西门子模块6ES7317-6FF04-0AB0性能参数
GSM模块实现工业现场的无线监测，本地PC可用于远程控制，网络PC可扩展为正在兴起的网络控制。嵌入式微处理器的选择。由于该真空干燥系统要进行大量的数据运算，需要较强的控制能力，需要有较多的USART接口，同时要有ADC转换功能、LCD触摸屏、USB口等，在微处理器选择上，普通的8位、16位单片机已难以胜任，因此32位的嵌入式微处理器是比较好的选择。本系统选择INbbb PAX270，是一款基于32位Xscale核心的高性能、工业级的32位RISC微控制器，它具有极低的功耗，LCD控制器(大支持64K色STN和1256K色TFT)提供1通道LCD专用DMA，8通道10比特ADC和触摸屏接口，3通道UART(IrDA1．0，16字节TxFIFO，和16字节RX FIFO)／2通道SPI，2端口USB主机／1端口USB设备(1．1版)，PWM通道(4路输出)，以及多达119个中断源，这款微控制器特别适合自动化应用，并适用于工业控制、医疗系统、访问控制和故障维护等应用领域。
FPGA器件的选择。由于该系统包括了神经网络的实现，需要大量RAM空间来保存中间参数和查表计算，同时还需要大量的通用I／O接口，用于输入输出模块以及快速响应**的PWM调制功能，因此用FPGA是比较好的选择。这里选择Altera公司推出的低成本Cyclone系列，型号为EP2C20。EP2C20内部有18752i逻辑单元，52个M4K RAM块，共计239K位RAM，26个嵌入式18*18乘法器，4个锁相环，资源非常丰富，可满足系统设计要求。
2 温度与真空度控制模型
2．1 恒温或按某预定温度曲线的控制模型
温度控制模型如图2所示。温度控制采用神经网络模糊控制模型，设定值和测定值经过模糊划分后，同时送入神经模糊控制网络，生成模糊控制子集，通过转化器产生。PWM脉宽调制用的频率值与占空比，然后生成PWM驱动信号，驱动电力电子器件，电源输出给红外石英管，对真空箱进行加热。通过温度传感器及调整电路，形成温度值和温度变化率，根据温度值和温度变化率控制器对输出频率和占空比进行调整。
2．2 恒真空度或按某预定真空曲线的控制模型
真空度的控制模型与上述温度控制模型结构相似，不同的是神经模糊控制网络的输出不是直接用于电机的控制驱动，而是把输出的频率量转换成变频器的远程控制信号，通过RS485接口控制变频器的启动、停止和频率设置，如图3所示。
2．3 神经网络选择与仿真
根据上述控制模型，比较成熟的BP网络选择的控制神经网络如图4所示。神经模糊控制器在输入／输出参量的选择，以及模糊论域和模糊子集的确定方面，与一般的模糊控制器没有什么区别，只是在推理手段上引入了神经网络。
以真空度控制为例来验证控制模型的**程度。令x1~x7为输入真空度的模糊子集，x8~x14为输入真空度变化的模糊子集，y1~y8为输出空置量的模糊子集，从表1可以看出，共有16条控制规则。例如，当真空度为"合适"，变化率为"零"时，抽空时间应该为"短"，这个样本可以表示为：
SIMATIC 驱动控制器上的接口和显示/控制部件
内置 I/O
12 DI 和 8 DI/DQ（X122/X132，分配给集成驱动控制功能，可通过报文 39x 由 PLC 使用）
8 DI/DQ（X142，分配给 PLC、工艺 I/O）
通信接口
4 × DRIVE-CLiQ (X100 – X103)，用于连接整流柜和逆变柜等驱动组件
1 x PROFINET IO IRT（X150，3 个端口），例如，用于连接其它驱动系统和等时同步 I/O 系统，或用于跨 PLC 的同步操作
1 x PROFINET IO RT（X160，1 个端口），例如，用于网络分隔或用于连接其它 PROFINET 设备
1 x PROFINET 基本服务（X130，1 个端口），用于以 1 Gbit/s 的速度进行数据传输
1 x PROFIBUS DP（X126，主站接口），用于连接分布式 I/O
2 x USB（X125/X135，无功能）
SIMATIC 驱动控制器具有用于调试和诊断的显示和控制元件。
显示元件
3 个状态 LED 灯（PLC：RUN/STOP、ERROR、MAINT）
3 个状态 LED 灯（变频器：RDY、COM、未分配）
ACT LED 灯用于显示对 SIMATIC 存储卡的读/写访问状态
