产品描述
6ES7231-7PF22-0XA0规格齐全
伺服控制单元
传统的模拟控制虽然具有连续性好、响应速度快及的优点，但也有难以克服的缺点，如系统调试困难，容易受到环境温度变化的影响而产生漂移，难以实现柔性化设计，缺乏实现复杂计算的能力，无法实现现代化控制理论指导下的控制算法等。所以现代伺服控制均采用全数字化结构，伺服控制系统的主要理论也采用了现代矢量控制思想，它实现了电流向量的幅值控制和相位控制。为了提高产品的性能，新一代的伺服控制器采用了多种新技术、新工艺，主要体现在以下几个方面：
1.在电流环路中采用了d-q轴变换电流单元，在新的控制方式中，主CPU的运算量得以减少，通过硬件来进行电流环控制，即将控制算法固化在LSI专用硬件环路中。通过采用高速的d-q轴变换电流单元，使电流环的转矩控制精度有了进一步的提高，实现了在稳态运行及瞬态运行时均能保持良好的性能。
2.采用了脉冲编码器倍增功能，新的控制算法使位置控制的整定时间缩短为原来的三分之一。
3.速度控制环采用速度实时控制算法，是电机的低速性能得到进一步提高，速度波动和转矩波动降到*低。采用在线自动锁定功能，使伺服系统的调试时间缩短，操作更加简化。
4.采用主回路与控制回路进行电气隔离的结构，使操作及故障检测更加方便安全，供电电源电压从100V扩展到400V（单相/三相）。
5.伺服控制一般均采用从电机轴端的位置编码器采集位置信号进行反馈，在受控执行机械部分没有反馈采样信号，即半闭环的控制方式。目前的新产品则采用全闭环的控制方式，使机械加工误差、齿轮间隙、结构受力弹性变形等误差所造成的影响在伺服控制器中通过计算完成修正。
6.用RICS（精简指令计算机系统）技术，使CPU的数据处理能力由8位、16位提高到32位，微处理器的主频提高到百兆以上。
（三）上位控制
随着工业机械化设备对高速化、高精度化和小型化以及多品种小批量化、高可靠性、免维护性能要求的提高，上位机控制群得以广泛应用。从上层的可编程控制器（PLC）、运动控制器、机床CNC控制器，可一直连到底层的通用输入/输出（I/O）控制单元和视觉传感系统。编程语言有梯形图、NC语言、SFC语言、运动控制语言等，均可按照用户要求灵活配置。系统可控制轴数从单轴到可支持多达44轴，控制器可以连接从模拟信号到网络信号的各种信号类型，可广泛应用于半导体制造设备、加工机械、搬运机械、卷扬机械等，具有很高的性能价格比。
三、伺服系统的发展趋势
从的讨论可以看出，数字化交流伺服系统的应用越来越广，用户对伺服驱动技术的要求也越来越高。总的来说，伺服系统的发展趋势可以概括为以下几个方面：
（一）交流化
伺服技术将继续迅速地由DC伺服系统转向AC伺服系统。从目前国际市场的情况看，几乎所有的新产品都是AC伺服系统。在工业发达的国家，AC伺服电机的市场占有率已超过80%，在国内生产AC伺服电机的厂家也越来越多，正在逐步超过生产DC伺服电机的厂家。可以预见，不久的将来，除了在某些微型电机领域之外，AC伺服电机将完全取代DC伺服电机。
（二）全数字化
采用新型高速微处理器和专用数字信号处理机（DSP）的伺服控制单元将全面取代模拟电子器件为主的伺服控制单元，从而实现完全数字化的伺服系统。全数字化的实现，将原有的硬件伺服控制变成了软件伺服控制，从而使在伺服系统中应用现代控制理论的先进方法成为可能。
（三）高度集成化
新的伺服系统产品改变了将伺服系统划分为速度伺服单元与位置伺服单元两个模块的做法，代之以单一的、高度集成化、多功能的控制单元。同一个控制单元，只要通过软件设置系统参数，就可以改变其性能，既可以使用电机本身配置的传感器构成半闭环调节系统，又可以通过接口与外部的位置或速度或力矩传感器构成高精度的全闭环调节系统。
（四）智能化
智能化是当前一切工业控制设备的流行趋势，伺服驱动系统作为一种高级的工业控制装置当然也不例外。*新数字化的伺服控制单元通常都设计为智能型产品，他们的智能化特点表现在以下几个方面
1）具有参数记忆功能。系统的所有参数都可以通过人机对话的方式由软件来设置，保存在伺服单元内部，通过通信接口，这些参数甚至可以在运行途中由上位计算机加以修改;
