施耐德电气PLC和变频器在行车上的应用及改进措施

    1 PLC 的基本配置     施耐德Premium 型PLC属于中型PLC,I/O扩展能力：有2048 I/Os,采用了FIPIO Net 开放式的现场总线来实现PLC 与变频器之间的通讯FIPIO Net为开放式现场总线网络，使用双绞线介质，符合FI各机构装置,各机构做为子站与PLC 通讯，控制采用数字量方式各机构主要故障在司机室显示I/O点有20%余量，CPU 工作能力用到≤70% 控制系统采用PLC 集中-分布式结构PLC通过通讯直接读取现场检测元件及驱动系统内部的信息，用信号灯进行各机构工作状态显示报警显示PLC预留数据通讯接口,用于以后上位机的连接PIO Net 总线标准的国内外各生产厂商的机器均可连接，其结构简单即插即用调试方便。

    电器舱内安装主站，地址设为0，安装电源模块，CPU模块，输入输出模块驾驶室安装从站，地址设为1，安装电源模块，输入输出模块 均与程序硬件组态一致，主站机架末端安装终端电阻A，另一端用扩展电缆与从站联接，从站机架末端安装终端电阻B FIPIO Net 网络起始端插入CPU 模块的FIPIO Net 端口中（FIPIO Net 插头内部安装150 欧姆终端电阻），FIPIO Net 网络插头依次插入变频器通讯卡中的FIPIO Net 端口（通讯卡上的拨码开关要设置的与程序硬件组态一致，主起升变频器设置为00000001，副起升变频器设置为00000100，大车变频器设置为00000011，小车变频器设置为00000010。

     FIPIO Net网络终端插头内部亦须安装150欧姆，终端电阻在和变频器通讯时利用Premium 的变量表内已自动分配好固定的映射区域来读写相关命令，即通过读变频器状态字，写控制字和给定字来控制变频器 如%QW\0 （A）.2(B).1(C) \0.0~0.07 所示：其中A 是槽号；B是从站号，C是第几个字，在本例中可看见是写入A=0（主站0号槽即CPU 模块） ,B=2( CPUFIPIO Net 总线上第 2 个子站) ，C是第1个字的0.0~0.07 位，在组合模式选为IO模式时，输出字的头两个默认为控制字和速度给定，输入字的头两个默认为状态字和输出频率，其余均可用户自定义，字的每一位所代表的功能均可在变频器菜单里自定义。

      2 ATV71 变频器的简单介绍及相关配置       ATV71 集成了强大的专业应用功能，以满足不同电机控制的需要可以提供标配的图形显示终端并提供多种类型的通讯协议，其中Modbus 和CANopen 协议是内置的多种选件卡可以扩展输入-输出端子或增强编程能力，以适应复杂应用的需要加料110+110T使用了Premium 型PLC 控制的ATV71 变频器调速系统，通过长时间使用体现了变频器的优越之处，主要有节能，减轻了减速机的磨损（平滑的加减速曲线），大大提高了使用的舒适性（加减速时间可调），提高作业率和行车定位精度（各档速可根据要求调整），功能扩展方便，变频器自我保护及故障时自诊断能力强。      3 调试问题分析及改进      该系统在最初安装调试阶段由于对EMC 认识不足，暴露了一些问题 变频器采用正弦脉宽调制的工作方式，这样的脉冲调制形式使得变频器运行时在电源侧产生高次谐波电流，并造成电压波形畸变，污染了电源降低了功率因素对电源系统产生严重影响 同时出线侧产生的电磁辐射干扰较大对别的电器如编码器等产生影响导致故障的发生而且在变频器的输出电压中，含有高频尖峰浪涌电压 这些高次谐波冲击电压将会降低电动机绕组的绝缘强度后来在保证电流波形满足电机调速要求的基础上适当降低RGBT的开关频率以减少高次谐波，同时在保证满足行车运行的基础上相应地缩短拖缆长度，减少了空间电磁辐射，节约电缆并减少了电缆上产生的高频耦合损耗提高电机电压，降低了变频器报电机接地故障的几率 从而使问题得到了解决。

    4 结束语     以上对110+110T行车上应用施耐德remium型PLC 控制的ATV71变频器调速系统的情况进行了简单分析和介绍 由于马钢新区行车上是第一次在国内大规模使用施耐德变频器，在调试和生产中遇到了不少未曾遇见的故障现象，例如网络故障，制动命令和欠压故障等通过结合现场实际修改参数和PLC 程序等方法逐渐减少了故障次数，保障了行车的正常生产。