/PU组合运行模式1。此时指示灯PU和EXT都亮。
图3-17 电动机正反转运行的接线图
②设置RM为10Hz，RL为15Hz，即Pr5=10Hz，Pr6=15Hz。
(3)梯形图
电动机正反转运行的梯形图如图3-18所示。
(4)控制过程分析
由于该例要求以10Hz正转运行，变频器正转启动端STF和频率10Hz设定端RM要同时导通才符合运行需求，反转运行时为15Hz，控制变频器反转启动端STR和频率15Hz设定端RM需同时导通。正转与反转之间间隔10s，借助定时器来实现自动切换。
程序详细解释：按下按钮SB1，输入信号X0接通，X0的常开触点闭合，输出信号Y0 (STF)、Y2(RM)接通，电动机以10Hz正转；同时接通时间继电器TO，延时10s，TO的常开触点闭合，输出信号Y1(STR)、Y3(RL)接通，电动机以15Hz反转；按下SB2，输入信号X2接通，X2的常闭触点断开，电动机停止运行。
SIMATIC S7-1500 是一款模块化控制系统，适用于离散自动化中的各种自动化应用。
模块化和无风扇设计、分布式结构的简单实施和方便的作使 SIMATIC S7-1500 成为适用于各种不同任务的经济高效且用户友好的解决方案。
SIMATIC S7-1500 的应用领域包括：
特种机械
纺织机械
包装机械
拾取和放置机
装配机
码垛机
通用机械设备制造
控制器构建
机床制造
安装系统，
电气/电子行业和技术行业
汽车
水/废水
食品和饮料
基础设施（隧道、交通管制、海洋、机场等）
提供多种不同性能级别的 CPU 和具有许多便捷功能的全面模块系列。故障安全 CPU 有助于在故障安全应用中使用。模块化设计允许用户仅使用其应用所需的模块。在任务扩展的情况下，控制器可以随时通过附加模块进行升级：
由于具有高电磁兼容性以及抗冲击和振动能力，SIMATIC S7-1500具有出色的工业兼容性，因此可以普遍使用。
设计
常规
S7-1500 自动化系统采用模块化设计，Zui多包含 32 个模块。它具有全面的模块，可以单独组合。S7-1500 自动化系统支持单层配置，其中所有模块都安装在一个 DIN 导轨上（有关要求，请参阅手册）。
系统包括以下内容：
控制器：
具有集成 PROFINET 接口或 PROFINET 和 PROFIBUS 接口的不同性能等级的 CPU，用于连接分布式 I/O 以及编程设备、HMI 设备、其他 SIMATIC 控制器或非西门子设备之间的通信。
SIMATIC S7-1500 有多种 CPU 版本可供选择：
标准CPU（作为MFP版本：能够在控制器上执行C/C++代码）
紧凑型 CPU，具有数字和模拟输入和输出，以及计数器输入和高速输出，可直接在 CPU 上集成技术功能
故障安全 CPU（作为 MFP 版本：能够在控制器上执行 C/C++ 代码），用于在同一台计算机上执行标准程序和安全相关程序
具有扩展运动控制功能的技术 CPU，例如速度齿轮、juedui同步作（与同步位置的规格同步）、凸轮和控制运动学功能。
冗余 CPU 用于控制具有高可用性要求的关键进程。由于采用冗余设计，备用控制器在控制器发生故障时无缝接管控制作业，而不会中断生产。
用于数字和模拟输入/输出的信号模块。
技术模块，例如用于高速计数、位置检测或测量功能。
通信模块和通信处理器，用于通过通信接口扩展控制器
根据要求，还可以使用以下内容：
电源模块 （PS），通过背板总线为 S7-1500 模块的内部电子设备供电，以防 CPU 对背板总线的输出不足以满足所有连接的模块。此外，60 W 24/48/60 V DC HF PS 使 CPU 能够保留其整个工作内存（Zui大 100 MB）以存储数据。
负载电流供应模块 （PM），用于将 SIMATIC S7-1500 连接到 120/230 V AC 的电源电压。
基于S7-1500连接分布式I/O的接口模块。
设计
简单的设计使 SIMATIC S7-1500 用途广泛且易于维护。
集成背板总线：
背板总线集成到模块中。这些模块通过插入外壳后部的 U 型连接器连接。这节省了安装过程中的时间。
S7-1500 DIN 导轨上的模块组件：
提供各种长度，包括用于定长切割的版本。由于集成了 DIN 导轨，可以卡入各种标准组件，例如附加端子、微型断路器或小型继电器。
可靠且用户友好的接线：
I/O 信号通过统一的 40 极前置连接器连接。信号模块和前连接器之间的机械编码可防止因意外错误插入而损坏电子设备。
对于前连接器的简单接线，它可以放置在“预接线位置”。在此位置，插头尚未与模块电子设备接触。该位置也可用于在作过程中进行更改。用户由前翻盖内侧的打印布线图支撑。
前连接器有螺钉式端子或推入式端子的版本。两种选件都允许连接芯线横截面为 0.25 mm2 至 1.5 mm2（AWG 24 至 AWG 16）的导体。
此外，数字信号模块还可以通过 TOP Connect 进行系统布线。它允许快速、清晰地连接到现场的传感器和执行器，并在控制柜内进行简单的接线。
对于模拟模块，屏蔽可以直接在模块上进行;模块中附带一个无需工具即可安装的屏蔽连接套件。
工厂专用标签：
标签条可用于 SIMATIC S7-1500 的信号模块。这些 DIN A4 纸可以使用标准激光打印机进行贴标。可以从 TIA 门户进行自动打印，而无需重新输入符号或地址。标签条的设计使得通道或诊断显示的标签以 1：1 分配。如果打开前盖板，则保留诊断显示到终端的 1：1 分配。
