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西門子PROFIBUS屏蔽電纜6XV1830-5FH10

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CPU元件：
即處理單元(CPU)是可編程邏輯控制器的控制中樞。主要有運(yùn)算器，控制器，寄存器以及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)，控制及狀態(tài)總線構(gòu)成。它按照可編程邏輯控制器系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù);檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能用戶程序中的語法錯(cuò)誤。當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行時(shí)，先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。

為了進(jìn)一步提高可編程邏輯控制器的可靠性，對(duì)大型可編程邏輯控制器還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè)CPU出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。
西門子PLC CPU芯片針腳多（200pin），主要有地址總線，數(shù)據(jù)總線，I/O引腳，及附屬檢測(cè)針腳與對(duì)應(yīng)的芯片進(jìn)行聯(lián)系，CPU壞，可導(dǎo)致PLC報(bào)（SF燈亮），也會(huì)導(dǎo)致PLC某些輸入輸出點(diǎn)不正常，通訊不上等故障現(xiàn)象。損壞原因主要有CPU供電電壓高（導(dǎo)致內(nèi)部短，某些針腳對(duì)地短路）CPU老化等，損壞后用手摸，有發(fā)燙的感覺。此種CPU針腳多，更換麻煩，并且市場(chǎng)不容易買到配件，可以用拆機(jī)件替換。
三相高壓交流異步電機(jī)的起動(dòng)主要是通過在電源和電動(dòng)機(jī)之間串聯(lián)限流器件來實(shí)現(xiàn)降壓起動(dòng)，以確保起動(dòng)過程中的性。起動(dòng)方式主要有有級(jí)降壓起動(dòng)和無極軟起動(dòng)兩類，前者對(duì)電壓的調(diào)節(jié)是分檔的，例如串電阻、串電抗、Y-△等起動(dòng)；后者對(duì)電壓的調(diào)節(jié)是連續(xù)的，例如串反向晶閘管、串開關(guān)變壓器等起動(dòng)。此類軟起動(dòng)通常也稱為固態(tài)軟起動(dòng)，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中晶閘管的觸發(fā)角控制導(dǎo)通問題是決定此類軟起動(dòng)的成敗關(guān)鍵所在。本文將利用西門子S7-200可編程邏輯控制器的靈活、實(shí)用、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、功能模塊化、使用方便等特點(diǎn)配合專門的三相移相觸發(fā)板解決軟起過程中晶閘管的觸發(fā)角控制導(dǎo)通問題，以及應(yīng)用光纖觸發(fā)技術(shù)解決高壓隔離問題，從而有效實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)的斜坡升壓軟起動(dòng)、斜坡恒流軟起動(dòng)、脈沖沖擊起動(dòng)等起動(dòng)方式，另外PLC還將實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)模擬量采集、從站通訊、人機(jī)界面互動(dòng)、邏輯控制等功能。 2.高壓固態(tài)軟起動(dòng)工作原理2：PLC系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器：
PLC系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序和工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。PLC的存儲(chǔ)器包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。
（1）ROM 即只讀存儲(chǔ)器，用于由PLC生產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)程序，并固化在ROM內(nèi)，用戶不能更改，能夠完成PLC設(shè)計(jì)者規(guī)定的各項(xiàng)工作。實(shí)現(xiàn)指令解釋，報(bào)處理等，和PC機(jī)的BIOS差不多，系統(tǒng)程序質(zhì)量的好壞很大程度上決定了PLC的性能。
如果里面的數(shù)據(jù)丟失，或芯片損壞會(huì)引起不開機(jī)，報(bào)現(xiàn)象。在平時(shí)的維修當(dāng)中，ROM故障所占的比例也是很大的。可以用編程器重刷固件程序（事先有備份），來解決此類問題。

