电动钻机培训课件.ppt

职工培训中心王福旺,二O一五年七月,钻井工程公司员工素质提升培训,现代石油钻机属于大功率多工作机械联合作业型的钻采设备。钻机的主体工作机械有三类主传动设备：提升机械（絞车），实现钻具和井架底座提升、下放任务；旋转机械（转盘、顶部驱动），实现钻杆转动；往复运动机械变成液体压力（钻井泵），实现泥桨循环。电驱动钻机是由电动机进行驱动，依靠电气传动系统来实现动力的传递和速度的控制。电气传动系统是由数台柴油发电机组并网而组成的专用电网、电动机调速系统以及钻井过程自动控制系统组成。电驱动钻机的电气传动系统有两种类型：一类是的直流调速系统，它是通过发电机组并网发电，再由SCR装置整流控制直流电动机驱动的模式；还有一类是交流变频调速系统。,系统一（ZJ70D系统框图),BM-ZJ70DB电气传动系统框图，包括下列子系统：（1）发电机组控制子系统；（2）交流变频调速子系统；（3）PLC现场总线网络；（4）电机控制中心（MCC）；（5）司钻及过程操作子系统；,600V交流母线,600/400V变压器,辅助柴油发电机,MCC电机控制中心,CAT柴油发电机组 600V AC,整流单元,MP1电机模块,整流单元,MP2电机模块,MP3电机模块,DW电机模块,RT电机模块,AD电机模块,触摸屏MP370,电控房PLC（主站）,司钻台PLC（远程子站）,整流单元,MP1电机模块,整流单元,MP2电机模块,MP3电机模块,DW电机模块,RT电机模块,AD电机模块,电控房监视工控机,现场总线,通讯接口板,柴油发电机组,系统概述 系统动力采用五台性能可靠，技术成熟的CAT3512DITA/SR4B 600V、1500kVA 50Hz柴油发电机组，由 ROSS HILL1400型控制系统并网运行，采用适应国内外钻井行业的广泛要求和执行的600V电压标准，具有较强的市场竟争力。,动力机组,发电控制系统 通常电驱动钻机，都有一个自己独立的专用电网。由35台柴油发电机组并网发电，为钻机提供3相600V（或690V）、50HZ或（60HZ）的交流电源。通称发电系统。交流控制系统的功能是控制柴油发电机机组，使其输出稳定的600V 50Hz交流电源。每套交流控制系统包括发电机断路器、交流控制组件、同步装置、功率限制电路和接地检测电路等。交流控制组件安装在一个柜中，称GEN柜。1、发电机断路器 发电机断路器的作用是隔离发电机母线与电网母线。断路器上装有过电流时自动分断的磁脱扣装置。还装有一个欠电压(UV)脱扣线圈。它同交流组件中的保护电路相联锁，当电路发生欠频、超频、过压和逆功率等故障状态时，保护电路使欠压脱扣线圈自动脱扣，断路器跳闸，保护发电机组。操作断路器以前，注意保护额定值、长延时设定值、瞬时值与发电机额定值之间的关系必须正确设定。当断路器断开时，储能指示器显示“断开”(0FF)。要闭合断路器，首先转动手柄数次，储能指示器显示“储能”(Charged)，再按下柜体面板上的接通按钮(Push to close)，断路器便接通。要断开断路器，只要按一下“分断”(Push off)按钮即可,2、交流控制组件 交流组件包括检测电路、速度调节器、电压调节器和保护电路等环节。交流组件接受从控制面板上来的速度调节信号和电压调节信号，从发电机母线来的电压反馈信号和电流反馈信号，从其他 发电机组来的主从逻辑信号。交流组件向断路器输出各种故障信号。向发电机磁场电源电路输出电压调节信号，向柴油机调速装置输出速度调节信号，向功率限制电路输出总电流和有功电流信号。