6ES7215-1BG40-0XB0现货供应
1 引言
汽车市场的飞速发展，势必带动相关产业的发展。汽车空调作为汽车必备的舒适功能，也遇到了前所未有的发展机遇。汽车空调系统是实现对车厢内空气进行制冷、加热、换气和空气净化的舒适性装备。它可以为乘车人员提供舒适的乘车环境，降低驾驶员的疲劳强度，提高行车安全。空调装置已成为衡量汽车功能是否完善的标志。
2 汽车空调工作原理
2.1 车载制冷系统
汽车空调基本和复杂的是车载制冷系统。现代车载制冷系统的压缩机动力由电机驱动。制冷系统由压缩机、冷凝器、贮液干燥器、膨胀阀、蒸发器和鼓风机等组成，如图 1所示。车载制冷系统各部件之间采用铜管(或铝管)和高压橡胶管连接成一个密闭系统。制冷系统工作时，制冷剂以压缩和膨胀的的2种物态在这个密闭系统内循环流动。
2.2 冷媒循环制冷过程
制冷系统的制冷剂(冷媒)循环分为四个基本过程：
(1)压缩过程：压缩机吸入蒸发器出口处的低温低压的制冷剂气体，把它压缩成高温高压的气体排除压缩机。
(2)散热过程：高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器，由于压力及温度的降低，制冷剂气体冷凝成液体，并排出大量的热量。
(3)节流过程：温度和压力较高的制冷剂液体通过膨胀装置后体积变大，压力和温度急剧下降，以雾状(细小液滴)排出膨胀装置。
(4)吸热过程：雾状制冷剂液体进入蒸发器，因此时制冷剂沸点远低于蒸发器内温度，故制冷剂液体蒸发成气体。在蒸发过程中大量吸收周围的热量，而后低温低压的制冷剂蒸气又进入压缩机。
冷媒膨胀压缩过程周而复始的进行下去，便可达到降低蒸发器周围空气温度的目的。
图1 制冷系统原理图
3 台达E系列变频器汽车空调系统解决方案
汽车空调技术的不断发展，压缩机蒸发机的技术也在不断的进步，而且随着节能环保的呼声越来越高，台达机电在此大环境下，凭借其在电机驱动领域的技术优势，提供了其在汽车空调行业的变频驱动解决方案。嵌入简易型PLC的台达E系列智能化变频器对于车载经凑型和经济型驱动控制要求，具有很好的适用性。
3.1 变频制冷系统
图2 系统控制图
变频制冷系统控制如图2所示。系统采用台达E 系列 15KW变频器驱动压缩机，7.5KW变频器驱动蒸发机。变频器蓄电池共线母线检测供电电压值，，由内部PLC程序进行运算，决定此时压缩机和蒸发机应该工作在那种状态，来得出变频器的输出频率值。同时外部PLC通过温度传感器检测回来的模拟量，及控制器设定的温度值，来计算出变频器应该工作的频率，使变频器加速或减速，以调节车内的温度变化，达到车内温度自动调节的目的。
3.2 电控系统设计
由于汽车电气属于直流供电系统，所以变频器应该可以直接使用直流供电。
变频器可以直流母线共线使用，所以也是可以直接由直流供电的，但考虑到只是单纯的使用直流供电，所以还是建议客户将正负接在E系列变频器power bbbbb的R T端子，这样既可以做到防呆作用，还能防止变频器母线电压回灌。
另外，如果变频器的供电过高或过低都会造成故障报警，而汽车的电源系统电压一般都比较低，所以为了使系统能够正常工作，在为汽车空调设计的专用变频器的低电压报警准位就会比标准的变频器要低一些。汽车空调电控系统如图3所示。汽车空调电控系统工程实物如图4 所示。
图4 汽车空调实际系统图
4 输出频率流程图
空调系统工作时，首先要检测电压系统的电压，判断是否在正常工作范围之内，正常启动后变频器内部PLC检测的DCBUS(直流母线)值，然后根据设定好的V/F曲线计算所要输出的频率，控制根据空调控制器设定的温度值转化后送到控制PLC，PLC再将其转换为0~10V的模拟量信号送到变频器的AVI，即变频器的频率命令来源，变频器比较两种频率命令值的大小，然后根据较小的频率指令进行输出。变频制冷PLC控制流程如图5所示。
图5 变频制冷PLC控制流程
5 结束语
台达E 系列变频器内部PLC容量可到500steps，因此对于小系统的顺序控制或简单的检测，能完全满足要求，所以就省去了外挂PLC的成本，同时，由于PLC是内嵌在变频器里面，就没有兼容性和通讯等问题的存在，因此使用起来非常方便
1 引言
当今自动化控制产品日新月异，相同功能的实现有各种各样不同的方式。比如很多设备上都要使用的定位控制的实现就有很多种方法。有的利用单片机结合伺服系统实现定位控制;有的使用plc高速脉冲输出功能或配定位单元结合伺服系统实现;还有的利用变频器的多段速控制来实现定位控制。但不同的定位控制系统有不同的特点，成本也有很大的差异，于是针对不同的设备对精度和响应速度的要求，选用合适的定位控制系统以实现优的性价比就非常必要。本文介绍一个高性价比的，应用台达plc的高速计数器和与变频器通讯的功能来实现的定位控制的例子。
2 控制实例
