上海西门子工业电源一级代理商
浔之漫智控技术（上海）有限公司（xzm-wqy-sqw）
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一般的三相变频器的整流电路由三相全波整流桥组成，主要作用是对外部交流电源供应的工频电流进行整流，为逆变电路和控制电路提供所需要的直流电源。2.逆变电路
逆变电路主要作用是通过逆变器中主开关器件有规律地通与断，输出可改变电压和频率的交流电。体器件的通断作用，将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电动机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过电流/过电压/过载保护等功能。本讲主要介绍了西门子变频器中的MM4系列，包括国内应用多的MM420通用型、MM430风机水泵型、MM440矢量型变频器等。1.1 通用变频器入门1.1.1 变频器入门知识
变频调速是通过改变异步电动机供电电源的频率f来实现无级调速的，其接线如图1-1所示，电动机采用变频调速以后，电动机转轴直接与负载连接，电动机由变频器供电。变频调速的关键设备就是变频器，变频器是一种将交流电源整流成直流后再逆变成频率、电压可变的变流电源的专用装置，主要由功率模块、超大规模专用单片机等构成，变频器能够根据转速反馈信号调节电动机供电电源的频率，从而实现相当宽频率范围内的无级调速。如果电动机在不同转速时所带的负载都能使电流达到额定值，即都能在允许温升下长期运行，则转矩基本上随磁通变化而变化。按照电力拖动原理，在基频以下，磁通恒定，转矩也恒定，属于“恒转矩调速”性质，而在基频以上，转速升高时磁通恒减小，转矩也随着降低，基本上属于“恒功率调速
触点及线圈是梯形图基本的元素，从元件角度出发，触点及线圈是元件的组成部分，线圈得电则该元件的常开触点闭合，常闭触点断开；反之，线圈失电则常开触点恢复断开，常闭触点恢复接通。从梯形图的结构而言，触点是线圈的工作条件，线圈的动作是触点运算的结果。触点指令含标准触点指令、立即触点指令、取反指令及正、负跳变指令，由于触点分常开及常闭两种类型，以上提及的指令又可分为针对常开触点和针对常闭触点的。
立即触点指令是针对快速输入需要而设立的。立即触点指令的操作数是输入口。立即触点可以不受扫描周期的影响，即时地反映输入状态的变化。
取反指令（NOT）改变能流输入的状态，当到达取反指令的能流为1时，经过取反指令后能流则为0；当到达取反指令的能流为0时，经过取反指令后能流则为1。
正跳变指令（EU）可用来检测由0到1的正跳变，负跳变指令（ED）可用来检测由l到0的负跳变，正、负跳变允许能流通过一个扫描周期。
操作码用助记符表示，它表明CPU要完成的操作功能；操作数表明操作码所操作的对象。操作数一般由标识符和参数组成，但也可以不写。由于PLC功能不同，其指令的类型各不相同，因此具体指令的内容在以后各项目中详细介绍。八进制数和十六进制数只是二进制数的两种较为方便的写法。但二进制数和BCD数是两个不同的概念。一个多位十进制数的BCD数和二进制数是不一样的，例十进数96的BCD数和
2.程序写入方式
以三相异步电动机典型启-保-停控制电路为例，如果只是完成了PLC的输入输出配线及电机主回路连接，没有对PLC写入相应的控制程序，系统是不能正常工作的。表1-4通过工程实际中较为常见的控制系统，展示了PLC小控制系统的组成方案。
⑥ PLC的内部继电器不作输出控制用，接点只能供PLC内部使用。
⑦ 程序结束时要有结束标志END。S7-200系列PLC编程软件在编译时自动生成。
⑧ 当PLC处于运行状态时，PLC就开始按照梯形图符号排列的先后顺序（从上到下，从左到右）逐一处理。
（2）指令表（Instruction List，简称IL）亦称语句表，类似于计算机汇编语言的形式，它是采用指令的助记符来编程的。PLC的指令表比汇编语言的语句表通俗易懂，也是一种比较常用的编程语言。
