全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng) 課程設(shè)計報告

1、<p>　　自動控制系統(tǒng)課程設(shè)計</p><p>　　設(shè)計題目： 全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng) </p><p><b>　　班 級：</b></p><p><b>　　學(xué) 號：</b></p><p><b>　　姓 名：</b></p>&

2、lt;p><b>　　指導(dǎo)教師：</b></p><p><b>　　設(shè)計時間：</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)是當(dāng)前工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的技術(shù)，其操作非常簡單，并且不需要專門的編程知識，所有設(shè)置均可通過參數(shù)設(shè)定設(shè)備進行。參數(shù)設(shè)定也可通過

3、PC 的菜單提示進行，以實現(xiàn)快速地投入運行。</p><p>　　本文對SIMOREG DC Master 6RA70 系列全數(shù)字直流調(diào)速裝置進行了系統(tǒng)地介紹以及使用方法和功能的說明。文章主要就幾個工業(yè)生產(chǎn)中比較基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)進行了詳細介紹，主要包括：系統(tǒng)的初始參數(shù)輸入與優(yōu)化、直流電動機的高、低速調(diào)節(jié)、直流電動機的點動控制、直流電動機的爬行控制、電樞電流閉環(huán)控制、開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)定調(diào)整、單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)定調(diào)整等。使

4、用Driver Mon軟件對其參數(shù)進行修改，并用示波器觀察輸出波形。將實驗波形與理論波形對比，對實驗結(jié)果進行分析總結(jié)，最終得出結(jié)論。</p><p>　　關(guān)鍵字：6RA70，直流調(diào)速，雙閉環(huán)，Driver Mon軟件</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要- 1 -</b></p

5、><p>　　1. 概述- 3 -</p><p>　　2. 設(shè)計任務(wù)及要求- 4 -</p><p>　　3. 理論設(shè)計- 5 -</p><p>　　3.1系統(tǒng)的連接- 5 -</p><p>　　3.2 系統(tǒng)的初始參數(shù)輸入- 6 -</p><p>　　3.3 系統(tǒng)電流環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)參數(shù)

6、自動優(yōu)化- 7 -</p><p>　　3.4 電樞電流閉環(huán)控制- 9 -</p><p>　　3.5 直流電動機的高、低速調(diào)節(jié)- 10 -</p><p>　　3.6 直流電動機的點動控制- 10 -</p><p>　　3.7 方波發(fā)生器- 12 -</p><p>　　3.8 斜坡函數(shù)發(fā)生器

7、- 13 -</p><p>　　3.9 直流電動機的爬行控制- 15 -</p><p>　　3.10 固定值給定- 17 -</p><p>　　3.11 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)- 17 -</p><p>　　3.12 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)- 20 -</p><p>　　4. 系統(tǒng)設(shè)計- 22 -</p

8、><p>　　4.1系統(tǒng)簡介- 22 -</p><p>　　4.2 實物接線- 25 -</p><p>　　5. 安裝調(diào)試- 26 -</p><p>　　5.1安裝調(diào)試過程- 26 -</p><p>　　5.2 故障分析- 29 -</p><p>　　6. 結(jié)論- 31 -&l

9、t;/p><p>　　7. 使用儀器設(shè)備清單- 32 -</p><p>　　8. 收獲、體會和建議- 32 -</p><p>　　9. 參考文獻- 33 -</p><p><b>　　1. 概述</b></p><p>　　目前,隨著交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展,交流傳動得到了迅猛的發(fā)展,但直流傳動

10、調(diào)速在諸多場合仍有著大量的應(yīng)用。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,過去的模擬控制系統(tǒng)正在被數(shù)字控制系統(tǒng)所代替。在帶有微機的通用全數(shù)字直流調(diào)速裝置中,在不改變硬件或改動很少的情況下,依靠軟件支持,就可以方便地實現(xiàn)各種調(diào)節(jié)和控制功能,因而,通用全數(shù)字直流調(diào)速裝置的可靠性和應(yīng)用的靈活性明顯優(yōu)于模擬控制系統(tǒng)。目前,以德國SIEMENS公司的6RA70系列通用全數(shù)字直流調(diào)速裝置在中國的應(yīng)用最為廣泛。</p><p>　　本次課程設(shè)計，

11、我們組主要針對SIEMENS公司的6RA70系列通用全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)進行了系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和實際操作，針對直流調(diào)速系統(tǒng)的幾個基本運行方式和狀態(tài)進行了控制與調(diào)節(jié)。如：系統(tǒng)的初始參數(shù)整定，系統(tǒng)的控制參數(shù)設(shè)定，開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)定調(diào)整，單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)定調(diào)整等。</p><p>　　實驗中，我們掌握了通過6RA70手冊進行查找與電路圖分析，最終根據(jù)我們的控制目的改變相應(yīng)的參數(shù)，達到實驗預(yù)期效果，并應(yīng)用示波器進行觀察與分析，得出