交流组件是发电机控制的核心组件,3、同步装置连接线路 在发电机的同步控制线路中，S0l为同步选择开关，同步盒(SYNC BOX)中M1为频率表，M2为同步表，M3为电压表，L1和L2为同步灯。同步盒通过4条线与外电路连接：其中三条线与同步开关S01相连，一条线接地。同步开关选择待上线发电机的输出，例如，S01选在GENl时，同步盒便检测GENl的电压和频率，分别在电压表和频率表上显示，并同母线频率相比较，用同步表和同步灯显示同步状态。当交流母线上已有发电机在线运行，若另一发电机要上线时，在闭合发电机断路器前，使用同步装置将发电机的电压频率与交流母线上的电压频率相匹配。当面板上的同步开关置于“关断”(0FF)位置时，同步装置上的频率表显示公共母线频率：当同步开关置于待并发电机序号的位置上时，频率表则指示待并发电机的频率。当两电压相同时，面板上的同步表和同步灯比较待并发电机和母线的频率或相位，待上线发电机和母线信号同时送入同步盒，若频率和相位不相同，同步表指针旋转，同步灯忽暗忽明；若两信号同步以后，同步盒上的同步表指针指向12点位置，同步灯熄灭。与此同时，待上线发电机的电压送到同步按钮灯LPBl上，该灯发光。在此瞬时果断按下同步按钮灯(Push to close)，断路器合闸线圈通电，断路器合闸，将发电机并入母线。,、功率限制盒功率限制盒的作用 当发电机的有功功率KW或总电流ITOTAL达到设定值时，对直流电动机负载进行限制，以防柴油机关机或发电机断路器脱扣；当负载突然增加时，使柴油发电机组的负载逐渐增加，保护机组。机组欠频或逆功时，对直流电动机负载进行限制。限制值的设定 由4个开关状态确定设定值大小：4个开关全部闭合时，设定值为机组额定值信号的80；4个开关全部断丌时，则为110。改变开关状态，最小可得到2的设定改变量(80、82、84108、110)。,负荷增加速率的限制 限制值设定以后，只要尚未达到设定值，司钻可以任意增加直流电动机的手轮给定和功率。由于机组不能瞬时达到满功率，必须经过几秒钟才能达到，但负荷功率往往是快速变化的，因此，将功率限制电路设计成有一定速率的功率增加线路。这样使得柴油机有足够的时间去响应增加的负荷。功率限制 若在增加手轮给定过程中不能增加泥浆泵的冲程和转盘的转速，则表明钻机已达到功率限制值，也就是说，进一步增加手轮给定不会使柴油发电机组提供更大的功率。如果目前钻井作业良好，就无须增加机组上线。实际上保持机组运行在接近机组最大功率是最好的运行状态，对保养机组和节省燃料都有好处。功率限制指示灯亮着对任何设备都不会产生不良影响。如果此时钻井作业需要更大的功率，那就必须增加上线机组。,、励磁机磁场电源电路：这是一个半控整流桥，为发电机励磁机供给可调的直流电源，以保证发电机输出所需要的电压和无功功率，整流可控硅的触发脉冲有交流组件中的电压调节器输出。、禁动电路：禁动电路是一个包括正负12V的蓄电池组及其充电的单相桥式整流电路。蓄电池给柴油机启动电路和交流组件中的脉冲读出电路供电,SCR可控硅整流系统 直流传动系统的功能就是控制SCR元件，将恒压、恒频交流电源整流成连续可调的直流电源。整流装置为三相全控整流桥，整流桥通过断路器与交流电网隔离。整流桥的输出经指配接触器对直流电动机供电，实现对钻机绞车、泥浆泵、转盘速度控制，实现无级调速，满足传动要求。,直流控制组件是控制直流电动机转速和转矩的核心部件。既可以控制串励电动机，也可以控制并励电动机。它能输出强触发脉冲，确保SCR快速导通，能使同轴驱动同一负荷的两台电动机负荷均衡分配。每个钻井功能都有独立的电流限制，转盘电流限制可平滑调节。电流给定具有渐增特性，可使电动机转矩平稳增加。