西門子CPU代理商

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上海晉營(yíng)自動(dòng)化科技有限公司

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WinAC是SIEMENS推出的基于PC的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)兼具PC強(qiáng)大的計(jì)算功能數(shù)
據(jù)處理能力和PLC邏輯測(cè)控與運(yùn)行可靠性特點(diǎn)本文介紹了WinAC在千層酥自動(dòng)化生產(chǎn)線中的
成功應(yīng)用及其*的特點(diǎn)
關(guān)鍵詞：千層酥　烘爐　基于PC自動(dòng)化　分布式控制系統(tǒng)　過(guò)程控制系統(tǒng)
一、概述
千層酥生產(chǎn)線總長(zhǎng)度約200米主要由如下單元組成
1、疊層起酥機(jī)

疊酥機(jī)是生產(chǎn)餅干的*道重要工序可根據(jù)廠房的不同來(lái)選擇立式或臥式其包括七道軋輥三次軋制配備撒酥機(jī)要求自動(dòng)化控制系統(tǒng)滿足如下要求：
傳動(dòng)控制采用矢量型變頻器調(diào)速線速度同步工作穩(wěn)定性高。
軋輥間隙采用數(shù)字化閉環(huán)調(diào)整系統(tǒng)控制操作簡(jiǎn)單方便快捷高效。
人機(jī)界面操控能與其它成型主機(jī)的相關(guān)部分實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制操作簡(jiǎn)單方便。
疊層次數(shù)、寬度在范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)。
疊層寬度560-1000MM
疊層次數(shù)4-12層
壓片厚度0.1-10MM   電 話：（同號(hào)）
2、送料機(jī)
送料機(jī)將攪拌好的韌性餅干胚料進(jìn)行初步軋制后輸送到后一工序的雙軋軋面機(jī)電控系統(tǒng)要求能夠同步調(diào)速控制手動(dòng)調(diào)節(jié)與自動(dòng)運(yùn)行控制。
3、雙軋軋面機(jī)
該設(shè)備是將疊酥機(jī)或送料機(jī)輸送來(lái)的面胚進(jìn)行多次軋制使面胚由厚變薄電控系統(tǒng)要求；
軋輥采用變頻調(diào)速控制,速度同步性能穩(wěn)定；
精確控制面皮厚度采用智能數(shù)字表設(shè)定與顯示。
4、烘爐
有熱風(fēng)循環(huán)烘爐遠(yuǎn)紅外線烘爐導(dǎo)熱油爐等
餅干烘烤爐是餅干生產(chǎn)線的重要組成部份由電器控制系統(tǒng)熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)加熱系統(tǒng)排煙
系統(tǒng)爐網(wǎng)輸送裝置爐網(wǎng)自動(dòng)檢測(cè)張緊裝置等組成要求自動(dòng)化控制系統(tǒng)達(dá)到如下功能：
生產(chǎn)線工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
溫度坐標(biāo)升溫曲線等顯示
溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)在線修正 
歷史工作狀態(tài)記錄保存
溫度控制精度高操作方便工作穩(wěn)定高效可靠
熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)采用自動(dòng)控制熱風(fēng)量，閉環(huán)控制，可選擇自然與強(qiáng)制性排煙等自動(dòng)功能
燃?xì)鉅t欠壓、超壓、漏氣、超溫等多種安全保護(hù)功能
5、成型機(jī)
成型機(jī)由多臺(tái)軋面機(jī)與傳動(dòng)單元組成相互之間無(wú)機(jī)械傳動(dòng)聯(lián)鎖無(wú)張力檢測(cè)單元要求整條生產(chǎn)線通過(guò)電器控制線速度同步運(yùn)行控制難度較大對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的功能要求較高。
二、控制系統(tǒng)特點(diǎn)
綜上所述千層酥生產(chǎn)線控制系統(tǒng)是一個(gè)集運(yùn)動(dòng)控制與過(guò)程控制的綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)歸納起來(lái)應(yīng)有如下特點(diǎn)：
分布式：生產(chǎn)線總長(zhǎng)度約200米，控制點(diǎn)多而且分散，因此選用分布式測(cè)控系統(tǒng)zui為適宜，分布式測(cè)控系統(tǒng)具有布線量少，搞干擾能力強(qiáng)，擴(kuò)展維護(hù)方便，運(yùn)行安全可靠，故障風(fēng)險(xiǎn)降到zui低的優(yōu)點(diǎn)。
總線網(wǎng)：全線采用現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)控制，排除大量模擬信號(hào)的干擾因素，實(shí)現(xiàn)精確的速度協(xié)調(diào)控制與高精度溫度測(cè)控，檢測(cè)與控制協(xié)調(diào)*。
大量配方存貯：一條生產(chǎn)線可生產(chǎn)上百種產(chǎn)品，因此有大量的配方存貯與調(diào)用，普通的PLC控制器由于受內(nèi)存的影響，很難做到大量配方的存貯與調(diào)用，因此基于PC自動(dòng)化是本系統(tǒng)的*方案。
集中管理：分布式控制，集中式管理是現(xiàn)代過(guò)程控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，本系統(tǒng)配備完善的人機(jī)界面操作系統(tǒng)，全面的系統(tǒng)監(jiān)控與異常報(bào)警功能。
運(yùn)動(dòng)控制：速度同步也是本控制系統(tǒng)的關(guān)鍵，采用矢量型變頻器通，過(guò)網(wǎng)絡(luò)主令控制，達(dá)到全線速度的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一。