12、結(jié)論。</p><p>　　在設(shè)計實驗中，我們組成員互相學(xué)習(xí)，共同合作，就其中遇到的故障進行了分析、討論，并找出原因，排除故障，達到預(yù)期目的。</p><p>　　本次課程設(shè)計，夯實了我們的專業(yè)知識，增強了我們的動手能力，讓我們掌握了較新的控制方法，使我們更多地接觸到實際工業(yè)現(xiàn)場的控制操作過程。</p><p>　　2. 設(shè)計任務(wù)及要求</p><

13、;p>　　2.1. 目的和任務(wù)</p><p>　　學(xué)會使用SIEMENS直流控制系統(tǒng)裝置進行相關(guān)的自動控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計。確定控制系統(tǒng)方案，畫出系統(tǒng)原理電路圖和方框圖，用SIEMENS直流控制系統(tǒng)完成自動控制系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)。</p><p>　　2.2. 內(nèi)容與要求</p><p>　?。?）熟悉SIEMENS直流調(diào)速系統(tǒng)6RA70的外部接線；<

14、/p><p>　?。?）熟悉并學(xué)會使用SIEMENS直流控制系統(tǒng)裝置；</p><p>　?。?）按照要求確定自動控制系統(tǒng)方案； </p><p>　?。?）畫出系統(tǒng)的原理電路圖和方框圖；</p><p>　?。?）學(xué)習(xí)DriveMonitor軟件的使用方法</p><p>　?。?）掌握SIEMENS直流控制系統(tǒng)裝置的各

15、種參數(shù)設(shè)定方法；</p><p>　?。?）設(shè)計出相應(yīng)的系統(tǒng)配置并完成調(diào)試；</p><p>　?。?）撰寫課程設(shè)計報告。</p><p><b>　　3. 理論設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1系統(tǒng)的連接</b></p><p>　　全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)是當(dāng)前工

16、業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的技術(shù)，其操作非常簡單，并且不需要專門的編程知識，所有設(shè)置均可通過參數(shù)設(shè)定設(shè)備進行。參數(shù)設(shè)定也可通過PC 的菜單提示進行，以實現(xiàn)快速地投入運行。</p><p>　　圖3.1 系統(tǒng)連接圖</p><p>　　實驗過程中，實驗連線默認接成雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，通過軟件設(shè)置不同的參數(shù)，實現(xiàn)不同的運行狀態(tài)。</p><p>　　軟件界面如圖3.2所示&

17、lt;/p><p>　　圖3.2 軟件界面</p><p>　　3.2 系統(tǒng)的初始參數(shù)輸入</p><p>　　打開軟件后進行設(shè)置，網(wǎng)絡(luò)連接，連接成功后需要將系統(tǒng)初始化。步驟如下：</p><p><b>　　P051=21</b></p><p><b>　　P052=3</b&g

18、t;</p><p><b>　　P076=10</b></p><p><b>　　=10</b></p><p><b>　　P078=220</b></p><p><b>　　=380</b></p><p><b&g

19、t;　　P083=3</b></p><p><b>　　P100=1.2</b></p><p><b>　　P101=220</b></p><p><b>　　P102=0.13</b></p><p><b>　　P104=1500</b&g

20、t;</p><p>　　修改以上參數(shù)后，系統(tǒng)初始化完畢，默認接成雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。</p><p>　　3.3 系統(tǒng)電流環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)參數(shù)自動優(yōu)化</p><p><b>　　電流環(huán)優(yōu)化：</b></p><p><b>　　P051=25</b></p><p>　　設(shè)置成

21、功后要在30秒內(nèi)閉合使能和人合閘開關(guān)，并用手堵轉(zhuǎn)，大約1分鐘后，系統(tǒng)顯示O7.2,優(yōu)化成功。</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速環(huán)優(yōu)化：</b></p><p><b>　　P051=26</b></p><p>　　設(shè)置成功后要在30秒內(nèi)閉合使能和合閘開關(guān)，不用堵轉(zhuǎn)，大約10秒鐘優(yōu)化完畢。</p><p

22、>　　優(yōu)化完畢后，從軟件表格中可以看出，電流環(huán)及轉(zhuǎn)速環(huán)的一些參數(shù)均以優(yōu)化完成。</p><p>　　圖3.3 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖</p><p>　　雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)工作原理：</p><p>　　雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在啟動過程中， 由于電動機轉(zhuǎn)速小于給定轉(zhuǎn)速n<n* ，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器一直都處于飽和限幅狀態(tài)，ASR始終輸出限幅值U*im 。電動機在最大電

23、流Idm作用下升速， Un 增加。雖然ASR的輸入偏差△Un=Un*-Un 在減小，但是仍不會使ASR的輸出退出限幅狀態(tài)。此時，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開環(huán)，ASR只負責(zé)給出一個最大電流給定值U*im 由于ASR的輸出保持U*im 不變，系統(tǒng)加速度恒定，轉(zhuǎn)速呈現(xiàn)性增長。由于轉(zhuǎn)速的線性增長，使反電動勢E成為一個線性漸增的擾動量，它迫使電流減小。Id 的減小迫使△Un=Un*-Un 增大，經(jīng)電流環(huán)的調(diào)節(jié)又使電流上升接近到原來的值Idm 。</p

