<*n style="font-size:18px;background-color:#00D5FF;">西门子SMART200PLCSR20  西门子SMART200PLCSR20

<*n style="font-size:18px;background-color:#00D5FF;">西门子SMART200PLCSR20  西门子SMART200PLCSR20

<*n style="font-size:18px;background-color:#00D5FF;">西门子SMART200PLCSR20<*n style="font-size:18px;background-color:#00D5FF;">  西门子SMART200PLCSR20

<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">*处理CPU		<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">订货号
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">CPUSR20	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">继电器输出，220VAC供电，12输入/8输出	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7288-1SR200-AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">CPUST20	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">晶体管输出，24VDC供电，12输入/8输出	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-1ST20-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">CPUSR30	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">继电器输出，220VAC供电，18输入/12输出	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-1SR30-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">CPUST30	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">晶体管输出，24VDC供电，18输入/12输出	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-1ST30-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">CPUS****	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">继电器输出，220VAC供电，24输入/16输出	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-1S****-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">CPUST40	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">晶体管输出，24VDC供电，24输入/16输出	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-1ST40-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">CPUSR60	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">继电器输出，220VAC供电，36输入/24输出	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-1SR60-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">CPUST60	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">晶体管输出，24VDC供电，36输入/24输出	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-1ST60-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">CPUC****	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">继电器输出，220VAC供电，24输入/16输出	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-1C****-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">CPUCR60	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">继电器输出，220VAC供电，36输入/24输出	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-1CR60-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">扩展模块EM		<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">订货号
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">EMDE08	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">数字量DI模块，8路输入	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-2DE08-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">EMDR08	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">数字量DO模块，8路继电器输出	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-2DR08-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">EMDT08	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">数字量DO模块，8路晶体管输出	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-2DT08-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">EMDR16	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">数字量DI/DO模块，8路输入/8路继电器输出	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-2DR16-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">EMDT16	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">数字量DI/DO模块，8路输入/8路晶体管输出	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-2DT16-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">EMD****	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">数字量DI/DO模块，16路输入/16路继电器输出	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-2D****-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">EMDT32	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">数字量DI/DO模块，16路输入/16路晶体管输出	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-2DT32-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">EMAE04	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">模拟量AI模块，4路输入	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-3AE04-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">EMAE08	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">模拟量AI模块，8路输入	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-3AE08-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">EMAQ02	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">模拟量AO模块，2路输出	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-3AQ02-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">EMAQ04	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">模拟量AO模块，4路输出	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES-7288-3AQ04-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">EMAM03	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">模拟量AI/AO模块，2路输入/1路输出	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-3AM03-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">EMAM06	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">模拟量AI/AO模块，4路输入/2路输出	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-3AM06-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">EMAR02	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">热电阻输入模块，2通道	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-3AR02-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">EMAR04	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">热电阻输入模块，4通道	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-3AR04-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">EMAT04	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">热电偶输入模块，4通道	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-3AT04-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">EMDP01	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">Profibus-DP从站扩展模块	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-7DP01-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">信号板SB		<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">订货号
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">SBCM01	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">通信信号板，RS485/RS232	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-5CM01-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">SBDT04	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">数字量扩展信号板，2路输入/2路晶体管输出	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-5DT04-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">SBAE01	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">模拟量扩展信号板，1路模拟量AI	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-5AE0-10AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">SBAQ01	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">模拟量扩展信号板，1路模拟量AO	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-5AQ01-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">S*A01	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">电池信号板，支持普通纽扣电池CR1025	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-2885BA0-10AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">其它附件		<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">订货号
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">PM2073A	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">电源,输入:120/230VAC,输出:24VDC/3A	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-0CD10-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">PM2075A	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">电源,输入:120/230VAC,输出:24VDC/5A	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6ES7-288-0ED10-0AA0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">XB005	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">SCALANCE以太网交换机,5端口	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6GK5005-0BA00-1AB2
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">触摸屏HMI		<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">订货号
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">SMART700IEV3	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">7寸,64K色,集成以太网口,USB2.0,归档功能	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6*6-648-0CC11-3AX0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">SMART1000IEV3	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">10.2寸,64K色,集成以太网口,USB2.0,归档功能	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6*6-648-0CE11-3AX0
<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">TD400C	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">蓝色背光LCD，4行文本显示器，可自定义前面板	<*n style="font-family:微软雅黑, 'microsoft yahei';">6*6-640-0AA0-0AX0

