西门子模块6ES7370-0AA01-0AA0

比较简单的实现PID闭环控制的PID控制的难点在于整定控制器的参数。为了学习整定PID控制器参数的，必须做闭环实验，开环运行PID程序没有任何意义。用硬件组成一个闭环需要PLC的CPU模块、模拟量输入模块和模拟量输出模块，此外还需要被控对象、检测元件、变送器和执行机构。例如可以用电热水壶作为被控对象，用热电阻检测温度，用温度变送器将温度转换为电压，用移相控制的交流固态调压器作执行机构。 有没有比较简单的实现PID闭环控制的呢？ 在控制理论中，用传递函数来描述被控对象、检测元件、执行机构和PID控制器。 被控对象一般是串联的惯性环节和积分环节的组合。在实验室可以用以运算放大器为核心的模拟电路来模拟广义的被控对象（包括检测元件和执行机构）的传递函数。我曾将这种运放电路用于S7-200和S7-1200的PID参数自动调节实验。 用运算放大器模拟被控对象一般需要做印刷电路板，还是比较麻烦。有没有更简单的呢？ 除了用运算放大器来模拟被控对象的传递函数，也可以用PLC的程序来模拟。为此我编写了用来模拟被控对象的S7-200的子程序，它也可以用于S7-200 ART。使用模拟的被控对象的PID闭环示意图如下图所示，虚线右边是被控对象，DISV是的扰动输入值。虚线左边是PLC的PID控制程序。  被控对象的数学模型为3个串联的惯性环节，其增益为GAIN，3个惯性环节的时间常数分别为TIM1～TIM3。其传递函数为 数学模型为3个串联的惯性环节 分母中的“s”为自动控制理论中拉普拉斯变换的拉普拉斯算子。将某一时间常数设为0，可以惯性环节的个数。图中被控对象的输入值INV是PID控制器的输出值。被控对象的输出值OUTV作为PID控制器的变量（反馈值）PV。 下图是模拟被控对象的子程序，实际上只用了两个惯性环节，其时间常数分别为5000ms和2000ms。用与PID的采样周期相同的定时中断时间间隔来调用这个子程序。 图中被控对象的输入值INV是PID控制器的输出值 下图是用来PID回路运行情况的STEP 7-Micro/WIN的PID调节控制面板，可以用它进行PID参数自整定或手动调节PID参数的实验。标有PV（即被控量）的是变量的阶跃响应曲线。

概述

稳压直流电源具有电子控制电路，可以维持输出直流电压在一个特定的值，尽可能波动。特定功能区域可以电子补偿例如输入电压变化或者输出端负荷变化的影响。

稳压直流电源输出电压的纹波处于毫伏级，且主要取决于输出端的负荷。

稳压直流电源的设计可以采用不同的工作原理。zui常见的电路类型有：

线性稳压电源

磁稳压器

次级脉冲开关式电源

初级脉冲开关式电源

适用于特定应用实例的zui适原理将主要地取决于应用。其目标为特定负荷产后直流供电电压，且成本尽可能地低，度尽可能地高。

进行同相位调节的电源

方框图 进行同相位调节的变压器

带有同相位调节的变压器按常规原理运行。其供电采用交流供电供电（单相、两相或者三相供电）。

使用变压器进行转换，以所需次级电压。

经整流和滤波的二次侧电压在整流阶段转换为输出的电压。区包括一个末控制元件和一个控制放大器。输出电压和过滤电容处的非电压之间的差值转变成了末控制元件的热损。此处，末控制元件的功能就像一个快速可调电阻。无论哪种情况所的热损，都是由末控制元件上的输出电流和压降所产生。

该适应性较强。即使没有其他，也可提供几个输出电压。在多输出的情况下，单个二次侧电路一般分别由输入变压器的二次侧绕组产生。某些应用，仅能根据该电路原理解决。尤其是需要具备高调节精度、小残余纹波和快补偿时间的情况。

然而，其效率比较低，重量和体积也很大。因此，带同相位调节的变压器只是一种较低特定功率下的经济替代方案。

优点：

电路原理简单、可靠

具备良好直至的控制特性

快速补偿时间

缺点：

因带有 50 Hz 变压器，重量相对较高，体积较大

效率低，散热存在问题

存储时间低

电磁式稳压器

磁器的方框图

完整的变压器包括两个部分。所谓的“铁共振器”和一个串联式辅助调节器。由于气隙，电磁式稳压器的输入线圈和振荡线圈的去耦作用较大。电磁式稳压器可以提供性能良好的交流电压。它利用了整流和滤波。变压器自身工作于饱和区域。

