精品毕业论文--西门子6RA70直流调速系统的实验研究
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精品毕业论文--西门子6RA70直流调速系统的实验研究
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西门子6RA70系列整流器为全数字紧凑型整流器，输入为三相电，可向变速直流驱动用的电枢和励磁供电，额定电枢电流从15A至3000A。
关键词：直流调速；西门子6RA70；参数设置；功能模块；参数自整定
The series of Siemens 6RA70 rectifier is entire compact digital,the input is the three-phase AC,can provide the armature and the exciting current which the direct-current drive used, output armature electric current from 15A to 3000A. All the control of opens and closed loop actuation and the communication is by two function formidable microprocessor realization, the realization of actuation control function may through the parameter, connect that by the block which provides the software.
The present situation of the 6RA70 development and the method of research introduced in this thesis, the total character style cocurrent velocity modulation system of Simens 6RA70 also introduced, including all structure and composition, hardware system and software function. Introduced the speed and electric current closed loop velocity modulation. The logical control system does not have the reversible circulation Integrated control principle of 6RA70 cocurrent velocity modulation system. Finally, explained the parameter establishment method of the DC velocity modulation system, self regulating method of the electric current loop and speed loops parameter, special function module and the application method. In the end, introduced the correlation experiment, the connection of wire, parameter setting and part of the result about this experimentation.
Keyword：Speed-adjusting of DC Siemens 6RA70; P F Parameter self-adjusting目
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 西门子6RA70调速装置的应用现状 2
1.3课题内容及研究方法 4
西门子6RA70调速系统概况 5
2.1 西门子6RA70直流
正在加载中，请稍后...|&&当前位置：&>>&&>>&西门子可编程控制器/PLC西门子s7-200EM277模块新疆代理商当前价格：1 最小起订：1所在地址：上海市上海(直辖区县)发布时间：有效期至：180查看类似产品0
型号/规格品牌/商标SIEMENS(西门子)
产品规格：全新原装
产品产地：德国
产品描述：全新原装&& 质量保证&& 价格优势
产品简述：质保一年。一年内因产品质量问题免费更换新产品；不收取任何费。
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上海赞国自动化科技有限公司
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所有 CPU 均具有坚固、紧凑的塑料机壳。在前面板上的部件有：
状态和故障 LED
模式选择开关
CPU 还具有以下配置：
SIMATIC 微型存储卡（MMC 卡）插槽；
MMC 卡替代集成的装载存储器，因此是操作必备品。