所有钻井功能的速度调节器均与指配接触器相联锁，转盘过电流的封门阈值设置为最大电流限制值的150%。设有零位联锁保护装置，以防指配时电动机突然高速转动。可手动调节组件的电位器，以试验SCR桥的输出电压。各柜中的组件均能互相置换。全部器材已经过老化试验。稳定可靠，故障很少,模拟控制直流控制组件(DC MOD),直流驱动柜(SCR柜)每套直流传动系统包括晶闸管整流桥、浪涌抑制电路、接触器控制电路、直流控制组件(或称驱动器)、皮带轮防滑保护和冷却风机等装置。上述装置均安装在一个驱动柜(SCR柜)中，柜子装在电控房内。根据钻机需要可以在配备三柜、四柜或五柜。在结构上着重考虑到了操作简便、可靠性高、性能优越和维修简便。SCR柜输出可调电压0-750VDC，输出电流可达2000ADC，柜子的上端装有1600AF的断路器，具有欠压脱扣线圈和辅助触点。面板上安装电压表(01000VDC)，电流表(0-2000ADC)和通电指示灯等装置。SCR整流桥下用风机强制冷却，在主熔断器上附有微动开关，微动开关断标志着主熔断器损坏，可使断路器脱扣跳闸。柜中安装的浪涌抑制电路，可减弱危害SCR元件的任何尖脉冲。为了安全、在控制线路中还装有锁定开关。每个SCR柜都能驱动泥浆泵、转盘和绞车。所驱动的电动机可为串励，也可以并励。用串励电动机驱动泥浆泵时配有皮带轮滑动保护装置。,司钻控制台是对钻机各驱动功能的主要控制和监视装置，其上装有工况指配开关、选择开关、速度给定手轮，转盘电流限制旋钮、仪表、按钮、指示灯、触摸屏和显示屏等装置。箱体用不锈钢制成，密封，并配有正压防爆系统。司钻控制台与PLC柜之间采用双绞屏蔽电缆通讯，与电控房之间用电缆连接。当PLC系统出现故障时，仍可用电缆旁通控制，不影响正常钻井。,皮带轮防滑电路 当两台串励电动机由同一台SCR并联驱动时，由于皮带轮故障可能使其中1台或2台电动机失去负载而超速，泥浆泵驱动属于这种情况。皮带轮防滑电路的作用就是检测串励电动机的转速，当转速超过速度限制值时，断开指配接触器，切断2台电动机电源，同时控制而板上的皮带轮滑动指示灯亮。右图是典型的泥浆泵供电线路，两台电动机MPA和MPB并联运行，由SCR1可SCR2单元供电。每台电动机的电流由霍尔效应元件HEDl和HED2测量，霍尔效应元件HED是个半导体器件，用来测量直流电流。HED安装在软磁铁心的气隙中根被测电流粗导体(即电动机主电路)通过铁心，在铁心叶产生磁通，HED还有两个线圈，个线圈中通入160mA的控制电流(IH+和IH-)。另一个线圈的两端输出电压VH，VH的大小与磁感应强度B成正比，即与被测电流成正比,因此VH的大小反映电动机电流的数值。,将HED1和HED2的两个VH信号分别输至皮带轮防滑电路的输入端，即、两端和、两端进行比较，两个电流输出信号经二极管组成的“或”门，选择电流较小的一个。因为两台电动机由同一个SCR柜供电，它们承受同一个电压。皮带轮不打滑时,高速运转的泥浆泵正常工作.如果某泥浆泵2台电动机中有1台或2台皮带轮打滑，将泥浆泵使能电路断开，使该泥浆泵电动机断电停机。如果泥浆泵在较低电压下低速运行，即使皮带轮打滑，由于电压反馈信号较低，泥浆泵继续运行。这种工况不会引起电动机超速。由于皮带轮打滑而使泥浆泵停止运转时，K1的动断触点接通柜子面板上的打滑指示灯(SPROCKET SLIP)，该指示灯可通过按压复位按钮(SPROCKET SLIP RESET)来熄灭。,脚控器脚控器又称脚踏开关，用以快速提钻。脚控器用不锈钢制成。能经受钻台上恶劣的工作环境，并用正压防爆的特性。