RELIANCE 31C301
{步進電機與伺服電機性能比較}
步進電機作為一種開環(huán)控制的系統(tǒng)，和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進電機的應(yīng)用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，交流伺服電機也越來越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢，運動控制系統(tǒng)中大多采用步進電機或全數(shù)字式交流伺服電機作為執(zhí)行電動機。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號），但在使用性能和應(yīng)用場合上存在著較大的差異?，F(xiàn)就二者的使用性能作一比較。
一、控制精度不同
兩相混合式步進電機步距角一般為 1.8°、0.9°，五相混合式步進電機步距角一般為0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步進電機通過細(xì)分后步距角更小。如三洋公司（SANYO DENKI）生產(chǎn)的二相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關(guān)設(shè)置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了兩相和五相混合式步進電機的步距角。
交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以三洋全數(shù)字式交流伺服電機為例，對于帶標(biāo)準(zhǔn)2000線編碼器的電機而言，由于驅(qū)動器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當(dāng)量為360°/8000=0.045°。對于帶17位編碼器的電機而言，驅(qū)動器每接收131072個脈沖電機轉(zhuǎn)一圈，即其脈沖當(dāng)量為360°/131072=0.0027466°，是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當(dāng)量的1/655。
二、低頻特性不同
步進電機在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。振動頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現(xiàn)象對于機器的正常運轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進電機工作在低速時，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象，比如在電機上加阻尼器，或驅(qū)動器上采用細(xì)分技術(shù)等。
交流伺服電機運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機能（FFT），可檢測出機械的共振點，便于系統(tǒng)調(diào)整。
三、矩頻特性不同
步進電機的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300～600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為2000RPM或3000RPM）以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。
四、過載能力不同
步進電機一般不具有過載能力。交流伺服電機具有較強的過載能力。以三洋交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力。其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的二到三倍，可用于克服慣性負(fù)載在啟動瞬間的慣性力矩。步進電機因為沒有這種過載能力，在選型時為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機，而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便出現(xiàn)了力矩浪費的現(xiàn)象。
五、運行性能不同
步進電機的控制為開環(huán)控制，啟動頻率過高或負(fù)載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、降速問題。交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會出現(xiàn)步進電機的丟步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。
六、速度響應(yīng)性能不同
步進電機從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要200～400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以山洋400W交流伺服電機為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場合。
綜上所述，交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進電機。但在一些要求不高的場合也經(jīng)常用步進電機來做執(zhí)行電動機。所以，在控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當(dāng)?shù)目刂齐姍C。
一、產(chǎn)品說明
1. JK3PSZT系列靜態(tài)開關(guān)是晶體模組產(chǎn)品，是為靜態(tài)電容器組基礎(chǔ)建造的模組，達到功率因數(shù)校正用途。這些電容器組使用晶閘管代替?zhèn)鹘y(tǒng)的接觸器連接每個大組電容器并且他們是理想的設(shè)施哪里漏電流受損快速和大的波動（負(fù)載變化的間隔可以從瞬間到8秒或10秒）。
2. JK3PSZT系列的靜態(tài)開關(guān)單位被設(shè)計成連接和斷開電容器以毫秒為單位。
它們可以用來構(gòu)建在電容器的各種步驟，或為個別的負(fù)載補償，必須獲得即時補償由于連接或斷開的缺陷，例如: 在焊接設(shè)備，起重機，升降機等
3. 自動電容組靜態(tài)系統(tǒng)盤-JK3PSZT系列電容器組靜態(tài)系統(tǒng)，為電網(wǎng)脈動負(fù)載校正功率因數(shù)目的而設(shè)計。電源里的變化相對比較快（毫秒），為了開關(guān)操作完美投入或段開，以至于透過晶閘管控制，再連接到一個電壓控制電路板，以便連接和斷開電容器實行零電壓差動作。
預(yù)防連接和斷開步驟之間的瞬變電流，獲得負(fù)載波動即時的回應(yīng)。
4. 電容器組靜態(tài)系統(tǒng)的功能和優(yōu)勢，這種補償系統(tǒng)的功能或優(yōu)勢，如下：
(1)立即回應(yīng)補償?shù)囊蟆?br />
(2)功率因數(shù)校正回應(yīng)時間，可以是一個單一網(wǎng)絡(luò)頻率周期，以此方式實現(xiàn)幾乎瞬間的補償。
(3)消除啟動電容器的銜接所產(chǎn)生的瞬變電流.