西門子PLC在高壓固態(tài)軟起動(dòng)器中的應(yīng)用 摘要：先介紹了軟起動(dòng)的狀況以及高壓固態(tài)軟起動(dòng)工作原理。通過使用西門子S7-200可編程邏輯控制編程實(shí)現(xiàn)不同起動(dòng)方式下的三相可控硅觸發(fā)角給定模擬信號(hào)，利用市場(chǎng)上成熟的三相晶閘管移相觸發(fā)模塊接收PLC給定的模擬信號(hào)后按照相對(duì)應(yīng)的觸發(fā)角輸出六路脈沖列，然后通過光纖技術(shù)傳送脈沖信號(hào)觸發(fā)可控硅閥主件從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動(dòng)效果，同時(shí)也很好的解決了高壓隔離問題，本文還重點(diǎn)介紹到可控硅觸發(fā)取能問題。 關(guān)鍵詞：軟啟動(dòng)；PLC；晶閘管移相觸發(fā)；光纖觸發(fā) 隨著工業(yè)的快速增長(zhǎng)，三相交流異步電機(jī)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉、體積較小、機(jī)械性能好、運(yùn)行維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，三相交流異步電機(jī)耗電量占全發(fā)電量的30%以上。然而， 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特性卻一直不理想。眾所周知，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中的起動(dòng)電流一般為額定電流3～7倍，可達(dá)電動(dòng)機(jī)額定電流的8倍。這樣大的電流不僅加重了進(jìn)線、供電電網(wǎng)以及接在電動(dòng)機(jī)前面的開關(guān)電器的負(fù)荷，而且同時(shí)出現(xiàn)的巨大轉(zhuǎn)矩沖擊又會(huì)使電動(dòng)機(jī)發(fā)生猛烈的沖振，并且也給用作動(dòng)力傳輸?shù)妮o助設(shè)備和做功的機(jī)械設(shè)備帶來不可避免的機(jī)械沖擊口 。
（2）用戶存儲(chǔ)器
用戶存儲(chǔ)器包括用戶程序存儲(chǔ)器（程序區(qū)）和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（數(shù)據(jù)區(qū)）兩部分。用戶程序存儲(chǔ)器用來存放用戶針對(duì)具體控制任務(wù)采用PLC編程語言編寫的各種用戶程序。用戶程序存儲(chǔ)器根據(jù)所選用的存儲(chǔ)器單元類型的不同（可以是RAM、EPROM或EEPROM存儲(chǔ)器），其內(nèi)容可以由用戶修改或增刪。用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可以用來存放（記憶）用戶程序中所使用器件的ON/OFF狀態(tài)和數(shù)據(jù)等。用戶存儲(chǔ)器的大小關(guān)系到用戶程序容量的大小，是反映PLC性能的重要指標(biāo)之一。

高壓固態(tài)軟起動(dòng)主要由進(jìn)線接觸器、高壓可控硅串聯(lián)閥組和旁路接觸器組成，如圖2-1所示。其中高壓可控硅串聯(lián)閥組是功率變換執(zhí)行部件，由多只可控硅串并聯(lián)組成，并輔以收、均壓箝位電路，保證其在高壓環(huán)境中的可靠性。當(dāng)進(jìn)線端得電后，通過控制可控硅的導(dǎo)通角以實(shí)現(xiàn)對(duì)交流三相電源進(jìn)行斬波，控制輸出電壓的幅值。并在起動(dòng)過程完成后將旁路接觸器閉合，軟起動(dòng)器切換到旁路狀態(tài)，同時(shí)關(guān)閉可控硅。 一般專業(yè)高壓固態(tài)軟起動(dòng)廠家設(shè)計(jì)基本上遵循將電量信號(hào)采集、系統(tǒng)控制、故障處理、脈沖觸發(fā)、電源等功能集成在一塊電路板上，例如2011市場(chǎng)上推出的一款高壓固態(tài)軟起動(dòng)，該裝置采用先進(jìn)DSP控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、可控硅串并聯(lián)及光纖觸發(fā)技術(shù)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制和綜合保護(hù)，與其它傳統(tǒng)的起動(dòng)方法相比較，其特有的智能控制方式，既可以方便準(zhǔn)確的設(shè)置起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、起動(dòng)電流、起動(dòng)時(shí)間、停機(jī)時(shí)間等參數(shù)，又可以與微機(jī)、PLC等進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制。如此集成化的電路板設(shè)計(jì)及軟件控制編程需要進(jìn)行大量的科研投入以及研發(fā)周期的增長(zhǎng)，其中電路板測(cè)試、軟件測(cè)試、整機(jī)測(cè)試、老化測(cè)試、抗干擾等測(cè)試也需要占用較長(zhǎng)時(shí)間周期。研發(fā)周期過長(zhǎng)勢(shì)必將導(dǎo)致新產(chǎn)品在市場(chǎng)的占有率，另外新產(chǎn)品的穩(wěn)定性及實(shí)用性也待市場(chǎng)的檢驗(yàn)。