可变且可扩展的站设置：
信号模块和通信模块可以不受限制地以任何方式插入。系统自行配置。
Zui大配置包括带有 31 个模块（30 个模块 + 1 个电源）的 CPU。如果 CPU 到背板总线的输出不足以满足所有连接的模块，则需要电源 （PS） 通过背板总线为 S7-1500 模块的内部电子设备供电。
紧凑的尺寸：
SIMATIC S7-1500 的尺寸使其非常适合 SIMATIC S7-300 控制器或 ET 200M I/O 系统的安装空间。
安装灵活：
SIMATIC S7-1500 及其模块可以垂直和水平安装，以zuijia方式适合可用空间。
I/O 模块
以下模块类型可用于 SIMATIC S7-1500/ET 200MP：
标准和故障安全数字输入模块
标准和故障安全数字输出模块
数字输入/输出模块
模拟输入模块
模拟输入/输出模块
模拟输出模块
包括基本执行时间为 62.5 μs 的高速 （HS） 模拟模块，无论激活通道数如何
计数和定位技术模块
用于 IO-Link 和点对点通信以及总线连接的通信模块
可以使用各种模块类来为用户提供其应用程序的zuijia可扩展性。模块本身有相应的标签：
BA（基础）：简单、经济高效的模块，无需诊断和参数
ST（标准）：具有特定于模块或特定于负载组的诊断功能的模块，如果适用，带有参数;对于模拟模块：精度等级 0.3%
HF（高功能）：具有特定通道诊断和参数设置以及支持等同步模式的模块;对于模拟模块：精度等级 0.1%，提高抗扰度和电流隔离
HS（高速）：具有极短滤波器和转换时间的模块，适用于非常快的应用，并支持等同步模式;例如，基本执行时间为 62.5 μs 的 8 通道模拟模块，无论激活通道的数量如何。
I/O 模块附件：
贴标纸：
用于插入 I/O 模块（10 张 DIN A4 纸，每张 10 条，预穿孔，用于使用标准激光打印机打印;可用颜色：铝灰色）
屏蔽连接：
SIMATIC S7-1500 系统（模拟模块和技术模块）提供无需工具即可安装的简单屏蔽连接套件。它由一个 24 V 直流馈电元件、一个屏蔽支架和一个通用屏蔽端子组成。后者的设计使其可用于单根细干线电缆、多根细干线电缆或一根粗干线电缆。24 V 直流馈电和测量信号的一致分离以及屏蔽和信号电缆之间的低阻抗连接确保了高 EMC 稳定性和高抗干扰性。
统一的 40 极前连接器
其他附件，例如 I/O 模块的前门或自组装背板总线的 U 型连接器
通信
| 6ES7211-1BE40-0XB0 | CPU 1211C AC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI |
| 6ES7211-1AE40-0XB0 | CPU 1211C DC/DC/DC,6输入/4输出,集成2AI |
| 6ES7211-1HE40-0XB0 | CPU 1211C DC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI |
| 6ES7212-1BE40-0XB0 | CPU 1212C AC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI |
| 6ES7212-1AE40-0XB0 | CPU 1212C DC/DC/DC,8输入/6输出,集成2AI |
| 6ES7212-1HE40-0XB0 | CPU 1212C DC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI |
| 6ES7214-1BG40-0XB0 | CPU 1214C AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI |
| 6ES7214-1AG40-0XB0 | CPU 1214C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI |
| 6ES7214-1HG40-0XB0 | CPU 1214C DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI |
| 6ES7215-1BG40-0XB0 | CPU 1215C AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO |
| 6ES7215-1AG40-0XB0 | CPU 1215C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO |
| 6ES7215-1HG40-0XB0 | CPU 1215C DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO |
| 6ES72171AG400XB0 | CPU 1217C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO |
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