<*n style="font-size:18px;">PROFIBUS分布式IO在上海某污水处理厂的应用

<*n style="font-family:'microsoft yahei', Tahoma, Arial, 宋体, sans-serif;font-size:14px;line-height:21px;">广州某污水处理厂处理能力在1万m³/日，<*n style="font-family:'microsoft yahei', Tahoma, Arial, 宋体, sans-serif;font-size:14px;line-height:21px;">点数不是很多，选用S7-300 PLC加北京鼎实DS300B分布式IO是一种即经济又切合实际的解决方案，它具有高度模块化结构，能够满足多样化和个性化的需求。

一、自控系统的硬件选择
<*n style="font-family:'microsoft yahei', Tahoma, Arial, 宋体, sans-serif;font-size:14px;line-height:21px;">污水处理主要是顺序逻辑控制，这正是PLC控制的优势所在。在此工程中，PROFIBUS主站选S7-300 PLC，分布式IO选用北京鼎实公司DS300B系列分布式IO。DS300B系列是可扩展模块。PROFIBUS通讯适配器CC-PB-1.0带有标准PROFIBUS-DP接口，开关量、模拟量模块通过冗余的CAN BUS进行扩展，****多可以扩展16个模块。各种单独的模块之间可进行广泛的组合以用于扩展。人机界面选用*通态品牌，并配北京鼎实公司的PROFIBUS转MODBUS桥接模块，使*通态HMI连接到DP总线上。

二、总体控制要求及功能
<*n style="font-family:'microsoft yahei', Tahoma, Arial, 宋体, sans-serif;font-size:14px;line-height:21px;">污水处理厂自控系统的要求是对污水处理过程进行自动控制和自动调节，使处理后的水质指标达到要求的范围；在中控室发出上传指令时，将当前时刻运行过程中的主要工作参数（水质参数、流量、液位等）、运行状态及一定时间段内的主要工艺过程曲线等信息上传到中控室。功能如下：
<*n style="font-family:'microsoft yahei', Tahoma, Arial, 宋体, sans-serif;font-size:14px;line-height:21px;">（1）控制操作：
<*n style="font-family:'microsoft yahei', Tahoma, Arial, 宋体, sans-serif;font-size:14px;line-height:21px;">在中心控制室能对被控设备进行在线实时控制，如启停某一设备，调节某些模拟输出量的大小，在线设置PLC的某些参数等。
<*n style="font-family:'microsoft yahei', Tahoma, Arial, 宋体, sans-serif;font-size:14px;line-height:21px;">（2）显示功能：
<*n style="font-family:'microsoft yahei', Tahoma, Arial, 宋体, sans-serif;font-size:14px;line-height:21px;">用图形实时地显示各现场被控设备的运行工况，以及各现场的状态参数。
<*n style="font-family:'microsoft yahei', Tahoma, Arial, 宋体, sans-serif;font-size:14px;line-height:21px;">（3）数据管理：
<*n style="font-family:'microsoft yahei', Tahoma, Arial, 宋体, sans-serif;font-size:14px;line-height:21px;">依据不同运行参数的变化快慢和重要程度，建立生产历史数据库，存储生产原始数据，供统计分析使用。利用实时数据库和历史数据库中的数据进行比较和分析，得出一些有用的经验参数，有利于优化曝气池的准闭环控制，并把一些必要的参数和结果显示到实时画面和报表中去。
<*n style="font-family:'microsoft yahei', Tahoma, Arial, 宋体, sans-serif;font-size:14px;line-height:21px;">（4）报警功能：
<*n style="font-family:'microsoft yahei', Tahoma, Arial, 宋体, sans-serif;font-size:14px;line-height:21px;">当某一模拟量（如电流、压力、水位等）测量值超过给定范围或某一开关量（如电机启停、阀门开关）阀发生变位时，可根据不同的需要发出不同等级的报警。
<*n style="font-family:'microsoft yahei', Tahoma, Arial, 宋体, sans-serif;font-size:14px;line-height:21px;">（5）打印功能：
<*n style="font-family:'microsoft yahei', Tahoma, Arial, 宋体, sans-serif;font-size:14px;line-height:21px;">可以实现报表和图形打印以及各种事件和报警实时打印。打印方式可分为：定时打印、事件触发打印。

