西门子6ES7318-3EL01-0AB0型号介绍

    前几年，国内许多毛纺厂从比利时H.D.B公司购进了一些纺纱级器，如南通第二纺织厂粗毛纺车间就装了3台套CBP?/FONT>213型精纺机。此机调速主传动装有一台并激三相整流子电机。几年来，整流子磨损严重，曾几次上车床小数个毫米。后来，转子绕组坏了，无法修复，国内又难找到完全一样的产品，故购置了一台笼型异步电动机，并配了一台变频器，改装了线路，成功地完成了改造任务。

1.改造前状况
并激三相整流子电动机用的并不普遍。它的转子有两组绕组，内层与普通笼型异步电动机定子绕组一样，三相6根引出线可接成Y（380V）或△（220V）。三相380V交流电通过电刷，经集电环引入转子绕组中。转子外层绕组象直流电动机转子的波形绕组，焊接在整流子铜片上。定子60槽，每套两个绕组（占据4槽），每组3套绕组（占据12槽），分成5组，10根引出线，串接5只电阻，每组线头、线尾各接3对电刷，头尾按一定排列，分别固定在两刷架上，转动刷架手轮，可改变电刷在整流子铜片上的角度，引入不同频率的电势，从而改变转速。
该机为恒转矩变功率调速。速度从415～1370r / min变化，相应的功率从10～50kW变化。

2.变频改造方法
选用了笼型异步电动机YZ25S-4.37kW（3千多元）和松下电工（NAIS）的8X系列37K变频器（2万多元）。该变频器输入主回路是6只二极管组成的全波桥式整流。其直流回路串入有开关短接的限流电阻、快速熔断器，其后有6只大功率模块IGBT组成的逆变器，改变IGNT的触发脉冲频率或顺序，输给电动机不同频率和不同相序的三相交流电，实现电动机的变频调速和正反转。
控制中心有一块CPU，对变频器直流电压及输出电压、电流进行检测并发出指令，通过门驱动器去控制触发功率模块。此外，还有保护和显示功能。
原主回路的熔断器、正反转开关、接触器、热机电器、电阻等都拆除。电源接一只断路器后接入变频器R、S、T端子，变频器出线端子U、V、W直接接电动机。根据说明书接好正反转、停车按钮等线路。
需要注意的是控制线要用屏蔽线或双绞线且远离主回路线，以防干扰而误动作接地要牢靠。变频器箱体一般装在原开关箱侧板上，若要装于箱内，要注意通风。不能随便用兆欧表对变频器检测。
精纺机的起停时间对毛纱的断头大有影响。故对转矩、起动频率、加减速时间、停车制动等数码设定要特别注意，有时要经几次设调才能得到满意的结果。
该变频器的启动频率选50Hz , U / f图形、转矩补偿、制动选用相应的参数等，加减速时间选30s。

3.改造效果
变频器的外部接线简单，开关等设备极少，调节、操作、维护方便。变频器调速性能良好，运行可靠，开车近两年来，没有什么故障，在相同状况下，该机比改造前电流小2～6A，节电3%～10%

此组指令功能是：

ST：以常开触点从左母线开始一个逻辑运算，也叫初始加载指令；

ST/：以常闭触点从左母线开始一个逻辑运算，也叫初始加载非指令；

OT：线圈驱动指令，将运算结果输出到指定接点。

例题解释

1.       外接输入信号X0接通时其常开触点闭合，Y0线圈受激，所属于Y0的常开触点闭合，常闭触点断开。

2.       外接输入信号X1断开时其常闭触点X1接通，Y1线圈受激，信号X1接通时，常闭触点X1断开，Y1线圈失电。

注意：X1“ ”、X1“ ”的逻辑动作与外部输入信号的动作关系是，只有当外接输入信号闭合，使对应的输入点1与COM点形成通路，输入继电器线圈X1受激，内部触点X1“ ”闭合、X1“ ”断开。“常态”是指线圈未受激时各对应触点的“ON”“OFF”状态。其它输入继电器类同。

3.       因为R1线圈与Y1线圈是并联关系，故其动作状态与Y1相同。

4.       时序图，如图4—2所示，时序图中高电平表示继电器受激（或触点接通）状态，低电平表示线圈未受激（或触点断开）状态。

5.       操作数：即指令适用元素。

ST、ST/：适用于X、Y、R、T、C。

OT：适用于Y、R。可以多次并联使用

　1 引言

　　水源热泵空调系统是一种利用自然水源作为冷热源的空调系统，其核心技术是水源热泵技术。所谓水源热泵技术，是利用地球表面浅层水源所吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源，并采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。河水、湖水、地下水等地球表面浅层水源吸收了太阳辐射的能量，水源的温度十分稳定。在夏季，水源热泵空调系统将建筑物中的热量转移到水源中，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量。在冬季，水源热泵空调系统从水源中提取能量，根据热泵原理，通过空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中。通常，水源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。由于水源热泵空调系统具有高效、节能和环保等优点，近年来得到了越来越多的应用[1][2]。

