2023年12月12日发(作者：)
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电气自动化・ 次数，４倍速模式在两个时钟脉冲的上升沿和下降 沿都要计数，因此，时钟脉冲的每一个周期要计４ 的ＨＳＣ０。 （４）在第３页（模式）设置计数模式为默认 的模式０。 （５）在第４页（初始化）采用默认的计数器 初始化子程序符号名ＨＳＣ０一ＩＮＩＴ，设置计数器的预 设值ＰＶ为４ ０００，当前值ＣＶ为０，初始计数方向 次数。 根据有无外部复位输入，上述４种工作模式分 别可以各分为两种。 １．４高速计数器的外部输入信号 ４个高速计数器一共有６点外部输入信号 （１０．０～ＩＯ．５）。１０．１和１０．３分别供两个高速计数 器分时使用。ＩＩ３．０一１０．３可以用于边沿中断，同一 为加计数。 （６）在第５页（中断）设置当前值等于预设 值时产生中断，使用默认的中断程序符号名 个输入点不能同时用于两种不同的功能。ＨＳＣ０和 ＨＳＣ２支持全部８种计数模式，ＨＳＣ１和ＨＳＣ３因为 只有一个时钟脉冲输入，所以只支持模式０。 ２高速计数器的程序设计 在特殊存储器（ＳＭ）区，每个高速计数器都 有一个状态字节、一个控制字节、一个预设值寄存 器和一个当前值寄存器，可以用它们来编写初始化 程序和中断程序。这些程序的编写既烦琐又容易 出错。 下面介绍使用高速计数器指令向导生成应用程 序的过程。 ２．１ 控制要求 要求通过高速计数器的计数来周期性地控制 ＱＯ．１和Ｑ０．２，计数脉冲的周期为１ Ｉｌｌｓ，波形如图 ４—２所示。用高速计数器指令向导生成ＨＳＣ０的初 始化程序和中断程序。ＨＳＣ０为无外部方向输入信 号的单相加／减计数器（模式０）。 Ｑ０．１厂——］ 厂 Ｑ。２］厂——］ ．４ ｓ ．３ ｓ．４ ｓ． 图４—２波形图 ２．２使用高速计数器向导生成应用程序 ２．２．１ 操作步骤 （１）单击项目树“向导”文件夹中的“高速 计数器”，打开高速计数器向导。 （２）在“向导”第１页选中“ＨＳＣ０”，单击 “下一步”按钮。以后每次操作完成后都单击“下 一步”按钮。 （３）在第２页设置计数器的名称，采用默认 ＣＯＵＮＴ＿ＥＱ０。 （７）在第６页（步）设置步数。在各步的中 断程序中修改计数方向、当前值和预设值，并将另 一个中断程序连接至相同的中断事件。本例设置为 ３步。 （８）第７页（步１）采用默认的新的中断程序 名称ＨＳＣ０一ＳＴＥＰ１。设置新的预设值为７ ０００，不 更新计数当前值和计数方向。 （９）第８页（步２）采用默认的新的中断程序 名称ＨＳＣ０一ＳＴＥＰ２。设置新的预设值为３ ０００，不 更新计数当前值，新的计数方向为减计数。 （１０）在第９页（步３）选中“将此事件附加 到新的中断例程”，设置新的中断程序名称为 ＣＯＵＮＴ＿ＥＱ０。预设值更新为４ ０００，当前值更新为 ０，计数方向改为加计数。