皮带传输机PLC变频控制系统

PAGEPAGE76皮带传输机PLC变频控制系统摘要设计了以可编程控制器PLC为核心的带式输送机控制系统，详细叙述了该系统的硬件电路，并给出相应的梯形图。系统采用PLC对各种信号进行采样和集中控制，同时完成相关数据的运算，并实现了闭环控制，对异步电动机采用变频调速方案，以实现平滑的自动调节转速、节约能源的目的。因为设计要求系统能根据皮带运量自动调节皮带速度，所以系统设计为以电机为被控对象，电机转速为被控量的一个随动闭环控制系统。本设计方法广泛适用于工矿企业和港口运输部门的各种运输机械控制中。应用表明，PLC变频控制系统具有操作简单、运行可靠、低能耗和易维护等优点。关键词:PLC(可编程控制器)、梯形图、皮带传输机、变频器TransducerControllingBeltConveyerbyPLCAbstractAPLCisdesignedforbeltconveyorautomaticcontrolsystemandhardwarecircuitandLadderDiagramofthecontrolsystemarediscussedindetail.ThesystemsusedPLCtocompletethevarioussignalsamplingandcentralizedcontrol,whilecompletingtherelevantdataCalculation,andtheachievementofclosed-loopcontrolofasynchronousmotorsusingVVVFprogramstoachieveasmoothautomaticadjustmentspeed,energyconservationpurposes.Becausethedesignrequirementsunderthebeltsystemcanautomaticallyadjustbeltspeed,thereforesystemcanbedesignedaclosed-loopservocontrolsystemthatthemotorisobjectorandmotorspeedasthevolumeofcharged.Thisdesignmethodcanbeextensivelyappliedintransportmachineryofenterpriseoffactoryandmineorinthedepartmentofcommunicationsoftransportationinport.TheApplicationsshowthatPLC-Transducersystemhasadvantagesonsafeoperatingconditions,lowenergyconsumptionandconvenientmaintenance.KeyWord:PLC,trapezoidplan,beltconveyor，transducer目录毕业设计（论文）任务书 I摘要 IAbstract I第一章绪论 11.1控制任务分析 11.1.1系统设计要求分析 11.1.2控制系统方框图 11.2国内带式输送机现状及发展前景 21.2.1国内带式输送机现状 21.2.2带式输送机发展趋势 3第二章带式输送机与液力偶合器简介 42.1带式输送机类型及工作原理 42.1.1带式输送机分类及特点 42.1.2带式输送机工作原理 42.2液力偶合器调速原理及特点 52.2.1液力偶合器调速机理 52.2.2液力偶合器调速特点 6第三章交流异步电动机拖动技术 73.1异步电动机机械特性 73.2恒转矩负载机械特性及特点 73.2.1恒转矩负载的机械特性 73.2.2恒转矩负载基本特点 83.3拖动系统的组成 83.3.1生产机械 93.3.2电动机及其控制系统 93.3.3传动机构 93.4交流异步电动机调速方法分析 93.4.1交流异步电动机调速方法 93.4.2各种调速方法原理及特点 103.4.3皮带机拖动控制系统发展及要求 12第四章变频器简介 134.1变频器的发展 134.1.1直流调速特点 134.1.2变频调速技术发展 134.1.3变频器技术发展方向 134.2变频器的分类 144.2.1按变频原理分类 144.2.2按变频器的用途分类 154.3变频器应用 154.3.1变频调速及其节能 154.3.2变频调速在电动机运行方面的优势 164.3.3变频器在皮带机拖动应用及其特点 16第五章电气控制系统方案 185.1工程概况 185.1.1工程参数及控制对象 185.1.2检测对象 185.1.3系统保护 185.2PLC控制I/O点数确定 195.2.1数字量输入 195.2.2数字量输出 205.2.3模拟量输入 205.2.4模拟量输出 215.3系统硬件连接框图 21第六章系统设备选型 226.1PLC选型 226.1.1模块选型 226.1.2模块参数 226.2变频器选型 266.2.1单传动模块参数 266.2.2变频器型号及参数 27第七章电气原理图及其控制说明 287.1电气设备介绍 287.1.1高压断路器 287.1.2高压隔离开关 287.1.3高压熔断器 287.1.4互感器 287.2主电路及控制电路概述 307.3主电路原理图及其说明 307.3.1主电路原理图 307.3.2主电路系统说明 307.4控制电路原理 317.4.1控制电路原理图 317.4.2控制电路原理分析 31第八章PLC控制系统程序 328.1软件流程图 328.2系统控制说明 328.2.1合闸控制 338.2.2启动控制 338.2.3正常停车控制 338.2.4故障控制 338.2.5就地/集控控制 338.3控制系统梯形图 338.3.1控制程序运行起始画面 348.3.2主程序 348.3.3符号表 488.3.4子程序 50结论 55参考文献 56致谢 57英文原文 58中文译文 69附录1：皮带输送机PLC变频控制系统主电路原理图附录2：皮带输送机PLC变频控制系统控制电路原理图附录3：PLC各模块硬件原理图附录4：变频器硬件原理图第一章绪论1.1控制任务分析对于一个给定的设计题目，明确设计目的及设计要求是设计者首要完成的任务。1.1.1系统设计要求分析根据任务说明书，了解到这是一个实际改造项目，项目原有电动机为高压电机，皮带长120m、宽1.6m。既然是改造原有系统，那么应尽可能在不改变原电动机及皮带的前提下，通过采用PLC实现自动控制，使原有系统工作更加可靠、高效。根据要求实现的功能，现初步分析如下：1.闭环控制要求1：根据皮带运量大小自动调节皮带运行速度，即可实现节能又可减少皮带机的无效磨损。这要求电机的速度是被控量，系统要根据皮带运量大小自动调节电机速度，从而调节皮带速度。但皮带运量是一个随时间在变的量，由此可见该系统是一个随动闭环控制系统，要求输出（电机转速）能够跟随给定量（皮带运量）的变化而变化。其次，对于节能的要求是这样实现的：电机并不是一直处于某个固定速度值下运行的，而是当运量小时其转速就低，运量大时转速就高，从而大大提高工作效率，降低皮带机的无效磨损。2.实时检测和控制要求2：检测系统内各台设备的运行参数和运行状况。这要求系统须合理配置传感器，传感器检测的参数通过变送器经PLC采集后，由PLC根据皮带控制要求完成对系统的自动控制。3.系统保护要求3：实现过电压、欠电压；过电流和接地保护。这是在系统主电路中需要完成的功能，应通过电压互感器以及电流互感器进行测量，通过加入各种控制继电器，实现对主电路的继电保护。分析表明，可以在不改变原电动机及皮带机的条件下，完成新的控制任务要求。1.1.2控制系统方框图自动控制系统至少应包括测量、变送元件，控制器等组成的自动控制装置和被控对象。当被控对象受到扰动时，被控对象的输出量（被控量）就要发生变化，被控量的变化经过测量、变送元件测量与变换成电量后送入比较元件与给定值进行比较，产生了偏差值。偏差信号送入控制器，在控制器中进行控制规律运算后，输出控制信号，控制量再作用到被控对象，使被控量恢复到给定值。1.系统方框图2.框图分析PLC实现对各种输入输出信号的集中控制和对反馈量与给定值进行比较运算。转速检测采用正交增量式脉冲编码器。一是由于比测速发电机运行可靠，容易实现与PLC输入信号的连接；二是由于测速精度高，可以很方便的实现正反转检测。1.2国内带式输送机现状及发展前景近几年带式输送机技术发展很快，尤其是长距离、大运量、高带速等大型带式输送机已成为主要发展方向，其核心技术是开发应用了带式输送机动态分析与监控技术，提高了带式输送机的运行性能和可靠性。1.2.1国内带式输送机现状我国近几年在带式输送机技术上虽然有长足的发展和创新，但仍与国外带式输送机在一些方面有差距。1.核心技术上与国外存在差距（1）带式输送机动态分析与监测技术。长距离、大功率带式输送机的技术关键是动态设计与监测，它是制约大型带式输送机发展的核心技术。目前我国用刚性理论来分析研究带式输送机，设计中虽对输送带使用了很高的安全系统，但仍与实际情况相差很远。实际的输送带是粘弹性体，长距离带式输送机的动态响应是一个非常复杂的过程，而不能简单地用刚体力学来解释和计算。国外已开发带式输送机动态设计方法的应用软件，在大型输送机上对输送机的动张力进行动态分析与动态监测，大大延长使用寿命，确保了输送机可靠运行，并使输送机的设备成本尤其是输送带成本大为降低。（2）可控软起动技术与功率均衡技术。长距离大运量带式输送机由于功率大、距离长且多机驱动，必须采用软起动方式来降低输送机制动张力，特别是多电机驱动时。为减少对电网冲击，软起动时应有分时慢速起动，还要控制输送机起动加速度，解决承载带与驱动带的带速同步问题及输送带涌浪现象。由于制造误差及电机特性误差，各驱动点功率会出现不均衡，一旦某个电机功率过大将会引起烧电机事故，因此，各电机之间的功率平衡应加以控制，并提高平衡精度。国内已大量应用调速型液力偶合器来实现输送机的软起动与功率平衡，解决了长距离带式输送机的起动与功率平衡及同步性问题。但其调节精度及可靠性与国外相比还有一定差距。2.技术性能上与国外存在差距我国带式输送机的主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要，尤其是顺槽可伸缩带式输送机的关键元部件及其功能如自移机尾、高效储带与张紧装置等与国外有着很大差距。（1）装机功率