使用前连接器连接到集成的 I/O 端口（仅限紧凑型 CPU）
连接 PROFIBUS 总线(仅限于DP型CPU)
RS 422/485 的连接（仅 PtP CPU）
连接 PROFINET(仅限于PN型CPU)
SIMATIC S7-300 CPU 具有高性能、所需空间小以及最小的维护成本，因此提高了性价比。
高处理速度；
例如，在 CPU 315-2 DP 中，位运算时，0.05 μs；浮点运算时，0.45 μs，
在 CPU 319-3 PN/DP 中，位运算时，0.004 μs；浮点运算时，0.04 μs
作为装载存储器的 SIMATIC 微型存储卡（MMC）：
可在微型存储卡中存储一个完整的项目，包括符号和注释。RUN 模式下也可以进行读/写操作。这样可以降低服务成本
无需电池即可在 MMC 上备份 RAM 数据
使用STEP7中的 LAD、FBD STL 对 CPU 进行编程。可以使用下列编程工具：STEP 7 Basis 和 STEP 7 Professional。
可以运行 CPU 314 的工程与组态工具（例如，S7-GRAPH、S7-HiGraph、SCL、CFC 或 SFC）。
对标准型 CPU 进行编程时需要 STEP 7 V5.2+SP1 以上的软件。
紧凑型 CPU
对紧凑型 CPU 进行编程时需要 STEP 7 V5.3+SP2 以上的软件。老版本的STEP 7需要升级。
&3、系统的硬件设计
&&& 根据系统的控制要求配置硬件如下：
可编程控制器：1个西门子公司的S7-200系列CPU222PLC；
人机界面：1个DP210；
外设：2个步进电动机、2个步进电机驱动器、2个三相电动机、1台变频器、1个EM222、8个电磁开关、4个光电传感器和1个霍尔传感器。
&&& 3.1 系统的I/O点分配
&&& 由硬件结构图可知,系统需要5个输入点和14个输出点.CPU222PLC有8个输入点和6个输出点,因此需要增加一个扩展模块,选用8点输出的数字量扩展模块EM222.输入点是I0.0-I0.7;输出点是Q0.0-Q0.5和Q1.0-Q1.7,分配情况见下表1和表2：
3.2 控制器
&&& 系统的关键的设备部分是PLC。PLC是以单片机为核心专门用于工业过程自动化控制的电脑器件，具有极高的可靠性和稳定性。本系统选用西门子公司的S7-200系列CPU222PLC作为控制的核心，利用CPU222的2路独立的20KHz的高速脉冲输出来控制步进电动机的运动。此高速脉冲信号不能直接驱动步进电动机，需通过步进电机驱动器将功率放大后才能起作用。5路数字量输入分别与5个传感器相连接，用来判断步进电机的位置、工件的位置、刀头的位置。14路数字量输出中，有6路用来控制步进电机驱动器，8路用来控制电磁阀开关。
&&& PLC本机有一个通讯口，为标准的RS-485借口，在PLC与上位机进行通讯时需将RS-485接口转换成标准的RS-232接口，可以采用四门子提供的隔离型PLC/PPI电缆进行转换。该电缆有拨码开关可以进行设置。在上位几上将控制软件编写好后，通过此线下载程序并监视程序的运行情况。为了降低成本，在程序调试好以后就可以不必用上位机进行操作和控制，而是用简单的操作面板即可。本系统选择是DP210操作面板。
&&& 3.3 系统的外设
&&& 根据系统对刀具加工精度的高要求，选用步进电机来控制加工程序。步进电机可以精确到一个脉冲，在本系统中一个脉冲的精度是0.005mm。步进电机驱动器用于驱动步进电机,从而控制刀头的动作,完成平头。步进电机驱动器接收到PLC的信号,包括CP步进脉冲信号,DIR方向信号,FREE脱机信号,经过其内部的功放电路和处理电路后输出到后面连接的两相步进电机。步进电机根据信号的编号来产生相应的动作。电磁阀直接接受来自PLC的控制信号产生动作。另外,PLC直接接受传感器的信号,通过内部程序的运算和逻辑判断来决定输出。
&&& 变频器用来控制主轴三相电机的转速。本系统中变频器采用基本参数运行模式,由电位器来设定运行频率,变频器的启动和停止由外部端子控制.根据不同工件的特点,通过旋转电位器来改变主轴电机的转速,外部端子的信号由PLC的第12路数字量输出控制。
&&& 4、系统的软件设计
&&& 系统的软件包括人机交互界面DP210程序和系统的主控程序。DP210程序完成操作人员同PLC之间的对话，主要是各个操作画面之间的相互转换和每个操作画面当中各个按键动作所对应的PLC程序的控制位。程序画面要与生产现场的工作流程相适应，越是前面的画面就越是使用率高的画面。
&&& PLC程序接收到DP210的操作信号后，按照工作要求进行整个刀头工作的控制。主程序的流程图如图3所示。PLC主控程序中的核心控制是对步进电机的控制，启动1#步进电机的程序如图4，控制电机方向的程序如图5。
　　该控制系统的总体技术要求如下：
　　1）采用上位机和德国原装的西门子S7-300可编程控制器组成整个系统，过程检测仪表采用了德国E＋H公司的溶氧仪、液位仪、PH计、悬浮液浓度计等。
　　2） 遵循“集中管理，分散控制，数据共享”的原则，整个生产过程实现自动控制、自动操作。自动调节，提高运行效率，降低运行成本，减轻劳动强度。
　　3） 系统具有数据采集、处理、显示、统计管理、报警和报表打印等功能。
　　4） 采用彩色投影仪和电动屏幕显示全厂平面图、动态工艺流程，在线检测数据和历史曲线。