实际上，这是将计数当 前值清零后，开始下一周期的计数操作。 （１１）第１Ｏ页（组件）显示将要自动生成的 初始化计数器子程序ＨＳＣ０一ＩＮＩＴ和３个中断程序。 （１２）在第１１页（完成）单击“生成”按钮， 自动生成上述４个程序。 ２．２．２应用程序 高速计数器生成的应用程序如下。 编写主程序时，在ＳＭ０．１上升沿调用ＨＳＣ０一 ＩＮＩＴ。在下面的程序中，对Ｑｏ．１和Ｑｏ．２的立即置 位和立即复位指令是人工添加的。 （１）主程序。 ＬＤ ＳＭ０．１ ／／首次扫描时 ＣＡＬＬ ＨＳＣ０一ＩＮＩＴ ／／调用ＨＳＣ０初始化子 程序 （２）初始化子程序ＨＳＣ０一ＩＮＩＴ。 ＬＤ ＳＭ０．Ｏ ／／ＳＭ０．０总是为ＯＮ ＭＯＶＢ １６＃Ｆ８，ＳＭＢ３７ ∥设置控制字节，加 计数 ＭＯＶＤ＋０，ＳＭＤ３８ ∥装载当前值ＣＶ 雩世霉（２０１５—９） ＭＯＶＤ＋４０００，ＳＭＤ４２ ∥装载预设值ＰＶ ＨＤＥＦ ０，０ ∥设置ＨＳＣ０为模式０ ＡＴＣＨ ＣＯＵＮＴ——ＥＱ０，１２ ／／ＣＶ＝ＰＶ时，调用 ＣＯＵＮＴ—．ＥＱ０ ＥＮＩ ∥允许全局中断 ＨＳＣ Ｏ ｆ 动ＨＳＣ０ ＳＩ Ｑｏ．１，１ ∥用户添加的立即置位 指令 ＲＩ Ｑｏ．２，１ ∥用户添加的立即复位 指令 （３）中断程序ＣＯＵＮＴ＿ＥＱｏ。 当ＨＳＣ０的计数当前值等于第１个预设值４ ０００ 时，调用中断程序ＣＯＵＮＴ＿ＥＱ０。 ＬＤ ＳＭ０．０ ＭＯＶＢ １６＃Ａ０，ＳＭＢ３７ ∥设置控制字节，计数 方向不变 ＭＯＶＤ＋７０００，ＳＭＤ４２ ∥装载预设值ＰＶ ＡＴＣＨ ＨＳＣ０一ＳＴＥＰ１， ｌ２／／ＣＶ＝Ｐ 时，调用 ＨＳＣ０——ＳＴＥＰ１ ＨＳＣ Ｏ 动ＨＳＣ０ ＳＩ Ｑｏ．２，１ ∥用户添加的立即置位 指令 （４）中断程序ＨＳＣ０一ＳＴＥＰ１。 当ＨＳＣ０的计数当前值等于第２个预设值７ ０００ 时，调用中断程序ＨＳＣ０一ＳＴＥＰ１。 ＬＤ ＳＭ０．Ｏ ＭＯＶＢ １６＃Ｂ０，ＳＭＢ３７ ／／设置控制字节，改为 减计数 ＭＯＶＤ＋３０００，ＳＭＤ４２ ／／装载预设值ＰＶ ＡＴＣＨ ＨＳＣ０一ＳＴＥＰ２，１２／／ＣＶ＝ＰＶ时，调用 ＨＳＣ０—．ＳＴＥＰ２ ＨＳＣ ０ ／／启动ＨＳＣ０ ＲＩ Ｑｏ．１，１ ／／用户添加的立即复位 指令 （５）中断程序ＨＳＣ０一ＳＴＥＰ２。 当ＨＳＣ０的计数当前值等于第３个预设值３ ０００ 时，调用中断程序ＨＳＣ０一ＳＴＥＰ２。 ＬＤ ＳＭ０．０ ＭＯＶＢ １６＃Ｆ８，ＳＭＢ３７ ／／设置控制字节，改为 加计数 ＭＯＶＤ＋０，ＳＭＤ３８ ／／令当前值为０ ＭＯＶＤ＋４０００，ＳＭＤ４２ ／／装载预设值Ｐ ＡＴＣＨ ＣＯＵＮＴ—ＥＱ０，１２／／ＣＶ＝ＰＶ时，调用 需世幂（２０１５—９） ・电气自动化・ ＣＯＵＮＴ＿ＥＱ０ ＨＳＣ ０ ｆ皂动ＨＳＣ０ ＳＩ ＱＯ．１，１ ∥用户添加的立即置位 指令 ＲＩ Ｑｏ．２，１ ∥用户添加的立即复位 指令 如果计数器的高速脉冲输入１０．