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Design

CPU 312C 安装有：

• 微处理器;
  处理器处理每条二进制指令的时间可达 100 ns。
• 扩展存储器;
  64 KB 高速工作存储器（相当于大约 21 K 的指令），用于执行相关的程序，为用户程序提供充分的空间；
  SIMATIC 微型存储卡（大 8 MB）作为程序的装载存储器，还允许将项目（包括符号和注释）存储在 CPU 中。
• 灵活的扩展能力
  多达 8 个模块，（1排结构）
• MPI多点接口
  内置 MPI 接口可以多同时建立 6 个与 S7-300/400 或与 PG、PC、OP 的连接。在这些连接中，始终分别为 PG 和 OP 各保留一个连接。通过“全局数据通讯”，MPI可以用来建立多16个CPU组成的简单网络。
• 内置输入/输出；
  10个数字量输入(均可用于报警处理)和6个数字量输出，用于将过程信号连接到 CPU 312C。

Functions

• 口令保护;
  用户程序使用密码保护，可防止非法访问。
• 块加密；
  函数 (FC) 和功能块 (FB) 可以通过 S7-Block Privacy，加密存储于 CPU 以保护专有技术。
• 诊断缓冲;
  诊断缓冲区中可存储后 500 条错误和中断事件，其中的 100 条事件可以*存储。
• 免维护的数据后备;
  如果发生断电，则可通过 CPU 将所有保持性数据自动写入到 SIMATIC 微型存储卡（MMC 卡）上，且将在再次通电时保持不变。

可参数化的特性

可以使用 STEP 7 对 S7 的组态、属性以及CPU的响应进行参数设置：

• 概述；
  定义名称、上位名称和位置 ID
• 启动；
  定义 CPU 的启动特性和监视时间
• 循环/时钟存储器；
  大循环时间和负载，设定时钟存储器地址。
• 记忆性；
  设置保持区
• 日时钟中断；
  设定起始日期、起始时间和间隔周期
• 周期中断；
  周期设定
• 系统诊断；
  确定诊断消息的处理和范围
• 时钟；
  设定AS内或MPI上的同步类型
• 防护等级；
  定义程序和数据的访问权限
• 通讯；
  保留连接源
• MPI多点接口;
  定义站地址
• 数字量输入/输出
  地址设定，输入继电器和过程中断
• 集成功能“计数器” 
  设定地址，以及 “连续计数”“单次计数”“周期计数”“频率测量”和“脉宽调制”模式下的参数分配

显示功能与信息功能

• 状态和故障指示；
  发光二极管显示，例如，硬件、编程、定时器或I/O出错以及运行模式，如RUN、STOP、Startup。
• 测试功能；
  使用编程器，可显示用户执行过程中的信号状态，独立于用户程序修改过程变量，并输出堆栈存储器的内容。
• 信息功能；
  通过编程器以文本形式为用户提供存储能力信息、CPU的运行模式，以及主存储器和装载存储器当前的使用情况、当前的循环时间和诊断缓冲区的内容。

集成的通讯功能

• 编程器/OP 通讯
• 全局数据通讯
• S7 基本通讯
• S7 通讯(只是服务器)

集成功能

• 计数器；
  2个通道（ 10 kHz），具有独立方向的比较器，可直接连接到 24V 增量型编码器。
• 2通道频率测量；
  允许进行频率测量（高达 10 kHz），例如，测量轴速或吞吐量（每个测量周期内的件数）。

  　与V/f控制相比，电压矢量控制在低速时很有利，传动的动特性可得到明显的改善。此外因为控制系统能更好地估计负载转矩，给出电压和电流的矢量值，与标量（仅有大小的值）控制的情况相比，电压矢量控制还能得到很好的静态特征。

  变频器的基础原理有哪些

  　　VVC的控制原理

  　　在VVC中，控制电路用一个数学模型来计算电机负载变化时良好的电机励磁，并对负载加以补偿。

  　　此外集成于ASIC电路上的同步60°PWM方法决定了逆变器半导体器件（IGBTS）的良好开关时间。

  　　决定开关时间要遵循以下原则：

  　　数值上大的一相在1/6个周期（60°）内保持它的正电位或负电位不变。

  　　其它两相按比例变化，使输出线电压保持正弦并达到所需的幅值。幅值如下图所示

  幅值

   

  　　与正弦控制PWM不同，VVC是依据所需输出电压的数字量来工作的。这能保证变频器的输出达到电压的额定值，电机电流为正弦波，电机的运行与电机直接接市电时一样。

  变频器

  　　由于在变频器计算良好的输出电压时考虑了电机的常数（定子电阻和电感），所以可得到良好的电机励磁。

  　　因为变频器连续的检测负载电流，变频器就能调节输出电压与负载相匹配，所以电机电压可适应电机的类型，跟随负载的变化。

  　　VVC+的控制原理是将矢量调制的原理应用于固定电压源PWM逆变器。这一控制建立在一个改善了的电机模型上，该电机模型较好的对负载和转差进行了补偿。

  　　因为有功和无功电流成分对于控制系统来说都是很重要的，控制电压矢量的角度可显着的改善0-12HZ范围内的动态性能，而在标准的PWM U/F驱动中0-10HZ范围一般都存在着问题。