铁磁谐振器常常带有一个在下游连接的同相位调节变压器以控制精度。下游还常常连接次级脉冲开关式调节器。

磁稳压器技术可靠且坚固耐用，但其也是大容量、笨重且相对较贵。

优点：

良好到优异控制特性，并在下游位置连接可进行同相位调节的变压器

效率比只带同相位调节的变压器显着

缺点：

铁共振器的性能取决于

电源因带有磁性部件体积和重量都较大

次级脉冲开关式电源：

次级脉冲式开关电源的方框图

这里，采用 50 Hz 变压器，实现与供电设施的隔离。经整流和滤波后，通过位于滤波和存储回路之间的开关管**经的脉冲将电能以开关送至输出端。由于输入侧的变压器可作为一个很好的滤波器，线路的污染很低。

该电路的效率较高。

对于具备大量输出，且输出电压各不相同的电源，该设计具有许多优点。

然而为了保护连接的负载，必须非常小心，在开关晶体管损坏的情况下，滤波电容器的完全非稳压的直流电压将适用于输出。不过在线性稳压电源中，这种危险依然存在。

优点：

设计简单，效率高

使用多个次级线圈，可以方便地实现多个彼此之间相互电气隔离的输出

与初级脉冲式开关电源相比，问题更少

缺点：

采用 50 Hz 变压器，电源体积相对较大，重量较重

输出纹滤（毛刺）与初级脉冲式开关电源差不多。

单端正激变换器的方框图

初级开关式稳稳压电源可以采用许多不同的电路类型。zui有价值的基本电路有单端正激变换器、反激变换器、半桥变换器、全桥变换器、推挽变换器振变换器。

主要开关调节器的总体运行原理显示在单端前向转换器的框图中。

非稳压的供电电压首先被整流和过滤。直流连接回路电容的容量决定了输入电压发生故障时电源的存储时间。输入为 230 V 时，直流连接回路的电压约为 320 VDC。接下来，将该直流电压输入单端变换器，借助脉宽调节器，以较高的开关，由变压器将初级电能转换至次级一侧。开关管工作于开关状态时，功耗很低，因此，取取决于输入电压和电流的不同，功率平衡度将会在 70% 与 90% 之间。

由于转换高，变压器的容量必50 Hz变压器小，因为考虑到转换越高，变压器的尺寸就越小。使用现代半导体，可以达到100kHz及以上的时钟。然而，在较高的时钟下，转换损失升高，因此在每种情况下，都必须在率和zui大可能时钟之间折衷。在绝大多数应用中，时钟在约20 kHz到250 kHz的范围内，取决于输出功率的大小。

次级线圈的电压经过了整流和滤波处理。通过光耦合器，将输出端的偏差反馈至初级回路。控制脉冲宽度（控制开关管的相位），可以将所需电能传输至次级回路，并调节输出电压。在开关管的非导电相期间，通过辅助线圈，变压器被退磁。传输的电能正好与输出端所消耗的电能等量。这些电路的脉冲占空比的zui大脉冲宽度小于50%。

优点：

采用高工作效率，故电磁部件（变压器、存储电抗器、过滤器）较小

得益于脉宽调节功能，可工作于率

设备单元结构紧凑

在千瓦级，*强制风冷

在直流线路容量造成电源损坏的情况下，可能发生多次存储。

可实现宽输入电压范围

缺点：

高电路成本，多个活动的元件

的高成本

机械设计必须符合 HF

近年来，初级开关电源已取代了其他开关式电源。原因是它们的结构十分紧凑，重量很小，效率很高，并具有**的性价比。

初级脉冲开关式电源：

在文献中常常使用的术语为 PS(开关电源)或者初级开关式稳压器。这些表提供了示例设定值和设备尺寸。这些值仅供参考，没有实际约束力。设定值取决于有关的应用程序，必须在调试期间进行。

关于其它边界条件下的软起动器规格设计以及高达 CL 30 的重载起动，建议使用西门子的软起动器模拟工具 (STS)：

电路概念

SIRIUS 3RW44 软起动器电机控制器可以在两种不同类型的电路中运行。

内联 circuit：

直接串联电路隔离和保护电机的开关装置简单地同软起动器串联。电机通过三根导线连接到软起动器上。

内部三角形电路

接线类似于三角形起动器。软起动器的每相与各电动机线圈串联。软起动器仅需承载相电流，该相电流大约等于电机额定电流(导线电流)的 58%。

电路类型对比：

直接电路：额定电流 Ie 相当于电机额定电流 In，三根电缆连接到电机

内三角起动：额定电流 Ie 对应于额定电机电流 In 的大约 58 %，电机连有 6 条电缆（对于星-三角接线的起动器）

哪条电路？

使用内联电路目的是将接线费用降至低。若软起动器和电机之间的连接距离较短，应**选用后者。

当使用内三角接线的电路时，接线复杂性加倍，但较小的装置可使用相同额定值。由于可在内嵌电路和内三角电路之间选择操作，始终可以选择有利的解决方案。

制动功能只能在内嵌电路中使用。

组态

SIRIUS 3RW44 电子式电机软起动器是为简单的起动条件而设计的。一旦出现起动负载较大或者起停的情况，就必须选择较大额定值的产品。

3RW44 软起动器可以用在电压高达 600 V AC 的隔离电源网络（IT ）中。

若起动时间较长，建议在电机中使用 PTC 传感器。转矩控制、泵的停止以及直流制动减速停止等也是这种情况，因为在这些下的斜坡减速时间内，与斜坡减速相比会有额外的电流负载。