０的滤波时间 过长，计数脉冲信号将被过滤掉。本例高速脉冲的 频率为１ ｋＨｚ。查《ｓ７—２００ ＳＭＡＲＴ系统手册》 “高速输入降噪”中的表格可知，滤波时间为０．４ ｍｓ时，ＰＬＣ可检测到的最大计数频率为１．２５ ｋＨｚ， 所以将１０．０的滤波时间设置为０．４ ｍｓ。 ３用ＰＷＭ向导生成ＰＷＭ子程序 脉冲宽度调制（ＰＷＭ）功能提供连续的、周 期与脉冲宽度可以由用户控制的输出。ｓ７—２００ ＳＭＡＲＴ ＣＰＵ ＳＴ２０有两个脉冲输出通道Ｑｏ．０和 Ｑｏ．１，ＣＰＵ ＳＴ３０／ＳＴ４０／ＳＴ６０有３个脉冲输出通道 Ｑｏ．０、Ｑｏ．１和Ｑｏ．３，支持的最大脉冲频率为 １００ ｋＨｚ。 ＰＷＭ指令与ＰＷＭ输出波形如图４—３所示。 １ ＳＭ Ｈ ｌ ＩＯ Ｉ．旦塑 ，Ｉ ｌ １ ｌ宽度ｆ。 ｌ厂］ Ｉ １ 图４—３ ＰＷＭ指令与ＰＷＭ输出波形 脉冲宽度ｔ 与脉冲周期ｔ之比为占空比， ＰＷＭ的时间基准可以设置为 ｓ或ｍｓ。 可以用特殊存储器区的ＰＷＭ发生器的控制字 节、周期值字、脉冲宽度值字和脉冲计数值双字编 写ＰＷＭ程序。 用ＰＷＭ向导生成ＰＷＭ子程序的方法如下。 （１）双击项目树“向导”文件夹中的 “ＰＷＭ”，打开ＰＷＭ向导。 （２）在“向导”第１页选中“ＰＷＭ０”，单击 “下一步”按钮。以后每次操作完成后都单击“下 一步”按钮。 （３）在第２页采用脉冲发生器默认的名 称ＰＷＭ０。 （４）在第３页（输出）显示ＰＷＭ０的输出地 址为Ｑｏ．０，设置时间基准为 ｓ。 （５）在第４页（组件）显示默认的ＰＷＭ子程 区 电气自动化・ 高压变频器在自水泥回转窑生产中的应用 陶波’周冬华 （１．江西新余钢铁集团公司第一炼铁厂，３３８００１，江西新余； ２．新余坤邦白水泥有限公司，３３８００１，江西新余） １ 应用背景 输出电压为１０ ｋＶ，额定输出电流为４０ Ａｏ ３ 回转窑变频调速一次电路 本段所述一次电路是指从１０ ｋＶ厂供电引入到 新余坤邦白水泥有限公司年产白水泥２Ｏ万ｔ， 属中型白水泥厂。白水泥回转窑主要作用是对生料 进行煅烧，温度为１ ２５０～１ ３５０ ｏＣ。生产上对回转 高压变频器，再到高压电机的１０ ｋＶ电路。电路如 图１所示，ＱＦ１为受电断路器，ＫＭ１为高压变频 器进电接触器，Ｑｓ１和Ｑｓ２为高压变频器隔离开 窑的转速有一定要求。在窑的倾斜度已固定的条件 下，根据具体的生产要求，保持一个相对合理的转 速，使窑内物料的填充率及运动速度与对应的煅烧 关，ＫＭ２为高压变频器输出接触器，ＫＭ３为旁路 接触器。这个系统有两种工作方式：变频调速与 ５０ Ｈｚ工频定速。从变频调速切换到工频定速工作 的顺序为：关变频器，断开ＫＭ１，延时２ ｓ后，再 合ＫＭ３。由工频定速切换变频调速的顺序为：断 开ＫＭ３，延时２ Ｓ后，再合ＫＭ１和ＫＭ２。如果 条件合理匹配，对于优质高产而言相当重要。