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三、基于PC 的自動(dòng)化---WinAC
WinAC是SIEMENS公司推出的基于PC的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，WinAC具有PLC的功能但又不同于普通的PLC控制器，其具有強(qiáng)大的計(jì)算功能、數(shù)據(jù)處理能力和PLC*的計(jì)算速度，更兼顧了PLC的運(yùn)行可靠性特點(diǎn)。其海量?jī)?nèi)存貯器特別適合于大數(shù)據(jù)量計(jì)算、大量配方存貯與管理。其計(jì)算功能與PC機(jī)相同，可靠性與功能更可與PLC-S7-400系統(tǒng)比美，是千層酥成型機(jī)與烘爐機(jī)械設(shè)備控制系統(tǒng)的選擇：
*性
WinAC是基于標(biāo)準(zhǔn)的Windows操作平臺(tái)下的PLC控制器，梯形圖編程，因此有獨(dú)立而嚴(yán)格的時(shí)序。控制特別滿足對(duì)于高速、精確、復(fù)雜計(jì)算及嚴(yán)格時(shí)間要求的控制任務(wù)。
WinAC支持標(biāo)準(zhǔn)的Windows NT 下的OPC、Active X 和DCOM 技術(shù)?？刂坪屯ㄓ崈?nèi)核與標(biāo)準(zhǔn)的Windows NT任務(wù)的通訊由其內(nèi)置的代理服務(wù)器完成，因此相比普通的PLC控制器功能更強(qiáng)。
應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境
SIEMENS統(tǒng)一的組態(tài)軟件STEP 7 是WinAC控制器的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)平臺(tái)，包括通信組態(tài)、編程、測(cè)試和啟動(dòng)以及系統(tǒng)文件的編制，對(duì)于熟悉STEP7的工程師，不需占用額外的培訓(xùn)時(shí)間。

系統(tǒng)組態(tài)界面

開放式接口
WinAC提供標(biāo)準(zhǔn)的OPC控件接口及Active X控件接口,對(duì)于我們的應(yīng)用提供了*的方便。
OPC 過(guò)程控制OLE 是一種通過(guò)Windows NT應(yīng)用程序自動(dòng)存取數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)，也是WinAC的標(biāo)準(zhǔn)特性。使用OPC服務(wù)器可以訪問(wèn)控制驅(qū)動(dòng)程序中的過(guò)程數(shù)據(jù)：Active X 控件接口，不用編程直接從OLE 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序訪問(wèn)過(guò)程數(shù)據(jù)。這種功能使得我們可以在軟件開發(fā)中借助于高級(jí)語(yǔ)言Visual Basic進(jìn)行更復(fù)雜的應(yīng)用開發(fā)。
計(jì)算功能
WinAC提供強(qiáng)大的計(jì)算功能，與工業(yè)過(guò)程數(shù)據(jù)，之間建立起一條工作數(shù)據(jù)鏈路。使得上位計(jì)算機(jī)能夠?qū)崟r(shí)處理過(guò)程數(shù)據(jù)，完成復(fù)雜的測(cè)量控制與故障分析計(jì)算，并能夠在Visual Basic中創(chuàng)建自己的HMI 前端或在大家熟知Excel中做統(tǒng)計(jì)分析。在過(guò)程控制和PC 應(yīng)用程序之間管理數(shù)據(jù)信息流量。允許高效、簡(jiǎn)便地訪問(wèn)并能顯示和修改過(guò)程數(shù)據(jù)。對(duì)于數(shù)據(jù)處理量大，要求內(nèi)存高的過(guò)程控制系統(tǒng)，一般的PLC控制器難以勝任的工作，用WinAC則可以輕松解決，這是我們選用WinAC的理由，也是SIEMENS給我們提供了一個(gè)合適而且經(jīng)濟(jì)的解決方案。