24、><p>　　總之，在恒流升速階段，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR處于飽和限幅狀態(tài)，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開環(huán)。電流調(diào)節(jié)器ACR起調(diào)節(jié)作用，維持接近最大電流不變。</p><p>　　之后的轉(zhuǎn)速超調(diào)和電流調(diào)節(jié)階段，轉(zhuǎn)速出現(xiàn)超調(diào)，使ASR退出飽和狀態(tài)，即電流給定減小，迫使主回路中Id減小，直到Id＝Idl，轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定。在這一階段中，ASR和ACR同時發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，速度環(huán)的調(diào)節(jié)作用是主導(dǎo)的，它使轉(zhuǎn)速通過電流環(huán)的調(diào)節(jié)趨近

25、于給定速度，最后使系統(tǒng)穩(wěn)定。</p><p>　　圖3.4 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速輸出</p><p>　　3.4 電樞電流閉環(huán)控制</p><p>　　圖3.5 電樞電流閉環(huán)控制原理圖</p><p>　　圖3.6 電樞電流</p><p>　　3.5 直流電動機的高、低速調(diào)節(jié)</p><

26、;p>　　直流電動機的高、低速調(diào)節(jié)有多種方法。</p><p><b>　　調(diào)節(jié)給定電壓</b></p><p>　　手動調(diào)節(jié)給定電壓，即可實現(xiàn)電動機的高低速調(diào)節(jié)。</p><p>　　通過軟件調(diào)整P701的值，實現(xiàn)調(diào)節(jié)輸入電壓的百分比，進而控制電機轉(zhuǎn) </p><p><b>　　速。</b&

27、gt;</p><p>　　3.6 直流電動機的點動控制</p><p>　　點動功能可以通過由參數(shù) P435 的變址01 至.08 選擇的開關(guān)量連接器來設(shè)置，或通過控制字1 的第8 和第9 位設(shè)置。當(dāng)選擇使用控制字時，以下為可能的運行模式:P648 = 9: 控制字1 中的控制位為位連續(xù)輸入，由P668 和P669 選擇的開關(guān)量連接器定義了控制字1 的第8 位和第9 位，因而作為“點動

28、”指令的輸入。P648 ≠ 9: 由P648 選擇的連接器作為控制字1，這個字的第8 位和第9 位控制了“點動”指令的輸入。</p><p>　　“點動”功能只在有“分閘”和“運行使能”指令時才可以執(zhí)行。</p><p>　　“點動”指令當(dāng)一個或多個指定的源變?yōu)檫壿嫛?”狀態(tài)時輸入，在這種情況下，在參數(shù)P436 中選擇的給定被分配給每一個源。如果點動指令同時由二個或二個以上的源輸入，則點動

29、給定設(shè)為0。參數(shù)P437 可以作為定義每一個可能的點動指令的源的設(shè)置，不論如何斜坡函數(shù)發(fā)生器必須旁路，當(dāng)斜坡函數(shù)發(fā)生器旁路后，他以上升/下降時間為0 運行。</p><p>　　輸入點動指令的操作順序:</p><p>　　如果輸入了“點動”指令，通過“進線接觸器閉合”繼電器使進線接觸器合閘，點動給定通過斜坡函數(shù)發(fā)生器施加撤消點動指令的操作順序:</p><p>　

30、　在“點動”指令取消后，開始的運行順序與“分閘”方式相同，在到達n < nmin 后，調(diào)節(jié)器禁止，并且在0 到60s 的參數(shù)延時到達后(運行狀態(tài)07.0 或更高)，進線接觸器打開。當(dāng)驅(qū)動裝置在參數(shù)延時周期時間到時，仍處在運行狀態(tài)01.3。</p><p><b>　　參數(shù)：</b></p><p><b>　　P648=9</b></

31、p><p><b>　　P435=1</b></p><p><b>　　P436=1</b></p><p><b>　　P437=1</b></p><p><b>　　輸出轉(zhuǎn)速：</b></p><p>　　圖3.7 點動轉(zhuǎn)速輸

32、出圖</p><p>　　3.7 方波發(fā)生器</p><p>　　圖3.8 方波發(fā)生器功能圖</p><p><b>　　參數(shù)：</b></p><p><b>　　P480=+30</b></p><p><b>　　P481=2</b></

33、p><p><b>　　P482=-50</b></p><p><b>　　P483=5</b></p><p>　　圖3.9 方波發(fā)生器給定轉(zhuǎn)速輸出</p><p>　　3.8 斜坡函數(shù)發(fā)生器</p><p>　　圖3.10 斜坡函數(shù)發(fā)生器運行原理</p>

34、<p>　　圖3.11 斜坡函數(shù)發(fā)生器功能圖</p><p><b>　　參數(shù)：</b></p><p>　　在方波發(fā)生器的基礎(chǔ)上進行斜坡函數(shù)發(fā)生器的設(shè)置</p><p><b>　　P303=10</b></p><p><b>　　P304=10</b><

