变频器冗余系统的设计与应用
基于SIMATIC_S7-1500H的舞台机械冗余控制系统
TECHNOLOGY AND INFORMATION 基于SIMATIC S7-1500H的舞台机械冗余控制系统侯俊杰 白彦斌甘肃工大舞台技术工程有限公司 甘肃 兰州 730050摘 要 针对如何提升舞台机械系统控制系统可靠性的需求，在现有舞台机械控制系统的基础上，从系统的高可靠性、高性价比的角度出发，研发了一种基于SIMATIC S7-1500H的舞台机械冗余控制系统。
该系统先是利用S7-1500H搭建PLC冗余和环网冗余的硬件结构，然后通过软件设计实现设备运动控制、系统实时监控功能，最后经过对冗余控制系统进行试验验证。
试验结果表明该系统能够有效降低舞台机械控制系统的故障率，提升系统的可靠性。
关键词 舞台机械；SIMATIC S7-1500H冗余系统；MRP环网冗余Stage Machinery Redundancy Control System Based on SIMATIC S7-1500HHou Jun-jie, Bai Yan-binGansu University of Technology Stage Technology Engineering Co., Ltd., Lanzhou 730050, Gansu Province, ChinaAbstract In order to improve the reliability of stage machinery control system, a stage machinery redundancy controlsystem based on SIMATIC S7-1500H is developed on the basis of the existing stage machinery control system and from theperspective of high reliability and high cost performance. This system firstly uses S7-1500h to build the hardware structureof PLC redundancy and loop network redundancy, and then realizes the function of equipment movement control and systemreal-time monitoring through software design. Finally, the redundant control system is tested and verified, which demonstratethat this system can effectively reduce the failure rate of stage machinery control system and improve the reliability of thesystem.Key words stage machinery; SIMATIC S7-1500H redundancy system; MRP loop network redundancy引言近年来，随着文化产业的迅速发展，现代舞台机械控制系统的功能越来越完善，同时系统结构也变得尤为庞杂，故障率随之增加，所以对舞台机械控制系统安全可靠运行的要求也愈发严格[1]。
基于PLC和变频器在供水系统中的应用(论文)
远程与继续教育学院本科生毕业论文（设计）题目：基于PLC和变频器在供水系统中的应用学习中心：重庆市长寿区奥鹏学习中心层次：专科起点本科专业：电气工程机自动化年级： 2013 年春季学号： 201303547431学生：杨月红指导教师：高国娟完成日期： 2014 年 12 月 26日内容摘要本论文先从供水系统的控制理念、方案设计出发，从PLC和变频器的选择、应用和对变频器的选择、安装，以及与PLC可编程控制器共同实现供水系统的控制的操作要点、安装要点、调试要点进行详细的介绍；并对改造后的结论通过计算得出合理的结论。
