《基于ethercat的中低压变频器和变流器控制平台-2013》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于ethercat的中低压变频器和变流器控制平台-2013（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 应用背景应用背景 基于EtherCAT总线的变流器控制平台 03.12.2013 1 1、变流器厂家生产不同机型变流器或中低压变频器，都需要自己开发相应 的控制电路板; 2、几组小兆瓦组合大兆瓦机型，几个IGBT串联组成三电平和五电平电路， 系统要求实时、同步、可靠； 3、方便结构组合； 4、减少柜内布线，提高抗干扰； 5、减少开发成本，开发周期 6、灵活地配置与第三方通讯的接口； 简介简介 基于EtherCAT总线的变流器控制平台 03.12.2013 2 为了统一各种机型的 变流器控制平台， BECKHOFF推出基于 EtherCAT通讯的变流 器IPC控制平台，当然 也推广到中高压变频
2、 器； EtherCAT满足变流器 内部快速实时通讯的 要求，可以实现循环 时间在50us； EtherCAT具有实时、 同步、可靠特点； 变流器内部EtherCAT 线路冗余。 变流器变流器IPC控制平台主要是使用控制平台主要是使用 24VDC供电的设备，通过供电的设备，通过 BECKHOFF PC控制器、变流器控制器、变流器 IGBT控制板等共同实现变流器逻控制板等共同实现变流器逻 辑、功能、保护等功能辑、功能、保护等功能 BECKHOFF控制器控制器CX2030- 0121 通过通过EtherCAT连接连接IO模块，以模块，以 及及PIB（功率接口板）（功率接口板）IGBT控制控制 板板
3、 多多个输出个输出IGBT控制板级联控制板级联 EtherCAT冗余冗余 即使一条线路发生故障，不影响即使一条线路发生故障，不影响 正常运行。正常运行。 与逻辑、保护功能相关的各种继与逻辑、保护功能相关的各种继 电器、接触器电器、接触器 结构结构 基于EtherCAT总线的变流器控制平台 03.12.2013 3 1.5MW变流器机型变流器机型 结构结构 基于EtherCAT总线的变流器控制平台 03.12.2013 4 两个两个1.5MW背靠背组成背靠背组成3MW 结构结构 基于EtherCAT总线的变流器控制平台 03.12.2013 5 三个三个1.5MW（2.5MW）背靠背组成）背靠背
4、组成4.5MW(7.5mw) 1、一个、一个PIB板有三路板有三路PWM输出，分别到机侧或网侧的三相电路输出，分别到机侧或网侧的三相电路 2、PIB输出输出PWM数字信号，经过驱动板（光藕、放大）转换模拟信号（数字信号，经过驱动板（光藕、放大）转换模拟信号（+-15v）控制）控制IGBT开开 断；断； 3、4跟差分信号跟差分信号pwm 4路路ntc温度信号，温度信号，FPGA主要执行机构，矢量运算以及发电机控制、占主要执行机构，矢量运算以及发电机控制、占 空比计算都是空比计算都是CX2030完成，通过完成，通过EtherCAT总线发给总线发给FPGA来执行，输出来执行，输出PWM信号信号 结构
5、结构 PIB板板PWM信号输出信号输出 基于EtherCAT总线的变流器控制平台 03.12.2013 6 BECKHOFF端子端子IO 数字量数字量IO 模拟量模拟量IO 温度模块温度模块 带有带有EtherCAT接口的耦合器接口的耦合器 EtherCAT线缆线缆 结构结构 IO模块模块 基于EtherCAT总线的变流器控制平台 03.12.2013 7 通过控制通过控制IGBT模块调制工作，完成从发电机到电网的能量转换，通过监测主电路的电压、电模块调制工作，完成从发电机到电网的能量转换，通过监测主电路的电压、电 流等信号，对变流器运行起到保护，并利用采集到信号完成频率、并网功率等数据的计算