我国工作面顺槽可伸缩带式输送机最大装机功率为4×250

kW，国外产品可达4×970

kW，国产带式输送机的装机功率约为国外产品的30%～40%，固定带式输送机的装机功率相差更大。

（2）运输能力

我国带式输送机最大运量为3000

t/h，国外已达5500

t/h。（3）最大输送带宽度

我国带式输送机为1400

mm，国外最大为1830

mm。（4）带速

由于受托辊转速限制，我国带式输送机带速为4m/s，国外为>5m/s。（5）自移机尾

随着高产高效工作面的不断出现，要求顺槽可伸缩带式输送机机尾随着工作面的快速推进而快速自移。国内自移机尾主要依赖进口。LONGWALL公司生产的自移机尾用于在国内带宽1.2

m的输送机上，缺点是自移机尾输送带的跑偏量太小，纠偏能力弱，刚性差。德国生产的自移机尾在国内使用效果优于前者，水平、垂直2个方向均有调偏油缸，纠偏能力强。因此，前者还需完善，后者则需研制。（6）高效储带与张紧装置

我国采用封闭式储带结构和绞车红紧为主，张紧小车易脱轨，输送带易跑偏，输送带伸缩时，托辊小车不自移，需人工推移，检修麻烦。国外采用结构先进的开放式储带装置和高精度的大扭矩、大行程自动张紧设备，托辊小车能自动随输送带伸缩到位。输送带有易跑偏，但不会出现脱轨现象的特点。3.可靠性、寿命上与国外存在差距（1）输送带抗拉强度。国生产的织物整芯阻燃输送带最高为2500

N/mm，国外为3150

N/mm。钢丝绳芯阻燃输送带最高为4000

N/mm，国外为7000

N/mm。（2）托辊寿命。我国现有的托辊技术与国外比较，寿命短、速度低、阻力大，而美国使用的新型注油托辊，其运行阻力小，轴承采用稀油润滑，大大地提高了托辊使用寿命，并可作为高速托辊应用于带式输送机上，使用面广，经济效益显著。（3）输送机减速器寿命。我国输送机减速器寿命2万h，国外减速器寿命7万h。4.控制系统上与国外存在差距（1）驱动方式。我国为调速型液力偶合器和硬齿面减速器，国外传动方式多样，如BOSS系统、CST可控传动系统等，控制精度较高。（2）监控装置。国外输送机已采用高档可编程序控制器PLC，开发了先进的程序软件与综合电源继电器控制技术以及数据采信、处理、存储、传输、故障诊断与查询等完整自动监控系统。我国输送机仅采用了中档可编程序控制器来控制输送机的启动、正常运行、停机等工作过程,无自动监测装置，没有故障诊断与查询功能等。（3）输送机保护装置。国外带式输送机除安装防止输送带跑偏、打滑、撕裂、过满堵塞、自动洒水降尘等保护装置外，近年又开发了很多新型监测装置：传动滚筒、变向滚筒及托辊组的温度监测系统；烟雾报警及自动消防灭火装置；纤维织输送带纵撕裂及接头监测系统；防爆电子输送带秤自动计量系统。这些新型保护系统我国基本处于空白。而我国现有的打滑、堆煤、满仓保护，防跑偏、超温洒水，烟雾报警装置的可靠性、灵敏性、寿命都较低。1.2.2带式输送机发展趋势为了适应高产高效集约化生产需要，带式输送机输送能力要加大。长距离、高带速、大运量、大功率、高可靠性是今后发展的必然趋势，也是高产高效运输技术的发展方向。设备大型化以提高运输能力我国在今后的10年内输送量要提高到3000～4000