35、;/p><p><b>　　P305=5</b></p><p><b>　　P306=5</b></p><p>　　圖3.12 斜坡發(fā)生器</p><p>　　3.9 直流電動機的爬行控制</p><p>　　“爬行”功能可在運行狀態(tài)o7 下激活，并且有“運行使能”信號，

36、進入運行狀態(tài)。當(dāng)由P440 選擇的一個或多個開關(guān)量連接器轉(zhuǎn)換到邏輯“1”時，輸入“爬行”指令。一個由參數(shù)P441 選擇的給定分配給每一個開關(guān)量連接器，如果“爬行”指令是通過多個開關(guān)量連接器同時輸入，給定值是疊加關(guān)系。參數(shù)P442 可以作為定義每一個可能的爬行指令的源的設(shè)置，不論如何斜坡函數(shù)發(fā)生器必須旁路，當(dāng)斜坡函數(shù)發(fā)生器旁路后，他以上升/下降時間為0 運行。</p><p>　　電平/ 沿:P445 = 0: 電

37、平觸發(fā)</p><p>　　P440 選擇的開關(guān)量連接器= 0: 無爬行</p><p>　　P440 選擇的開關(guān)量連接器= 1: 爬行</p><p>　　P445 = 1: 沿觸發(fā)</p><p>　　當(dāng)開關(guān)量連接器狀態(tài)由0 變1 時，“爬行”輸入儲存。同時，由P444 選擇的開關(guān)量連接器必須為邏輯“1”。當(dāng)隨后的開關(guān)量連接器改變狀態(tài)到邏

38、輯“0”時，存儲器被復(fù)位。</p><p>　　輸入爬行指令的操作順序:</p><p>　　如果在運行狀態(tài)o7 輸入“爬行”指令，通過“進線接觸器閉合”繼電器使進線接觸器合閘，爬行給定通過斜坡函數(shù)發(fā)生器施加。如果在“Run”狀態(tài)下輸入“爬行”指令。驅(qū)動裝置通過斜坡函數(shù)發(fā)生器從工作速度減速到爬行速度。</p><p>　　撤消爬行指令的操作順序:</p>

39、<p>　　“爬行”有效，但無“合閘”指令:如果所有對于“爬行”功能有效的位均轉(zhuǎn)換到邏輯“0”，調(diào)節(jié)器禁止。在n < nmin 到達后，進線接觸器斷開。從“運行”狀態(tài)的“爬行”有效:如果所有對于“爬行”功能有效的位均轉(zhuǎn)換到邏輯“0”并且運行狀態(tài)“RUN”的條件仍然滿足，則驅(qū)動裝置通過斜坡函數(shù)發(fā)生器從設(shè)置的爬行給定速度加速到運行速度。帶沿觸發(fā)，自動再啟動和在制動過程中的電流及轉(zhuǎn)矩限幅的作用。</p>&l

40、t;p><b>　　參數(shù)：</b></p><p><b>　　P440=1</b></p><p><b>　　P441=1</b></p><p><b>　　P442=1</b></p><p><b>　　P445=0</b&

41、gt;</p><p>　　圖3.13 爬行轉(zhuǎn)速輸出</p><p>　　3.10 固定值給定</p><p>　　圖3.14 固定值給定功能圖</p><p><b>　　參數(shù)：</b></p><p><b>　　P431=1</b></p><

42、p><b>　　P432.01=1</b></p><p>　　所謂固定值給定，即固定轉(zhuǎn)速輸出值大小，因此，無論怎樣調(diào)節(jié)給定旋鈕，轉(zhuǎn)速輸出值均不產(chǎn)生變化。</p><p>　　3.11 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)</p><p>　　圖3.15 轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖</p><p>　　轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)組成及工

43、作原理：</p><p>　　轉(zhuǎn)速負反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)如圖3.15所示，其按照反饋控制原理，增加一個轉(zhuǎn)速檢測環(huán)節(jié)，引出轉(zhuǎn)速負反饋信號，進而構(gòu)成轉(zhuǎn)速負反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。</p><p>　　轉(zhuǎn)速給定信號，與轉(zhuǎn)速反饋信號進行比較，得到轉(zhuǎn)速偏差信號，該偏差信號經(jīng)過比例放大器后得到觸發(fā)器移相控制信號，該信號通過控制觸發(fā)器的脈沖移相角來控制晶閘管整流器的整流電壓，進而控制電機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)電動機的平

44、滑無級調(diào)速。</p><p>　　實驗中，系統(tǒng)默認接成雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，因此，要斷開電流環(huán)，并且將電流調(diào)節(jié)器ACR由PI調(diào)節(jié)器改為P調(diào)節(jié)器，因此要去掉ACR中的I分量。</p><p>　　圖3.16 電樞電流閉環(huán)控制功能圖</p><p><b>　　參數(shù)：</b></p><p>　　P154=0 將ACR中I