在踏板下面装有二个不锈钢弹簧，能在其中一个失效的情况下，保证踏板安全返程。脚踏开关通过一个三芯电缆与司控台连接。,宝美变频电控系统,1、动力采用CAT3512B 1900KVA 600V 50Hz柴油发电机组，其中ZJ70DB为四台，ZJ50DB为三台，ZJ40DB为二台。由ROSS HILL 1400型发电机控制系统实现并网发电和负荷均衡。2、变频单元采用进口SIEMENS全数字“一对一”矢量控制电压源型交流变频调速装置。3、MCC单元装有400VAC、300kW辅助柴油发电机接口及进线断路器。、系统配VFD房，其中ZJ70DB及ZJ50DB为二座，ZJ40DB为一座，外形尺寸控制在1200029003000mm以内。,、采用大功率能耗制动单元和制动电阻定量控制制动扭矩，游车可实现平稳下放。、独立送钻电机自动送钻系统可实现0.136m/h速度范围内的恒钻压自动送钻，有效的防止溜钻、卡钻、事故的发生。、钻机控制系统以西门子PLC为控制核心，通过PROFIBUS-DP网络,实现发电机控制单元、变频器、智能远程司钻监控、电液气联控、人机界面、自动送钻、游车位置等控制系统间的高速通讯。为钻井工艺创建了一个数字化、信息化、智能化的管理平台。、智能化远程司钻操作台具有钻机操作和钻井参数实时显示、电气系统运行监控与显示、故障显示、报警的齐备功能。,电传动系统的特点及主要功能,磁场定向矢量控制技术 现场总线控制技术 操作控制为触摸式控制 起动防冲功能 防止大钩上碰下砸 自动送钻功能 正常/应急方式切换功能 过电流监控功能,过电压监控功能 过速度监控功能 母线接地监控功能 变频器内部故障显示、报警功能 房内温度监控 故障报警 能耗制动功能,绞车的控制 PLC通过采集主电机的运行和滚筒的转速、悬重等数字化信号，判断起钻工况或下钻工况，计算出游车的位置、速度，通过PLC控制程序发出控制信号，使主电机以设定的速度驱动滚筒，实现绞车起下钻合理的功率利用和工作时效。利用交流变频电机调速范围宽的优势，将绞车设计为一档无级调速。游车速度为01.3m/s左右，能满足钻井工艺需要 绞车速度的数字闭环控制和游车位置的数字闭环控制有机结合，可实现钻机起下作业的全过程数字控制，最大限度地提高钻机时效、增强设备运行的可靠性。,绞车采用变频系统能耗制动替代辅助刹车在下钻作业中，游动系统的悬重通过滚筒以反力矩拖动主电机反转，主电机工作在四象限处于发电工况。电能作用于直流母排，通过能耗电阻柜转化为热能散发。PLC通过对采集的数字信号分析游动系统的悬重，控制主电机反转的速度，使钻具以设定的速度平稳安全地下放。主电机在0r/min转速时也能输出额定扭矩，因此，可实现钻具的悬停，大大减少了液压盘刹的磨损。,自动送钻驱动系统,驱动系统的构成:自动送钻电机自动送钻风机减速箱离合器绞车滚筒自动送钻的基本功能：恒钻压自动送钻恒钻速自动送钻自动停止送钻,该系统采用有速度传感器的矢量控制技术，实现大范围的调速控制，电动机四象限运行及零速度悬停功能。操作简便，使用安全。控制系统中装有检测送钻电动机转速的编码器、精密压力变送器、工作方式选择开关(恒压/停/恒速)，转向选择开关(上升/下放)、恒速给定旋钮和悬重测量按钮等。如果选用恒钻压自动送钻，先进行最初悬重测量，然后在触摸屏上设定所需要的工作钻压值系统启动以后便可将实际钻压控制在设定值上。恒速自动传送钻方式就是转速电流双闭环控制系统。在地层比较稳定时能够得到较理想的送钻效果。系统具有钻压、钻速、转速和转矩上限功能。超过上限限制时，系统自动降速且报警，以防损坏钻具。使用该系统可明显提高钻井质量，加快钻井速度，减轻工人劳动强度，延长钻头寿命。