不同的PLC，指令表使用的助记符不相同，以表1-4中所示电机启-保-停控制程序为例，从输出过程映像寄存器Q0.0中取出二进制数，并与栈顶中的二进制数相“或”（触点的并联对应“或”运算），运算结果存入栈顶。运算结束后只保留运算结果，不保留参与运算的数据。
执行第三条指令时，因为是常闭触点，取出输入过程映像寄存器I0.2中的二进制数后将它取反（如果是“0”则变为“1”，如果是“1”则变为“0”），取反后与前面的运算结果相“与”（电路的串联对应“与”运算），然后存入栈顶。输出电路的硬件接线。在满足一般电气安装基本要求外，还应注意以下几点。
① 所有导线两端必须安装号码管，其编号除注明外一律采用PLC输入/输出端子号。1M及M间的连接线采用“M”进行编号。号码管安装完成后，字头应统一朝左或朝上。
② 输入按钮及输出指示灯按布局图安装在按钮安装支架上，并通过连接电缆与主板接线端子相连。连接电缆应采用尼龙绕线管进行保护。
③ 为保证接线安全可靠，所有电气元件接线端子上，只允许安装多两根导线，电气接点上导线较多时，可采用串联的方法进行连接。
④ 系统工作电源通过单相电源插头线，接至TX后再接入小型断路器QS进线端。
执行第四条指令时，将栈顶中的二进制数送入Q0.0的输出过程映像寄存器。
在输出刷新阶段，CPU将各输出过程映像寄存器中的二进制数传送给输出模块并锁存起来，如果输出过程映像寄存器Q0.0中存放的是二进制数“1”，外接的KM线圈将通电，反之将断电。
图1-15中I0.1、I0.2和Q0.0的波形中的高电平表示按下按钮或KM线圈通电，当t＜t1时，读入输入过程映像寄存器I0.1和I0.2的均为二进制数“0”，此时输出过程映像寄存器Q0.0中存放的亦为“0”。在程序执行阶段，经过上述逻辑运算过程之后，运算结果仍为Q0.0=0，所以KM的线圈处于断电状态。在t＜t1区间，虽然输入、输出信号的状态没有变化，用户程序仍一直反复不断地执行着。t=t1时，按下启动按钮SB1，I0.1变为“1”状态，经逻辑运算后Q0.0也变为“1”状态，在输出处理阶段，将Q0.0对应的输出过程映像寄存器中的
3.可编程控制器的软件
PLC的软件系统指PLC所使用的各种程序的集合。它由系统程序（系统软件）和用户程序（应用软件）组成。
（1）系统程序。系统程序包括监控程序、输入译码程序及诊断程序等。监控程序用于管理、控制整个系统的运行；输入译码程序则把应用程序（梯形图）输入翻译成统一的数据格式，并对输入接口送来的输入量进行各种算术、逻辑运算处理，通过输出接口实现控制；诊断程序用来检查、显示本机的运行状态，方便使用和维修；系统程序由PLC生产厂家提供，并固化在EPROM中，用户不能直接读写。
（2）用户程序。用户程序是用户根据现场控制的需要，用PLC的编程语言（如梯形图）编制的应用程序，通过编程器将其输入到PLC内存中，用来实现各种控制要求。
二、可编程控制器的工作原理
1.可编程控制器的等效电路
可编程控制器是一个执行逻辑功能的工业控制装置。为便于理解可编程控制器是怎样完
2.可编程控制器的单元式结构
可编程控制器的结构通常分为单元式和模块式，但近年来有将这两种形式结合起来的趋势。单元式的特点是结构非常紧凑，它将所有的电路都装入一个模块内，构成一个整体。小型可编程控制器的结构吸收了模块式结构的特点，将各种不同点数的可编程控制器及其扩展单元都做成同宽同高不同长度的模块，这样几个模块拼装起来后就成了一个整齐的长方体结构。
由于在一个单元内集中了CPU板、输入/输出板、电源板等，对于某一个单元的输入输出综合系统。
（7）智能I/O接口。为了满足更加复杂的控制功能的需要，PLC配有多种智能I/O接口。
（8）控制模板以及对高速脉冲进行计数和处理的高速计数模板等，这类智能模板都有其自身的处理器系统。
（9）编程工具。编程工具供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视，常用的是编程器。编程器有简易型和智能型两类。简易型的编程器只能联机编程，且往往需要将梯形图转化为机器语言助记符（指令表）后才能输入，它一般由简易键盘和发光二极管或其他显示器件组成。智能型的编程器又称图形编程器，它可以联机，也可以脱机编程，具有LCD或CRT图形显示功能，可以直接输入梯形图和通过屏幕对话。