(4)發(fā)生在電壓網(wǎng)絡(luò)銜接匹配電容器時，當(dāng)部分或完全加載時，如看到Fig.1。
二、功能說明
1. 具有RST各相保險絲斷路指示燈，并提供異常輸出接點，可做系統(tǒng)緊急控制之用。
2. JK3PSZT系列的靜態(tài)開關(guān)單位，連接和斷開電容器以毫秒為單位。
三、規(guī)格說明
1.主電源電壓: AC 208-240V/ 380-480V/ 500-600V ±10%
2.輔助電壓: AC 220V±15% 50/60Hz
3.額定電流: 35A-400A
4.工作頻率: 47-63Hz
5.輸出方式: 零點輸出
6.輸入控制訊號: 1、AC電壓控制(220VAC±15%)。2、DC電壓控制(12-24VDC)。3、接點控制。
7.輸出電壓范圍: 0-100%
8.使用環(huán)境: -10 度-50 度 濕度 90%RH以下
9.絕緣阻抗: 20 MΩ 以上(電源與外殼間)、20 MΩ 以上(輸入信號與外殼間)
10.耐壓強度: 電源與外殼間 2500VAC/1分鐘、電源與輸入信號 1000VAC/1分鐘
了解LOGO!
第一次接觸LOGO！是在一個熱電項目的化學(xué)水處理控制系統(tǒng)中，它小巧的外觀、靈活的配置給人留下了深刻的印象。接下來在西門子自動化與驅(qū)動事業(yè)集團組織的各種巡展及相關(guān)行業(yè)自動化展會中頻頻與其相遇。特別是在2005年參加西門子自動化專家會議上聆聽了部分專家講述的LOGO!在相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用之后，為此后我們的項目應(yīng)用開拓了思路。先后圍繞電力企業(yè)的發(fā)電領(lǐng)域及發(fā)電機組廢棄物綜合利用領(lǐng)域積極開展了LOGO!的應(yīng)用，為企業(yè)節(jié)能降耗，走綠色環(huán)保之路奠定了良好基礎(chǔ)。
選擇LOGO!
發(fā)電機組輔助系統(tǒng)主要為整個機組的安全穩(wěn)定運行提供可靠保障，是機組的重要組成部分。其中，空氣壓縮系統(tǒng)主要應(yīng)用于機組的物料輸送、鍋爐吹灰、設(shè)備冷卻、樹脂顆?；旌锨逑醇皻鈩釉刂频阮I(lǐng)域。復(fù)合式干燥器主要為空氣壓縮系統(tǒng)進行空氣干燥。根據(jù)發(fā)電機組所處工業(yè)環(huán)境的要求，對空氣壓縮系統(tǒng)的干燥過程控制須具有安全、穩(wěn)定、可靠、便捷等特性。
當(dāng)前可編程控制器（PLC）是專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的工業(yè)控制設(shè)備，已成為電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的核心，本項目選擇采用SIEMENS LOGO!作為控制系統(tǒng)，對復(fù)合式干燥器的工藝過程進行控制，具有抗干擾能力強、結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟可靠、小巧靈活、使用方便、通用性強等優(yōu)點， 可輕松簡便的實現(xiàn)對空氣壓縮系統(tǒng)干燥過程的控制。同時，LOGO!功能強，易于操作，且編程簡單，維護方便，并配有通訊接口，可方便各級連接，在應(yīng)用過程中具有較高的性價比，可實現(xiàn)對整個系統(tǒng)低成本運行的自動控制與監(jiān)測。
應(yīng)用LOGO!