• 比較簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)PID閉環(huán)控制的方法PID控制的難點(diǎn)在于整定控制器的參數(shù)。為了學(xué)習(xí)整定PID控制器參數(shù)的方法，必須做閉環(huán)實(shí)驗(yàn)，開環(huán)運(yùn)行PID程序沒(méi)有任何意義。用硬件組成一個(gè)閉環(huán)需要PLC的CPU模塊、模擬量輸入模塊和模擬量輸出模塊，此外還需要被控對(duì)象、檢測(cè)元件、變送器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。例如可以用電熱水壺作為被控對(duì)象，用熱電阻檢測(cè)溫度，用溫度變送器將溫度轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓，用移相控制的交流固態(tài)調(diào)壓器作執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 有沒(méi)有比較簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)PID閉環(huán)控制的方法呢？ 在控制理論中，用傳遞函數(shù)來(lái)描述被控對(duì)象、檢測(cè)元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和PID控制器。 被控對(duì)象一般是串聯(lián)的慣性環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的組合。在實(shí)驗(yàn)室可以用以運(yùn)算放大器為核心的模擬電路來(lái)模擬廣義的被控對(duì)象（包括檢測(cè)元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)）的傳遞函數(shù)。我曾將這種運(yùn)放電路用于S7-200和S7-1200的PID參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)。 用運(yùn)算放大器模擬被控對(duì)象一般需要做印刷電路板，還是比較麻煩。有沒(méi)有更簡(jiǎn)單的方法呢？ 除了用運(yùn)算放大器來(lái)模擬被控對(duì)象的傳遞函數(shù)，也可以用PLC的程序來(lái)模擬。為此我編寫了用來(lái)模擬被控對(duì)象的S7-200的子程序，它也可以用于S7-200 SMART。使用模擬的被控對(duì)象的PID閉環(huán)示意圖如下圖所示，虛線右邊是被控對(duì)象，DISV是系統(tǒng)的擾動(dòng)輸入值。虛線左邊是PLC的PID控制程序。  被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型為3個(gè)串聯(lián)的慣性環(huán)節(jié)，其增益為GAIN，3個(gè)慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)分別為TIM1～TIM3。其傳遞函數(shù)為 數(shù)學(xué)模型為3個(gè)串聯(lián)的慣性環(huán)節(jié) 分母中的“s”為自動(dòng)控制理論中拉普拉斯變換的拉普拉斯算子。將某一時(shí)間常數(shù)設(shè)為0，可以減少慣性環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)。圖中被控對(duì)象的輸入值INV是PID控制器的輸出值。被控對(duì)象的輸出值OUTV作為PID控制器的過(guò)程變量（反饋值）PV。 下圖是模擬被控對(duì)象的子程序，實(shí)際上只用了兩個(gè)慣性環(huán)節(jié)，其時(shí)間常數(shù)分別為5000ms和2000ms。用與PID的采樣周期相同的定時(shí)中斷時(shí)間間隔來(lái)調(diào)用這個(gè)子程序。 圖中被控對(duì)象的輸入值INV是PID控制器的輸出值 下圖是用來(lái)監(jiān)視PID回路運(yùn)行情況的STEP 7-Micro/WIN的PID調(diào)節(jié)控制面板，可以用它進(jìn)行PID參數(shù)自整定或手動(dòng)調(diào)節(jié)PID參數(shù)的實(shí)驗(yàn)。標(biāo)有PV（即被控量）的是過(guò)程變量的階躍響應(yīng)曲線。

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  概述

  優(yōu)勢(shì)

  應(yīng)用

  功能

  更多信息

  概述

  

  SINAMICS DC MASTER 變頻器

  SINAMICS DC MASTER 系列變頻器包括了DC Converter（直流變頻器）和控制模塊產(chǎn)品。

  直流變頻器（DC Converter）包括了用于連接三相供電系統(tǒng)的內(nèi)置裝置。這些都可用于電樞供電和可變速直流驅(qū)動(dòng)器領(lǐng)域。該裝置的額定直流電流范圍為 15 到 3 000 A，可以通過(guò)并聯(lián)直流變頻器進(jìn)一步提高。

  根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，有針對(duì)二象限和四象限運(yùn)行的裝置。該設(shè)備由于集成了參數(shù)化裝置具有自動(dòng)功能，不需要任何附加設(shè)備進(jìn)行參數(shù)化。所有與開環(huán)和閉環(huán)控制相關(guān)的功能，以及所有監(jiān)視和輔助功能都由微處理器系統(tǒng)處理。設(shè)定值和實(shí)際值可以作為模擬量或數(shù)字量輸入。

  SINAMICS DC MASTER Control Module（直流主控制模塊）是SIMOREG CM 的后續(xù)產(chǎn)品，主要用于對(duì)直流驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行翻新和更新。

  SINAMICS DC MASTER 轉(zhuǎn)換器現(xiàn)有以下規(guī)格（自通風(fēng)zui高到 125A）：

  

  直流變頻器						控制模塊
  額定直流電流 A
  ≤ 30	≤ 280	≤ 600	≤ 850	≤ 1 200	≤ 3 000	–
  尺寸 (W ×H ×D) mm
  268 × 385 × 221	268 × 385 × 252	268 × 625 × 275	268 × 700 × 311	268 × 785 × 435	453 × 883 × 505	271 × 388 × 253

   

  詳細(xì)的尺寸圖見(jiàn) PDF 文件，可以在 DVD 光盤的目錄 D 23.1 下找到 DXF 格式的文件，或從查看http://www.siemens。。ｃｏｍ/sinamics-dcm（信息材料）。

  

  優(yōu)勢(shì)

• 使用SINAMICS DC MASTER 系列豐富的產(chǎn)品，所需的培訓(xùn)時(shí)間更少、成本更低、產(chǎn)品使用了zui大數(shù)量的相同部件。
  標(biāo)準(zhǔn)和無(wú)縫系列的SINAMICS DC MASTER 裝置可以處理極寬范圍的電流和電壓。該系列設(shè)備設(shè)計(jì)用于連接三相線路供電。此外，該設(shè)備還可以連接zui高額定直流 125A 的單相線路供電。
• 功能和性能方面具有靈活的擴(kuò)展能力。
  產(chǎn)品豐富，有許多選件可以讓直流轉(zhuǎn)換器*化的滿足客戶需求 - 無(wú)論是在技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上。不同的客戶需求，包括接口的類型和數(shù)量以及計(jì)算性能和速度都可以通過(guò)選擇標(biāo)準(zhǔn) CUD、高級(jí) CUD 或者組合使用來(lái)準(zhǔn)確滿足。
• 由于能夠快速簡(jiǎn)單的更換組件，提高了工廠和系統(tǒng)的可用性。
  可更換組件的設(shè)計(jì)使它們能夠?qū)崿F(xiàn)快速簡(jiǎn)單的更換?？梢噪S時(shí)檢查現(xiàn)有的備件，設(shè)備的序列號(hào)。
• 使用帶有圖形化 LCD 和純文本顯示屏的 AOP30 高級(jí)操作面板上的交互菜單可以方便的進(jìn)行調(diào)試和參數(shù)化，還可以使用STARTER 調(diào)試工具進(jìn)行獲得 PC 支持（見(jiàn)“工具和工程設(shè)計(jì)”）。
• 在完整的生產(chǎn)過(guò)程中，所有組件都會(huì)受到全面的測(cè)試和檢測(cè)。這就確保了高度的功能安全性。
• 使用如標(biāo)準(zhǔn)的 PROFIBUS 通訊接口和各種模擬和數(shù)字接口，可將它們輕松集成到自動(dòng)化解決方案中；