45、分量去掉</p><p>　　P602=0 斷開電流環(huán)</p><p><b>　　運行結(jié)果：</b></p><p>　　圖3.17 轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速輸出</p><p>　　3.12 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)</p><p>　　圖3.18 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理圖</p><

46、p>　　現(xiàn)在主要的直流電動機調(diào)速系統(tǒng)都是V-M系統(tǒng)，即晶閘管－電動機調(diào)速系統(tǒng)。開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)不能自已進行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，因此在應(yīng)用上有較大的限制，只有在控制要求不是很高的情況下，才可以采用開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。同時，正是其簡單的組成，大大地降低了成本，所以開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)仍有應(yīng)用前景。</p><p>　　由圖3.18可知，開環(huán)就是在單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的基礎(chǔ)上將轉(zhuǎn)速環(huán)斷開，并適當(dāng)調(diào)節(jié)放大器的增益。同時，還要將速度調(diào)節(jié)器ASR由

47、PI調(diào)節(jié)器改為P調(diào)節(jié)器。</p><p>　　圖3.19 速度調(diào)節(jié)器功能圖</p><p><b>　　參數(shù)：</b></p><p>　　P624=0 斷開轉(zhuǎn)速環(huán)</p><p>　　P623=0 斷開轉(zhuǎn)速環(huán)</p><p>　　P224=0 將I分量去掉</p>

48、<p>　　P225=0.3 將增益減小</p><p><b>　　運行結(jié)果：</b></p><p>　　圖3.20 開環(huán)轉(zhuǎn)速輸出</p><p><b>　　4. 系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p><b>　　4.1系統(tǒng)簡介</b></p>

49、<p>　　1、結(jié)構(gòu)及工作方式 </p><p>　　SIMOREG 6RA70系列整流裝置為三相交流電源直接供電的全數(shù)字控制裝置，其結(jié)構(gòu)緊湊，用于可調(diào)速直流電機電樞和勵磁供電，裝置額定電樞電流范圍為15至2000A，額定勵磁3到85A，并可通過并聯(lián)SIMOREG整流裝置進行擴展，并聯(lián)后輸出額定電樞電流可達到12000A。6RA70直流控制器已經(jīng)廣泛應(yīng)用與各行業(yè)，控制器器的核心器件上已經(jīng)在國內(nèi)外得到

50、可靠實例的證實，可靠性、安全方面較有保障。</p><p>　　根據(jù)不同的應(yīng)用場合，可選擇單象限或四象限工作的裝置，裝置本身帶有參數(shù)設(shè)定單元，不需要其它的任何阻力。設(shè)備即可完成參數(shù)的設(shè)定。所有的控制、調(diào)節(jié)、監(jiān)視及附加功能都由微處理器來實現(xiàn)?？蛇x擇給定值和反饋值為數(shù)字量或模擬量。</p><p>　　SIMOREG 6RA70系列整流裝置特點為體積小，結(jié)構(gòu)緊湊。裝置的門內(nèi)裝有一個電子箱，箱內(nèi)

51、裝入調(diào)節(jié)板，電子箱內(nèi)可裝用于技術(shù)擴展和串行接口的附加板。各個單元很容易拆裝使裝置維修服務(wù)變得簡單、易行。外部信號連接的開關(guān)量輸入／輸出，模擬量輸入、輸出，脈沖發(fā)生器等，通過插接端子排實現(xiàn)。裝置軟件存放閃（Flash）－EPPOM，使用基本裝置的串行接口通過寫入可以方便地更換。</p><p>　　2、功率部分：電樞和勵磁回路</p><p>　　電樞回路為三相橋式電路：</p>

52、<p>　　（1）單象限工作裝置的功率部分電路為三相全控橋B6C。</p><p>　?。?）四象限工作裝置的功率部分為兩個三相全控橋（B6）A（B6）C。</p><p>　　勵磁回路采用單相半控橋B2HZ，額定電流15－800A的裝置（交流輸入電壓400V時，電流至1200A），電樞和勵磁回路的功率部分為電絕緣晶閘管模塊，所以其散熱器不帶電。更大電流或輸入電壓高的裝置，電

53、樞回路的功率部分為平板式晶閘管。這時散熱器是帶電的。功率部分的所有接線端子都在前面。</p><p><b>　　3、通訊口</b></p><p>　　下列串行接口可供使用：</p><p>　?。?）U X300插頭是一個串行接口，此接口按RS232或RS485標準執(zhí)行USS協(xié)議，可用于連接選件操作面板0P1S或通過PC調(diào)試SMOVIS。&

54、lt;/p><p>　?。?）主電子極端子上的串行接口，RS485雙芯線或4芯線用于USS通信協(xié)議或裝置對裝置連接。</p><p>　　（3）在端于擴充板選件端子上的串行接口，RS485雙芯線或4芯線，用于USS通信協(xié)議或裝置對裝置連接。</p><p>　?。?）通過附加卡（選件）的PROFIBUS-DP。</p><p>　?。?）經(jīng)附加卡

