西门子6ES7 341-1CH02-0AE0 CP 341 通讯处理器模块

西门子6ES7 341-1CH02-0AE0 CP 341 通讯处理器模块

                           具有特殊功能的I/O模块
如A-B公司在其产品中提供了智能变送器模块、温度控制模块、称重模块、开环速度控制模块、塑料制造模块、力矩控制模块、编码模块、可组态流量计模块、电流模块等。这些模块的设计考虑了特殊行业的需要，使得复杂的控制功能以模块化的方式得以解决，提高了可靠性水平。


同样，工控机也从I/O板卡的基础上飞速向前发展，大规模集成电路和计算机本身的性发展给工控机提供了舞台。工控机系列产品除了全系列的I/O板卡外，还发展了一体化工作站、带电子盘的工控机、远程RTU、适用于仪表行业的微型工控机、适用于视频和多媒体行业的工控机、适用于通讯行业的带监控液晶屏的工控机、与PLC合一的特殊工控机以及防爆型工控机。
工业现场的应用环境要求PLC和工控机具有很高的可靠性，而可靠性是靠电磁兼容特性（EMC）和容错技术来***的。PLC和工控机要经过严格的电磁兼容检测，如辐射敏感度检测、谐波/电压波动/电压骤降检测、静电/脉冲/雷击检测、电磁干扰检测等。EMC***了设备在本质上的抗干扰特性。但是，要***控制设备不出故障是不可能的。因此，采用容错设计的系统对要求不能停机、不能失控的高可靠系统是十分重要的。目前重要的容错设计技术有Watchdog和双机热备（包括主机、模块和通讯介质的热备）。热备系统的工作对用户来说是透明的：即当故障发生时，所有对故障点的切除和数据的备份都是在短的控制周期内自动完成的。此项技术的完成包括了设备硬件和软件二个方面。图2给出了PLC双机冗余系统的结构。
 能够于可能存在爆炸性环境的危险区域中安全使用清晰排列的控制面板，方便使用
 最小功率损耗与优化的电动机控制两者相结合低散热让控制柜保持低温
 增强的安全保护性能，使其适用于启动防爆电机


如果在危险位置处使用，该电机是否能够远程控制？
是的，因为启动器电机包括一个集成式远程复位功能，让您可以快速、轻松地实现远程故障。


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对功能模块的详细说明 6 
6.1 用于电流闭环控制运行的辅助控制 
6.1.1 背景信息 
下图展示了用于结合典型设备配置对联合电网进行供电的电网逆变器的闭环控制结构。
标记为灰色的区域为补充的功能块，其用于满足世界各地的不同的低压及中压电网指令的
要求。
但需要指出的是，仅能通过整个发电系统（例如包含驱动部件）来满足所有电网的要求，
例如用于在电网**频时减小有功功率。
闭环控制基本通过以电网频率旋转的有功-无功坐标进行，Vdc 
控制器和有功电流控制器构成级联结构。
借助旋算符（派克转换）将有功及无功电流控制器的输出电压换算为具静态 αβ
坐标的空间向量或相电压。 PWM 
调制器对电网逆变器在下一脉冲周期的切换操作进行测定。
旋算符所需的电网角系借助 PLL 根据电网电压计算得出。


相应地，无功电流会导致逆变器输出端 u12、u23 上的电压变化。
选择特性曲线时，需确保将电网电压变化抵消，从而有助于电网电压的稳定化（逆变器用
作电网支持系统）。
应用 
采用此功能（p5500 至 p5529）的前提条件是：功能模块“电网支持”。
整体功能包括两个互相关联的子功能：其一为根据用 p5505 和 p5506 
定义的、可根据当地电网运营公司的要求加以配置的特性曲线来发出无功电流。另一子功
能为：对穿越较大及可能不对称的电压骤降（FRT）时的快速电流限制进行设置。
通过为电网电流（p5503）和电网电压（p5504）设定信号源，可为发电设备的不同连接
点配置电网支持功能。特定而言，也可选择位于连接变压器的电网侧上的连接点。
建议为了负序系统的计算将配置位保留为预设置 (p5500.3 = 1) 
。否则，特别是在存在不对称的电网故障的情况下通常无法实现电流对称性。若电网故障
期间不需要发出有功功率和无功功率（Z 模式），亦可在模式 p5500.3 = 0 
中以无负序控制器的方式工作。此方案在电网条件恶劣（例如弱电网）的情况下较为有利
。
在出现电网电压骤降时，通常可不再将所有可用的有功功率传递至电网。随后直流母线电
压提升。根据应用的边界条件，若电源侧未采取对应措施，可能会持续提升直至因直流母
线中的过压而发生故障跳闸。为避免此情形以及重新降低 Vdc，在达到 Vdc 阈值 p5508[0] 
时，给予有功电流比无功电流分量更高的**级。相应地，在低于 Vdc 阈值（参见
p5508[1]）时，亦可视情况注入电动有功电流，以避免因欠压而发生跳闸。
说明 
通过电网电流的限制（例如参见
p3524、p3528、p3529、p5520），例如可根据电网支持的运行状态（r5502、r5522）
实现与各电网指令的特定要求的匹配。
说明 
在 p5500.5 = 1 时稳态无功电流设定值也被限制。这一点在小 k 
因素中（如控制特性曲线的较小斜率 p5506 ）尤其要注意（参阅 FP 7996/7997 ）