三、系统构成及其布局
<*n style="font-family:'microsoft yahei', Tahoma, Arial, 宋体, sans-serif;font-size:14px;line-height:21px;">如果采用常规集中控制方式，将现场信号通过电缆连接到集中控制室内的PLC上，由于工艺线路长、现场控制点分布范围广，需要敷设大量的电缆及桥架，且现场环境恶劣、施工难度非常大。鉴于此，采用了PROFIBUS现场总线技术，根据工艺划分，系统共设了两个主站、两个子站、两个操作员站。主站采用CPU315-2DP，子站采用北京鼎实公司DS300B系列分布式IO远程模块，用于现场数据的采集和控制，并借助PROFIBUS（工业现场总线），方便控制网络系统的建立。其自控系统见下图
<*n style="font-family:'microsoft yahei', Tahoma, Arial, 宋体, sans-serif;font-size:14px;line-height:21px;">控制级主要功能是接收管理层设置的参数或命令，对污水处理生产过程进行控制，将现场状态输送到管理层。根据本厂工艺流程和总平面布置，结合马达控制中心MCC的位置和供配电范围，按照控制对象的区域、设备数量，以就近采集和单元控制为划分区域的原则，在曝气池旁中控室设主站PLC。在进水泵房、脱水机房设两座现场子站，主站与现场子站之间采用PROFIBUS-DP现场总线。现场子站采用北京鼎实公司DS300B系列分布式IO，每个DS300B由1个PROFIBUS通讯适配器模块和其它若干数字量、模拟量输入及输出模块组成。
<*n style="font-family:'microsoft yahei', Tahoma, Arial, 宋体, sans-serif;font-size:14px;line-height:21px;">进水泵房现场从站PLC－1监控范围为粗格栅、进水泵房、细格栅、沉砂池等，其主要控制对象为粗细格栅间的粗细格栅及进水电动闸门、进水泵房的污水提升泵、沉砂池的排砂装置和砂水分离等设备，此外，还负责进水水质如PH、SS（浊度测量）等参数的在线检测。其I/O配置为：DI＝138、DO＝58、A1＝16 、AO＝4。
<*n style="font-family:'microsoft yahei', Tahoma, Arial, 宋体, sans-serif;font-size:14px;line-height:21px;">脱水机房现场子站PLC－2监控范围为脱水机房、储泥池，其主要控制对象为储泥池的搅拌器、电动阀门，脱水机房的进泥泵、输送机、浓缩机、加药系统等设备。其I/O配置为：DI＝48、DO＝16、Al＝8。
<*n style="font-family:'microsoft yahei', Tahoma, Arial, 宋体, sans-serif;font-size:14px;line-height:21px;">曝气池主站PLC监控范围为厌氧池、曝气池、鼓风机房，主要完成对处理工艺参数的监测控制，如对溶解氧、污泥浓度、pH值、ORP值等参数的测控。对曝气设备、搅拌设备、排水设备及剩余泵等进行操作控制，以满足对处理出水水质的要求。其I/O配置为：DI＝184、DO＝60、A1=24。

四、系统软件
<*n style="font-family:'microsoft yahei', Tahoma, Arial, 宋体, sans-serif;font-size:14px;line-height:21px;">1）计算机操作系统采用Microsoft Windows 2000 Professional中文版操作系统。历史数据库采用Microsoft SQLServer 2000中文版软件。上位机采用Wincc5.1组态软件来实现。
<*n style="font-family:'microsoft yahei', Tahoma, Arial, 宋体, sans-serif;font-size:14px;line-height:21px;">2）MCGS组态软件实现了对整个系统的开关量、状态量、电量、模拟量的采集和处理，并显示在工作站的HMI上；对一些污水处理厂重要的物理量如各个进水泵的电流、频率、出口压力等都实时显示在工作站的主界面上，便于调度员及时掌握系统的运行情况。
<*n style="font-family:'microsoft yahei', Tahoma, Arial, 宋体, sans-serif;font-size:14px;line-height:21px;">3）数据库服务器上安装Microsoft SQL2000中文版数据库软件，用来储存整个污水厂重要的历史数据，通过MCGS与Microsoft SQL 2000的通讯来读取历史数据。单独设计一个数据库服务器可以避免因为系统局部故障导致历史数据丢失现象的发生。
<*n style="font-family:'microsoft yahei', Tahoma, Arial, 宋体, sans-serif;font-size:14px;line-height:21px;">4）STEP7可以利用IEC-1131标准中八种编程语言中的6种（STL、LAD、FBD、CFC、SFC和SCL）进行编程。