,钻机自动送钻的技术参数,电动机功率 22KW(可变化)最大送钻速度36m/hour最小送钻速度0.1m/hour静态钻压控制精度-200+200kg调速系统精度0.01%FS控制算法控制,自动送钻系统结构图,智能化司钻操作控制系统,司钻前部布置：电传动触摸屏和操作开关、指示灯、电子司钻装置及触摸屏、工业监控显示器、钻井仪表及其它仪表，采用正压防爆。司钻座椅可升降并左右旋转180，司钻座椅左右安装司钻主操作台，所有气控、液控、盘刹均采用电气开关控制。配五点对讲系统。,司钻房主要功能,VFD系统控制绞车气控与电机控制转盘扭矩限制与气控起下钻与游车位置控制防上碰下砸安全控制钻井泵运行与控制,液压盘刹控制液压上、卸扣猫头控制顶驱控制钻井参数显示设备运行检测电子司钻的控制与监测,（智能化司钻控制台)采用PROFIBUS现场总线，实现电控与钻井仪表参数一体化设计，所有气、液均采用电气控制。配工业监视、对讲系统等实现司钻对钻机的全面监控。,智能游车位置控制 通过主电机采集主电机的运行参数和滚筒编码器的数字信号，可精确计算出游车的具体位置，将计算的游车位置与设定的防止上碰下砸位置进行比较分析，与绞车控制系统结合，具有报警-减速-刹车功能。可首先发出预警信号，发出指令信号控制主电机进入安全速度，再对主刹车进行紧急刹车控制。,SIMATIC S7-300自动化平台,节省空间，模块化设计，没有槽位规则，适用于紧凑型的机械控制,无风扇 运行，没有可旋转部件,通用的连接方法螺钉型端子弹簧型端子预制连接(TOP 连接),降低安装成本,减少维护费用,亮点 模块化可扩展系统,高效的处理速度可极大的缩短设备的循环时间,0.1 s/位指令,分级的CPU 性能-从入门级的CPU 到高性能的 CPU,通过集成的接口进行网络通讯MPIPROFIBUS-DP,集成性,亮点 性能,标准型CPUCPU 312CPU 314CPU 315-2 DPCPU 317-2 DPCPU 318-2紧凑型CPUCPU 312CCPU313C CPU313C-2PtPCPU313C-2DPCPU314C-2PtPCPU314C-2DP故障安全型CPUCPU 315F-2 DPCPU 317F-2 DP集成PROFINET接口的CPU-CPU 315-2 PN/DP-CPU 317-2 PN/DP,The CPU 家族 概述,工作存储器 装载存储器运行时间(s)字处理浮点运算集成的I/ODI/DOAI/AO集成的技术功能集成的接口MPI 接口PROFIBUS-DPPtP 通讯扩展设计,CPU 313C32 KB 64K-8MB0.2624/16计数,频率PID 控制-有-4-机架,CPU 312C16 KB 64K-4MB0.4-10/6-计数,频率-有-1-机架,CPU 313C-2PtP32 KB 64K-8MB 0.2616/16-计数,频率PID 控制-有-4-机架,CPU 314C-2PtP48 KB 64K-8MB 0.2624/164/2计数,频率PID 控制,定位.有-4-机架,CPU 313C-2DP32 KB 64K-8MB 0.26 16/16-计数,频率PID 控制-有有,DP V14-机架,CPU 314C-2DP48 KB 64K-8MB 0.2624/164/2计数,频率PID 控制,定位.有有,DP V14-机架,Technical Slides,六款紧凑型 CPUs-满足不同的性能特性,用户存储器自由编址DI/DOAI/AO处理时间/1 K bin.