西門子模塊6ES7518-4FP00-0AB0

變頻器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有線性v/f控制、拋物線特性v/f控制。將變頻器參數p1300設為0，變頻器工作于線性

v/f控制方式，將使調速時的磁通與勵磁電流基本不變。適用于工作轉速不在低頻段的一般恒轉矩調速對象。

將p1300設為2，變頻器工作于拋物線特性v/f控制方式，這種方式適用于風機、水泵類負載。這類負載的軸功率n近似地與轉速n的3次方成正比。其轉矩m近似地與轉速n的平方成正比。對于這種負載，如果變頻器的v/f特性是線性關系，則低速時電機的許用轉矩遠大于負載轉矩，從而造成功率因數和效率的嚴重下降。為了適應這種負載的需要，使電壓隨著輸出頻率的減小以平方關系減小，從而減小電機的磁通和勵磁電流，使功率因數保持在適當的范圍內。

可以進一步通過設置參數使v/f控制曲線適合負載特性。將p1312在0至250之間設置合適的值，具有起動提升功能。將低頻時的輸出電壓相對于線性的v/f曲線作適當的提高以補償在低頻時定子電阻引起的壓降導致電機轉矩減小的問題。適用于大起動轉矩的調速對象。

 　3.1 中央控制單元 ccu(central control unit type 3)
                    
　　ccu是整個系統的核心單元，機車的控制、調節和監視由ccu實施和控制。hxd1機車的ccu采用type 3型32位微處理器，由網關gateway、中央處理器cpu、mvb32－4、電源組成，zui多可以實現2臺(4節)機車的重聯。ccu采用冗余設計，每節車有2個ccu，一個主ccu，另一個為從ccu，結構功能*相同，一個故障后另一個可以繼續工作，不影響機車正常運行。
                    
　　ccu的主要功能是為本節機車參數設置存儲、本節機車事件記錄、重聯機車事件顯示、整車通訊檢測、通過rs232接口讀或轉儲數據，并且作為機車中央控制單元系統軟件上載的輸入端口。
            
　　3.2 牽引控制單元 tcu(traction control unit)
                    
　　tcu是機車牽引的核心控制單元，由中央處理器模塊、存儲器模塊、斬波器控制模塊、數字接口模塊、數字輸入/輸出模塊、模擬接口模塊、控制系統檢測模塊、列車控制信號輸入變換模塊、數字信號輸入轉換模塊、接觸器驅動模塊、igbt觸發模塊、啟動單元等組成。其作用是控制和調節機車牽引、再生制動，從電氣上實現防空轉/滑行保護，并且實現了開閉環控制、速度頻率同步、故障處理與監測等功能。
            
　　3.3 智能終端接口單元 sks1a、sks1b、sks3(sibas kilp)
                    
　　sks1a、sks1b、sks3為智能外圍設備連接終端，sks1a、sks1b是緊湊設計的數字輸入/輸出接口，專為司機室所用，它把司機控制指令轉化為數字信號，并通過編碼將信號傳輸給ccu；sks3采用分散化輸入/輸出，減少車內所需布線，增加控制和診斷能力。

功能 性能和靈活性 不論是在數控系統領域還是操作領域，SINUMERIK 840D sl 在軟 硬件方面的可伸縮性為其在眾多領域的應用奠定了*條件。

從 簡單的定位任務到復雜的多軸系統都可適用。我們為您的加工任 務提供了多種類型的 NCU。 采用NCU 710.3B PN時，SINUMERIK 840D sl共可支持8根軸，

采用 NCU 720.3B PN/NCU 730.3B PN 時支持的軸數量可多達 31 根軸。 借助CBE30-2通訊模塊，可通過NCU鏈接綁定多至3個NCU。 由此可實現多至 93 根 CNC 控制的軸 / 主軸和 150 根 CNC 和 PLC 控制的軸 / 主軸