 

 

五、结束语
<*n style="font-family:'microsoft yahei', Tahoma, Arial, 宋体, sans-serif;font-size:14px;line-height:21px;">通过应用北京鼎实公司DS300B系列分布式IO替代西门子ET200方案，在保证工程质量的前提下大大降低了硬件成本。此方案自控系统在该污水处理厂投入使用以来，运行至今系统稳定、可靠。设备具有调试简单、操作方便、使用安****率高、故障率低，污水处理效果好的特点，****了劳动生产率，同时由于软硬件均采用模块化结构，方便了工程技术人员的安装、调试和维修。  

现场总线在交流控制系统中的应用

1、前言<*n style="font-family:'microsoft yahei', Tahoma, Arial, 宋体, sans-serif;font-size:14px;line-height:21px;">

 

随着现代工业的高速发展，多电机交流控制系统已经被广泛地应用于造纸、化工、钢铁、食品等工业领域，而且形成了各自*的变频器控制系统。在实际运行中，这样的控制系统具有可靠性强、*干扰率高，但相应的维护费用却随着时日的推移而越来越高。比如，某类型的变频器采用其*的通讯协议和通讯接口，一旦通讯故障所造成的通讯接口板烧毁将直接导致系统的崩溃，除非购买该型号的通讯接口；同样如果该变频器由于烧毁，亦需要购买同型号的变频器；另外，系统要升级换代，必须*更换所有变频器。如此一来，采购费用巨大、备品库存积压等现象将不可避免地存在。

本文将引入一种基于现场总线的多电机交流控制系统，它结合了目前****主流的现场总线技术，并考虑了实际应用的便利性，从总线引入、硬件组构、软件原理三方面出发详细阐述了该多电机交流控制系统的主要特点。

2、现场总线Profibus的引入

现场总线Profibus，即Process fieldbus ，它自1984年开始研制现场总线产品，经过十多年的开发、生产和应用，Profibus已成为欧洲*的开放式现场总线系统。目前PNO（Profibus用户*）已拥有600多个成员，生产近千种产品。Profibus产品在欧洲市场占有率大于40％，广泛应用于加工自动化、楼宇自动化、过程自动化、发电与输配电等领域。

Profibus以ISO7498为基础，以开放式系统互联网络（OSI，Open system interconnection）作为参考模型，定义了物理传输特性，总线存取协议和应用功能。Profibus-DP,Profibus-PA和Profibus-FMS构成了Profibus家族。其中Profibus-DP（Dece*alized Periphery）是一种高速和便宜的*接，它专门设计为自动控制系统和设备级分散的I/O之间进行通信使用。使用Profibus-DP模块可取代24伏或4～20毫安的串联式信号传输。直接数据链路映像（DDLM）提供的用户接口，使得对数据链路层的存取变得简单方便，传输可使用RS－485传输技术或光纤媒体。本文介绍的就是DP部分。

标准现场总线Profibus DP的硬件由主设备、从设备、网络网路等三部分组成。其中主设备用以控制总线上的数据传输，且在没有提供外部请求时发送信息和被授权可访问总线；从设备是相对于主设备而言较为简单的外部设备，且未被授权访问总线；网络网路如传输介质和网络链接器，前者如屏蔽双绞电缆构成电气网络、用塑料或玻璃纤维光缆构成的光纤网络、或是基于两种媒介之间由OLM转换的混合网络，后者如RS485总线连接器、RS485总线终端、RS485中继器、光链路模块OLM等。

在多电机交流控制系统中，存在着电机控制点、各交流变频器分布线长而且分散的特点，采用现场总线技术可以在控制室内和现场操作台各装设分布式I/O模块，联成总线网络，以数字方式来进行控制数据的串行传输，这样一来，控制系统将具有更佳的*干扰能力，所提供给变频器的参考值亦比较*。