•  

  這些文件都可以繼續(xù)補(bǔ)充和擴(kuò)展。

  各文件的其他信息和訂購(gòu)數(shù)據(jù)見(jiàn)“服務(wù)和文件”部分。

  DVD 上的文件

  產(chǎn)品 DVD 光盤包含了所有的操作說(shuō)明，包括直流變頻器以及控制模塊的說(shuō)明，文件為 PDF 格式的電子文件。

  DVD 光盤還包括了關(guān)于如何應(yīng)用直流驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用文件，主題例如

• 軸向繞線器
• 12 脈沖應(yīng)用
• 前導(dǎo)-隨動(dòng)轉(zhuǎn)換（MASTER 從站操作）
• SINAMICS DC MASTER 作為勵(lì)磁供電裝置使用
• 工程使用提示

•  

  變頻器供貨時(shí)在 DVD 光盤上提供了這些文件。作為標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言支持德語(yǔ)、英語(yǔ)、法語(yǔ)、西班牙語(yǔ)、意大利語(yǔ)和俄語(yǔ)。也可以訂購(gòu)上述語(yǔ)言的硬拷貝文件。

  手冊(cè)包含了所有 SINAMICS DC MASTER 設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)：

• 說(shuō)明
• 技術(shù)數(shù)據(jù)
• 安裝說(shuō)明
• 調(diào)試指南
• 維護(hù)信息
• 功能圖
• 故障和報(bào)警說(shuō)明
• 參數(shù)列表
• 連接器和開關(guān)量連接器列表
• 外形尺寸圖

•  

   

  額定電壓下降

  該裝置可以運(yùn)行在zui高海拔 4000m 的安裝高度，使用規(guī)定的額定供電電壓。線路供電電壓可以接受過(guò)壓類別 III 的過(guò)壓（相對(duì)于地）。對(duì)于安裝在海拔 4000m 以上的情況，有某些情況下有必要降低供電電壓，或確保能夠維持在過(guò)壓類別 II 內(nèi)。詳細(xì)信息見(jiàn)“操作說(shuō)明”。

  

  更多信息

  文檔

  技術(shù)文件包括了以下手冊(cè)：

• SINAMICS DC MASTER 直流變頻器操作說(shuō)明
• SINAMICS DC MASTER 控制模塊變頻器操作說(shuō)明
• 清單手冊(cè)（參數(shù)清單和功能圖）
• 功能手冊(cè) SINAMICS 自由函數(shù)塊

•  

  