西門子模塊6ES7518-4FP00-0AB0

人機界面   
人機交換界面負責NC數據的輸入和顯示,它由MMC和OP組成    MMC(Man Machine Communication)包括：OP(Operation panel)單元，MMC,MCP(Machine Control Panel)三部分。MMC實際上就是一臺計算機，有自己獨立的CPU,還可以帶硬盤，帶軟驅；OP單元正是這臺計算機的顯示器，而西門子MMC的控制軟件也在這臺計算機中。1.MMC我們**常用的MMC有兩種：MMC100.2和MMC103,其中MMC100.2的CPU為486,不能帶硬盤；而MMC103的CPU為奔騰，可以帶硬盤，一般的，用戶為SINUMERIK810D配MMC100.2,而為SINUMERIK840D配MMC103.※         PCU(PC UNIT)是專門為配合西門子**的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、OP15等而開發的MMC模塊，目前有三種PCU模塊——PCU20、PCU50、PCU70, PCU20對應于MMC100.2，不帶硬盤，但可以帶軟驅；PCU50、PCU70對應于MMC103,可以帶硬盤，與MMC不同的是：PCU50的軟件是基于WINDOWS NT的。PCU的軟件被稱作HMI,HMI有分為兩種：嵌入式HMI和高級HMI。一般標準供貨時，PCU20裝載的是嵌入式 HMI,而PCU50和PCU70則裝載高級HMI.2.OPOP單元一般包括一個10.4″TFT顯示屏和一個NC鍵盤。根據用戶不同的要求，西門子為用戶選配不同的OP單元，如：OP030,OP031,OP032,OP032S等，其中OP031**為常用。3.MCPMCP是專門為數控機床而配置的，它也是OPI上的一個節點，根據應用場合不同，其布局也不同，目前，有車床版MCP和銑床版MCP兩種。對810D和840D，MCP的MPI地址分別為14和6，用MCP后面的S3開關設定。對于SINUMERIK840D應用了MPI（Multiple Point Interface）總線技術，傳輸速率為187.5k/秒，OP單元為這個總線構成的網絡中的一個節點。為提高人機交互的效率，又有OPI（Operator PanelInterface）總線，它的傳輸速率為1.5M/秒。 l       數控及驅動單元1.NCU數控單元 SINUMERIK840D的數控單元被稱為NCU（Numenrical Controlunit）單元：中央控制單元,負責NC所有的功能,機床的邏輯控制,還有和MMC的通訊它由一個COM CPU板. 一個PLC CPU板和一個DRIVE板組成.根據選用硬件如CPU芯片等和功能配置的不同，NCU分為NCU561.2,NCU571.2,NCU572.2,NCU573.2(12軸)，NCU573.2(31軸)等若干種，同樣，NCU單元中也集成SINUMERIK840D數控CPU和SIMATIC PLC CPU芯片，包括相應的數控軟件和PLC控制軟件，并且帶有MPI或Profibus借口，RS232借口，手輪及測量接口，PCMCIA卡插槽等，所不同的是NCU單元很薄，所有的驅動模塊均排列在其右側。    2．數字驅動? 數字伺服：運動控制的執行部分,由611D伺服驅動和1FT6(1FK6)電機組成   SINUMERIK840D配置的驅動一般都采用SIMODRIVE611D.它包括兩部分：電源模塊+驅動模塊（功率模塊）。   電源模塊：主要為NC和給驅動裝置提供控制和動力電源，產生母線電壓，同時監測電源和模塊狀態。根據容量不同，凡小于15KW均不帶饋入裝置，極為U/E電源模塊；凡大于15KW均需帶饋入裝置，記為I/RF電源模塊，通過模塊上的訂貨號或標記可識別。   611D數字驅動:是新一代數字控制總線驅動的交流驅動，它分為雙軸模塊和單軸模塊兩種，相應的進給伺服電機可采用1FT6或者1FK6系列，編碼器信號為1Vpp正弦波，可實現全閉環控制。主軸伺服電機為1PH7系列。l       PLC模塊SINUMERIK810D/840D系統的PLC部分使用的是西門子SIMATIC S7-300的軟件及模塊，在同一條導軌上從左到右依次為電源模塊（Power Supply），接口模塊（Interface Module）機信號模塊（Signal Module）。的CPU與NC的CPU是集成在CCU或NCU中的。   