2）具有故障自诊断与分析功能。无论什么时候，只要系统出现故障，就会将故障的类型以及可能引起故障的原因通过用户面板清楚地显示出来，这就简化了维修与调试的复杂性;（3）具有参数自整定的功能。众所周知，闭环调节系统的参数整定是保证系统性能指标的重要环节，带有自整定功能的伺服单元可以通过几次试运行自动将系统的参数整定出来，并自动实现其*优化。
（五）模块化和网络化
在国外，以工业局域网技术为基础的工厂自动化（Factory Automation简称FA）工程技术在*近十年来得到了长足的发展，并显示出良好的发展势头。为适应这一发展趋势，*新的伺服系统都配置了标准的串行通信接口（如RS—232C接口等）和专用的局域网接口。这些接口的设置，显著增强了伺服单元与其它控制设备的互联能力，从而与CNC系统间的连接也因此变得十分简单，只需要一根电缆或光缆，就可以将数台，甚至数十台伺服单元与上位计算机连接成为整个数控系统。
综上所述，伺服系统将向两个方向发展：一个是满足一般工业应用的要求，对性能指标要求不是很高的应用场合，追求、少维护、使用简单等特点的驱动产品，如变频电机、变频器等;另一个就是代表着伺服系统发展水平的主导产品——伺服电机、伺服控制器，追求高性能、高速度、数字化、智能化、网络化的驱动控制，以满足用户较高的要求
近几年来，电力市场供应紧张，全国范围内缺电、拉闸限电现象时有发生。究其原因，主要是电煤资源供不应求，煤价也不断上涨，直接导致了发电成本增加。这样，降低发电成本成为电厂的很大课题，为了降，电厂需要采用更加先进的生产管理手段，才能通过优化生产、降低煤耗来提高生产效率。在这种情况下，电厂厂级监控信息系统SIS（Supervisory Inbbbbation System）就被以比较快的速度地推广开，成为提高电厂管理水平的一种有效途径。SIS及ESP-iSYS
SIS－电厂厂级生产管理监控信息系统是为了更好地实现发电企业安全、经济运行，提升企业的整体效益和在未来竞价上网中的竞争优势而开发的一套以电厂生产过程中所涉及的各种控制、监测、计量等系统为基础，集实时数据采集、加工、显示、存储为一体的完整的解决方案。SIS系统是建立在面向生产过程的、开放性的实时过程信息数据库基础上的信息系统，该系统将生产过程数以万计的数据进行储存和分析，为运行人员和生产管理者提供控制和决策的依据与指导。SIS首先为电力企业的安全稳定发电、控制企业成本、提高企业的生产力提供了真实而重要的现场实时数据，同时又能、准确地保存企业生产的大量珍贵的历史数据。再配合ESP-iSYS基础上科学、有效的数据发掘工具，精确、专业的计算分析模型，成为企业安全、经济运行的有力**。火力发电厂厂级监控信息系统（SIS）是于1997年底提出，2000年被纳入《火力发电厂设计技术规程》。在此基础上，于2004年形成了《火力发电厂厂级监控信息系统技术条件》。
ESP-iSYS是中控软件公司开发的一套实时数据库系统软件包，它是企业的实时信息中枢，能够全面整合企业生产信息，能够支撑整个企业的实时信息交互和各种智能的和自动化的事务执行。能够为企业管理部门提供即时、可靠的实时信息和数据分析结果。ESP-iSYS集成整个企业的实时数据，确保企业中的各个角色及时获得他们所需要的关键指标。企业的实时数据不再仅用来监控，而是通过ESP-iSYS的实时计算和实时数据分析功能，将实时数据转换为对企业生产管理和决策至关重要的实时信息和即时统计分析数据，这些信息和数据使生产变得透明，帮助企业的决策者作出及时、准确的决策。ESP-iSYS，从各种数据源收集企业的原始生产数据，通过丰富的Web画面和及时的Web报表将实时信息展现在您的面前，让用户浏览历史和当前的工况和各种关键分析信息，满足生产装置、运行优化、企业管理各个层面的需求。ESP-iSYS还为SIS系统进行了特别设计，对SIS的功能实现提供了更加有力的支持。
构建基于ESP-iSYS的SIS
（1）实时、历史数据平台功能模块的构建