位存储器 计数器定时器通讯连接,CPU 314 48 KB yes1024256 0,1 ms 2048 256 256,CPU 31216 KByes 25664 0,2 ms 1024 128128,CPU 315-2 DP128 KB yes10242560,1 ms 16384256256PROFIBUS-DP-主站/从站(最大 124 站),三款新型标准 CPUs-满足不同的性能特性,集成的功能计数，测量，PID 控制，定位功能集成的 I/O数字量 I/O，模拟量 I/O集成的通讯接口PROFIBUS-DP,MPI,PtP更短的指令执行时间，快速报警微存储卡（MMC)免维护运行项目存储，包括符号和注释 更小的尺寸（安装宽度）,紧凑型 CPUs 亮点,双机架配置中央控制器和扩展单元最多可扩展16个模块（对于信号模版）-低成本的解决方案四机架配置中央控制器和扩展单元最多可扩展32个模块（对于任何类型模版）-灵活的解决方案,S7-300的扩展能力,S7-300的安装位置,水平安装,垂直安装,安装 模板的分配,模板的分配 仅有两条规则：电源模板必须插在第一槽（最左侧）安装在中央机架上的接口模板（IM）必须插在第三槽,电源模板,接口模板,安装规范,对于水平安装，CPU和电源必须安装在左面。对于垂直安装，CPU 和电源必须安装在底部必须保证下面的最小间距：机架左右为20 mm 单层组态安装时，上下为40 mm两层组态安装时，上下至少为80 mm接口模块安装在CPU的右面一个机架上最多插八个 I/O 模块（信号模块、功能模块、通讯处理器）多层组态只适用于CPU 314/315/316 保证机架与安装部分的连接电阻很小（例如通过垫圈来连接）,安装,导轨,总线连接器,固定螺丝,硬件组态和参数分配,插入一个站,启动硬件组态,产生硬件设定组态,模块地址概况,CPU 属性,2x,CPU 属性：概述,CPU 属性：启动,CPU 属性：保持,CPU 属性：循环/时钟存储器,CPU 属性：保护,CPU 属性：诊断/时钟,一次右击,访问符号表,量程卡,模拟输入模块 SM331,配置模拟量模块 SM331,设置系统时间,执行存储器复位和完全再启动,1.把模式开关设定在 STOP,排除停机错误,解释错误信息,显示CPU信息,显示诊断信息,PMU,OP1S,PC,SIMOVERTMaster Drives,各 种 控 制 方 式，统 一 的 操 作:参 数 设 定 装 置 状 态 通 讯,交流 Master Drives 统一的操作方式,PMU 操作简单方便，适用于数量较少的参数设定和调整,所有装置在门内都有一个基本操作板PMU,PMU 的5个七段数码管和3个发光二极管用于状态显示，3个按键用于参数设定,借助基本操作板 PMU 可以完成运行要求的所有参数的设定和调整，以及启动参数和测量值的显示,PMU,PMU有X300插头，此插头带有 RS232 或 RS485 标准的 USS 接口,数字键快速直接地选择所需参数,OP1S 为选件，可装在装置的门也可装于装置之外，如柜的门上,一个 4 16个 字符的液晶显示器,OP1S,参数存储功能(最多可存8套参数),参数组读及写,提示性菜单,可不再安装其它测量装置,在所有 SIMOVERT MASTERDRIVES 通用,借助 OP1S 可以完成运行要求的所有参数的设定和调整，以及启动参数和测量值的显示,菜单索引的参数存取参数组读及写将现有的参数组复制到同系列的其它装置上打印参数组通过控制字进行操作(开关量命令，如开/关命令)及施加给定值通过状态字进行监控(整流器工作状态反馈信号)及读出实际值。