  功能

  電樞電路上的閉環(huán)控制的功能
  速度設(shè)定值	速度設(shè)定值和附加設(shè)定值的來(lái)源可以通過(guò)進(jìn)行合適的參數(shù)設(shè)置而自由選擇： 使用模擬值0 到  10 V、0 到  20 mA, 4 到 20 mA 輸入 使用集成的電動(dòng)電位器 使用帶有以下功能的二進(jìn)制：固定設(shè)定值、電動(dòng)、爬行 通過(guò)SINAMICS DC MASTER 的串口輸入 通過(guò)補(bǔ)充模塊輸入 可以實(shí)現(xiàn)放縮，因此 * 設(shè)定值（由主設(shè)定值和補(bǔ)充設(shè)定值形成）相當(dāng)于zui高電機(jī)速度。 設(shè)定值可以通過(guò)參數(shù)或連接器輸入限制在zui小值和zui大值之間。此外，在軟件中提供了其它點(diǎn)，例如可以在斜坡函數(shù)發(fā)生器之前或者之后輸入補(bǔ)充設(shè)定值。可以使用二進(jìn)制選擇“設(shè)定值啟用功能”。在可參數(shù)化濾波器功能（PT1 元件）之后，總設(shè)定值會(huì)傳輸給速度控制器的設(shè)定值輸入。在這種情況下，斜坡函數(shù)發(fā)生器也會(huì)激活。
  實(shí)際速度	可以選擇四個(gè)來(lái)源之一作為速度的實(shí)際值信號(hào)。 模擬轉(zhuǎn)速計(jì) zui高速時(shí)轉(zhuǎn)速計(jì)的電壓可能在8 到 270 V 之間?？梢允褂脜?shù)對(duì)此電壓進(jìn)行調(diào)整。 脈沖編碼器 脈沖編碼器型號(hào)、每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)和zui高速度可以使用參數(shù)設(shè)置。zui高差分電壓 27V 的編碼器信號(hào)（對(duì)稱：帶有附加的反相軌；非對(duì)稱：相當(dāng)于地）可以由評(píng)估電子裝置進(jìn)行處理。 通過(guò)參數(shù)選擇編碼器的額定電壓（5 或 15V）。脈沖編碼器的電源為額定 15V 的可以從直流變頻器獲得。 5V 編碼器需要外部電源供電。脈沖編碼器從三個(gè)軌上進(jìn)行評(píng)估：軌道 1、軌道 2 和零標(biāo)志。但是，帶有零標(biāo)志的脈沖編碼器也可以使用?？梢允褂昧銟?biāo)志感測(cè)位置的實(shí)際值。編碼器脈沖的zui高頻率可以為 300kHz。*使用zui少每轉(zhuǎn) 1024 個(gè)脈沖的脈沖編碼器（以便在低速下實(shí)現(xiàn)平滑運(yùn)行）。 沒(méi)有轉(zhuǎn)速計(jì)而使用 EMF 控制運(yùn)行 速度的實(shí)際值編碼器不需要閉環(huán) EMF 控制。在這種情況下，此設(shè)備的輸出值在直流變頻器內(nèi)測(cè)量。測(cè)得的電樞電壓通過(guò)電機(jī)上的內(nèi)部壓降補(bǔ)償（IR 補(bǔ)償）。補(bǔ)償?shù)牡燃?jí)在電流控制器優(yōu)化運(yùn)行時(shí)自動(dòng)確定。這種控制方法的準(zhǔn)確度（由電機(jī)電樞電路電阻內(nèi)的溫度相關(guān)變化定義）大約為 5%。我們*當(dāng)電機(jī)運(yùn)行在溫暖的環(huán)境下時(shí)，重復(fù)進(jìn)行電流控制器優(yōu)化運(yùn)行，以獲得較高的精確度。如果對(duì)精確度要求很高，而且不能安裝編碼器，且電機(jī)需要運(yùn)行在電樞電壓控制范圍內(nèi)，可以使用閉環(huán) EMF 控制。 注意：在此模式下，無(wú)法進(jìn)行 EMF 相關(guān)的弱磁。 可自由選擇速度實(shí)際值信號(hào) 在這種模式下，任何連接器編號(hào)都可以選擇作為速度實(shí)際值信號(hào)。如果速度實(shí)際值感測(cè)實(shí)現(xiàn)在了一個(gè)輔助技術(shù)模塊上，就特別應(yīng)該選擇此設(shè)置。 在速度實(shí)際值傳輸給速度控制器之前，可以使用一個(gè)參數(shù)化的平滑元件（PT1 元件）和兩個(gè)可調(diào)帶組濾波器進(jìn)行平滑。帶組濾波器主要用于過(guò)濾掉由機(jī)械諧振引起的諧振頻率。諧振頻率和濾波器品質(zhì)因數(shù)可以設(shè)置。
  斜坡函數(shù)發(fā)生器	當(dāng)在設(shè)定值輸入上引入了一個(gè)階躍變化時(shí)，斜坡函數(shù)發(fā)生器會(huì)采用恒定的上升率改變信號(hào)的設(shè)定值。斜坡上升時(shí)間和斜坡下降時(shí)間可以獨(dú)立的進(jìn)行選擇。此外，斜坡函數(shù)發(fā)生器在斜坡時(shí)間開始結(jié)束時(shí)會(huì)有起始和結(jié)束舍位（加速限制）。 任何時(shí)候斜坡發(fā)生器都可以獨(dú)立設(shè)置。 對(duì)于斜坡發(fā)生器倍數(shù)有三個(gè)參數(shù)可以設(shè)置；可以通過(guò)二元選擇輸入或串口（通過(guò)binector）進(jìn)行選擇。斜坡函數(shù)發(fā)生器參數(shù)可以在運(yùn)行中切換。此外，通過(guò)一個(gè)連接器可以對(duì)參數(shù)組 1 的值應(yīng)用倍增系數(shù)（通過(guò)一個(gè)連接器修改斜坡函數(shù)發(fā)生器數(shù)據(jù)）。在輸入斜坡函數(shù)發(fā)生器倍數(shù)為 0 時(shí)，速度設(shè)定值直接從速度控制器輸入。