ESP-iSYS有的核心组件ESP-iRTDB，它是ESP-iSYS实时数据库的数据中枢和调度服务中心。它作为实时的高速总线，完成对实时数据的分配、压缩存储和处理。ESP-iSYS不仅能够提供实时数据，还支持快速事务处理，能够触发虚拟机运行实时计算任务；触发报务进行即时的报警检测。ESP-iSYS还提供了加速实时信息访问的高速缓存——内存历史数据库，从而为上层应用访问近期实时数据提供了极高的交互速度。ESP-iSYS核心连接ESP-iHisServer，可地存储磁盘历史数据。适配现场不同通讯标准和协议的接口软件集合，将的数据迅速投递到ESP-iSYS核心，此种方式进一步提高了整体架构的稳定性。通过ESP-iSYS核心，分布在企业内的各种实时数据源被整合起来，形成了统一的通用的实时数据源，企业中各种应用系统可以基于统一的实时数据平台和统一的接口存取整个企业的实时信息。
（2）全厂实时数据采集与处理功能模块的构建
ESP-iSYS是一个全厂实时数据采集与处理的开发平台，通过简单的组态，就可以集成全厂实时数据。ESP-iSYS提供了对工业各种协议和标准普适性的接口方案，提供了从底层数据源到ESP-iSYS核心的高速双向交互。ESP-iSYS支持超过300种接口解决方案，覆盖绝大部分的分布式控制系统，从小型的数字仪表、PLC到大型的DCS和SA系统，均可以通过ESP-iSYS接口解决方案形成整个企业统一的数据源。ESP-iSYS为诸如化验室管理系统等人工数据录入也提供了专业的工具，保严谨可靠的录入流程。ESP-iSYS的接口解决方案甚至覆盖了部分年代久远的遗留系统，通过ESP-iSYS的接口方案合作伙伴，ESP-iSYS能为企业提供的接口解决方案得到了进一步的扩展。通过部署一套ESP-iSYS实时数据库，即可构成全企业稳定运行的实时数据中枢。ESP-iSYS还提供了开放的接口开发包，使有程序开发能力的用户能够方便地扩展。
一、开发背景：
油田油井数量多且分布范围由几十至上百平方公里，分布比较零散，目前大多采用人工巡井方式，由人工每日定时检查设备运行情况并记录采油数据。这种方式必然增加工人劳动强度，并且影响了设备监控与采油数据的实时性，甚至准确性。并且当抽油机、电泵出现故障时不能及时发现，得不到有效监控，防患和控制。
为有效解决上述问题而开发的“油井远程测控系统”，能够实时在线监测油井参数电流、电压、井口温度、压力、示功图等，对抽油机的各种故障包括（电流、电压越限、压力过高过低、光杆卡死时过载、停机、缺相、欠载等）进行实时诊断，及时发现故障并报警。能远程控制抽油机的启停。随时查询油井运行参数，并实现参数远传和数据资源共享。
二、系统基本构成：
油井远程测控系统主要由井口监控终端和监控中心计算机系统构成。其功能是通过对井口参数的实时检测，将检测到的油井状态参数，通过GPRS无线方式传送给采油厂实时数据库服务器，使生产管理的各个不门能够及时掌握油井工作状态，缩短油井故障处理时间，提高开井时率，增加产量，提高工作效率，为抽油机井精细管理提供一种全新的手段，是理想的油田的生产自动化产品。
系统工程设备组成：
（1） 传感器组件：拉力传感器、角位移传感器、温度传感器、压力传感器等。
（2） 井口监控终端：电源模块、采集模块、GPRS传输模块。
（3） 监控中心系统软件
（4） 监控中心计算机
三、系统功能：
系统主要采集抽油机三相电压、电流、有功功率、功率因数、日用电量、累计电量、油井井口回压、井口温度、光杆载荷及示功图、停机等参数，并进行相应的数据处理和存储。
（1）对抽油机井停机、参数越限、抽油杆断脱、抽油杆卡死等异常状况给出报警信息。
（2）具有数据掉电保护功能，可长期保存设定参数及历史数据。远程实现对抽油机的负荷超限停机控制，定时启动控制。
（3）远程实现对监控终端的参数配置和超限值的设定。
（4）自动记录抽油机工作过程，开机时间和停机时间累计，保存历史信息。
（5）具有静态数据浏览和编辑等功能：包括抽油机型号、配置电机型号、油井井号、冲程、线路名称、量程、报警上、下限、油井井况等方面的数据，并能添加新开油井、删除停产油井、作业井的基本数据。
（6）具有示功图、电流图（或功率图）、电流、电压、温度、压力等参数的实时趋势、历史趋势监视功能，可方便地了解长时间的参数变化情况，方便快速分析。
（7）引入GIS地理信息管理系统，能非常直观形象的反映整个油区油井的工作状况。
（8）可根据用户需要进行防护设计。
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