回转 窑电机功率一般较大，在二十世纪七八十年代基本 上是不调速的。目前回转窑调速有变频调速和液力 偶合器调速两种方法。液力偶合器调速范围小、精 度低，不能实现自动调速，故障也较多。高压变频 调速技术已经相当成熟，运行稳定，价格也降到了 适宜水平。因此，目前国内水泥回转窑基本上都采 用高压变频调速。 ＫＭ３断开后立即合ＫＭ１和ＫＭ２，会因电机反电动 势不同期而过流，因此需要一定的延时。 新余坤邦白水泥有限公司回转窑采用利德华福 高压变频器进行调速，达到了既满足生产工艺要 求，又大量节电的效果。 ２应用选型 图１ 回转窑变频调速一次电路 ４变频器一次电路 新余坤邦白水泥有限公司回转窑电动机型号为 ＹＫＫ５００—４，额定功率为５００ ｋＷ，额定电压为 １０ ｋＶ，额定电流为２８ Ａ，额定转速为１ ４５０ ＨＡＲＳＶＥＲＴ—Ａ １０／０４０型变频器由电压器柜、 功率柜和控制柜组成。变压器柜内设置整流变压 器，将１０ ｋＶ高压变换为二次侧八组低压，为功率 单元供电。每个功率单元的主回路相对独立。变频 器每相由八个功率单元叠加。每个功率单元相当于 做实验时，可以用ＱＯ．０输出的ＰＷＭ信号作为高 ｒ／ｍｉｎ，额定功率因数为０．８９。选用利德华福 ＨＡＲＳＶＥＲＴ—Ａ １０／０４０型高压变频器，变频器额定 序名称ＰＷＭ０一ＲＵＮ。 （６）在第５页（完成）单击“生成”按钮， 生成子程序ＰＷＭＯ—ＲＵＮ。 速计数器的计数脉冲信号。ＰＬＣ的输入回路和输出 回路都采用ＣＰＵ提供的ＤＣ２４ Ｖ电源。ＰＬＣ外部接 线如图４—４所示。 子程序ＰＷＭ０一ＲＵＮ的参数ＲＵＮ用来控制是 否产生脉冲，周期Ｃｙｃｌｅ的允许范围为１０ ｓ～ ６５ ５３５ Ｉｘｓ或２ ｍｓ～６５ ５３５ ｍｓ，脉冲宽度Ｐｕｌｓｅ的允 将上述高速计数器程序和图４—３中的程序下 载到ＰＬＣ后，运行程序。１０．１为“ＯＮ”时，Ｑｏ．０ 许范围为０—６５ ５３５ ｔｘｓ或０～６５ ５３５ ｍｓ。 ４ 高速计数器与高速输出的应用实验 给高速计数器提供高速计数脉冲。可以用状态图表 的趋势图来监视地址为ＨＣ０的高速计数器ＨＳＣ０ 的当前值，以及ＨＳＣ０控制的ＱＯ．１、Ｑｏ．２波形。 如果ＣＰＵ模块为继电器输出型，则可以用外 雩世男（２０１５—９） 使用场效晶体管输出的ＣＰＵ ＳＴ２０／３０／４０／６０ 臣 ・电气自动化－ 台交一直一交型低压变频器。功率单元整流侧用 绝缘栅双极晶体管（ＩＧＢＴ）三相全控桥进行整流， 一合闸、进电断路器跳闸、变频器轻故障、变频器重 故障、变频器远控、变频器停机、高压接触器合 闸、高压接触器分闸等，模拟量输出主要有转速、 电流等。 ６安装与维护 中间回路采用电解电容滤波和储能。功率单元输出 侧为四只ＩＧＢＴ组成的Ｈ桥。每个功率单元内设数 字信号处理器（ＤＳＰ），进行整流算法的高速运算 和控制。 整流变压器有八个延边三角形线圈。每个延边 三角形线圈为六相半波整流，相邻线圈相差７．