关键词：控制系统；变频器和PLC的选择、安装；变频器与PLC的调试；目录内容摘要 (I)引言 (1)1 绪言 (2)2 PLC和变频器在供水系统的运用 (3)2.1 PLC和变频器在供水系统的基本控制原理 (3)2.1.1 供水系统原理 (3)2.1.2 PLC和变频器的选择 (4)2.1.3 PLC和变频器等构成的控制系统接线图 (7)2.1.4 手/自动变频方式 (9)2.2 PLC和变频器的安装 (9)2.2.1 PLC的安装 (10)2.2.2 变频器的安装 (11)3 变频器调试 (14)3.1 变频器的空载通电试验 (14)3.2 变频器带电机空载运行 (14)3.3 变频器带载荷试运行 (15)3.4 变频器与PLC的RS485通讯 (15)4 变频器故障处理与分析 (18)5 变频器改造的作用及效果 (19)6 结论 (21)参考文献 (22)变频器是运动控制系统中的功率变换器。
当今的运动控制系统是包含多种学科的技术领域，总的发展趋势是：驱动的交流化，功率变换器的高频化，控制的数字化、智能化和网络化。
因此，变频器作为系统的重要功率变换部件，提供可控的高性能变压变频的交流电源而得到迅猛发展。
20 世纪80 年代后期，变频器被引进中国市场，人们对变频器的了解也仅处于初期阶段，而且市场上变频器的数量还十分有限，且价格高昂，所以变频器在80年代运用具有很多局限性，变频器的发展也很缓慢。
变频器通讯控制中的循环冗余校验检错原理与实现
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胡 斯登 ，赵 争 鸣 ，张 永 昌
（ 华大 学 电机 工程 与应 用 电子技 术 系，电力 系统 国家重 点 实验 室 ，北 京 １０ ８ ） 清 ０ ０ ４ 摘 要 ：为 了解 决变频 器数 字通信 中误 码 率高 的 问题 ， 保证 通讯 系统 高效 可 靠地 传输 信 息 ， 文结合 本
１ 引 言
数字 通信传 输 中 ， 由于信道 噪 声 、 路之 间 串扰 线
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通 信 过 程 进 行 差 错 控 制 。 常 见 的 差 错 控 制 的 方 法
西门子PLC双机热备冗余系统在散货港口带式输送机自动化控制系统中的应用
0引言湄洲湾港东吴港区东吴作业区东1#、东2#泊位为大型散货码头，在装卸船生产过程中带式输送机需要不间断运行，如果带式输送机流程停机会出现装卸船停产现象，给港区及货主带来巨大损失，对作为带式输送机控制系统核心的PLC 在稳定性和可靠性方面提出了很高的要求，所以港区带式输送机程控系统采用西门子PLC 双机热备冗余、WINCC 上位机以及分布式I/O 设计，以保证系统的高效稳定性。
1程控系统网络结构带式输送机程控系统采用监控层、控制层和现场设备层的三层结构和PROFIBUS-DP 现场总线、工业以太网的两层网络控制模式。
设备层由分布式I/O ET200M/LINK 连接现场设备。
控制层主要包括CPU417-4H 硬件冗余PLC 、CPU 冗余电源模块PS407、以太网通信模块CP443-1，主备CPU 通过冗余以太网通信模块进行信息交互。
设备层与控制层通过PROFIBUS-DP 协议进行数据传送。
监控层通过工业以太网协议与控制层进行数据交换。
系统拓扑网络结构图如图1、图2所示。
西门子PLC 双机热备冗余系统在散货港口带式输送机自动化控制系统中的应用连俊摘要大型煤炭及铁矿石散货船靠泊装卸船作业量大、时间紧，对带式输送机程控系统的稳定性、高效性和可靠性提出了较高的要求，本文针对装卸船工艺流程的需求特点，介绍采用双机热备控制方式，实现基于西门子S7-400H PLC 的冗余系统，底层设备以分布式I/O 从站进行输入信号的采集及输出驱动控制，采用PROFIBUS 现场总线和工业以太网进行信号的可靠性传输，采用WINCC 组态软件技术实现带式输送机程控系统的上位监控，该系统通过PLC 冗余技术、网络技术、现场总线、组态软件等技术，满足带式输送机程控系统对稳定性、高效性和可靠性的要求，自运行以来，工作稳定，故障率低，满足大型散货船靠泊装卸船作业需求，取得了显著的经济效益和社会效益。
关键词s7-400h plc ；冗余；profibus ；wincc ；工业以太网；带式输送机自动化控制中图分类号:TD94;TP273文献标识码:A DOI ：10.19694/ki.issn2095-2457.2020.22.23连俊福建八方港口发展有限公司遥. All Rights Reserved.1.1监控层在带式输送机程控系统上位监控部分，采用西门子WINCC 组态软件开发上位机界面，实现对带式输送机及其辅助设备的启停、运行状态、电机温度、轴承温度、物料流量等进行监控和设置。