t/h；带速提高至4～6m/s；输送长度对于可伸缩带式输送机要达到3000m，对于钢绳芯强力带式输送机需加长至5000m以上；单机驱动功率要达到1000～1500

kW。煤矿现场急需主参数更大、技术更先进、性能更可靠的长距离、大运量、大功率顺槽可伸缩带式输送机。提高元部件性能和可靠性设备开机率的高低主要取决于元部件性能和可靠性。除了进一步完善和提高现有元部件性能和可靠性，还要不断地开发研究新的技术和元件，使带式输送机的性能得到进一步的提高。扩大功能，一机多用化拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用，使其发挥最大经济效益。开发特殊型带式输送机，如弯曲带式输送机、大倾角或垂直提升输送机等。第二章带式输送机与液力偶合器简介带式输送机是连续运输机的一种，连续运输机是固定式或移动式起重运输机中主要类型之一，其运输特点是形成装载点到装载点之间连续物料流，靠连续物料流的整体运动来完成物流从装载点到卸载点的输送。在工业、农业、交通等各企业中,连续运输机是生产过程中组成有节奏的流水作业运输线不可缺少的组成部分。液力偶合器是电机轴与皮带驱动滚筒（或调速机构）柔性连接器件，靠着液体的传动使动力机和工作机柔性地联接在一起。可以避免钢性连接时对电机及调速机构造成损伤。2.1带式输送机类型及工作原理我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。在“八五”期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水平有了很大提高。2.1.1带式输送机分类及特点带式输送机分类方法有多种，按运输物料的输送带结构可分成两类，一类是普通型带式输送机，这类带式输送机在输送带运输物料的过程中，上带呈槽形，下带呈平形，输送带有托辊托起，输送带外表几何形状均为平面；另外一类是特种结构的带式输送机，各有各的输送特点，其简介如下：各种带式输送机的特点（1）U形带式输送机。又称为槽形带式输送机，其明显特点是将普通带式输送机的槽形托辊角提高到使输送带呈U形，这样一来，输送带与物料间产生挤压，导致物料对胶带的摩擦力增大，从而输送机的运输倾角可达25°。（2）管形带式输送机。U形带式输送带进一步成槽，最后形成一个圆管状，即为管形带式输送机，因为输送带被卷成一个圆管，故可以实现密闭输送物料，可明显减轻粉状物料对环境的污染，并且可以实现弯曲运行。（3）气垫式带输送机。其输送带不是运行在托辊上的，而是在空气膜(气垫)上运行，省去了托辊，用不动的带有气孔的气室盘形槽和气室取代了运行的托辊，运动部件减少，总等效质量减少，阻力减小，效率提高，并且运行平稳，可提高带速。但一般其运送物料的块度不超过300mm。增大物流断面的方法除了用托辊把输送带强压成槽形外，也可以改变输送带本身，把输送带的运载面做成垂直边的，并且带有横隔板。（4）压带式带输送机。是用一条辅助带对物料施加压力。这种输送机的主要优点是：输送物料的最大倾角可达90°，运行速度可达6m/s，输送能力不随倾角的变化而变化，可实现松散物料和有毒物料的密闭输送。其主要缺点是结构复杂、输送带的磨损增大和能耗较大。（5）钢绳牵引带式输送机。它是钢绳运输与带式运输相结合的产物，既具有钢绳的高强度、牵引灵活的特点，又具有带式运输的连续、柔性的优点。2.1.2带式输送机工作原理带式输送机又称胶带运输机，其主要部件是输送带，亦称为胶带，输送带兼作牵引机构和承载机构。带式输送机组成如下图2.1所示，它主要包括以下几个部分：输送带、托辊及中间架、滚筒拉紧装置、制动装置、清扫装置和卸料装置等。1——皮带2——主动滚筒3——机尾换向滚筒4——托辊图2.1带式输送机组成原理图输送带1绕经传动滚筒2和机尾换向滚筒3形成一个封闭的环形带。输送带的上、下两部分都支承在托辊4上.拉紧装置5给输送带以正常运转所需要的拉紧力。工作时，传动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行。物料从装载点装到输送带上，形成连续运动的物流，在卸载点卸载。输送带是带式输送机部件中最昂贵和最易磨损的部件。当输送磨损性强的物料时，如铁矿石等，输送带的耐久性要显著降低。2.2液力偶合器调速原理及特点2.2.1液力偶合器调速机理液力偶合器以液体为介质传递功率，当动力机通过输入轴带动泵轮转动时，充注在工作腔中的工作液体在离心力作用下，沿泵轮叶片流道向外缘流动，使液体的动量矩增大。当工作液体由泵轮冲向对面的涡轮时，工作液体便沿涡轮叶片流道做向心流动，同时释放能量并将其转化为机械能，驱动涡轮旋转并带动工作机做功。改变液力偶合器工作腔的充满度，便可以调节输出力矩和输出转速，充满度升高则输出转速升高，反之则降低，并可实现无级调速。1.背壳6.电动执行器2.涡轮7.勺管3.工作腔8.箱体4.泵轮9.冷却器5.外壳（勺管室）10.主循环油泵图2.2调速型液力偶合器结构原理2.2.2液力偶合器调速特点