link 和 ACTIVITY LED 灯（用于接口 X130、X150 和 X160 处的每个 RJ45 接口）
7 段显示屏，用于诊断
操作员控制部件
PLC 模式选择开关 (RUN/STOP/MRES)
FUNCT 键（例如，将诊断数据写入 SIMATIC 存储卡）
功能
SIMATIC 驱动控制器将一个故障安全型 SIMATIC S7-1500 T-CPU 和一个 SINAMICS S120 驱动控制器组合在一个紧凑型装置中。
集成 SIMATIC S7-1500 TF-CPU组态 CPU 功能需要使用含有 STEP 7 Professional 的 TIA Portal V16 或更高版本。使用 F-CPU 功能还需要 STEP 7 Safety Advanced。
作为 T-CPU，SIMATIC 驱动控制器具有扩展运动控制功能，如：
凸轮和齿轮同步运行
跨 PLC 的同步操作
含有多 4 个插补轴的运动系统
通过所有 T-CPU 中集成“跨 PLC 同步操作"功能，可跨 CPU 实现齿轮传动和凸轮传动，这样就几乎没有轴的组态限制。
除了多个 CPU 之间的性能分配外，还可通过跨 PLC 的同步操作方便地实现模块化自动化方案。
跨 PLC 的同步操作
通信
例如，通过 CPU 功能强大的接口，可执行以下功能：
PROFINET I/O 控制器用于操作 PROFINET 上的驱动系统和分布式 I/O
PROFINET 智能设备用于连接 CPU 以作为 SIMATIC 或非西门子 PROFINET IO 控制器下的智能 PROFINET 设备
PROFIBUS 主站接口
等时同步模式用于 PROFINET、PROFIBUS、工艺 I/O 和集成驱动控制
作为运行系统选件的 OPC UA 服务器和客户机用于方便地将 SIMATIC S7-1500 连接到第三方设备/系统，具有 OPC UA Data Access、OPC UA Security、OPC UA 方法调用等功能，支持 OPC UA 合作伙伴规范
对于 SIMATIC 驱动控制器，使用 OPC UA S7-1500 时需要以下运行系统选件：
CPU 1504D TF：SIMATIC OPC UA S7-1500 Small
CPU 1507D TF：SIMATIC OPC UA S7-1500 Large
工艺 I/O
8 DI/DQ 分配给 PLC 并具有可按通道设置参数的工艺功能：
DI（具有硬件中断功能）
DQ
定时器 DI
定时器 DQ
过采样 DI
过采样 DQ
事件/周期持续时间测量
脉宽调制 PWM
使用一个可设置参数的输入滤波器 (1 µs / 125 µs)，可在高动态响应性和抗干扰性方面对数字量输入进行优化。
数字量输出可作为高速输出进行参数设置，具有以下优点：
极陡的边沿（1 μs 范围内的输出延时）
高切换频率
切换精度，例如，作为输出凸轮输出
集成 SINAMICS S120 驱动控制组态集成驱动控制需要使用 SINAMICS Startdrive V16 或更高版本。
集成在 SIMATIC 驱动控制器中的驱动控制基于 SINAMICS S120 控制单元 CU320-2（固件版本 V5.x）。这样就直接通过 SIMATIC 驱动控制器来运行多 6 个伺服驱动、6 个矢量驱动或 12 个 V/f 驱动。
如果需要更多驱动，则 SIMATIC 驱动控制器的驱动组态限制范围可通过额外的 SINAMICS S120 控制单元 CU320-2/CU310-2 或其它驱动系统（如 SINAMICS S210）来扩展。
SINAMICS Integrated 功能
SINAMICS Integrated 具有 SINAMICS S120 CU320-2 的驱动功能中的一部分功能。
SIMATIC 驱动控制器的集成驱动控制不支持以下功能/组件：
自由函数块 (FBLOCKS)
SINAMICS Web 服务器
SINAMICS、SIMOTION 和 SINUMERIK 相关组件（TM17、HLA、CX32-2、NX1x.3、TB30、CBExx）
注意
连接到 SIMATIC 驱动控制器的附加 SINAMICS S120 控制单元 CU320-2/CU310-2 具有全部功能。
需要许可证的 SINAMICS 功能