不允许在电机馈电线内 SIRIUS 3RW 软起动器和电机之间使用电容性元件（如，不能使用无功补偿设备）。此外，无论是用于无功补偿的静态，还是动态 PFC（功率因数校正），在启动时和软起动器斜降时都不能并行操作。这对于防止补偿设备和/或软起动器发生故障来说十分重要。

主电路的所有元件（比如熔断器和控制器）应该按照在加载短路时直接起动的情况下相应的进行选型。熔断器和分断装置必须单独订购。

3RW44 软起动器中已集成一个旁路触点和固态过载继电器，*单独订购。

在选择断路器（选择脱扣器）时，必须考虑用于起动电流的谐波分量负载。

注：

在接通感应电机时，所有类型的起动器上（直接起动器、星-三角起动器、软起动器）通常都会产生电压降。馈电变压器的尺寸必须能达到这样的效果：启动电机时，所发生的电压降不能**出允许公差的范围。如果馈电变压器确定尺寸时边沿较小，则好从一个电路（都不依赖于主电压）将控制电压馈入，以便防止可能发生将软起动器切断的情形。

关于软起动器规格设计，建议使用西门子的软起动器模拟工具 (STS)，

设备接口、PROFIBUS DP/PROFINET 通信模块、Soft Starter ES 参数设置与操作

固态 3RW44 软起动有一个 PC 接口，用于与 Soft Starter ES 通信或连接外部显示器和操作员模块。如果使用可选的 PROFIBUS/PROFINET 通信模块，则 3RW44 软起动器可以集成在 PROFIBUS/PROFINET 网络中，并使用 GSD 文件或 Soft Starter ES 版进行通信。

SIMATIC PCS 7 的 SIRIUS 3RW44 软起动器功能块库

SIRIUS 3RW44 软起动器 PCS 7 块库可用于简单、方便地将 SIRIUS 3RW44 软起动器集成到 SIMATIC PCS 7 控制中。SIRIUS 3RW44 软起动器 PCS 7 块库包含与 SIMATIC PCS 7 诊断和驱动程序概念相应的诊断和驱动程序块，以及操作员控制与所必需的元素（符号和面板）。

西门子变频器是由德国西门子公司研发、生产、销售的**变频器品牌，主要用于控制和调节三相交流异步电机的速度。并以其的性能、丰富的组合功能、高性能的矢量控制技术、低速高转矩输出、良好的动态特性、的过载能力西门子变频器MM420。

　　如T300/T400模块提供了多种工艺控制功能。如卷曲，张力，同步，，多电机等。在箔材机械，造纸机，纺织机，印刷机以及拉丝机等有广泛的应用。于PROFIBUS－DP的CBP模板和用于CAN的CBC模块可以保证SIMOVERTMASTERDRIVES实现通用的开放式的通讯。

　　整体式PLC的每一个I/O点的平均价格比模块式的*,且体积相对较小,一般用于工艺较为固定的小型控制中；而模块式PLC的功能扩展灵活方便,在I/O点数、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类等方面选择余地大,且维修方便,一般于较复杂的控制。

主要特征

200V-240V ±10%，单相/三相，交流，0.12kW-5.5kW；

380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-11kW；

模块化结构设计，具有多的灵活性；

标准参数访问结构，操作方便。

安装简易

-采用了标准连接器设计（带标记）

-BOP 支持柜门安装，且拥有强大的参数克隆功能

SINAMICS V变频器技术数据

　　1997年，西门子推出了款彩屏G便携式电话。同样在1997年，西门子同英国宇航公司（BritishAerospace）和DASA达成协议向他们提供SiemensPlessey生产的防务装备。英国宇航公司和DASA分别负责英国和德国的装备的采购。

　　我们的理念想客户智所想，急客户之所急。我们的目标为广大用户提供“一站式”的服务平台，创建立足于行业所认可的大公司是气动、液压、传感元器件、低压电器、PLC、变频器等，我们都能提供一站式自动化解决方案。

控制功能

线性v/f控制，平方v/f控制，可编程多点设定v/f控制；

磁通电流控制（FCC），可以动态响应特性；

新的IGBT技术，数字微处理器控制；

数字量输入3个，模拟量输入1个，模拟量输出1个，继电器输出1个；

集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP通讯模块/Device-Net模板；

具有7个固定，4个跳转，可编程。