1.优越性：（1）无级调速，在液力偶合器输入转速不变的情况下，可以输出无级连续变化的、且变化范围很宽的转速，当转速变化较大时，与节流调节相比较，有显著的节能效果。（2）空载起动，电动机可以在空载或轻载下启动，减少对电网冲击，因而可选用容量较小的电动机及电控设备，减少设备的投资，降低起动电流。（3）隔离振动，液力偶合器的泵轮和涡轮之间没有机械联系，转矩通过工作液体传递，是柔性连接。当主动轴有周期性振动（如扭振等）时，不会传到从动轴上，具有良好的隔振效果。能减缓冲击负荷，延长电动机或风机的机械寿命。（4）过载保护。由于液力偶合器是柔性传动，其泵轮与涡轮之间有转速差，故当从动轴阻力矩突然增加时，转速差增大，甚至当风机负荷使机器制动时，动力机仍能继续运转而不烧毁，风机也可受到保护。（5）除轴承外无磨损部件，故工作可靠，能长期无检修运行，寿命长。（6）软起动，可以缓和地起动、加速、减速和停止。（7）便于控制，液力偶合器的无级调速便于实现自动控制，适用于各种伺服系统控制。（8）能用于大容量风机的变速调节，不受电动机电压高低的限制。（9）降低噪声，当风机运行在低速时，整个给风系统的噪声明显的降低。2.局限性：由于还需另配主电机启动设备，专门的油液冷却散热系统，所以致使系统运行效率低，结构复杂而且体积大，损耗大，维护量大，价格适中。第三章交流异步电动机拖动技术3.1异步电动机机械特性机械特性是指电动机在运行时，其转速与电磁转矩之间的关系，即n=f（T），它可由式n0x=60fx/p所决定的T=f（s）曲线变换而来。异步电动机工作在额定电压、额定频率下，由电动机本身固有的参数所决定的n=f（T）曲线，叫做电动机的自然机械特性。其曲线如图3.1所示。图3.1异步电动机机械特性的大小影响着电动机的过载能力，越小，为了保证过载能力不变，电动机所带的负载就越小。由知：越小，越大，机械特性就越硬。因此在调速过程中，，的变化规律常常是关注的重点。特别在研究变频后的机械特性时，就显得尤其重要。3.2恒转矩负载机械特性及特点生产机械的负载转矩TL，大部分情况下与电动机的电磁转矩T方向相反。不同负载的机械特性是不一样的，可以将其归纳为恒转矩负载和恒功率负载两种类型。由于本设计为恒转矩负载，所以只讨论这一类型的负载特点。生产机械运行时常用转矩表示其负载的大小。在电力拖动系统中，存在着两个主要转矩，一个是生产机械的负载转矩，一个是电动机的电磁转矩T。这两个转矩与转速之间的关系分别叫做负载的机械特性和电动机的机械特性。由于电动机和生产机械是紧密相连的，它们的机械特性必须适当配合，才能得到良好的工作状态。因此为了满足生产工艺过程的要求，正确选配电力拖动系统，除了研究电动机的机械特性外，还需要了解负载的机械特性。3.2.1恒转矩负载的机械特性恒转矩负载是指那些负载转矩的大小，仅仅取决于负载的轻重，而和转速大小无关的负载。带式输送机是恒转矩负载的典型例子之一，其基本结构和工作情况如图3.2和图3.3所示。负载阻转矩TL的大小决定于：TL=Fr式中F——皮带与滚筒间的摩擦阻力；r——滚筒的半径。图3.2带式输送机基本结构图3.3机械特性与功率特性3.2.2恒转矩负载基本特点1.转矩特点：由于F和r都和转速的快慢无关，所以在调节转速n的过程中，负载的阻转矩TL=Fr保持不变，即具有恒转矩的特点：TL=常数，其机械特性曲线如图3.3所示。必须注意：这里所说的转矩大小的是否变化，是相对于转速变化而言的，不能和负载轻重变化时，转矩大小的变化相混淆。或者说，“恒转矩”负载的特点是：负载转矩的大小，仅仅取决于负载的轻重，而和转速大小无关。拿带式输送机来说，当传输带上的物品较多时，不论转速有多大，负载转矩都较大；而当传输带上的物品较少时，也不论转速有多大，负载转矩都较小。2.功率特点：根据负载的机械功率PL和转矩TL、转速n之间的关系，有：PL=TL*n/9550∝n。即，负载功率与转速成正比，其负载功率线如图3.3所示。3.3拖动系统的组成由电动机带动生产机械运行的系统称作电力拖动系统；一般由电动机、传动机械、生产机械、控制设备等部分组成，如图3.7所示。图3.7电机拖动系统组成3.3.1生产机械生产机械是电力施动系统的服务对象，对电力拖动系统工作情况的评价，将首先取决于生产机械的要求是否得到了充分满足。同样我们设计一个拖动系统最原始的数据也是由生产机械提供的。3.3.2电动机及其控制系统电动机是拖动生产机械的原动力。控制系统主要包括控制电动机的起动、调速、制动等相关环节的设备和电路。在变频调速控制系统中，用于控制转速的就是变频器。3.3.3传动机构传动机构是用来将电动机的转矩传递给工作机械的装置。大多数的传动机构都具有变速功能，常见的传动机构有带与带轮、齿轮变速箱、蜗轮与蜗杆、联轴器等。3.4交流异步电动机调速方法分析交流电动机有异步电动机（即感应电动机）和同步电动机两大类，每种电动机又都有不同类型的调速方法。在此以三相鼠笼异步交流电动机的调速方法为主。3.4.1交流异步电动机调速方法现有文献中介绍的异步电动机调速方法种类繁多，常见的有：1.变电压调速；2.转差离合器调速；3.转子串电阻调速；4.变极对数调速；5.变压变频调速等。按交流异步电动机原理，从定子传入转子的电磁功率Pm可分成两部分：（1）：是拖动负载的有效机械功率；（2）：是传给转子电路的转差功率，与转差率s成正比。从能量转换角度看，转差功率是否增大，是消耗掉还是回收，是评价调速系统效率高低的标志。从这点出发，可把异步电动机调速系统分成三类：1.转差功率消耗型调速系统上述的前三种调速方法都属于这类。在异步电动机调速系统中，这类系统效率最低，而且越低速效率越低，它是以增加转差功率消耗来换取转速降低的（恒转矩负载时）。可是，相对来说这类系统结构简单，设备成本最低。2.转差功率馈送型调速系统在这类系统中，除转子铜损外，大部分转差功率在转子侧通过变流装置馈出或馈入，转速越低，能馈送的功率越多，如绕线转子电动机串级调速和双馈电动机调速方法属于这一类。无论是馈出还是馈入的转差功率，扣除变流装置本身损耗后，最终都转化成有用功率，因此这类系统效率较高，但要增加一些设备。3.转差功率不变型调速系统这类系统中转差功率只有转子铜损，而且无论转速高低，转差功率基本不变，因此效率更高,上述后两种调速方法属于此类。