系统硬件主要由上位计算机、TC35iGSM MODEM无线通讯模块和远程Siemens S7—200 PLC 3部分组成，具体结构如图1所示。系统软件分为上位PC和下位PLC两部分，上位PC部分提供人机交互操作界面和相应的数据选择、处理等；下位PLC则通过自由口通讯，以中断方式快速响应上位机对PLC变量存储器数据的读写操作或对I／0口读写操作需求。由于上位计算机与远程PLC的通讯载体是通过TC35i建立在GSM网络基础上的，从而打破了地域的限制，即便远端PLC设备在千里之遥，实施数据采集、测控的如同咫尺。
　　2 系统硬件设计
　　2．1 TC35i无线通讯模块
　　系统组成如图1所示，系统硬件主要是TC5i无线通讯模块的应用。TC35i是Siemens公司推出的新一代无线通信GSM模块，TC35i双频工作(EGSM900／GSMl800)，电源范围在3．3～4．8 V，发送功率分别为2W(Class4 EGSM900)和lW(Classl GSMl800 MHz)，TC35i的数据接口采用串行异步收发，符合ITU-TRS-232接口电路标准。数据接口配置为8位数据位、1位停止位、无校验位，可以在300～115 kb／s的波特率下运行，支持的自动波特率为4．8～115 kb／s，符合ETSI标准GSM0707和GSM0705，且易于升级为GPRS模块。该模块集射频电路和基带于一体，向用户提供标准的AT命令接口。为数据、语音和短消息提供快速、可靠、安全的传输，方便用户的应用开发及设计。TC35i有40个引脚，通过ZIF连接器引出。这些引脚可划分为5类，即电源、数据输入／输出、SIM卡、音频接口和控制。TC35i内部电路如图2所示。
　　ZIF40PIN的引脚1～14为电源部分，其中引脚l～5为电源电压输入端VBATT+，引脚6～10为电源地GND，引脚11～12为充电端，引脚13为对外输出电压(供外部电路使用)，引脚14 ACCU／TEMP接负温度系数的热敏电阻；引脚24～29为SIM卡连接端；引脚33～40为语音接口用来接电话手柄。引脚15、30、31和32为控制部分，引脚15为启动线IGT(Ig-niTIon)。当TC35i通电后必须给IGT一个大于100 mV的低电平，模块才能启动。引脚30为RTC back up；引脚3l为掉电控制：引脚32为SYNC，引脚16～23为数据输入／输出端。TC5i无线通讯模块的主要外围电路的连接如图3所示。数据通信电路以MAX232为核心实现电平转换及串口通信。
　　2．2 系统硬件连接
　　系统硬件的连接可参考图1可知，上位计算机的串口输出与由TC35i构成的GSM MODEM中的9芯RS232口直接连接；远程的GSM MODEM与PLC连接时则必须通过RS232到RS485的转换，这是Siemens PLC的通讯口数据和PPI编程电缆连接的必要条件。另一方面必须注意的是，在与远程GSM MODEM的RS-232串口连接时，还必须将RS232串口中的RXD和TXD对换连接，否则将不能正常通讯。
　　2．3 远程PLC的选型
　　该系统选用西门子S7—200 PLC，在西门子PLC中SIMATIC S7—200是一个系列，其中包括多种型号的CPU，这里选用CPU-222，由于CPU不提供模拟量的输入输出，为检测对模拟量数据的远程读写。因此在远程PLC系统中扩展一型号为EM-235的4输入1输出模拟量模块。
　　3 系统软件设计
　　3．1 系统上位计算机人机界面
　　系统上位的人机界面是用VB编程，提供人机交互操作界面及数据选择和相应的数据处理等功能。系统上位的操作界面如图4所示。在操作界面的左上部是通讯链接控制框，这里只需要正确选择PC的串口并输入远程PLC所连接的电话号码后即可拨号链接，远程的无线GSM MODEM模块摘机响应一般设置为铃响后自动摘机，通讯链接建立后，当上位PC检测到串口端的数据载波DCD信号后，通讯链接控制框中的“链接状态”指示灯由红变绿，表示通讯链路已成功建立。拨号或挂机的操作均是通过对GSM MODEM模块发送AT指令执行的。
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SIMATIC S7-300, 数字输出 SM 322, 光隔离, 32数字量输出, 24V DC, 0.5A, 1 X 40 针, 输出电流总量 4A/组(16A/模块)
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SIEMENS 交、直流传动装置
　　1、 交流变频器 MICROMASTER系列：MM、MM420、MM430、MM440、ECO
　　　　　　　　　MIDASTER系列：MDV
　　　　　　　　　6SE70系列（FC、VC、SC）
　　2、全数字直流调速装置 6RA23、6RA24、6RA28、6RA70 系列
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1、840D、802S/C、802SL、828D 801D ：6FC47,6FC11,6FC10,
2、伺服驱动 ： 6SN45,6SN18,6SN24,6SN28。
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