55、（選件）SIMOLINK與光纖電纜連接。</p><p>　　4、西門子直流控制器6RA70主從模式參數(shù)設(shè)定</p><p>　　對直流電機在6RA70裝置中首先進行基本參數(shù)設(shè)定：</p><p><b>　　P100=12.5</b></p><p><b>　　P101=220</b></

56、p><p><b>　　P102=0.5</b></p><p><b>　　P103=0</b></p><p><b>　　P104=5000</b></p><p><b>　　P105=0.1</b></p><p><b

57、>　　P106=5000</b></p><p><b>　　P107=0.1</b></p><p><b>　　P108=5000</b></p><p><b>　　P109=0</b></p><p>　　P110=1.738</p>&

58、lt;p>　　P111=37.96</p><p><b>　　P112=390</b></p><p><b>　　P113=1</b></p><p><b>　　P114=10</b></p><p><b>　　P083=3</b></

59、p><p><b>　　P790=5</b></p><p><b>　　P791=5</b></p><p><b>　　主調(diào)速器設(shè)定：</b></p><p>　　P794.01=K6020</p><p>　　P794.02=K167</p>

60、;<p>　　P794.03=K148</p><p>　　P794.04=K142</p><p>　　P794.05=K170</p><p>　　U117.01=B104</p><p><b>　　P687=0</b></p><p><b>　　P401=15%&

61、lt;/b></p><p><b>　　P433=K401</b></p><p><b>　　P654=1</b></p><p><b>　　P444=B17</b></p><p><b>　　P445=1</b></p>&l

62、t;p><b>　　從調(diào)速器設(shè)定：</b></p><p>　　P625=K6002</p><p>　　P500=K6003</p><p><b>　　P687=B10</b></p><p>　　P661=K6100</p><p>　　合閘后，當(dāng)不按B10時，從

63、機速度跟隨主機。</p><p><b>　　4.2 實物接線</b></p><p>　　圖4.1 實驗實物接線圖</p><p><b>　　5. 安裝調(diào)試</b></p><p><b>　　5.1安裝調(diào)試過程</b></p><p>　　全數(shù)字

64、自動控制實驗裝置接線主要包括供電電路及控制電路。默認接成雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。6RA70 SIMOREG DC MASTER 系列整流器為全數(shù)字緊湊型整流器，輸入為三相電源，可向變速直流驅(qū)動用的電樞和勵磁供電，額定電樞電流</p><p>　　從15A 至2200A。緊湊型整流器可以并聯(lián)使用，提供高至12000A 的電流，勵磁電路可以提供最大85A 的電流(此電流取決于電樞額定電流)。</p><

65、;p><b>　　模擬量輸入</b></p><p>　　模擬量輸入口輸入的值變換為數(shù)字值后可通過參數(shù)進行規(guī)格化、濾波、符號選擇及偏置處理后靈活地輸入。模擬輸入量可用作連接器，它不僅可以作為主給定值而且可以作為附加給定值或者極限值。</p><p>　　給定值輸入，基準電壓</p><p><b>　　模擬量輸出</b&g

66、t;</p><p>　　電流實際值作為實時量在端子12輸出。該輸出量可以是雙極性的量或是絕對值，并且極性可以選擇。</p><p>　　還有可選的模擬量輸出可用來輸出其它模擬信號，輸出量可以是雙極性或絕對值。希望的輸出量可通過輸入該點的連接器號選擇，可輸出量值為轉(zhuǎn)速實際值，斜坡函數(shù)發(fā)生器輸出，電流給定值，電源電壓等。</p><p><b>　　模擬量輸

67、出端子</b></p><p><b>　　開關(guān)量輸入輸出量</b></p><p>　　為了豐富系統(tǒng)的功能設(shè)計，有多路開關(guān)量輸入、輸出量，其中可設(shè)置的有2路開關(guān)量輸入，2 路開關(guān)量輸出。其它為固定設(shè)置。</p><p><b>　　開關(guān)量控制輸入端子</b></p><p><b

68、>　　使能開關(guān)量輸入口</b></p><p>　　? 通過端子37啟動/停止</p><p>　　? 通過端子38發(fā)出運行允許命令</p><p>　　還有其它開關(guān)量輸入端子可用于可選擇功能，每個具有控制功能的可設(shè)置端子都有一個開關(guān)量連接器編號。</p><p><b>　　開關(guān)量輸出口</b><

69、;/p><p>　　開關(guān)量輸出端子(發(fā)射極開路)具有可選擇信號功能，每個端子都可輸出任何一個與選擇參數(shù)相對應(yīng)的開關(guān)量連接器值，輸出信號的極性及延時值(0～15s)，由參數(shù)設(shè)定。</p><p><b>　　開關(guān)量控制輸出端子</b></p><p><b>　　安全停車</b></p><p>　　E-