3、多电机交流控制系统的硬件组构

图一是多电机交流控制系统的硬件联络图。由图中可知，现场总线Profibus的主设备采用了西门子可编程控制器PLC S5，通过IM308接口模块再与Profibus总线联络。做为主设备，PLC S5负责读取悬挂在总线上的所有分布式I/O模块的变频器状态字（包括数字量和模拟量），同时进行变频器控制字（包括数字量和模拟量）的传送。从设备为分布式输入输出模块ET200， 每一个ET200从站可以挂接****至32个的数字量或模拟量输入输出卡（如DI、DO、AI、AO等）， 并通过对于ET200从站接口卡IM318进行地址DIP设置后即可确认该挂接的I/O卡的地址值。

由于ET200从站的远程分布特性，因此在变频器较为集中的地方进行设置相应的从站，并对相关联的变频器进行点对点的连接，具体接线方式如图一（下）所示。所有的变频器都有I/O接口，包括数字量输入、数字量输出、模拟量输入、模拟量输出。其中数字量输入有正向启动、反向启动、外部故障（如电机温升等）、点动、使能、设定频率启动等，数字量输出包括变频器运行信号、故障信号、运行频率区间信号、报警信号等；模拟量输入输出必须****行U/I方式的设定，以确认4～20mA信号抑或0～10V信号，其中模拟量输入主要为设定速度或频率的参考值，模拟量输出为电流实际值、速度实际值、频率实际值、DC回路电压值等。

 

 

多电机交流控制系统的硬件组构相对简单，以可编程控制器为中心，通过Profibus总线依次连接了相关联的ET200从站组，并通过各从站组连接相应的变频器组。其中总线采用电气双绞线路，布线明了；从ET200从站到关联变频器组采用较短的控制线路连接即可。此传输数据方式以串行的数字方式为主、只有在到达变频器时才又采用部分模拟信号，因此丝毫不影响传输数据的可靠性和*扰性。

4、多电机交流控制系统的软件设计

4.1 多电机交流控制系统的软件流程

基于现场总线的多电机交流控制系统的软件设计包括以下几点，如图二（上）所示：

1） PLC IM308接口模块的初始化：在现场总线启动前，必须先配置Profibus总线，并分配各个总线站的参数（总线上的传输速率、总线的标准（一般为DP-Standard）、设定故障模式（包括诊断设置和诊断地址等）。

2） 读取1＃变频器的状态字和实际值：通过连接在变频器端的ET200从站的I/O端子，通过对远程I/O的操作，读取变频器的状态字（数字量）和实际值（模拟量）。

3） 判断变频器是否处于故障，如故障则报警存档，否则根据系统的要求输出模拟量值到连接1＃变频器端ET200从站的I/O端子，包括控制字和设定值。

4） 重复2、3步骤，依次对2＃、3＃、4＃……N＃变频器进行读写操作。

4.2 多电机交流控制系统的逻辑控制原理

逻辑控制是指变频器与其它外部控制信号间实现对特定设备的开启和运行进行逻辑互锁。比如在纸厂对供料泵进行变频控制时，改供料泵开启的必要条件有：（1）阀门打开到位；（2）料罐液位正常；（3）供料泵密封水正常。如果此3条件缺少任何一个，将不能开启该设备。而该供料泵持续运行的条件，除以上3个条件，尚需增加管路流量、压力正常这一条件，否则将自动停止供料泵的运行。

逻辑控制的目的是为了保护人身*设备正常和稳定生产质量，因此在多电机交流控制中对其进行逻辑互锁的保护是必不可少的一步。

4.3 变频器的闭环控制原理

通常情况下，变频器以开环方式运行，但对于较高的生产要求时，尤其在多电机交流传动控制中，变频器必须在闭环控制下才能达成生产所需的目标。比如胶片机、冷轧机、造纸机等连续性生产线，闭环控制尤其重要。

在图二中，变频器是以闭环控制进行工作。其中电流内环转矩控制直接由变频器内部完成，未在本图中注明。图中描述的是速度控制闭环，从模拟输入信号（按照各变频器的说明书来决定是电流或电压信号，并且需设置好相应的DIP开关和参数），通过****高和****低频率的限定，即与从速度传感器反馈回来经过滤的信号相比后，进入PID控制（PID的参数可在变频器参数中整定），再通过斜率发生器（包括RAMP ON TIME / RAMP DOWN TIME）后，直接进入电流环控制电机的输出。如此就构成了变频器的闭环控制。

 

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