  　　利用SFAVM或60°AVM原理来计算逆变器的开关模式，可使气隙转矩的脉动很小（与使用同步PWM的变频器相比）。

  　　用户可以选择自己喜爱的工作原理，或者由逆变器依据散热器的温度来自动选择控制原理。如果温度低于75°C采用SFAVM原理来控制，当温度高于75℃时就应用60°AVM原理。

  　　以下给出这两个原理的概要

  　　选择逆变器大的开关频率特点

  　　SFAVM大8kHz1. 与同步60°PWM（VVC）相比，转矩纹波小

  　　2. 无“换挡”

  　　3. 逆变器的开关损耗大

  　　60°AVM大14kHz1. 逆变器的开关损耗减少（与SFAVM相比减少1/3）

  　　2. 与同步60°PWM（VVC）相比转矩纹波小

  　　3. 与SFAVM相比转矩纹波相对大些

  　　电机模型为负载补偿器和电压矢量发生器分别计算额定的空载值ISX0，Isy0和I0，θ0。知道实际的空载值就有可能更准确地估计电机轴的负载转矩。

  　　与V/f控制相比，电压矢量控制在低速时很有利，传动的动特性可得到明显的改善。此外因为控制系统能更好地估计负载转矩，给出电压和电流的矢量值，与标量（仅有大小的值）控制的情况相比，电压矢量控制还能得到很好的静态特征。

   

  　　变频器元件包括：

  　　变频器元件

  　　整流电路

  　　由VD1-VD6六个整流二极管组成不可控全波整流桥。对于380V的额定电源，一般二极管反向耐压值应选1200V，二极管的正向电流为电机额定电流的1.414-2倍。

  　　变压器

  　　一种常见的电气设备，可用来把某种数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压，也可以改变交流电的数值及变换阻抗或改变相位。

  　　压敏电阻

  　　有三个作用：一、过电压保护；二、耐雷击要求；三、安规测试需要。

  　　热敏电阻：过热保护

  　　霍尔元件

  　　安装在UVW的其中二相，用于检测输出电流值。选用时额定电流约为电机额定电流的2倍左右。

  　　充电电阻

  　　作用是防止开机上电瞬间电容对地短路，烧坏储能电容开机前电容二端的电压为 0V；所以在上电（开机）的瞬间电容对地为短路状态。如果不加充电电阻在整流桥与电解电容之间，则相当于380V电源直接对地短路，瞬间整流桥通过无穷大的电流导致整流桥炸掉。一般而言变频器的功率越大，充电电阻越小。充电电阻的选择范围一般为：10-300Ω。

  　　储能电容

  　　又叫电解电容，在充电电路中主要作用为储能和滤波。PN端的电压工作范围一般在 430VDC～700VDC 之间，而一般的高压电容都在 400VDC左右，为了满足耐压需要就必须是二个400VDC的电容串起来作800VDC。容量选择≥60uf/A

  　　均压电阻：防止由于储能电容电压的不均烧坏储能电容；因为二个电解电容不可能做成*一致，这样每个电容上所承受的电压就可能不同，承受电压高的发热严重（电容里面有等效串联电阻）或超过耐压值而损坏。

  　　电源板

  　　开关电源电路向操作面板、主控板、驱动电路、检测电路及风扇等提供低压电源，开关电源提供的低压电源有：±5V、±15V 、±24V向CPU其附属电路、控制电路、显示面板等提供电源。

  　　驱动板

  　　主要是将CPU生成的PWM脉冲经驱动电路产生符合要求的驱动信号激励IGBT输出电压。

  　　控制板

  　　也叫CPU板，相当人的大脑，处理各种信号以及控制程序等部分。

  　　变频器的保障措施：定期除尘并检查变频器风扇情况，做好变频器的保护行参数的设置，其拖动的电机尽量保证其负载大小波动不要太剧烈，接线点定期检查，防止螺丝松弛。

  变频器的各组成部分原理有哪些

  　　变频器可以分为四个主要部分：　变频空调对电压的适应性较强，有的变频空调甚至可在150－ 240V电压下启动。

  　　f 环境温度要求低

  　　变频空调对环境温度的适应性很强，有的产品甚至可在-15t的环境温度下启动。

  2个通道。可测量计数信号的周期时间，计数频率为 1 KHz。
• 脉宽调制；
  2个输出可直接连接控制阀、执行器、开关设备、加热装置等，例如采样频率为 2.5 kHz。 可设置周期长度并可在运行时修改占空比。
• 报警输入（所有数字量输入）；
  报警输入可以检测过程事件，并在短的时间内触发响应。