　　空调系统的控制主要分为继电器控制系统、直接数字式控制器（DDC）系统和可编程序控制器（PLC）系统等级几种。由于故障率高、系统复杂、功耗高等明显的缺点，继电器控制系统已逐渐被淘汰。DDC控制系统虽然在智能化方面有了很大的发展，但由于其本身抗干扰能力差、不易联网、信息集成度不高和分级分步式结构的局限性，从而限制了其应用。相反，PLC控制系统以其运行可靠、使用维护方便、抗干扰能力强、适合新型高速网络结构等显著的优点，在智能建筑中得到了广泛的应用。为了提高空调系统的经济性、可靠性和可维护性，目前空调系统都倾向于采用先进、实用、可靠的PLC来进行控制[3]。

　　本文介绍和利时公司HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC在水源热泵空调控制系统中的成功应用，说明了HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC可以很好地实现中央空调智能化控制，达到减少无效能耗、提高能源利用效率和保护空调设备的目的。

　　2 空调系统介绍

　　北京市某单位的办公楼采用水源热泵中央空调系统，总建筑面积8550m2，建筑高度20.5m，其中空调面积约6840m2。地下1层为各种设备房和操作间，地上1层为职工食堂、大厅和会议室，地上2～6层为商业办公用房。

　　室内温度和相对湿度等技术参数的设计要求如表1所示。水源热泵中央空调系统的设计制冷量为860kW，制热量为950kW。空调的主机系统由四台压缩机组成，水源水系统由取水井、渗水井和水处理设备组成。

　4 控制系统软件设计

　　控制系统的主要功能是对热泵进行自动启停，显示温度、压力、流量等运行参数，显示压缩机的工作状态，记录设备的运行时间和故障原因，实现对水源热泵中央空调系统的智能控制。从控制系统的主要功能出发，为了增加程序可读性和减少程序代码，PLC程序采用了主程序调用功能块、功能块调用函数的程序结构。PLC程序由1个主程序、11个功能块子程序和1个函数组成，其调用关系如图2所示。程序编译码占用空间为30K。

　　程序设计的思路是，当PLC上电后，一直进行温度、压力、流量等运行参数的检测，这些检测主要在检测程序、故障程序和A/B组故障停机程序中完成。如果相关参数均无异常，则开机功能块子程序运行，启动压缩机。在开机过程中，同时进行温度判断。如果温度达到了设定值，则进入调节功能块子程序，停止开机功能块子程序，完成开机。根据温度的变化，调节功能块子程序控制压缩机的启停。变频器的控制则是通过调用加载程序和降载程序来实现。

　　在这些程序中，为了满足压缩机的使用要求，调节功能块子程序是*繁琐的，例如压缩机的启动时间要小于30秒、压缩机每小时的启动次数不要超过5次等。为了平衡压缩机的运行时间，增加空调的使用寿命，传统的程序设计采用先启先停、先停先启、开机过程中启动次序轮换等控制方法，来协调压缩机的运行时间。但是，如果本系统采用这种方法，则仍然存在某一台压缩机运行时间过长的问题。因此决定对传统方法进行改进，采用随机启停的控制方法代替先启先停、先停先启的控制方法，解决了压缩机的运行时间不平衡的问题