  速度控制器	速度控制器會(huì)對(duì)設(shè)定值和實(shí)際速度值進(jìn)行對(duì)比，如果有偏差，就在電流控制器中輸入一個(gè)合適電流設(shè)定值（原則：使用更低等級(jí)的電流控制器控制速度）。速度控制器被實(shí)現(xiàn)成了帶有附加 D 組件（可以選擇）的 PI 控制器。此外，可開關(guān)的下降功能可以參數(shù)化。所有的控制器參數(shù)都可以獨(dú)立調(diào)整。Kp（增益）值可以根據(jù)連接器的信號(hào)（內(nèi)部或外部）調(diào)整。 在這種情況下，速度控制器的 P 增益可以根據(jù)實(shí)際速度值、實(shí)際電流值、設(shè)定值-實(shí)際值的距離或卷筒直徑調(diào)整?？梢赃M(jìn)行預(yù)控制，以便在速度控制環(huán)路上實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)性能。為了實(shí)現(xiàn)此目的，例如根據(jù)摩擦和驅(qū)動(dòng)器的慣性運(yùn)動(dòng)，在速度控制器之后可以增加一個(gè)轉(zhuǎn)矩控制信號(hào)。摩擦和慣性運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償使用自動(dòng)優(yōu)化運(yùn)行來(lái)決定。 速度控制器的輸出量可以在啟用了該控制器后直接通過(guò)參數(shù)來(lái)調(diào)整。 根據(jù)參數(shù)化，可以將速度控制器旁路掉，并通過(guò)閉環(huán)轉(zhuǎn)矩或電流控制來(lái)控制變頻器。而且，還可以使用“前導(dǎo)/隨動(dòng)轉(zhuǎn)換”選擇功能在運(yùn)行過(guò)程中在速度控制/轉(zhuǎn)矩控制之間切換。該功能可以使用一個(gè)二元用戶分配端子或串口選擇作為二進(jìn)制。轉(zhuǎn)矩設(shè)定值通過(guò)可選擇連接器輸入，因此可以來(lái)自模擬用戶可分配端子或串口。 在隨后的驅(qū)動(dòng)器狀態(tài)中會(huì)激活一個(gè)限制控制器（轉(zhuǎn)矩或電流控制運(yùn)行）。在這種情況下，根據(jù)速度限制（可以使用參數(shù)選擇），限制控制器可以干預(yù)控制，以防止驅(qū)動(dòng)器以不受控的方式加速。進(jìn)行干預(yù)時(shí)，驅(qū)動(dòng)器速度會(huì)被限制在一個(gè)可調(diào)偏差內(nèi)。
  轉(zhuǎn)矩限制	速度控制器的輸出根據(jù)參數(shù)化的情況可以表達(dá)轉(zhuǎn)矩設(shè)定值或者電流設(shè)定值。在轉(zhuǎn)矩受控運(yùn)行時(shí)，速度控制器輸出使用機(jī)器通量 ? 進(jìn)行了加權(quán)，并傳輸給電流限制級(jí)作為電流設(shè)定值。轉(zhuǎn)矩控制主要應(yīng)用在弱磁運(yùn)行中，以便獨(dú)立于速度限制zui大電機(jī)轉(zhuǎn)矩。 現(xiàn)有以下功能： 使用參數(shù)獨(dú)立設(shè)置正向和負(fù)向轉(zhuǎn)矩限制。 使用二進(jìn)制作為一個(gè)可參數(shù)化轉(zhuǎn)換速度的功能來(lái)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)矩限制。 通過(guò)連接器信號(hào)自由輸入轉(zhuǎn)矩限制，例如通過(guò)模擬輸入或串口。 zui低的量應(yīng)始終能夠有效的用作實(shí)際轉(zhuǎn)矩限制使用?？梢栽谵D(zhuǎn)矩限制之后增加附加轉(zhuǎn)矩設(shè)定值。
  限流功能	在使用了轉(zhuǎn)矩限制之后可以調(diào)整限流以保護(hù)變頻器和電機(jī)。zui低的量應(yīng)始終能夠有效的用作實(shí)際限流值。 可以設(shè)置成以下限流值： 使用參數(shù)獨(dú)立設(shè)置正向和反向限流值（zui高電機(jī)電流設(shè)置）。 使用連接器自由輸入限流值，例如從模擬輸入或串口。 使用參數(shù)分別設(shè)置用于停機(jī)和快速停機(jī)的限流值。 速度相關(guān)限流：高速下自動(dòng)啟動(dòng)限流值速度相關(guān)下降可以參數(shù)化（電機(jī)的通訊限制曲線）。 I2t 電源部分的監(jiān)控：計(jì)算晶閘管的熱態(tài)用于所有當(dāng)前值。達(dá)到晶閘管限制溫度時(shí)，裝置會(huì)按照參數(shù)設(shè)置的功能做出響應(yīng)，即變頻器電流會(huì)下降到額定直流電流，或裝置會(huì)關(guān)機(jī)并發(fā)出故障信息。該功能用于保護(hù)晶閘管。
  電流控制器	電流控制器實(shí)現(xiàn)成了 PI 控制器，具有 P 增益和積分時(shí)間參數(shù)，兩個(gè)參數(shù)可以獨(dú)立設(shè)置。P 和 I 分量還可以停用（純 P 控制器或純 I 控制器）。實(shí)際電流值使用三相側(cè)的電流互感器來(lái)感測(cè)，并通過(guò)一個(gè)負(fù)載電阻和模數(shù)轉(zhuǎn)換之后的整流饋送給電流控制器。變頻器相關(guān)電流的分辨率是 10 位。限流輸出用于電流設(shè)定值。 電流控制器輸出會(huì)把觸發(fā)角傳輸給選通裝置 - 預(yù)控制功能同時(shí)有效。
  預(yù)控制	電流控制環(huán)上的預(yù)控制可以提高閉環(huán)控制的動(dòng)態(tài)性能。這允許在電流控制環(huán)上有 6 到 9ms 的上升時(shí)間。預(yù)控制的有效性取決于電流設(shè)定值和電機(jī)的 EMF，確保了（對(duì)于間歇和連續(xù)電流或當(dāng)轉(zhuǎn)矩方向反向時(shí)）所需的觸發(fā)角能夠作為設(shè)定值快速的傳輸給選通裝置。
  自動(dòng)倒車模塊	與電流控制環(huán)相結(jié)合，自動(dòng)倒車模塊（僅適用于帶有四象限驅(qū)動(dòng)器的裝置）可以確保改變轉(zhuǎn)矩方向所需的所有運(yùn)行和過(guò)程的邏輯序列。轉(zhuǎn)矩方向還可以在需要通過(guò)參數(shù)停用。