其中变极对数调速是有级的，应用场合有限。只有变压变频调速应用最广，可以构成高动态性能的交流调速系统，取代直流调速，但相比之下，设备成本高。3.4.2各种调速方法原理及特点1.变压调速是异步电动机调速方法中较简单的一种。由拖动原理知，当异步电动机等效电路参数不变时，在相同转速下，电磁转矩Te与定子电压Us的平方成正比，因此改变定子电压就可改变机械特性的函数关系，从而改变电动机在一定转矩下的转速。传统降压起动方法有：星-三角起动，定子串电阻或电抗起动，自耦变压器(又称起动补偿器)降压起动等。它们都是一级降压起动,起动过程中电流有两次冲击，其幅值都比直接起动电流低，而起动过程时间略长。带电流闭环电子控制软起动器可以限制起动电流并保持恒值,直到转速升高后电流自动衰减下来。起动时间也短于一级降压起动。主电路采用晶闸管交流调压器，用连续改变其输出电压来保证恒流起动，稳定运行时可用接触器给晶闸管旁路，以免晶闸管不必要地长期工作。起动电流可在(0.5~0.4)IsN之间调整，以获得最佳起动效果，但无论如何调整都不宜满载起动。负载重或静摩擦转矩较大时，可在起动时突加短时脉冲电流，以缩短起动时间。带恒转矩负载工作时，普通笼型异步电动机变压时稳定工作点为ABC，转差率S的变化范围为0~Sm，调速范围有限。采用普通异步电动机实行变电压调速时，调速范围很窄，采用高转子电阻力矩电动机可增大调速范围，但机械特性又变软，因而当负载变化时静差率很大。2.转差离合器调速限矩型液力偶合器带电机直接启动，启动电流是额定电流的7倍，对电网冲击大，启动要求电网容量大，启动过程中偶合器的应用对机械冲击有所缓冲但仍较大，皮带启动过程不可控，重载启动困难，不能实现低速验带，多驱动时不能实现功率平衡，控制简单，维护量小，价格低。调速型液力偶合器的充油量是可调的。电机空载起动后，偶合器通过稳定地增加充油量，输出恒转矩加速特性，使带式输送机在设定的起动力矩下平稳起动。鼠笼电机加调速型液力偶合器的方式，是比较理想的软起动装置，常用于开环控制，等加速起制动，可实现短时低速验带，多机驱动时易于调整功率平衡，适于大中型和线路简单的长距离带式输送机。其缺点是需另配主电机启动设备，专门油液冷却散热系统，损耗大效率低，系统复杂体积大，维护量大，价格适中。3.CST可控起制动装置是美国Dodge公司开发的带式输送机专用可控起制动装置。包括机械传动系统、电-液控制系统、热交换器、油泵系统、冷却控制系统。和调速型液力偶合器一样还需另配主电机启动设备，和专门的液压调节和润滑系统，专门的冷却散热系统。其结构原理如图3.8所示。图3.8CST装置结构原理图其主要缺点是：（1）CSTCST只解决了胶带的启动问题，不能实现启动过程的优化；（2）低速验带无法实现；（3）运行维护费用高，需要专用的进口润滑油；（4）漏油造成周围环境污染；（5）备件费用高；（6）电机启动时对电网的冲击；（7）需要集中功率因数补偿；（8）服务不及时。总之，该系统损耗大效率低，系统复杂维护量大，美国道奇公司独家生产，价格高，易损件价格更高；对于倾斜带式输送机，必须设置较大的低速轴制动器和逆止器。4.固态软启动（即可控硅软启动）可控硅软启动，实际是一种降压限流启动，与限矩型液力偶合器配合可实现重载启动，启动电流可控，一般可控制在2.5到3倍电流之间，对电网冲击小，启动平稳，但不能实现低速验带，多驱动时不能实现功率平衡，控制简单，维护量小，价格低。适于单机驱动的较小皮带，电机功率＜180KW。5.变频调速装置启动变频调速现已成为电气传动最具竞争力的传动技术，用于皮带机拖动是一种方便、性能好的起动装置，无疑是皮带机驱动设备发展方向之一。许多机械由于工艺需要，要求电动机能调速。过去由于交流电动机调速困难，调速性能要求高的场合都采用直流调速，而直流电冬季结构复杂，体积大，维修困难，因此随着变频调速技术的成熟，交流调速正逐步取代直流调速。利用变频器拖动电动机，起动电流小，可以实现软起动和无级调速，方便进行加减速控制，是电动机获得高性能，大幅度节约电能，因而变频器在工业生产和生活中得到了越来越广泛的应用。3.4.3皮带机拖动控制系统发展及要求皮带机拖动控制系统也有了很大的发展，主要拖动控制系统一般采用下列几种：1.电机直接启动配合液力偶合器；2.软起动器配合液力偶合器启动；3.可调速液力偶合器启动；4.绕线电机串电阻启动；5.CST调速启动；6.变频器控制电机启动。皮带机目前对拖动技术的基本要求是：1.控制简单；2.启动特性好，调速性能好，启动转距大；3.节能；4.工作可靠，维护量小；5.价格适中。第四章变频器简介4.1变频器的发展直流电动机拖动和交流电动机拖动先后诞生于19世纪，距今已有200多年的历史，已成为动力机械的主要拖动装置。很长一段时间里，在不变速拖动系统或调速性能要求不高的场合采用的是交流电动机。而在调速性能要求较高的拖动系统中则主要采用的是直流电动机。4.1.1直流调速特点直流调速系统在过去乃至今后的一段时间内仍将被广泛地使用，这是由于它具有良好的调速性能。主要表现在其调速范围广、稳定性好、过载能力强等静、动态指标上，特别是在低速时仍能得到较大的过载能力，是其他的调速方法无法比拟的。但直流调速系统也有着不可回避的弱点，主要表现在电动机本身的换向器及电刷维护保养困难、寿命短等方面。随着交流变频技术的发展，直流调速系统将逐渐被变频调速系统所取代。4.1.2变频调速技术发展变频调速被认为是一种理想的交流调速方法。但如何得到一个单独向异步电动机供电的经济可靠的变频电源，一直是交流变频调速的主要课题。20世纪60年代中期，随着普通的晶闸管、小功率管的实用化，出现了静止变频装置，它是将三相的工频电源经变换后，得到频率可调的交流电，这个时期的变频装置，多为分立元件，它体积大、造价高，大多是为特定的控制对象而研制的，容量普遍偏小，控制方式也很不完善，调速后电动机的静、动态性能还有待提高，特别是低速的性能不理想，因此仅用于纺织、磨床等特定场合。20世纪70年代以后，电力电子技术和微电子技术以惊人的速度向前发展，变频调速传动技术也随之取得了日新月异的进步，开始出现了通用变频器。它功能丰富，可以适用于不同的负载和场合，特别是进入20世纪90年代，随着半导体开关器件IGBT、矢量控制技术的成熟，微机控制的变频调速成为主流，调速后异步电动机的静、动态特性已经可以和直流调速相媲美。