6、流等信号，对变流器运行起到保护，并利用采集到信号完成频率、并网功率等数据的计算 驱动驱动IGBT通过一条偏平电缆，一个通过一条偏平电缆，一个IGBT对应一条偏平电缆对应一条偏平电缆 集成电压、电流、温度采集集成电压、电流、温度采集 结构结构 基于EtherCAT总线的变流器控制平台 03.12.2013 8 结构结构 基于EtherCAT总线的变流器控制平台 03.12.2013 9 结构 FB1111/22/30 | EtherCAT 接口卡 基于EtherCAT总线的变流器控制平台 03.12.2013 10 EtherCAT接口卡主要用在接口卡主要用在IGBT控制上，做控制上，做 为与为
7、与CX2030控制器通讯的（控制器通讯的（EtherCAT） 接口接口 The EtherCAT背板控制器板提供基于背板控制器板提供基于 ET1100 ASIC芯片，及烧制了芯片，及烧制了ET18xx EtherCAT IP Core的的Altera、Xilinx FPGA 的完整连接的完整连接. 提供控制器的编程和调试接口提供控制器的编程和调试接口 方便方便用于设备集成用于设备集成EtherCAT接口板接口板 可与可与EtherCAT评估版共同评估版共同使用使用 EtherCAT背板（背板（Piggyback）实现与）实现与ASIC 芯片芯片ET1100或基于或基于FPGA的的EtherCA
8、T完整完整 连接连接 为为FPGA的应用集成了编程接口的应用集成了编程接口 通过通过PDI选择器开关选择需要的过程数据接选择器开关选择需要的过程数据接 口口 1、实时性、实时性 2、同步性、同步性 （分布时钟、时间补偿（分布时钟、时间补偿 ） 3、可靠性（应用范围广泛、全球、可靠性（应用范围广泛、全球 2000多家会员、多家会员、BECKHOFF很多很多 产品都是基于产品都是基于EtherCAT） 4、开发性、开发性 5、高可用性、高可用性 6、EtherCAT冗余冗余 具体请具体请ETG介绍介绍 EtherCAT总线总线 基于EtherCAT总线的变流器控制平台 03.12.2013 12
9、李显成 EtherCAT 是直达是直达I/O级的实时以级的实时以 太网太网 没有网关延时没有网关延时 输入输入输出输出, 传感器，驱动器，显示传感器，驱动器，显示 单元单元，所有设备位于同一个总线上所有设备位于同一个总线上 EtherCAT 分布时钟分布时钟 精确同步精确同步 ( 1 s!) ，通过分布通过分布 时钟的精确调整来实现！时钟的精确调整来实现！ 传输速率传输速率:2 x 100 Mbit/s (高速以高速以 太网太网, 全双工模式全双工模式) 直接内存直接内存访问访问 beckhoff 产品优势产品优势 EtherCAT实时通讯实时通讯 基于EtherCAT总线的变流器控制平台
10、03.12.2013 13 李显成 EtherCAT线缆冗余线缆冗余 EtherCAT线缆冗余应用到线缆冗余应用到 CX2030，通过两个独立以太网，通过两个独立以太网 网口，结合耦合器网口，结合耦合器EK1100 Beckhoff产品优势产品优势 EtherCAT冗余冗余 基于EtherCAT总线的变流器控制平台 03.12.2013 14 控制器自身可以选配通讯接控制器自身可以选配通讯接 口，口， 如如 CANOPEN profibusdevicenetR485等等 可以再控制器前加性价比比可以再控制器前加性价比比 较高的通讯端口较高的通讯端口 Beckhoff产品优势产品优势 与风机主
11、控通讯接口灵活与风机主控通讯接口灵活 基于EtherCAT总线的变流器控制平台 03.12.2013 15 硬件硬件 控制器带有控制器带有Ethernet网口，变流器内部网口，变流器内部EtherCAT通讯通讯 IPC平台（平台（beckhoff控制器、控制器、beckhoff I/O、IGBT控制板）控制板） 控制器可以运行控制器可以运行HMI界面，通过界面，通过DVI接显示器接显示器 软件软件 支持支持IEC 61131编程、编程、C语言、语言、c+ TwinCAT plc runtime TwinCAT 3 高级语言编程高级语言编程 统一参数设置界面统一参数设置界面 相同软件开发工具相同软件开发工具 统一平台统一平台 基于EtherCAT总线的变流器控制平台 03.12.2013 16