集成驱动控制支持需要许可证和技术扩展的以下 SINAMICS 运行系统功能：
运行时功能/技术扩展许可证
许可
扩展集成安全功能
每根轴
增强集成安全功能
每根轴
齿槽转矩补偿
每根轴
**位置控制（APC）
每根轴
动态电网支持
每个 SINAMICS Integrated
线路下垂控制
每个 SINAMICS Integrated
同步磁阻控制
每根轴
控制器参数调整
每根轴
技术扩展 VIBX（振动消除）
每个 SINAMICS Integrated
技术扩展 SERVCOUP（伺服耦合）
每个 SINAMICS Integrated
DCB 扩展库
每个 SINAMICS Integrated
有关 SINAMICS 运行系统功能和技术扩展的更多信息，请参见工业商城：www.siemens。。ｃｏｍ/industrymall
与需要许可证的控制功能类似，通过 TIA Portal，可针对集成驱动控制来确认购买需要许可证的 SINAMICS Runtime 功能的许可证（不是通过存储卡提供许可）。
通过 PROFINET IO 与 SIMATIC 驱动控制器相连的 SINAMICS S120 控制单元 CU320-2/CU310-2 经由控制单元的 CF 卡提供许可。
驱动 I/O
12 DI 和 8 DI/DQ 分配给集成驱动控制功能，例如，可用于变频器集成安全功能和测量输入。若相应进行了组态，则这些 I/O 也可由 PLC 使用（帧 39x）。
集成安全功能SIMATIC 驱动控制器具有用于控制与驱动的集成安全功能，因而可实现满足操作员与机器安全要求的集成解决方案。因此，可高效实现具有安全功能的灵活机器方案。
安全型程序部分可用“STEP 7 Safety Advanced"可选软件包来编程。为了使用集成在变频器中的安全功能，使用扩展集成安全功能或增强功能时需要有 SINAMICS 运行系统许可证。使用基本集成安全功能无需许可证。
版本“SINAMICS Startdrive Advanced"中的 SINAMICS Startdrive 用于执行用户友好的通过组态引导的安全功能验收测试。
SIMATIC Safe KinematicsSIMATIC Safe Kinematics 可通过多达 12 个插补轴在多维空间中安全监控预定义运动系统的运动。为此，可以使用安全速度监控、安全区域监控和安监控等监控功能。
SIMATIC Safe Kinematics 是一个 TIA Portal 选件包，在 TIA Portal 中作为安装程序安装。
SIMATIC Safe Kinematics V17 可用于固件版本 V2.9 及以上的 CPU 1507D TF 上的 SIMATIC Drive Controller。
SINAMICS 传动控制图 (DCC) 通过免费提供的控件、计算和逻辑块扩展了 SINAMICS Integrated 的功能，因此可通过图形组态在驱动系统中组态您自己的技术功能。
需求：SINAMICS DCC V17 及以上版本，CPU 固件 V2.9 及以上版本和 SINAMICS Integrated 固件 V5.2 SP3 及以上版本。
驱动控制块 (DCB) 标准库包含在 SINAMICS DCC 的供货范围内，大约包含 140 种块类型，用于组态逻辑和技术功能。可以通过 DCB 扩展库，对 DCB 标准库进行补充。使用 DCB 扩展库中的块需要运行时许可证。
SIMATIC 驱动控制器需要 SIMATIC 存储卡。使用集成 SINAMICS S120 驱动控制功能时，建议使用容量至少为 12 MB 的存储卡。固件更新需要容量至少为 256 MB 的存储卡。
用于控制和集成驱动控制的项目数据保存在 SIMATIC 存储卡中。
另外，SIMATIC 存储卡还可用于SIMATIC Drive Controller 的固件更新。
控制和集成驱动控制是使用两个单独的固件更新文件来升级的。
通过 SIMATIC S7-PLCSIM Advanced，虚拟控制器可用于仿真以及广泛的功能仿真。
虚拟控制器也可以与工厂/机器一起进行测试和验证。提供有丰富的 API，用于连接工厂/机器仿真。
SIMATIC Drive Controller 需要 S7-PLCSIM Advanced ≥V4.0、TIA Portal ≥V17 和 CPU FW ≥V2.9。