变频器在船舶推进系统中有什么应用
变频器在船舶推进系统中有什么应用在现代船舶领域，技术的不断进步推动着各个系统的优化与升级，船舶推进系统便是其中之一。
变频器作为一项关键技术，在船舶推进系统中发挥着重要作用。
首先，我们来了解一下什么是变频器。
简单来说，变频器是一种能够改变电源频率的设备。
通过调整电源的频率，变频器可以实现对电机转速的精确控制，从而满足不同工况下的需求。
在船舶推进系统中，变频器的应用带来了诸多显著的优势。
其中之一便是提高了船舶的推进效率。
传统的船舶推进系统往往采用固定转速的发动机，其输出功率和转速相对固定，难以根据实际航行条件进行灵活调整。
而变频器的引入使得船舶推进电机的转速可以根据负载变化、航行速度以及海况等因素进行实时调节。
例如，在轻载或低速航行时，可以降低电机转速，减少能耗；在重载或需要快速航行时，则提高转速，保证足够的动力输出。
这样一来，船舶在各种工况下都能保持较高的推进效率，降低燃油消耗，提高运营经济性。
其次，变频器有助于实现船舶的精确操控。
船舶在航行过程中，需要频繁地进行加速、减速、转向等操作。
通过变频器对推进电机的精准调速，可以使船舶的响应更加迅速和准确，提高船舶的操纵性能。
无论是在狭窄的航道中航行，还是在复杂的海况下进行避让操作，都能够更加得心应手，增强了船舶的航行安全性。
再者，变频器能够降低船舶的噪音和振动。
由于变频器可以实现电机的平滑启动和调速，避免了传统直接启动方式带来的冲击和突变，从而有效地减少了机械部件之间的磨损和振动。
这不仅降低了船舶内部的噪音水平，提高了船员的工作和生活环境质量，还延长了船舶推进系统的使用寿命，降低了维护成本。
另外，变频器还为船舶推进系统的智能化和自动化控制提供了基础。
借助先进的传感器和控制系统，结合变频器对电机的精确控制，可以实现船舶推进系统的自动监测、故障诊断和智能调节。
例如，当系统检测到某个部件出现异常时，可以自动调整推进电机的工作状态，以减轻故障对船舶航行的影响，并及时发出警报通知船员进行维修。
高压电动机变频差动保护改造实践课件
在改造过程中，我们遇到了一些技术难题和挑战，如设备兼 容性问题、安装调试复杂度高等。这些问题的出现提醒我们 在未来的工作中需要更加注重前期调研和方案设计，以便更 好地应对可能出现的问题。
对未来研究和应用的建议
深入研究 推广应用 加强培训 持续监测与维护
建议进一步深入研究高压电动机变频差动保护的理论基础和应 用技术，以提高保护装置的性能和稳定性。
鉴于本次改造的成功经验，建议在类似的高压电动机系统中推 广应用变频差动保护技术，以提高整个系统的安全性和可靠性
。
为了提高工作人员的专业技能和应对能力，建议定期开展相关 培训和交流活动。
建议对改造后的高压电动机系统进行持续的监测和维护，确保 其长期稳定运行。
2023
REPORTING
THANKS
感谢观看
改造的具体步骤
旧设备拆除
按照改造方案，逐步拆除原有的保护 装置和控制设备，为新设备的安装做 好准备。
新设备安装与调试
根据改造方案，安装新的变频差动保 护装置，并进行详细的调试，确保设 备功能正常、运行稳定。
控制系统优化
结合新设备的特性，对电动机的控制 逻辑进行优化，提高控制精度和稳定 性。
系统联调与验收
详细记录改造过程、遇到的问题及解决方 法，形成完整的改造报告，为今后的维护 和升级提供参考。
2023
PART 06
改造效果评估及优化建议
REPORTING
改造后的效果评估
保护功能完善性
经过改造，高压电动机的变频差动保护功能得到了显著提升，有效降 低了设备故障率，提高了运行稳定性。
运行效率提升
改造后，电动机的启动和运行效率均有所提高，减少了不必要的能源 浪费，符合节能减排的要求。
探讨双变频器冗余控制改进设计
探讨双变频器冗余控制改进设计【Abstract】With the continuous expansion of chemicalproduction equipment, the load of power supply equipment is increasing, especially the reliable and safe operation of high-power motor is particularly important. With the exploration and application of new technology, the design of redundant undisturbed control of double frequency converter is improved and optimized, which further confirms the reliability and perfection of control performance, ensures the continuous normal operation of chemical production process and equipment, and avoids serious economic losses caused by abnormal shutdown.