高壓固態(tài)軟起動(dòng)控制部分主要由可控硅觸發(fā)、電量采集及處理（同步信號(hào)等）、策略計(jì)算、通訊、保護(hù)等功能組成。設(shè)想如果在設(shè)計(jì)的過程中將不同的功能使用現(xiàn)有市場(chǎng)成熟模塊化產(chǎn)品組合起來，整個(gè)只需通過簡(jiǎn)單的控制器將所有模塊進(jìn)行組合，協(xié)調(diào)模塊在系統(tǒng)中發(fā)揮自身的作用及特點(diǎn)，那樣該產(chǎn)品不僅研發(fā)周期將大大縮短，而且產(chǎn)品的性能及抗干擾能力也將有很大的提升，適合小團(tuán)隊(duì)短周期研發(fā)工作。 3.三相晶閘管移相觸發(fā)控制模塊 三相晶閘管移相觸發(fā)控制模塊：主要由電源、調(diào)節(jié)器、移相控制、脈沖形成、閉環(huán)PI 調(diào)節(jié)器、脈沖光信號(hào)輸出單元等組成�？蓸�(gòu)成具有恒壓或恒流輸出功能的三相調(diào)壓系統(tǒng)，該產(chǎn)品通用性強(qiáng)，工作可靠，脈沖對(duì)稱度高，抗干擾性強(qiáng)，支持光纖接口解決高壓隔離，接線簡(jiǎn)單，使用方便。
（2）用戶存儲(chǔ)器
用戶存儲(chǔ)器包括用戶程序存儲(chǔ)器（程序區(qū)）和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（數(shù)據(jù)區(qū)）兩部分。用戶程序存儲(chǔ)器用來存放用戶針對(duì)具體控制任務(wù)采用PLC編程語言編寫的各種用戶程序。用戶程序存儲(chǔ)器根據(jù)所選用的存儲(chǔ)器單元類型的不同（可以是RAM、EPROM或EEPROM存儲(chǔ)器），其內(nèi)容可以由用戶修改或增刪。用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可以用來存放（記憶）用戶程序中所使用器件的ON/OFF狀態(tài)和數(shù)據(jù)等。用戶存儲(chǔ)器的大小關(guān)系到用戶程序容量的大小，是反映PLC性能的重要指標(biāo)之一。

西門子電機(jī)軟啟動(dòng)器的常見故障 1、電動(dòng)機(jī)起不來 電動(dòng)機(jī)起不來的原因大致分兩種情況：一是六只可控硅的其中一只觸發(fā)不可靠或是不導(dǎo)通，此時(shí)一相電路通過的是半波直流，電動(dòng)機(jī)的兩相繞組通過的直流對(duì)電動(dòng)機(jī)起到了制動(dòng)作用，不僅電機(jī)起不來，嚴(yán)重的還會(huì)燒毀電機(jī)和可控硅。二是啟動(dòng)參數(shù)或啟動(dòng)曲線不合適造成電機(jī)起不來，這是常見故障。前者在使用過程當(dāng)中會(huì)發(fā)生，但幾率低于接觸器的故障率。后者多發(fā)生在次投運(yùn)調(diào)試，調(diào)試好以后就不會(huì)出現(xiàn)。多數(shù)的廠家不會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象，啟動(dòng)程序性能好，出廠值設(shè)定的適用性強(qiáng)。只有很少?gòu)S家的產(chǎn)品需要廠家自己去調(diào)試。 2、可控硅燒毀 可控硅擊穿或，此類故障不分品牌，因廠家而易，但都比接觸器的故障率低，而且主要問題出現(xiàn)在餅式可控硅的安裝工藝上。 3.控制器燒壞 相對(duì)于軟啟動(dòng)器來講，控制器燒毀故障是嚴(yán)重的。有的廠家此類故障造成的返修率已超過30%。進(jìn)口的或合資的廠家此類問題不多見。主要是控制器的電源和觸發(fā)電路以及輸入電路三部分容易燒毀。 4、軟啟動(dòng)器誤動(dòng)作 電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行的裝態(tài)下因軟起動(dòng)器受干擾而停機(jī)在停止?fàn)顟B(tài)下因軟起動(dòng)器受干擾而起動(dòng)是時(shí)有發(fā)生，前者較普遍，后者只有兩個(gè)品牌發(fā)生過。究其原因，一是產(chǎn)品質(zhì)量問題，二是和線路布局有關(guān)。但是凡是進(jìn)口或合資的軟啟都沒有上述現(xiàn)象，產(chǎn)品牌中此問題比較多。 5、軟啟動(dòng)器內(nèi)部插接件接觸不良 軟啟動(dòng)器內(nèi)部插接件選用本來不是問題，這是內(nèi)廠家容易忽略的問題，經(jīng)常出現(xiàn)故障。進(jìn)口或合資廠家都不犯此類的錯(cuò)誤。

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