随着变频器的专用大规模集成电路、半导体开关器件、传感器的性能越来越高，进一步提高变频器的性能和功能已成为可能。现在的变频器功能很多，操作也很方便，其寿命和可靠性也较以前有了很大的进步。4.1.3变频器技术发展方向在进入21世纪的今天，电力电子器件的基片已从Si（硅）变换为SiC（碳化硅），使电力电子新元件耐高压、低功耗、耐高温，并制造出体积小、容量大的驱动装置，永久磁铁电动机也正在开发研制之中，IT技术的迅速普及，以及人类思维理念的改变，这些变频器相关技术的发展趋势，势必会影响变频技术在以下几个方面得到发展：1.网络智能化智能化的变频器买来就可以用，不必进行那么多的设定，而且可以进行故障自诊断、遥控诊断以及部件自动置换，从而保证变频器的长寿命。利用互联网可以实现多台变频器联动，甚至是以工厂为单位的变频器综合管理控制系统。2.专门化和一体化变频器的制造专门化，可以使变频器在某一领域的性能更强，如风机、水泵用变频器、电梯专用变频器、起重机械专用变频器、张力控制专用变频器等。除此以外，变频器有与电动机一体化的趋势，使变频器成为电动机的一部分，可以使体积更小，控制更方便。3.环保无公害保护环境，制造“绿色”产品是人类的新理念。21世纪的电力拖动装置应着重考虑：节能，变频器能量转换过程的低公害，使变频器在使用过程中的噪声、电源谐波对电网的污染等问题减少到最小程度。4.适应新能源现在以太阳能和风力为能源的燃料电池以其低廉的价格崭露头角，有后来居上之势。这些发电设备的最大特点是容量小而分散，将来的变频器就要适应这样的新能源，既要高效，又要低耗。4.2变频器的分类4.2.1按变频原理分类按相数分单相三相交-交变频器按环流情况分有环流无环流按输出波形分正弦波方波按储能方式分电压型电流型交-直-交变频器按调压方式分脉幅调制脉宽调制1.交—交变频器它是将频率固定的交流电源直接变换成频率连续可调的交流电源，其主要优点是没有中间环节，变换效率高。但其连续可调的频率范围较窄，一般在额定频率的1/2以下（0<f<fn/2），故主要用于容量较大的低速拖动系统中。2.交—直—交变频器先将频率固定的交流电整流后变成直流，再经过逆变电路，把直流电逆变成频率连续可调的三相交流电，由于把直流电逆变成交流电较易控制，因此在频率的调节范围，以及变频后电动机特性的改善等方面，都具有明显的优势，目前使用最多的变频器均属于交—直—交变频器。根据直流环节的储能方式来分，交—直—交变频器又可分成电压型和电流型两种。（1）电压型整流后若是靠电容来滤波，这种交—直—交变频器称作电压型变频器，而现在使用的变频器大部分为电压型。（2）电流型整流后若是靠电感来滤波，这种交—直—交变频器称作电流型变频器，这种型式的变频器较为少见。根据调压方式的不同，交—直—交变频器又可分成脉幅调制和脉宽调制两种。（3）脉幅调制变频器输出电压的大小是通过改变直流电压来实现的，常用PAM表示。这种方法现在已很少使用了。（4）脉宽调制变频器输出电压的大小是通过改变输出脉冲的占空比来实现的，常用PWM表示。目前使用最多的是占空比按正弦规律变化的正弦波脉宽调制，即SPWM方式，也是以下讲解的主要调制方式。4.2.2按变频器的用途分类专用变频器按容量分中小容量通用变频器大容量变频器变频器通用变频器按应用分节能型变频器通用型变频器1.专用变频器专用变频器是针对某一种（类）特定的控制对象而设计的，这种变频器均是在某一方面的性能比较优良。如前述的风机、水泵用变频器、电梯及起重机械用变频器、中频变频器等。2.通用变频器通用变频器是变频器家族中，数量最多，应用最广泛的一种，也是我们讲解的主要品种。而大容量变频器主要用于冶金工业的一些低速场合。常见的中小容量变频器主要有两大类：节能型变频器和通用型变频器。（1）节能型变频器由于节能型变频器的负载主要是风机、泵、二次方律负载，它们对调速性能的要求不高，因此节能型变频器的控制方式比较单一，一般只有V/F控制，功能也没有那么齐全，但是其价格相对要便宜些。（2）通用型变频器主要用在生产机械的调速上。而生产机械对调速性能的要求（如调速范围，调速后的动、静态特性等）往往较高，如果调速效果不理想会直接影响到产品的质量，所以通用型变频器必须使变频后电动机的机械特性符合生产机械的要求。因此这种变频器功能较多，价格也较贵。它的控制方式除了V/F控制，还使用了矢量控制技术。因此，在各种条件下均可保持系统工作的最佳状态。除此之外，高性能的变频器还配备了各种控制功能如：PID调节、PLC控制、PG闭环速度控制等，为变频器和生产机械组成的各种开、闭环调速系统的可靠工作提供了技术支持。4.3变频器应用变频调速已被公认为最理想、最有发展前途的调速方式之一，其优势主要体现在以下几方面。4.3.1变频调速及其节能由于采用变频调速后，风机、泵类负载的节能效果最明显，节电率可达到20%~60%，这是因为风机、水泵的耗用功率与转速的三次方成比例，当用户需要的平均流量较小时，风机、水泵的转速较低，其节能效果是十分可观的。而用传统的挡板和阀门进行流量调节时，耗用功率变化不大。由于这类负载很多，约占交流电动机总容量的20%~30%，它们的节能就具有非常重要的意义。20世纪70年代石油危机的发生，以节能为目的低价变频器开始出现并应用。特别是近十年来的应用和发展，更是十分迅速。据不完全统计，我国已经进行变频改造的风机、泵类负载约占总容量的5%以上，年节电约400亿KW·h。由于风机、水泵、压缩机在采用变频调速后，可以节省大量电能，所需的投资在较短的时间内就可以收回，因此在这一领域中，变频调速应用得也最多。目前应用较成功的有恒压供水、中央空调、各类风机、水泵的变频调速。特别值得指出的是恒压供水，由于使用效果很好，现在已形成了典型的变频控制模式，广泛应用于城乡生活用水、消防等行业。恒压供水不仅节省大量电能，而且延长了设备的使用寿命。一些家用电器，如家用空调器的调频节能也取得了很好的效果。对于一些在低速运行的恒转矩负载，如传送带等，变频调速也可节能。除此之外，原有调速方式耗能较大者（如绕线转子电动机等）；原有调速方式比较庞杂，效率较低者，（如龙门刨床等）采用了变频调速后，节能效果也很明显。4.3.2变频调速在电动机运行方面的优势变频调速很容易实现电动机的正、反转。