（1）應(yīng)用簡述
華電青島發(fā)電有限公司#1、#2發(fā)電機組空壓機房冷干機主要由冷凍干燥器、過濾器、吸附干燥器及其控制系統(tǒng)組成。
潮濕的熱空氣首先進入冷凍干燥器部分的預(yù)冷器，在此被外流的冷空氣預(yù)冷，預(yù)冷器的作用一方面是冷量的回收利用，另一方面則是保證有效供氣量，降低回流空氣的相對濕度，預(yù)冷后的空氣在蒸發(fā)器中被進一步冷卻至1.7℃，壓縮空氣的冷卻使水蒸氣進一步冷凝下來，含有液態(tài)水的壓縮空氣進而進入高效離心式液氣分離器，在離心力和重力作用下，水分被分離并從自動排放裝置排放。
經(jīng)過冷凍干燥處理后的壓縮空氣接著進入吸附干燥部分，然后成為達到露點指標(biāo)要求的干燥空氣，并再次流經(jīng)預(yù)冷器，使自身溫度升高，基本恢復(fù)為原先的體積流量供用戶使用。復(fù)合式干燥器中的吸附干燥部分采用雙塔結(jié)構(gòu)，利用變壓吸附的機理，實現(xiàn)再生以及連續(xù)工作的目的。
該系統(tǒng)的核心控制部分采用了SIEMENS LOGO!智能邏輯控制器及觸摸顯示屏。控制對象包括一臺冷凍式干燥器，一臺無熱再生干燥器，為了使制冷系統(tǒng)安全運行，控制系統(tǒng)采取了多重保護措施，對各關(guān)鍵參數(shù)進行監(jiān)控，一旦發(fā)生異常，立即報警并保護停機。在系統(tǒng)正常運行時，可監(jiān)視制冷系統(tǒng)各監(jiān)測點溫度、無熱再生干燥塔工作狀態(tài)等。另外，干燥機組為DCS提供：干燥器的運行信號，停止信號，故障信號，遠(yuǎn)程狀態(tài)信號。干燥器機組接收DCS信號：遠(yuǎn)程啟動信號，遠(yuǎn)程停止信號，聯(lián)鎖空壓機運行信號。
利用SIEMENS LOGO!實現(xiàn)對復(fù)合式干燥器的控制，實踐使用結(jié)果表明：該系統(tǒng)運行平穩(wěn)可靠，效率高，空氣壓縮系統(tǒng)中的水分大幅度降低，其應(yīng)用為發(fā)電機組的安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行奠定了基礎(chǔ)，為企業(yè)節(jié)能降耗發(fā)揮了重要作用。
（2）工藝流程介紹
無熱再生空氣干燥器是根據(jù)變壓吸附的原理，采用逆流無熱再生的方法，雙塔切換，一塔吸附，另一塔再生，相互交替工作。利用壓力越高，吸附劑吸附的水蒸氣量越多的特性，使吸附劑在壓力下吸附，并利用吸附的熱反應(yīng)，使吸附劑獲得吸附熱。然后，將已干燥空氣的一部分，通過節(jié)流、減壓引接到待再生的干燥塔內(nèi)，有效地利用該塔吸附劑床層中仍保留的吸附熱，對吸附劑所吸收的水分進行脫附干燥而完成再生，達到無熱再生的目的。
工藝流程如下圖：
干燥器上的干燥塔成對配置，交替工作。標(biāo)準(zhǔn)工作周期為10分鐘。一個工作周期的工作狀況如下：
表1
時間（分鐘）
0-4.5
4.5-5
5-9.5
9.5-10
（1）塔
吸附
吸附
再生
充壓
（2）塔
再生
充壓
吸附
吸附
（3）系統(tǒng)硬件配置
系統(tǒng)主要硬件配置為SIEMENS LOGO!230RCL，如下圖：
（4）軟件開發(fā)
SIEMENS LOGO！編寫程序簡單方便，可以用PC 機專用的LOGO！編程軟件編程下載，也可在現(xiàn)場用LOGO！一體的操作面板（帶按鍵和液晶顯示）輸入?？刹捎矛F(xiàn)場手動輸入的方法實現(xiàn)LOGO！的編程。LOGO！的編程語句是用功能塊和邏輯圖來表達的。
控制模塊的控制時序圖如下圖：
（5）使用LOGO! 的體會
本文討論了基于SIEMENS LOGO！智能邏輯控制器的發(fā)電機組輔控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，充分發(fā)揮了該系列控制器性能優(yōu)異、配置靈活、控制可靠、編程方便以及便于現(xiàn)場調(diào)試的優(yōu)點。在實際應(yīng)用中，該系統(tǒng)運行效果良好，具有較高的自動化水平，實現(xiàn)了設(shè)計目標(biāo)與要求，為機組的安全穩(wěn)定運行提供了可靠保障。同時，該項目也獲得了業(yè)內(nèi)專家及用戶的一致好評，具有一定的推廣價值。
圖2 工藝流程圖
圖3 系統(tǒng)控制柜
圖4 控制系統(tǒng)硬件配置圖
★廈門興銳達自動化設(shè)備有限公司
★聯(lián)系人：劉錦玲 ★ Q Q ：2679731576 ★
★電話：0592-5361112 ★ 400-855-5103轉(zhuǎn)003 ★ 手機：15359273791 ★
★傳真：0592-5581710（注劉錦玲收） ★
★郵箱：2679731576@qq.com ★