  選通裝置	選通裝置為與線路供電電壓同步的電源部分晶閘管生成觸發(fā)脈沖。同步與速度和電子器件供電無(wú)關(guān)，在電源部分感測(cè)。觸發(fā)脈沖的時(shí)序由電流控制器和預(yù)控制的輸出值限定?？梢杂脜?shù)設(shè)置觸發(fā)角度限制。 在 45 到 65 Hz 頻率范圍上，選通裝置會(huì)自動(dòng)適應(yīng)實(shí)際工頻。
  勵(lì)磁電路上的閉環(huán)控制功能
  EMF 控制器	EMF 控制器會(huì)對(duì) EMF（感應(yīng)電機(jī)電壓）的設(shè)定值和實(shí)際值進(jìn)行對(duì)比，并為勵(lì)磁電流控制器輸入設(shè)定值。因此，這允許弱磁控制，其取決于 EMF。 EMF 控制器的作用就像 PI 控制器；P 分量和 I 分量可以獨(dú)立調(diào)整，而且控制器可以作為純 P 控制器或純 I 控制器運(yùn)行。預(yù)控制功能與 EMF 控制器同時(shí)運(yùn)行。根據(jù)速度，它會(huì)用一個(gè)自動(dòng)記錄的勵(lì)磁特性（也稱為優(yōu)化運(yùn)行）預(yù)控制勵(lì)磁電流設(shè)定值。在 EMF 控制器之后有一個(gè)增加點(diǎn)，可以通過(guò)連接器、模擬輸入或串口輸入輔助勵(lì)磁電流設(shè)定值。然后極限值就可以對(duì)勵(lì)磁電流設(shè)定值生效了。在這種情況下，勵(lì)磁電流設(shè)定值可以限制在zui大值和zui小值，這兩個(gè)值可以獨(dú)立設(shè)置。限制值使用參數(shù)和連接器實(shí)現(xiàn)。zui小值對(duì)于上限，或zui大值對(duì)于下限有效。
  勵(lì)磁電流控制器	勵(lì)磁電流控制器是一個(gè) PI 控制器 - 其中 Kp 及 Tn 可以獨(dú)立設(shè)置它還可以作為純 P 或純 I 控制器運(yùn)行。預(yù)控制功能與勵(lì)磁電流控制器同時(shí)運(yùn)行。其作為電流設(shè)定值和線路供電電壓的函數(shù)計(jì)算和設(shè)置用于勵(lì)磁電路的觸發(fā)角度。預(yù)控制支持電流控制器，可以確保勵(lì)磁電路具有適當(dāng)?shù)膭?dòng)態(tài)性能。
  選通裝置	選通裝置為與位于勵(lì)磁電路線路供電電壓同步的電源部分晶閘管生成觸發(fā)脈沖。同步在電源部分檢測(cè)，因此與電子器件的電源無(wú)關(guān)。觸發(fā)脈沖的時(shí)序由電流控制器和預(yù)控制的輸出值限定?？梢杂脜?shù)設(shè)置觸發(fā)角度限制。在 45 到 65 Hz 頻率范圍上，選通裝置會(huì)自動(dòng)適應(yīng)實(shí)際線路供電電壓。
  驅(qū)動(dòng)器組件之間的通訊
  DRIVE-CLiQ	SINAMICS 組件之間的通訊使用標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)部 SINAMICS 接口 DRIVE-CLiQ（Drive Component Link with IQ的縮寫，使用 IQ 連接驅(qū)動(dòng)器組件）實(shí)現(xiàn)。這就把控制裝置與所連接的驅(qū)動(dòng)器組件（例如直流變頻器、終端模塊等）進(jìn)行了耦合。 DRIVE-CLiQ 可以為所有 SINAMICS 驅(qū)動(dòng)器提供標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接口。這就使驅(qū)動(dòng)器功能可以實(shí)現(xiàn)模塊化，并因此為提高了定制解決方案的靈活性（允許電源和智能性分開處理）。 DRIVE-CLiQ 硬件基于工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，使用雙絞線。DRIVE-CLiQ線路可以提供發(fā)送和接收信號(hào)功能，以及 24V 供電。 設(shè)定值和實(shí)際值、控制命令、狀態(tài)反饋信號(hào)和驅(qū)動(dòng)器組件的電子額定銘牌數(shù)據(jù)都通過(guò) DRIVE-CLiQ 傳輸。DRIVE-CLiQ 電纜必須使用原裝的西門子電纜。由于具有特殊的傳輸和阻尼特性，只有這些電纜能夠確保系統(tǒng)功能良好。
  SINAMICS Link	SINAMICS Link 使多個(gè)控制裝置（2 到 64 個(gè)）可以直接交換數(shù)據(jù)。不需要更高等級(jí)的主設(shè)備。 以下控制裝置支持 SINAMICS Link： CU320-2 高級(jí) CUD 為了使用 SINAMICS Link，所有的控制裝置都必須配備 CBE20 通訊板（選件 G20）。 此外，高級(jí) CUD 還需要一塊存儲(chǔ)卡（選件 S01、S02）。通訊可以是同步（僅 CU320-2）或非同步的，也可以是兩者的組合形式。每個(gè)參與的裝置都可以發(fā)送和接收zui多 16 個(gè)過(guò)程數(shù)據(jù)字。 例如，SINAMICS Link 可以用于以下應(yīng)用： n 個(gè)驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)矩分配 n 個(gè)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)定值級(jí)聯(lián) 通過(guò)物料網(wǎng)耦合的驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載分配 饋入裝置的主/從功能 SINAMICS 裝置之間的耦合