【Key words】Control design, double frequency conversion redundancy switch【摘要】随着化工生产设备的不断扩大，供电设备的负荷也越来越大，尤其是大功率电机的可靠安全运行显得尤为重要。
随着新技术的探索和应用，对双变频器冗余无扰动控制设计进行了改进和优化，进一步确认了控制性能的可靠性和完善性，保证了化工生产工艺和设备的连续正常运行，并避免了因非正常停工而造成的严重经济损失。
(完整word版)高压变频器原理及应用
高压变频器原理及应用1、引言电机是工业生产中主要的耗电设备，高压大功率电动机的应用更为突出，而这些设备大部分都存在很大的节能潜力。
所以大力发展高压大功率变频调速技术具有时代的必要性和迫切性.目前，随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，高压大功率变频调速装置不断地成熟起来，原来一直难于解决的高压问题,近年来通过器件串联或单元串联得到了很好的解决。
其应用领域和范围也越来越为广范，这为工矿企业高效、合理地利用能源（尤其是电能）提供了技术先决条件。
2、几种常用高压变频器的主电路分析（1)单元串联多重化电压源型高压变频器.单元串联多重化电压源型高压变频器利用低压单相变频器串联,弥补功率器件IGBT的耐压能力的不足。
所谓多重化，就是每相由几个低压功率单元串联组成，各功率单元由一个多绕组的移相隔离变压器供电，用高速微处理器实现控制和以光导纤维隔离驱动。
但其存在以下缺点：a)使用的功率单元及功率器件数量太多，6kV系统要使用150只功率器件(90只二极管，60只IGBT),装置的体积太大，重量大，安装位置和基建投资成问题；b）所需高压电缆太多,系统的内阻无形中增大，接线太多，故障点相应的增多；c)一个单元损坏时，单元可旁路，但此时输出电压不平衡中心点的电压是浮动的,造成电压、电流不平衡,从而谐波也相应的增大，勉强运行时终究会导致电动机的损坏；d)输出电压波形在额定负载时尚好，低于25Hz以下畸变突出；e）输出电压波形在额定负载时尚好，低于25Hz以下畸变突出;f）由于系统中存在着变压器，系统效率再提高不容易实现;移相变压器中,6kV三相6绕组×3（10kV时需12绕组×3）延边三角形接法，在三相电压不平衡（实际上三相电压是不可能绝对平衡的）时，产生的内部环流，必将引起内阻的增加和电流的损耗,也相应的就造成了变压器的铜损增大.此时，再加上变压器的铁芯的固有损耗，变压器的效率就会降低,也就影响了整个高压变频器的效率。
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中图分 类号 ： Ｎ ７ Ｔ ７
文 献标识码 ： Ｂ
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｓｇ ｎｄ Ａｐｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｆ ｔ ｎｖ ｒ ｅ ｄ ｄａ ｙ ｔ ｍ ｌｃ ｔｏ ｏ ｈｅ Ｉ ｅ ｔ ｒ Ｓ Ｒｅ ｕｎ ｎｔ Ｓ ｓ ｅ
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ｌ 引 言
随着 经 济的发 展 ， 在石 油 化 工领 域 中对 各 种 生产 装 置 的可靠 性 提 出 了更高 的要 求 ， 其 是化 工 装 置 的 尤 核 心反应 区 ， 一旦 出现 故 障将 导致 重 大设 备 损 坏及 大
（ ． ｅ ｉｇ Ｐ ｔ ｃ ｅ ｃｌＥ ｇ ｅｒ ｇ Ｃ ． Ｌｄ Ｂ ｉｎ ０ ０ ３， ｈｎ ； ． ｉ ｎｎ ａ ｎ Ｔ ｎ ｄ １ Ｂ ｉｎ ｅｒ ｈ ｍｉ ｎ ｉ ｅｉ ｏ ， ｔ ， ｅ ｉｇ １ ０ １ Ｃ ｉａ ２ Ｌａ ｉｇ Ｈｕｊ ｏ ｇ ａ ｊ ｏ ａ ｎ ｎ ｊ ｏ ｉ