70、STOP 功能使控制主接觸器的繼電器接點( 端子109/110)在約15ms時間內(nèi)斷開，而與半導(dǎo)體器件和微處理器(主電子板)的功能狀態(tài)無關(guān)，當(dāng)主電子板工作正常時，經(jīng)由調(diào)節(jié)系統(tǒng)在I=0時輸出命令使主接觸器在電流為零時斷電，啟動E-STOP 后傳動裝置自由停車。一般105和106端子短接。</p><p><b>　　安全停車端子</b></p><p><b>

71、;　　電樞電源</b></p><p><b>　　電子板電源</b></p><p><b>　　勵磁回路電源</b></p><p><b>　　5.2 故障分析</b></p><p>　　接線后需要老師檢查合格后方可進行實驗，實驗過程中無接線松動現(xiàn)象，因此接

72、線部分無故障，故障主要發(fā)生在軟件參數(shù)設(shè)置過程中。</p><p><b>　　故障信息概要</b></p><p><b>　　顯示的故障信息</b></p><p>　　在PMU 上: F (故障)加三個數(shù)字。紅色LED (故障)亮。</p><p>　　在OP1S 上: 工作顯示在下一行。紅色L

73、ED (故障)亮。</p><p>　　他總是顯示一個現(xiàn)實的故障信息，而其他同時存在的故障被覆蓋。</p><p>　　多個故障信息僅在一定的工作狀態(tài)下被激活(見故障信息表)。</p><p>　　當(dāng)出現(xiàn)一個故障信息，系統(tǒng)做出如下響應(yīng):</p><p>　　? 電樞回路電流減小，觸發(fā)脈沖被封鎖且SIMOREG 進入工作狀態(tài)o11.0 (故障)

74、</p><p>　　? 在操作面板(PMU，OP1S)上顯示故障信息</p><p>　　? B0106 (= 狀態(tài)字1，位3)置位且抹去B0107 (也見特殊故障報警位，如低電壓，過熱、外部故障等)</p><p><b>　　? 修改下列參數(shù)</b></p><p>　　r047 (故障診斷存貯器)</p&g

75、t;<p>　　r049 (故障時間)</p><p>　　r947 (故障存貯器，見第11 章，參數(shù)表r947)</p><p>　　r949 (故障值)</p><p>　　P952 (故障數(shù)量)</p><p>　　對每個故障在參數(shù)r951 中(故障正文表)顯示其正文。這些正文也能顯示在OP1S 上。如果在電子板電源斷開前

76、故障沒有應(yīng)答，則故障信息F040 在電源恢復(fù)后又再顯示。</p><p><b>　　實驗中遇到故障</b></p><p>　　F056－重要參數(shù)未設(shè)置</p><p>　　實驗過程中，由于個人疏忽，漏設(shè)置某一重要參數(shù)，造成顯示F056錯誤。如：基本參數(shù)設(shè)置過程中忘記設(shè)置P083＝3，系統(tǒng)無法正常工作。</p><p>

77、;　　解決辦法：仔細核對所有基本參數(shù)，進行改正。</p><p>　　F058－參數(shù)設(shè)置不協(xié)調(diào)</p><p>　　實驗過程中，由于改動參數(shù)后繼續(xù)進行實驗，因此某些參數(shù)設(shè)置出現(xiàn)不協(xié)調(diào)，造成系統(tǒng)提示錯誤。</p><p>　　解決辦法：改動后將系統(tǒng)重置成默認值，重新進行優(yōu)化，再進行實驗。</p><p><b>　　F038－超速&l

78、t;/b></p><p>　　在做開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實驗過程中，由于人為斷開電流環(huán)及速度環(huán)，將PI調(diào)節(jié)器改為P調(diào)節(jié)器，增益過大，造成轉(zhuǎn)速過大，大于電動機的最高轉(zhuǎn)速允許值，系統(tǒng)提示F038錯誤。</p><p>　　解決辦法：通過P225將增益減小，同時減小給定輸入電壓，將轉(zhuǎn)速控制在允許范圍內(nèi)。</p><p><b>　　6. 結(jié)論</b>

79、;</p><p>　　所謂全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)，就是通過軟件數(shù)字調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)，使系統(tǒng)運行在不同狀態(tài)，實現(xiàn)不同功能。實驗中，我們就日常學(xué)習(xí)和工作中幾種典型系統(tǒng)進行了實驗，并用示波器觀察其輸出波形，與理論波形對比分析，找出實際與理論中的不同，進一步加深我們的理論知識。</p><p>　　圖6.1 計算機控制系統(tǒng)控制過程</p><p>　　課程設(shè)計的過程中，我們組成員

80、按照老師的要求，進行了多組實驗，主要對系統(tǒng)的初始參數(shù)輸入與優(yōu)化、直流電動機的高、低速調(diào)節(jié)、直流電動機的點動控制、直流電動機的爬行控制、電樞電流閉環(huán)控制、開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)定調(diào)整、單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)定調(diào)整等實驗進行了系統(tǒng)的設(shè)計與實施，得到了滿意的結(jié)果（見第三章 理論設(shè)計）。</p><p>　　實驗過程中，小組成員之間能夠相互配合，共同探討，認真學(xué)習(xí)6RA70手冊，遇到不懂的問題及時詢問指導(dǎo)老師。我們對每一個實驗結(jié)果都進