   

  概況，閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)

  

  單相運(yùn)行

  對(duì)于zui高 125A 和zui高 575 V交流的直流變頻器，該裝置的功能全都完整可用，甚至在只通過(guò)兩根導(dǎo)線供電時(shí)。

  

  這就意味著，例如在改裝項(xiàng)目中，具有單相連接的變頻器可以集成到進(jìn)的通訊設(shè)計(jì)中（TIA），而無(wú)需對(duì)現(xiàn)有的機(jī)器或工廠進(jìn)行任何修改。

  該裝置通過(guò)接線端 1U1 和 1W1 連接線路供電。必須提供一個(gè)單相換相電抗器或具有 4 % u_k 的變壓器，其只能提供所需的直流變換器。
  換相電抗器和變壓器應(yīng)該根據(jù)電樞電路的額定電機(jī)電流選擇。

  在這個(gè) B2 電路中，線電流等于電樞電路中的直流電流。所有其它線路側(cè)驅(qū)動(dòng)器組件都應(yīng)該根據(jù)這個(gè)值確定規(guī)格。

  此外，由于與六脈沖運(yùn)行相比具有更高的電流紋波，在直流電路中必須提供一個(gè)平波電抗器。在確定平波電抗器規(guī)格時(shí)，請(qǐng)聯(lián)絡(luò)電機(jī)制造商。

  三相變頻器單相運(yùn)行時(shí)的相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)直流轉(zhuǎn)換器部分的“技術(shù)規(guī)格”章節(jié)。（與三相運(yùn)行相比，額定直流電流必須考慮一個(gè) 0.7 的降額因數(shù)。）

  單相運(yùn)行的額定輸出電壓

  線路供電	單相運(yùn)行的額定輸出電壓
  	二象限運(yùn)行	四象限運(yùn)行
  V	V	V
  230	180	160
  400	320	280
  480	385	335
  575	460	400

   

  冷卻劑溫度和安裝海拔高度

  額定電流降低值

  SINAMICS DC MASTER 的允許冷卻液溫度和安裝高度，以及相關(guān)的直流變頻器在持續(xù)運(yùn)行時(shí)的zui大允許負(fù)載可以從下表中查到（負(fù)載按額定直流電流的 a % 規(guī)定）

  	持續(xù)運(yùn)行時(shí)直流變頻器的zui大允許負(fù)載（負(fù)載按額定直流電流的 a % 規(guī)定）
  	海平面以上的安裝高度（中間值的降額因數(shù)可以使用線性插值確定。）
  環(huán)境或冷卻液溫度	1 000 m		2 000 m		3 000 m		4 000 m		5 000 m
  	zui高 125A 的裝置	210A 以上的裝置	zui高 125A 的裝置	210A 以上的裝置	zui高 125A 的裝置	210A 以上的裝置	zui高 125A 的裝置	210A 以上的裝置	zui高 125A 的裝置	210A 以上的裝置
  30 °C	100 %	100 %	100 %	98 %	96 %	88 %	86 %	78 %	78 %	70 %
  35 °C	100 %	100 %	100 %	93 %	90 %	83 %	80 %	73 %
  40 °C	100 %	100 %	94 %	88 %	84 %	78 %
  45 °C	100 %	95 %	88 %	83 %
  50 °C	94 %	90 %	82 %	78 %
  55 °C	88 %

  直流驅(qū)動(dòng)器的主要應(yīng)用包括：

• 滾軋機(jī)驅(qū)動(dòng)器
• 劃線機(jī)
• 擠出機(jī)和混捏機(jī)
• 壓力機(jī)
• 升降機(jī)和起重機(jī)
• 索道和電梯
• 礦井提升機(jī)
• 測(cè)試臺(tái)驅(qū)動(dòng)器

•  

  

  應(yīng)用

  直流驅(qū)動(dòng)器技術(shù)：高動(dòng)態(tài)、堅(jiān)固、經(jīng)濟(jì)有效

  根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，直流驅(qū)動(dòng)器經(jīng)常是價(jià)格zui有利的驅(qū)動(dòng)器解決方案。在可靠性、操作友好性和運(yùn)行特性方面有許多優(yōu)點(diǎn)。像過(guò)去一樣，在許多工業(yè)領(lǐng)域都有充足的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)原因仍然使用直流驅(qū)動(dòng)器：

• 價(jià)格實(shí)惠的四象限運(yùn)行
• 低速持續(xù)運(yùn)行
• 即使低速情況下也能保證全轉(zhuǎn)矩
• 高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩
• 恒定功率下速度控制范圍寬
• 空間要求低，重量輕
• 可靠性高