只需要改变变频器内部逆变管的开关顺序，即可实现输出换相，也不存在因换相不当而烧毁电动机的问题。变频调速系统起动大都是从低速区开始，频率较低。加、减速时间可以任意设定，故加、减速过程比较平缓，起动电流较小，可以进行较高频率的起停。变频调速系统制动时，变频器可以利用自己的制动回路，将机械负载的能量消耗在制动电阻上，也可回馈给供电电网，但回馈给电网需增加专用附件，投资较大。除此之外，变频器还具有直流制动功能，需要制动时，变频器给电动机加上一个直流电压，进行制动，而无需另加制动控制电路。4.3.3变频器在皮带机拖动应用及其特点利用变频器拖动电动机，起动电流小，可以实现软起动和无级调速，方便的进行加减速控制，是电动机获得高性能，大幅度地节约电能，因而变频器在工业生产和生活中得到了越来越广泛的应用。具体到带式输送机上，又有其自身的特点：1.优越的软起动、软停止特性变频器的起动、停止时间是任意可调（0-600秒）的，也就是说起动时的加速度和停车时的减速度任意可调，同时为了平稳起动，还可匹配其具备的S型加减速时间，这样可将皮带机起停时产生的冲击减少至最小，这是其它驱动设备难以达到的。2.验带功能运输系统检修维护的主要工作是皮带机的检修维护，低速验带功能是皮带机检修的主要要求，变频调整系统为无极调速的交流传动系统，在空载验带状态下，变频器可调整电机工作在5%-100%额定带速范围内的任意带速。3.平稳的重载起动皮带机在运煤过程中任意一刻都可能立即停车再重新起动，必须考虑“重载起动”能力。由于变频器采用无速度传感器矢量控制方式，低频运转可输出1.5-2倍额定转矩，因此最适于“重载起动”。4.功率平衡皮带机系统多为双滚筒驱动或多滚筒驱动，为了保证系统内的同步性能，首先，要求位于机头的各滚筒应同步启停，在某一电机故障时能使系统停机，同时为了保证系统的运输能力，应尽量保证各滚筒之间的功率平衡。通过调整相应两变频器的速度给定和转矩给定，便可以任意增大或减小两驱动电机的电流差值的大小，控制各电机的电流值，电流值逐步趋于平衡，这便形成了一个动态的功率平衡系统。5.自动调速、节电效果明显对应于一些特殊生产条件的环境（如煤矿），有时，运料（如煤）的产量是极不均匀的，当皮带机系统的运量也是不均匀的，在负载轻或无负载时，皮带机系统的高速运行对机械传动系统的磨损浪费较为严重，同时电能消耗也较低速运行大的多，但因生产的需要皮带机系统又不能随时停车，采用单独的控制系统对前级运输系统的载荷、本机运输系统的载荷进行分别测量，这样可控制变频器降速或提前升速。对于载荷不均的皮带机系统，可大大节约电能。6.降低胶带张力由于采用变频器所产生的良好起动特性，至少可降低起动张力30%，如在初期设计选择胶带强度时可降低一个标号。在实际应用过程中，由于降低了起动冲击，皮带机机械系统的设备损耗也随之降低，尤其托辊及滚筒的寿命成几倍的延长。7.具有工频转换功能（可选功能）为了不影响生产，万一有故障，可以转换到工频旁路工作，检修时间维护变频器。在生产需要长期全速运行时，变频器起动后也可选择切换到工频运行，这样可延长变频器内电解电容寿命。8.具有通讯功能变频器相互之间变频器与集控系统计算机之间都具有方便的通讯功能，通讯距离长，处理时间适时，反映迅速，尤其是长距离大运量多点驱动皮带机所必具的理想功能。9.具有完善的保护功能具有过压欠压过流过载超温等保护功能，能够很好保护电机。10.下运皮带机上的完美应用变频器的矢量控制的优良性能在下运皮带机控制上可实现减速制动，防止飞车，更为安全可靠简单。利用变频调速再生制动功能，使皮带机无需机械闸参与的情况下平稳地工作在任何速度之下，如果再生能量较大，还可使用回馈方案使电机工作在发电状态，回馈电网达到节能的目的，是下运皮带机控制的首选方案。第五章电气控制系统方案由以上几章内容的分析，可以确定采用变频调速来对电动机进行调速。总体采用PLC来进行系统的控制。5.1工程概况5.1.1工程参数及控制对象1.工程参数：电动机：主电机功率P=450KW主电机额定电压V=10KVAC主电机额定电流I=45A主电机极对数p＝2，s=0.02主电机额定转速nN=60f(1-s)/p=1470r/min传动机构：滚筒半径r=3m，周长C=18.84m；传动比λ=17.5；皮带：带长L=120m；带宽B=1.6m皮带秤输出（M）：0~600t（0~10V）调速：（1）当M〈=100t时，n=nmin，对应于输出14Hz，输出电压2.8V；（2）当100t〈M〈600t时，对应的输出电压为10×M/600V；（3）当M〉=600t时，n=nmax，对应于输出50Hz，输出电压10V。最高带速=4.5m/min（对应电机转速：1470r/min50Hz）；最低带速=1.2m/min(对应电机转速：400r/min14Hz)调速范围D=1470r/min/400r/min=3.6752.控制对象：1.皮带驱动电机；2.变频器；5.1.2检测对象1.电机启动/停止状态；2.电机电流、电压；3.是否堆料、满仓；4.皮带故障：断带、打滑、跑偏；5.温度：皮带温度、电机温度；6.变频器状态：就绪、运行、故障；7.其他故障：主电路故障（高压断路器故障、低压断路器故障、接触器故障、缺相）；控制电路故障（接触器故障、断路器故障）；烟雾；5.1.3系统保护1.主电路电机高压部分过电流保护、过电压保护、接地保护；2.变频器故障（变频器自身带故障保护）；3.电机过载故障保护（由变频器实现）；4.皮带超温洒水保护；5.