摘 要： 变频 器是 石油化 工领 域对 交流 电动机 调速 的重要 方法之 一 。为 了提 高关键 生产设备 的可 靠性 ， 需要将 其
组成 冗余 系统 。对 变频 器 冗余 系统的技 术特 点进行 了综 述 ， 并成 功 的应 用 于生产 实践 当中。
关键词 ： 变频 器 ； 冗余 系统 ； 转速 跟踪
．
Ｃ ｅ ｉ ｌ ｎ ｕｔ ｏ ｐ ｎ ｉ ｉ ｄ Ｐ ｎｉ ２ ０ ， ｈｎ ） ｈ ｍ ｃ ｄ ｓ ｙＣ ｍ ａ ｙＬｍ ｔ ， ａｊ １４ ２ Ｃ ｉａ ａＩ ｒ ｅ ｎ １
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物料将 在 ５ ｓ内发生凝 结 ， 导致反应 釜损坏 及 大量 产 品
信号 、 故障报警信号同时采用硬接线的方式与 Ｄ Ｓ系 Ｃ 统 连接 。一旦 正常 生产 中 的变频 器 发 生 故 障后 ， 立 将
刻 发 出 故 障报 警 信 号 至 Ｐ Ｃ控 制 器 及 Ｄ Ｓ系 统 ， Ｌ Ｃ 由
ｄ ｎ ｙ ｔｍｓｏ ｈ ｎｖ ｒｅ ｒ ｏ ｏ ｅ ｏ ｉ ｒ ｖ ｅ ｉｂ ｌｔ ｆｋｅ ｒ ｄ ｃｉｎ ｅ ｕ ｐ ｎ ． ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ｔ ｅ ｔｃ ａ ｔｓ ｓｅ ｆｔ ｅ ｉ ｅ ｔｒｗｅ ｅｃ ｍｐ ｓ ｄ ｔ ｍｐ ｏ ｅｔ ｒ ｌ ｉｉ ｏ ｙ ｐ ｏ ｕ ｔｏ ｑ ｉ ｍｅ ｔ Ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ，ｈ ｅ ｈ— ｈｅ ａ ｙ ｎ ｃ ｌｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉ ｓｏ ｎ ｅｔ ｒｒ ｄ ｎ ａ ｔｓ ｓｅ ｗａ ｅ ｉｗｅ ｎ ｕ ｃ ｓ ｆ ｌ ｐ ｌｅ ｎ ｐ ｏ ｕ ｔ ｎ ｐ ａ ｔｃ ． ｉ ａ ｈ ｒ ｃｅｉ ｔ ｆｉ ｖ ｒｅ ｅ ｕ ｄ ｎ ｙ ｔ ｍ ｓ ｒ ｖｅ ｄ ａ ｄ ｓ ｃ ｅ ｓｕ ｌ ａ ｐ ｉｄ ｉ ｒ ｄ ｃ ｉ ｒ ｃｉ ｅ ｃ ｙ ｏ
６ ２
＜ 电气开关＞ ２ １ ． ｏ６ （０ ０ Ｎ ． ）
文章编 号 ：０ ４— ８ Ｘ（０ ０ ０ ０ ６ ０ １ ０ ２ ９ ２ １ ）６— ０ ２— ３
变频器冗余系统 的设计与应用
刘军 王立志 ，
（． １北京石油化工工程有限公司， 北京 １ ０３２辽宁华锦通达化工股份有限公司， 宁 盘锦 １ ０ １ ０ １； ０ ． 辽 ２ ２） ４
的报废 ， 压力持 续 升高 ， 如 可能发生爆 炸事 故 。因此控 制各反 应釜 搅拌 器转 速 的变 频调速装 置对 于整个 系统 的可靠 运行 至关重 要 ， 须 采用 冗余 系统 以增加 整 个 必 装 置 的安全性 ， 免较 大 的经 济损失 。 避
Ｐ Ｃ控制器切断故障报警变频器后 的接触器 ， Ｌ 接通备 用 变频 器后 的接触器 以实 现两套 变频 调速装 置之 间的
量产 品报废 ， 重 时可 能 造成 人 员 伤亡 事 故 。根据 中 严
华人 民共 和 国建设部 的相 关规 定 ， 于关 键 的生产 设 对 备， 必须采 取一 定 的安全 措 施 以 提高 整个 生 产 装置 的
时仅一 套变频 调速装 置 投 入 使用 ， ‘ 一 套 处 于热 备 另外 用状 态 ， 但两 套 装 置 的转 矩 输 出信 号 （ ２ ｍ 、 ４— ０ Ａ） 变
频 调速 信号 （ ４—２ ｍ 、 锁 开 停 车信 号 、 行 状 Fra bibliotek ０ Ａ） 连 运
安全性和可靠性 。辽宁某石油化工企业新建生产装置 的核心反应 设 备 由 ４套 聚合 釜 串联 而成 ， 套 聚合 釜 每 的搅 拌器对 转 速都 有严 格 要求 ， 要 根据 化 学 反应 过 需 程调 节搅拌 器 转速 ， 一旦搅 拌器停止 转动 ， 反应 釜 内的
部 负荷 ， 以满 足一级 负荷 的供 电要求 ，． ｋ ０ ４ Ｖ低 压母 线 采用单 母线分 段运行 方 式 ， 何 一 路 电 源故 障 后母 联 任
开关 自动 闭合 ， 以保 证 供 电系统 的可 靠 性 。两 套 变频 调速装 置分 别 由不 同 的 ０ ４ Ｖ母线 供 电 ， ．ｋ 每套 变 频调 速装 置设 断路 器 、 变频 器 、 接触器 等元 器件 。正常 运行