81、行了分析，討論其與理論上的異同。對于某些實驗，我們得到的結(jié)果與理論極其吻合，例如：雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)等，得到的實驗曲線完全與給定值重合，且震蕩較小，達到穩(wěn)態(tài)的速度較快；但是，某些實驗，我們做了多次，試了許多參數(shù)，都很難達到較好的控制結(jié)果。例如：開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，電樞電流控制等。得到的波形不理想，經(jīng)過我們分析原因是實驗環(huán)境干擾較大。</p><p>　　經(jīng)過兩周的課程設(shè)計，我們組成員對6RA70調(diào)速

82、裝置有了基本的了解，掌握了其基本的應(yīng)用以及培養(yǎng)了快速準確地查閱手冊能力。</p><p>　　7. 使用儀器設(shè)備清單</p><p>　　1、SIMOREG DC Master6RA70 系列全數(shù)字直流調(diào)速裝置一臺</p><p><b>　　2、計算機一臺</b></p><p><b>　　3、直流電動機一

83、臺</b></p><p>　　4、光電編碼器一個（測速電機）</p><p><b>　　5、磁粉制動器一個</b></p><p><b>　　6、實驗接線若干</b></p><p>　　8. 收獲、體會和建議</p><p>　　本次課程設(shè)計，我們組有幸在

84、實驗室完成了西門子6RA70全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和實驗設(shè)計。我們從21個設(shè)計任務(wù)選了13個進行了實驗設(shè)計。通過了近三周的課程設(shè)計，我從中受益匪淺。課程設(shè)計中我接觸了新的設(shè)備SIMOREG DC Master6RA70 系列全數(shù)字直流調(diào)速裝置。從開始對6RA70裝置的無知到懵懂，再到熟悉，這個漸變過程我學(xué)到了很多，學(xué)會了查找手冊與分析電路，修改參數(shù)實現(xiàn)不同的功能以及組態(tài)軟件、示波器等的使用，一開始接觸這個設(shè)備時我還不知道該從何下手，不

85、知道該怎樣使用這個設(shè)備以及這個設(shè)備可能實現(xiàn)什么功能，各部分都有什么作用。通過上網(wǎng)查資料，閱讀指導(dǎo)手冊，以及與小組成員和指導(dǎo)老師的交流研究，我終于入了門，熟悉了6RA70裝置的使用方法，結(jié)合電路功能圖，在電腦上進行參數(shù)設(shè)置與修改，最終完成了設(shè)計任務(wù)。通過這次課程設(shè)計加深了我對直流調(diào)速的了解。以前總是覺得理論不能結(jié)合實際，通過這次課程設(shè)計使我認識到了理論結(jié)合實際的重要性。</p><p>　　同時，短短的三周課程設(shè)計

86、也使我認識到了團隊的重要性。團隊需要個人，個人也離不開團隊，我們必須發(fā)揚團結(jié)協(xié)作的精神。實驗過程中，我們組成員相互幫助，共同努力，積極討論，認真學(xué)習(xí)，每個人都為團隊貢獻自己的力量。這也是我們能順利完成設(shè)計任務(wù)的關(guān)鍵。團隊中只有一個人工作是遠遠不夠的，必須團結(jié)一致，否則一個人的錯誤，就有可能導(dǎo)致整個工作失敗。這次課程設(shè)計讓我體會到了團隊的重要性，同時也讓我學(xué)會了如何在團隊中發(fā)揮自己的長處，以及如何與其他隊員相處，使團隊保持在最佳狀態(tài)，更好

87、的發(fā)揮團隊作用。這也是非常寶貴的。</p><p>　　課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學(xué)生實際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程。很感激學(xué)校給了我這次動手實踐的機會，讓我有了一個共同學(xué)習(xí)，增長見識，開拓視野的機會。也感謝老師對我們耐心的指導(dǎo)，我會以這次課程設(shè)計作為對自己的激勵，繼續(xù)努力學(xué)習(xí)，在今后的學(xué)習(xí)和工作中，把理論與實際相結(jié)合，將知識變成生產(chǎn)力。對我

88、而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設(shè)計必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！</p><p><b>　　9. 參考文獻</b></p><p>　　1 彭鴻才.電機原理及拖動[M].北京：機械工業(yè)出版社.2007.3</p><p>　　2 劉建昌.自動控制系統(tǒng)[M].北京：冶金工業(yè)出版社

89、.2001.3</p><p>　　3 西門子6RA70使用手冊</p><p>　　4 西門子6RA70直流裝置的調(diào)試步驟 中國工控網(wǎng)</p><p>　　5 西門子直流控制器6RA70主從控制 中國自動化網(wǎng) </p><p>　　6 6RA70在整流控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 周立志 </p><p>　　(江漢油田鹽化工