皮带跑偏保护、逆转保护；5.2PLC控制I/O点数确定5.2.1数字量输入序号信号说明地址程序中的表示符号1增量编码器输出A通道0，脉冲输入I0.0BMQ_A_I2增量编码器输出B通道1，脉冲输入I0.1BMQ_B_I3HSC0硬复位I0.24断带，纵撕传感器I0.3DUANDAI_I5烟雾烟雾传感器I0.4YANWU_I6皮带超温皮带温度探头I0.5CHAOWEN_PD_I7堆料检测光电开关I0.6DUILIAO_I8满仓光电开关I0.7MANCANG_I9打滑传感器I1.0DAHUA_I10物流信号光电开关I1.1WULIAO_I11VFD故障VFD数字输出给定I1.2VFD_GZ_I12VFD就绪VFD数字输出给定I1.3VFD_JX_I13轻度跑偏行程开关I1.4QPAOPIAN_I14严重跑偏行程开关I1.5ZPAOPIAN_I15（主回路）QF1高压断路器故障信号断路器常开辅助触点offI2.0QF1_GZ_I16（主回路）QF2断路器故障信号断路器常开辅助触点offI2.1QF2_GZ_I17（主回路）KM1接触器故障信号接触器常开辅助触点offI2.2KM1_GZ_I18（控制回路）KM2接触器故障接触器常开辅助触点offI2.3KM2_GZ_I19（控制回路）QF3跳闸信号断路器常开辅助触点offI2.4QF3_GZ_I20L1缺相继电器KM3常开辅助触点offI2.5KM3_L1_I21L2缺相继电器KM4常开辅助触点offI2.6KM4_L2_I22L3缺相继电器KM5常开辅助触点offI2.7KM5_L3_I23电机就地方式选择选择开关I3.0JIUDI_M_I24VFD就地方式选择选择开关I3.1JIUDI_VFD_I25电机集控方式选择选择开关I3.2JIKONG_M_I26VFD集控方式选择选择开关I3.3JIKONG_VFD_I27系统启动按钮开关I3.4QD_I28系统停车按钮开关I3.5TC_I29拉绳信号拉绳开关I3.6GZJT_I30合闸按钮I3.7HZ_I5.2.2数字量输出序号信号说明地址程序中的表示符号1皮带跑偏指示XHDQ0.0PAOPIAN_O2皮带打滑指示XHDQ0.1DAHUA_O3皮带纵撕/断带指示XHDQ0.2DUANDAI_O4烟雾指示XHDQ0.3YANWU_O5皮带超温洒水指示XHD+KZQ0.4CHAOWEN_PD_O6堆料指示XHDQ0.5DUILIAO_O7满仓指示XHDQ0.6MANCANG_O8主回路（QF1）合闸控制KZQ0.7QF1_HZ_O9主回路（KM1）合闸控制KZQ1.0KM1_HZ_O10控制回路合闸（KM2）控制KZQ1.1KM2_HZ_O11主回路QF1跳闸信号XHDQ2.0QF1_GZ_O12主回路QF2跳闸信号XHDQ2.1QF2_GZ_O13主回路KM1故障信号XHDQ2.2KM1_GZ_O14控制回路QF3跳闸信号XHDQ2.3QF3_GZ_O15控制回路KM2故障信号XHDQ2.4KM2_GZ_O16电机反转信号XHDQ2.5M_NIZHUAN_O17电机超温信号XHDQ2.6CHAOWEN_M_O18报警声信号KZQ2.7BAOJING_S_O19故障指示灯（报警光）信号KZQ3.0BAOJING_G_O20集控方式起用XHDQ3.1JIKONG_QIYONG_O21就地方式起用XHDQ3.2JIUDI_QIYONG_O22启动/停车KZQ3.3QD_TC_O23启动预告信号XHDQ3.4QD_YG_O24物流信号XHDQ3.5WULIU_O25缺相故障信号XHDQ3.6QUEXIANG_O26HSC0硬件复位输出至I0.2KZQ3.7HSC_FW_O5.2.3模拟量输入序号信号说明地址1电机电压（MV）电压互感器(0~10V)AIW02电机电流（MA）取自变频器(0~10V)AIW23电机温度（MT）温度传感器(0~10V)AIW44皮带秤输出皮带秤输出(0~10V)AIW65.2.4模拟量输出序号信号说明地址1速度给定至VFD,0~10VAQW05.3系统硬件连接框图采用德国西门子公司生产的PLC对系统进行集中控制，拖动方案采用变频调速对笼形三相异步电动机进行调速。从而满足设计任务要求，实现闭环控制及实现节能。系统结构框图如下图所示。第六章系统设备选型6.1PLC选型由于已经定下采用德国厂家西门子生产的PLC，因此对其选型就集中在S7-200系列PLC及S7-300系列PLC当中。6.1.1模块选型1.信号汇总：数字量输入：30点；数字量输出：26点；模拟量输入：4路；模拟量输出：1路；2.选型：由于系统对程序大小及处理速度要求不是很苛刻，故小型化PLCS7-200系列足以满足设计要求。为减少扩展模块数量降低成本，故选用CPU224模块一块，配以数字量I/O扩展模块SM233一块，模拟量输入/输出模块SM235一块。6.1.2模块参数CPU224模块特性：（1）集成数字量输入/输出：14DI/10DO；（2）最多可扩展7个模块；（3）256定时器：256计数器；（4）4个定时器（1ms）、16定时器（10ms）、236定时器（100ms）；（5）高速计数器：单相6路30KHz；双相4路20KHz；（6）模拟电位器：2个8位分辨率；（7）1个RS-485通讯口；（8）支持浮点数运算；（9）数字I/O映像区：256（128入/128出）；（10）模拟I/O映像区：64（32入/32出）；（11）布尔指令执行速度：0.22μs；（12）功耗：7W；（13）+5VDC供电电流：660mA；+24VDC供电电流：280mA；数字量输入/输出SM233模块特性（1）16DC输入/16DC输出；（2）功耗：6W；（3）+5VDC：160mA；（4）每点额定电流（最大）：0.75A；（5）每个公共端的额定电流（最大）：6A；其接线原理如图6.1所示。图6.1SM233接线原理图模拟量输入/输出EM235模块特性（1）4路输入/1路输出；（2）功耗：2W；（3）+5VDC：30mA；+24VDC：60mA（输出为20mA）；（4）双极性，满量程：-32000~+32000；（5）单极性，满量程：0~32000；（6）最大输入电压：30VDC；（7）最大输入电流：32mA；（8）精度：双极性：11位，加1位符号位；（9）单极性：12位；其接线原理如图6.2所示，校准电位计和配置DIP开关位如图6.3所示，输入/输出方框图如图6.4、6.5所示，用于选择模拟量量程和精度的EM235配置开关见表6.1。图6.2SM235接线原理图图6.3EM235校准电位计和配置DIP开关位表6.1用于选择单极性模拟量量程和精度的EM235配置开关表：单极性满量程输入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5SW6ONOFFOFFONOFFON0~50mV12.5μVOFFONOFFONOFFON0~100mV25μVONOFFOFFOFFONON0~500mV125ΜvOFFONOFFOFFONON0~1V250μVONOFFOFFOFFOFFON0~5V1.25mVONOFFOF