５。。 八个线圈组成４８相半波整流。这样的接法可提高 一由于高压变频器是精密电子产品，发热量大， 因此回转窑高压变频器安装在单独的空调房内。使 用中保持变频器房内整洁干净。高压变频器属高压 次侧线圈效率，消除４７次以下谐波。 产品，柜内有１０ ｋＶ高压，严禁在没有停电和验电 前进入变压器柜和功率柜进行检修作业。在测量高 压电机绝缘时，应拆去电机电缆。在进行变压器耐 压试验时，应将所有的功率单元和变压器断开，并 将温控仪同测温探头断开。 运行中需要注意以下几点：电动机运行声响是 ５变频器控制原理 控制系统由主控制器、人机界面、可编程序控 制器（ＰＬＣ）三大部分组成。主控制器、人机界 面、ＰＬＣ之间采用ＲＳ４８５进行数据通信，通信协 议为公司内部通信协议。主控制器和ＰＬＣ之间还 否正常；变频器运行声响是否正常，是否出现过热 变色现象；观察显示屏的电压、电流是否正常；观 察电压器和功率柜的运行温度是否正常。此外，每 使用输入输出点及模拟信号建立简单通信。 在人机界面中进行参数设定和功能设定，还可 以实现故障查询，显示运行中的电流、电压器参数 及功率柜温度等。主控板由中央处理器（ＣＰＵ）、 存储器等组成。主控板接收来自上位机及ＰＬＣ的 指令，发送控制指令，主控板同时产生每相各功率 单元的触发脉冲，采集各功率单元反馈信息，对各 种数据进行运算处理。光纤板的作用是将主控板上 ０．５ ａ对变频器进行一次清灰。 ７经济效益 回转窑工作时，一般运行在３８ Ｈｚ。在３８ Ｈｚ 运行频率下，电机电流为２Ｏ Ａ。此时有功功率下 降了： 的控制信号转换为光信号，通过光纤输出至功率 单元。 ＡＰ＝４３×１０（，１一／２）ＣＯＳ ＝√３ Ｘ １０×（２８—２０）×０．８９＝１２３．３（ｋＷ） （１） 系统中开关量输入主要有远程启动、远程停 机、远程复位、柜门关闭、变频器故障、控制电源 以１ ａ运行３３０ ｄ计算，可节电： ＡＷ＝１２３．３×３３０×２４＝８７ ７６０（ｋＷｈ）（２） 失电、变压器超温、进电断路器合闸、各接触器合 闸、功率柜超温、远程操作状态等，模拟量输入主 以上计算未考虑高压变频器自身发热及散热， 因此，实际节电略少于以上计算值。 （编辑杨 梁） 要有转速给定、转速反馈等，开关量输出主要有变 频器停机、变频器运行、变频器报警、进电断路器 【变频器化工机械自动控制选择应用】 生器输出电压和输出电路的类型应与ＰＬＣ的输入 电路匹配。 参考文献 ［１］廖常初．ｓ７—２００ ＳＭＡＲＴ ＰＬＣ编程及应用［Ｍ］．北京： 机械工业出版社，２０１３． （待续） （编辑图４－４ Ｐｌ－Ｃ的外部接线 叶帆） 接的脉冲信号发生器提供脉冲信号。注意，脉冲发 需世謇（２０１５—９） 【可编程序控制器 产品 软件 通信 基础知 识】 匪
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