读出故障信号和报警信号,PC,软件结构,软件结构2个功能强大的处理器(C163及C167)处理所有闭环控制及电枢和励磁回路的传动功能控制功能可通过各功能模块实现，功能模块可通过参数连接控制相关的所有重要点均可由BICO访问,软件结构,连接器 调节系统中所有重要的量可用连接器来存取。经连接器 获得的量与测量点相对应并 作为可存取的数字值。连接器的标准标定为每100%14 位(16384级)。该值可在装 置内部被使用，如控制给定 值或改变限幅。还可通过操 作面板，模拟量输出及串行 接口输出。下列量可通过连 接器被访问：模拟输入/输出 实际值传感器的输入 斜坡函数发生器、限幅电 路、触发装置、调节器、自由软件模块的输入和输 出 数字量固定给定值 常用值如运行状态，电机 温度，晶闸管温度，报警 存储器，故障存储器，运 行 时 间，处理器容量等,软件结构,开关量连接器开关量连接器是能采用数值为“0”或“1”的数字控制信号，主要用于接入一个给 定值或执行控制功能。开关量连接器也能通过操作面 板，开关量输出或经串行接 口被输出。下列状态可经开关量连接器进行访问：开关量输入状态 固定控制位 调节器、限幅电路、故障、斜坡函数发生器、控制字，状态字的状态。,软件结构,结合点 结合点由软件模块的输入通过相应的参数决定。在相应参数连接器信号的结合点上 对所希望的信号引入连接器编号，以便确定哪些信号被作为输入量。这样，不仅模 拟输入和接口信号，而且内部量都可用做给定值，附加给定值，极限值等等。在开关量连接器信号结合点上引入作为输入量的开关量连接器编号，以便通过开关 量输入，串行接口的控制位，或调节中生成的控制位，执行控制功能或输出一个控制位。,软件结构,BICO数据组的转换 BICO数据组可通过控制字(输入开关量连接器)进行转换。这时即可选择在结合点哪些连接器量值或开关量连接器量值有效。这样就可使调节器结构或控制量灵活匹配。,串行接口,下列串行接口可供使用：PMU上X300插头是一个串行接口，此接口按RS232 或RS485标准执行USS-协议，可用于连接选件操作面板OP1S或通过PC的 SIMOVIS。在主电子板端子上的串行接口，RS485双芯线或4 芯线用于USS-通信协议或装置对装置连接。在端子扩展板(选件)端子上的串行接口，RS485双芯线或4芯线，用于USS-通信协议或装置对装置连接。通过附加卡(选件)的PROFIBUS-DP。经附加卡(选件)SIMOLINK 与光纤电缆连接。,串行接口,串行接口的物理特性：RS232:12 V-接口，用于点对点连接RS485：5 V-推挽接口，具有抗干扰性，此外，还用与最多31台装置的总线连接。,串行接口,USS-通信协议 USS-通信协议是西门子公司制定的一种通信协议，也可用于非西门子系统，例如，PC上进行编程处理，或使用任意主站连接。传动装置在运行时作为一个主站的从站。通过使用从站编码选取传动装置。可以通过USS-通信协议进行下列数据交换：用于参数读写的PKW(参数识别值)数据组。PZD-数据组(过程数据)如，控制字，给定值，状态字，实际值。发送的数据组(实际值)通过输入的连接器号在参数中找出，接收的数据组(给定值)以连接器号表示，在任意一个结合点都有效。,串行接口,装置对装置-通信协议通过装置对装置协议使装置与装置耦合。在这种工作方式下，通过一个串行接口进行装置间的数据交换，例如，建立给定值链。把串行接口作为4芯导线使用，即可以从前一个装置中接收数据并加以处理(例如通过乘法求值)，然后再送到下一个装置，只有一个串行接口可用以这样的目的。在整流装置之间可进行下列数据交换：发送控制字和给定值。