 電源模塊（PS）是為PLC和NC提供電源的+24V和+5V。接口模塊（IM）是用于級之間互連的。信號模塊（SM）使用與機床PLC輸入/輸出的模塊，有輸入型和輸出型兩種。二．硬件的接口一．     840D系統的接口 ?  840D系統的MMC，HHU，MCP都通過一根MPI電纜掛在NCU上面，MPI是西門子PLC的一個多點通訊協議，因而該協議具有開放性，而OPI是840D系統針對NC部分的部件的一個特殊的通訊協議，是MPI的一個特例，不具有開放性，它比傳統的MPI通訊速度要快，MPI的通訊速度是187.5K波特率，而OPI是1.5M。?  NCU上面除了一個OPI端口外，還有一個MPI，一個Profibus接口，Profibus接口可以接所有的具有Profibus通訊能力的設備。Profibus的通訊電纜和MPI的電纜一樣，都是一根雙芯的屏蔽電纜?  在MPI，OPI和Profibus的通訊電纜兩端都要接終端電阻，阻值是220歐，所有如果要檢測電纜的好壞情況，可以在NCU端打開插座的封蓋，量A，B兩線間的電阻，正常情況下應該為110歐。二．611系列驅動的組成與接口1．611系列的驅動分成模擬611A，數字611D和通用型611U。都是模塊化結構，主要有以下幾個模塊組成：?電源模塊    電源模塊是提供驅動和數控系統的電源，包括維持系統正常工作的弱電和供給功率模塊用的600V直流電壓。根據直流電壓控制方式，它又分為開環控制的UE模塊和閉環控制的I/R模塊，UE模塊沒有電源的回饋系統，其直流電壓正常時為570V左右，而當制動能量大時，電壓可高達640多伏。I/R模塊的電壓一直維持在600V左右?控制模塊    控制模塊實現對伺服軸的速度環和電流環的閉環控制?功率模塊    對伺服電機提供頻率和電壓可變的交流電源?監控模塊    主要是對電源模塊弱電供電能力的補充。?濾波模塊    對電源進行濾波作用。?電抗        對電壓起到平穩作用。   2．611電源模塊的接口信號611模塊的接口信號有以下幾組：?（1）電源接口U1 V1 W1 主控制回路三相電輸入端口X181     工作電源的輸入端口，使用時常常與主電源短接，有的系統為了讓機床在斷電后驅動還能正常工作一段時間，把600V的電壓端子與P500 M500端子短接，這樣由于600V電壓不能馬上放電完畢，還能維持驅動控制板的正常工作一段時間。P600M600是600V直流電壓輸出端子。?（2）控制接口64       控制使能輸入，該信號同時對所有連接的模塊有效，該信號取消時，所有的軸的速度給定電壓為零，軸以**的加速度停車。延遲一定的時間后，取消脈沖使能63       脈沖使能輸入，該信號同時對所有連接的模塊有效，該信號取消后，所有的軸的電源取消，軸以自由運動的形式停車。48       主回路繼電器，該信號斷開時，主控制回路電源主繼電器斷開。 112      調試或標準方式，該信號一般用在傳輸線的調試中，一般情況接到系統的24V上。X121     模塊準備好信號和模塊的過熱信號。準備號信號與模塊的撥碼開關的設置有關，當S1.2=ON時，模塊有故障時，準備好信號取消，而S1.2=OFF時，模塊有故障和使能(63,64)信號取消時，都會取消準備好信號，因此在更換該模塊的時候要檢查模塊頂部的撥碼開關的設置，否則模塊可能會工作不正常。所有的模塊過載和連接的電機過熱都會觸發過熱報警輸出。NS1/NS2  主繼電器閉合使能，只有該信號為高電平時，主繼電器才可能得電。該信號常用來作主繼電器閉合的連鎖條件。AS1/AS2  主繼電器狀態，該信號反映主繼電器的閉合狀態，主繼電器閉合時為高電平。9/19/R    9是24V輸出電壓，19是24V的地，R為模塊的報警復位信號。?（3）其它輔助接口X351     設備總線 ，為后面連接的模塊供電用。X141     電壓檢測端子，供診斷和其它用途用。?7： P24 ，＋24V          ?45：P15，＋15V       ?44：N15，－15V         ?10：N24，－24V            ?15：M，0V? 電源模塊上面有6個指示燈，分別指示模塊的故障和工作狀態。一般正常情況下綠燈亮表示使能信號丟失(63和64)，黃燈亮表示模塊準備好信號，這時600V直流電壓已經達到系統正常工作的允許值。電源模塊正常工作的使能條件：    48，112，63，64接高電平，NS1和NS2短 接，顯示為一個黃燈亮，其它燈都不亮。直流母線電壓應在600V左右.3．611驅動控制模塊接口信號? （1）611D驅動控制模塊接口信號    ? 611D控制模塊與數控系統主要是通過一根數據總線相連，基本沒有太多的接口信號。X431：   軸脈沖使能，該信號為低電平時，該軸的電源撤消，一般這個信號直接與24V短接X432：   BERO 端子，該接口用作BERO開關信號的輸入口。X34，X35模擬輸出口，其中有兩個模擬口（X1，X2 ）用作模塊診斷測試用，它可以用來跟蹤一些數字量，比如轉速，電壓和電流等并把它轉換成0到5V的模擬電壓輸出，具體的輸出信號可以通過數控系統選擇，Ir模擬輸出口是固定輸出電機R相的電流的模擬值。X411：   電機編碼器接口，輸入電機的編碼器信號，還有電機的熱敏電阻，其中電機的熱敏電阻值是通過該插座的13和25腳輸入，該熱敏電阻在常溫下為580歐，155度時大于1200歐，這時控制板關斷電機電源并產生電機過熱報警。(1PH7電機溫度檢測信號連接同1FT6/1FK6電機)X411：   直接測量系統輸入口，輸入直接位置測量信號，一般為正余弦電壓信號?*  611D的控制板的速度環和電流環的參數設置在NCK里面，故更換控制板后不需要重新設置參數