★地址；廈門市五緣灣運動館營運中心一號樓二層EFQPQ單
榮譽客戶：
滄州中鐵裝備制造材料有限公司
紅河鋼鐵有限公司
柳州鋼鐵（集團）公司
衢州元立金屬制品有限公司
廣西柳州鋼鐵集團公司
馬鞍山鋼鐵股份有限公司
土耳其ICDAS
重慶鋼鐵股份有限公司
現(xiàn)貨 全球最低價
現(xiàn)貨 意想不到的折扣
現(xiàn)貨
序號 品牌 規(guī)格 型號 數(shù)量
1 西門子摩爾 CCM+4M QLCCM24AAN 16418-41/1 3
2 西門子摩爾 CCM+2M QLCCM22AAN 16418-31/1 8
3 西門子摩爾 CDM QLCDM024DCBAN 16809-41/3 27
4 西門子摩爾 CDM QLCDM024DCBAN 16809-41/1 26
5 西門子摩爾 CDM QLCDM024DCBAN 16809-41/2 4
6 西門子摩爾 VIM QLVIMBCN 16171-123/9 14
8 西門子摩爾 VIM QLVIMBCN 16171-123R/9 1
9 西門子摩爾 CAM QLCAMAAN 16404-1/1 3
10 西門子摩爾 ACM 39ACM24BDN 16139-205/1 4
11 西門子摩爾 VIM 39VIMCBN 16171-121/04 5
12 西門子摩爾 VIM 39VIMCBN 16171-121/03 2
13 西門子摩爾 SAM 39SAMCAN 16133-71/1R 1
14 西門子摩爾 SAM 39SAMCAN 16133-71/02 1
15 西門子摩爾 SAM 39SAMCAN 16133-71/03 3
17 西門子摩爾 EAM 39EAMCAN 16154-101/01 4
18 西門子摩爾 EAM 39EAMNAN 16154-1/04 1
19 西門子摩爾 EAM 39EAMCBN 16154-93/1 1
20 西門子摩爾 連線 54
21 西門子摩爾 機架 11
GE IC670MDL640J 6
GE IC670ALG240-JC 2
GE IC670MDL740J 7
GE IC670GB1002G 20
GE IC670ALG620-JD 1
GE IC670ALG330-JB 7
FOXBORO P0922YU 1
本特利 3300/20 8
3300/10. 1
3300/03. 2
3300/36 4
3300/16 4
3300/14 2
3300/01. 1
浙大中控卡件
SP316 92
SP322 48
SP233 30
SP314 49
SP313 60
SP363 9
SP221 26
SP000 3
機架 17
REXROTH 0608720040 1
REXROTH 0608820103 1
AMAT BCG450-SD 1
ABB NAIO-03 1
KUKA MFC2 (00-108-766) 1
KUKA DSEIBS-C33(00-117-336) 1
A-B 1756-IF6I/A 5
A-B 1746-NI8/A 2
A-B 2711-T10G8/B 1
A-B 1336-MOD-KB010 3
ICS TRIPLEX (Rockwell) T8431
ICS TRIPLEX (Rockwell) T8403
ICS TRIPLEX (Rockwell) T8151B
ICS TRIPLEX (Rockwell) T8310
Rockwell / ICS Triplex T8461
ICS TRIPLEX (Rockwell) T8431
UniOP ELT-VGA-0045 1
Bosch PL6-AGC2 1
Slimpak G468-0001 2
ABB RT480 1
TRICONEX ：3625 6個
3700A 6個
3511 3個
3721 2個
8312 7個
3704E 3個
FOXBORO FBM206 訂貨號P0916KF-0B
型號 P0916JQ 2
Woodward 9907-164 1
A-B 1756-L1M1/A 4
A-B 1756-L64/B
Siemens 505-6660 4
Multilin PLUS-120-S-A20 3
FOXBORO P0916DB 3
A-B 1756-L75/A 1
A-B 1756-L72 1
A-B 1746-NO4I/A 5
A-B 1756-L62/B 4
A-B 1756-M08SE 2
F3PU06-0N 數(shù)量 9
F3PU10-0N 數(shù)量 9
F3SP21-0N 數(shù)量 18
F3YD64-1A 數(shù)量 22
F3XD64-3N 數(shù)量 21
F3LC21-1N 數(shù)量 18
F3NC02-0N 數(shù)量 10
F3NC01-0N 數(shù)量 9
F3WD64-3N 數(shù)量 5
F3BU06-0N 數(shù)量 18