接收状态字和实际值。在发送和接收方向每次传输的数据字不超过5个，通过连接器编号和结合点进行数据交换 串行接口可同时工作，这样可通过第一个串行接口连接自动化系统(USS-协议)，用于控制、诊断和给定主给定值。第二个串行接口通过装置对装置-协议实现一个给定值链的功能。,与槽2的CBP2通讯,相关参数设置PKE&PZD控制字1,相关参数设置PKE&PZD控制字2,相关参数设置PKE&PZD状态字1,相关参数设置PKE&PZD状态字2,在STEP7中组态CBP2,生成PKE&PZD对应的DB块,PKW含义与传输规则,PKW为4个字节，如下图，每格4位，含义如下：,PKE,IND,PWE,PWE,A,PNU,B,C,发送数据常用值：1、2、3、6、7、8、11、12、13、14,1：读请求（无数据分组）,2：写请求（无数据分组）,3：写请求（无数据分组、双字）,6：读请求（有数据分组）,7：写请求（有数据分组、单字）,8：写请求（有数据分组、双字）,11：修改参数数值（数据分组、双字，RAM和EEPROM都修改）,12：修改参数数值（数据分组、单字，RAM和EEPROM都修改）,13：修改参数数值（无数据分组、双字，RAM和EEPROM都修改）,14：修改参数数值（无数据分组、单字，RAM和EEPROM都修改）,返回数据值：1、2、4、5、7,1：传送参数数值（单字）,2：传送参数数值（双字）,4：传送参数数值（数组、单字）,5：传送参数数值（数组、双字）,7：任务不能执行,A：,PKW含义与传输规则,B：,数据分组编号，常用值：0、1、2,C：,参数选择位，常用值：0、8,当读写00021999的参数时，该位为0,当读写20003999的参数时，该位为8,PNU：,参数号,当读写00021999的参数时，直接将数值转换为十六进制即可,当读写20003999的参数时，将数值减去2000再转换为十六进制,举例：,1、读写00021999的参数，例如读写P1082，PNU为108243A(HEX),读 PLC PKW 输出143A，0000，0000，0000 1 为读请求,PLC PKW 输入243A，0000，4248，0000 返回2为双字长,值为42480000(HEX)50.0(REAL),写 PLC PKW 输出343A，0000，41F0，0000 3 为写双字请求,PLC PKW 输入243A，0000，41F0，0000 返回2为双字长，确认修改完毕,值为41F00000(HEX)30.0(REAL),2、读写20003999的参数，例如读写P2010，PNU为10A(HEX)，1020102000,读 PLC PKW 输出100A，0180，0000，0000,1为读请求，6也可以；1为数组中第一个参数；8为参数20003999,写 PLC PKW 输出200A，0180，41F0，0000 2 为写单字请求,PLC PKW 输入100A，0180，41F0，0000 返回1为单字长，确认修改完毕,值为41F00000(HEX)30.0(REAL),PLC PKW 输入100A，0180，0000，0006 返回1为单字长，值为6(HEX),习题：1、70D钻机井场共配置9台直流电机，分别安装在泥浆泵、绞车、转盘上面。2、CAT发电机功率为1200KW、输出电压为600VAC。3、发电机并网时，同步指示灯熄灭。4、600V三相交流电经整流桥整流后输出电压为0-750直流电。5、PLC有哪些部件组成：电源、CPU、数字输入模块、数字输出模块。,谢谢大家!,