特殊内部继电器R9000—R903F（64点）是具有特殊用途的专用内部继电器，它不能由用户程序控制其状态只能作为接点使用，见表3-4。

表3-4 特殊内部继电器表

位地址

名称

功能说明

R9000

自诊断错误标志继电器

自诊断错误发生时：ON

自诊断正常时：OFF

自诊断出的错误类型代码存于DT9000中

R9005

电池错误标志继电器

（实时型）

检测出电池异常时瞬间接通

R9006

电池错误标志继电器

（保持型）

检测出电池异常时接通并保持其状态

R9007

操作错误标志继电器

（保持型）

检测出操作错误时接通，并保持其状态，操作错误的地址存在DT9017中

R9008

操作错误标志继电器

（实时型）

检测出操作错误时瞬间接通，操作错误的*终地址存在DT9018中

R9009

进位标志继电器

当运算有进位时瞬间接通或由移位指令设定

R900A

S1>S2标志继电器

在数据比较指令F60/F61中当S1>S2时瞬间接通

R900B

S1=S2标志继电器

在数据比较指令F60/F61中当S1=S2时瞬间接通

R900C

S1

在数据比较指令F60/F61中当S1

R900E

RS422错误标志继电器

异常时为ON

R900F

扫描周期常数异常标志继电器

异常时为ON

R9010

常闭继电器

R9011

常开继电器

R9012

扫描脉冲继电器

每次扫描交替ON—OFF

R9013

运行初始闭合继电器（常用作程序的初始化接点）

R9014

运行初始断开继电器

R9015

步进开始闭合继电器

仅在开始执行步进指令（SSTP）的第一个扫描周期内闭合，其余时间均断开

R9018

0.01s时钟脉冲继电器

占空比1∶1

R9019

0.02s时钟脉冲继电器

占空比1∶1

R901A

0.1s时钟脉冲继电器

占空比1∶1

R901B

0.2s时钟脉冲继电器

占空比1∶1

R901C

1s时钟脉冲继电器

占空比1∶1

R901D

2s时钟脉冲继电器

占空比1∶1

R901E

1min时钟脉冲继电器

占空比1∶1

R9020

RUN模式标志

PLC为RUN模式时闭合

PLC为PROG模式时断开

R9026

信息显示标志

执行信息显示指令时闭合

R9027

遥控模式标志

PLC方式选择开关置于“REMOTE”时闭合

R9029

强制标志

在强制I/O点通/断操作期间闭合

R902A

外部中断许可标志

允许外部中断时闭合

R902B

中断异常标志

当中断发生异常时闭合

R9036

I/O链接错误标志

当发生I/O链接错误时闭合

R903A

高速计数器控制标志

当高速计数器被F162、F163、F164、F165指令控制时闭合

R903B

凸轮控制标志

当执行凸轮控制指令F165时闭合

说明：

1.       电池异常保持继电器需在切断电源或初始化时才能复位。

2.       表中时序图的高电平表示PLC的“RUN”或继电器的“ON”状态。

由表3-4我们清楚地理解了所谓特殊继电器的含义。特殊数据寄存器DT9000～DT9069，也都是为特殊的目的而配置的，其中数据均有特殊含义。特殊数据寄存器表如表3-5所示。

表3-5  FP1-C40特殊数据寄存器表

地  址

名  称

功 能 说 明

DT9000

自诊断错误码

寄存器

存放自诊断错误码

DT9014

辅助寄存器

（存放溢出位）

执行F105、F106指令时，存放溢出位

DT9015

运算用辅助寄存器

（存放除法余数）

16位除法时，存放余数

32位除法时，存放余数的低16位

DT9016

运算用辅助寄存器

（存放除法余数）

32位除法时，存放余数的高16位

DT9017

操作错误地址寄存器

（保持）

检测出操作错误时，存放*后的操作错误地址

DT9018

操作错误地址寄存器

（非保持）

检测出操作错误时，存放*后的操作错误地址

DT9019

2.5ms环行计数器

DT9019中数据每2.5ms增加“1”，通过计算其时间差可确定某一过程的经过时间

DT9022

扫描时间的现在值寄存器

存储扫描时间的现在值

DT9023

扫描时间的*小值寄存器

存储扫描时间的*小值

DT9024

扫描时间的*大值寄存器

存储扫描时间的*大值

DT9025

中断允许标志寄存器

存储中断屏蔽状态，由指令ICTL设定

不允许中断：值为“0”

允许中断：值为“1”

DT9027

定时中断的中断间隔时间

寄存器

存储中断间隔时间由ICTL指令设定

禁止：“0”

Kn：（K1～K3000）×10ms

DT9030

信息0

当执行信息显示指令F149时，指定信息的内容分别存于DT9030～DT9035中.

DT9031

信息1

DT9032

信息2

DT9033

信息3

DT9034

信息4

DT9035

信息5

DT9037

查找指令用寄存器1

执行数据查找指令F96时，与查找数据内容相同数据的个数存放在DT9037中.

DT9038

查找指令用寄存器2

执行F96时，*先符合查找内容的数据相对地址存放在DT9038中.

DT9040

手动拨盘寄存器V0

手动可调电位器的值（V0～V3）分别以数值（0～255）形式存放于DT9040～T9043中，以便作为PLC的外部数据输入

DT9041

手动拨盘寄存器V1

DT9042

手动拨盘寄存器V2

DT9043

手动拨盘寄存器V3

DT9044

高速计数器经过值寄存器（低16位）

存储高速计数器的经过值

DT9045

高速计数器经过值寄存器（高16位）

DT9046

高速计数器预置值寄存器（低16位）

存储高速计数器的预置值

DT9047

高速计数器预置值寄存器（高16位）

DT9052

高速计数器控制寄存器

存储高速计数器软复位或计数禁止控制码

DT9060

步进过程监视寄存器

（过程号0～15）

用于监视步进过程的执行情况。数据寄存器的每一位代表一个步进过程，并定义

过程执行：“1”

过程不执行：“0”

如：DT9060中1号位置“1”

表示1号步进过程在执行

DT9061中的0号位置“1”

表示16号步进过程在执行.

DT9061

步进过程监视寄存器

（过程号16～31）

DT9062

步进过程监视寄存器

（过程号32～47）

DT9063

步进过程监视寄存器

（过程号48～63）

DT9064

步进过程监视寄存器

（过程号64～79）

DT9065

步进过程监视寄存器

（过程号80～95）

DT9066

步进过程监视寄存器

（过程号96～111）

DT9067

步进过程监视寄存器

（过程号112～127）