电流直流分量控制器 
背景知识 
特别是对于发电设备中的应用而言，电网逆变器通常需要遵循较小的相电流直流分量限值
。
举例而言，即便较小的直流分量亦会对电网变压器的运行造成负面影响
[“用于对与包含可断开的功率半导体开关的自换向变流器连接的变压器的励磁电流中的
畸变进行控制的方法和装置”，EP0896420，B. Weiss，西门子股份公司]：
相电流中的直流分量会使变压器的磁工作点发生移动。这会在运行中造成不对称的电
流曲线，其中，该不对称性与该移动的幅度密切相关。当变压器在额定电压下运行时
，其磁方面的利用率通常*，亦即，励磁电流已具有可见且对称的畸变。这些畸变
具有对称性并仅会造成奇数个谐波。若该变压器上存在直流分量，即便非常小的直流
幅值便可能导致励磁电流中的较大畸变。就现代变压器而言，用于直流分量的限值仅
允许为额定交流的千分比。在此情形下，这些畸变不再会被通常大得多的一次电流所
，而是产生非常大的励磁电流尖峰，该励磁电流尖峰会在一次电流曲线中以可见
的方式造成影响。这些影响包括因电磁流力而产生的噪音、偶数个输出电压谐波，乃
至因在电阻或电感上造成的较高电压尖峰而产生的绝缘故障。
常规的有功及无功电流控制器便能通过其比例支路显著减小 AC 
电流中的直流分量，并确保变流器-变压器可靠地运行。
此外，为了在无连接变压器的情况下也满足并网指令的要求，可采用一专门用于对剩余直
流分量进行控制的附加控制器。
此外，不允许将相电流中的直流分量与自三相电流拆分出的对称分量中的所谓“零分量”
混淆。后，此处并非涉及在一个电网周期内求平均值时（在单线中）的直流分量，而是
以同相方式流入所有 3 线并例如通过地线返回的电流分量。
应用 
使用直流分量控制器（p3648 至 p3654）的前提条件是：功能模块“电网变压器”。
通过选择比例增益 p3650 > 0 来接通控制器。值 p3650 = 100 % 
相当于正确设置了变压器的主电感（p5492）的情况下的推荐预设置。
若变压器的主电感未知（铭牌、数据表），也可对主电感进行测量（p5480 = 
11）。其中需要注意的是，特别是对于励磁电流较小（主电感 LH
较大）的变压器而言，检测结果 r5491 对干扰量非常敏感，可借助 VSM10 
独立测定滤波器电流（r3671、r3672）来改善 LH 测定的可靠性。为此，必须已通过
p3678 > 0 滤波器监控。


负序电流控制器 
背景知识 
根据某些电网指令（GridCode），即使是在电网故障或电压骤降不对称的情况下亦需要注入对称的电网电流，亦
即，所有三个电网相位中的电流幅值均相同。
与波动的电网电压相结合时，上述情形必然会导致功率波动，针对该功率波动将直流母线
电容器用作能量缓冲器。
出发点为将电流拆分为对称的分量，据此亦可借助针对零分量、正序系统和负序系统的复
合幅值对每个 3 相系统进行分析。
该负向系统在时间范围内与逆向的空间向量对应，即以取反的电网角 -φ 进行坐标转换。
在负序系统设定值为“0”的情况下，控制器通过一双倍电网频率下的信号分量对变频器
输出电压进行调制，从而产生一对称的 3 相电流。
通过适宜地设定负序电流设定值，可视需要对单个电网相位进行支持。
在正序设定值与负序设定值相同的情形下，甚至可实现无电流的电网相位。
应用 
在相电流的频谱中，可注意到因 2 倍及多倍电网频率下的频率线而产生的负序系统。
以设定值零（p3641）负序控制（p3640 = 1），来对该电流不对称性进行调节。
负序控制器的增益与常规正序电流控制的增益系数对应，故不可独立设置。
积分时间则可视需要受到调整（p3639）。
在一般应用中，不为零的设定值无意义。 在 FRT 
期间，在系统内部直接接通可能需要的不对称支持电流（p5509[8]）。
在电网支持的预设为 p5500.3 = 1 时，系统会自动负序控制，以便即使是在出现
2 相电网故障时亦确保电流对称性。
电网电压或电网电流中的负序系统与会导致直流母线电压的相应振动的功率脉动相连。
但为了继续对直流母线电压的决定性平均值进行动态控制，借助可设置的带阻滤波器对
Vdc 进行适宜的滤波（p3645）。
说明 
负序控制会增大计算负荷和减小闭环控制系统的鲁棒性，因为会产生额外的固有振动。
因此请仅于必要时此控制

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