切纸机械是印刷和包装行业常用的设备。其完成的基本动作是:把待裁切的材料送到指定位置，然后进行裁切。其控制的核心就是一个单轴的位置控制。我们已经成功的利用plc对变频器的端子进行控制，实现多段速调速，从而完成这个单轴控制。因为考虑到控制成本和操作的方便性，我们又应用台达的esplc和vfd-b变频器通过通讯来实现这个位置控制。
3 系统的构成
plc作为控制的核心，主要用来接收编码器的反馈信号实现对当前位置的检测，通过和设定值的比较用通讯功能来控制变频器的输出频率从而实现**定位。同时通过hmi可以方便的设定plc的一些内部寄存器值进行人机交互，并且变频器的工作频率可以在hmi上方便修改和直观显示。台达的dvp系列plc都具有两个通讯口，com1是rs232，com2是rs485，支持modbus ascii/rtu通讯格式，通讯速率高可达115200bps，两通讯口可以同时使用。所以无需用任何扩展模块就可以实现既可连接用于参数设置的人机界面又可用通讯的方式控制变频器等其它设备。并且dvp系列plc提供了针对modbus ascii/rtu模式的专用通讯指令，这样在编写通讯程序时就可以大大简化，无需像用串行数据传送指令rs那样要进行复杂的校验码计算和遵循复杂的指令格式。台达的vfd系列变频器内建有单独的rs-485串联通讯界面，并且也遵循modbus ascii/rtu通讯格式(vfd-a系列除外)。基与这些特点选用了性价比优异的dvp es plc和vfd-b变频器。整个系统的结构图如图1所示。
图1 控制系统框图
4 plc的i/o分配
由于使用了通讯控制，可以省去用于控制变频器的五个输出点，plc输出点的使用减少了。因此选用了dvp14es00r2和一个扩展模块dvp08xm11n。i/o点的分配见表1。需要注意的是dvp14es plc的扩展模块地址输入点是从x20开始，输出点是从y20开始。
表1 plc i/o分配表
5 es系列plc高速计数器应用
此工程中所选编码器分辨率为500p/r，机器原系统配置编码器分辨率为200p/r，理论精度比过去提高两倍以上。电机为1450r/min，传动系统减速比为2.4。由此可计算出额定转速下编码器输出的高脉冲频率为：1450r/min÷60s/min÷2.4×500p/r≈5khz。
尽管台达es系列的高速计数器功能不算强大，其x0和x1可以接受的高频率为20khz的脉冲，但在这个系统中还是足以胜任的。为了简化程序中的计算，采用了两个高速计数器c235和c236。c235通过计算所有前进后退的脉冲数，再进行换算后用于显示进给机构的当前位置，此功能实现的程序段见图2所示。其程序中的m45和m47用于滤除定位完成后裁切过程中或其它震动造成的编码器输出的误脉冲，以实现位置的**性。
图2 实现显示当前位置的高速计数程序段
c236用于进行**定位。定位过程是这样的，每次进给机构需要定位工作时，通过计算把需要的脉冲数送到c236，不论进给机构前进还是后退，c236进行减计数，同时对c236中的数值进行比较，根据比较结果控制变频器的输出频率，实现接近设定值时进给速度变慢的三段速度控制，从而达到**定位。**定位时的高速计数器程序如图3所示。其中m83、m84用来触发写变频器运转方向的数据，m85、m86，m87都用来触发写变频器运转速度的数据。
图3 定位控制时的高速计数器程序
6 plc和变频器通讯的实现
台达dvp系列plc的每一个通讯口都对应有相关的特殊寄存器d和特殊继电器m，以进行通讯相关的参数设置和信息的传送。此工程中要使用的com2对应的主要特d特m及其意义见表2。
表2 特殊寄存器和特殊继电器的意义
此工程中变频器需要设定的参数及说明见表3。在进行变频器的通讯控制时必需设定这些参数，并且设定值要和plc的d1120值设置一致。其它未设置的参数可以按出厂默认值即可。
表3 变频器参数设置表
当plc对变频器通讯进行数据的写入和读出时，就需要知道变频器所定义的相关功能的地址。然后依据这些地址进行数据写入和读出，才能实现对变频器的控制。vfd-b系列变频器定义的本通讯实例中需用到的字址及其意义如表4所示。根据此表可以知道，当需要变频器以20hz正向运转时，就只需在变频器通讯相关的参数字址2000h写入：1 0010，即十六进制的h12或十进制的k18;在2001h中写入k2000。此工程中通讯程序段如图4所示。
图4 应急阀控制梯形图
表4 变频器的通讯参数字址定义
7 结束语
通过上述的改造过程，完全恢复了切纸机的功能，试用几个月以来运行非常稳定。plc对变频器的通讯控制响应速度非常快，加减速的过程和停机命令执行迅速，完全不会因通讯控制而有丝毫迟滞现象，可见通讯控制完全替代了硬接线的端子控制，不仅降低了成本，而且操作更方便，性价比更优异。也证明了台达的plc和变频器的通讯功能非常强大和好用。