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SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

SINAMICS S120 西門(mén)子變頻器是全系列通用和模塊化的產(chǎn)品 ，標(biāo)準(zhǔn)裝置功率范圍從0.12kW-4500KW，供電電壓從200-690V均有覆蓋。在所有功率范圍中的裝置（變頻器、逆變器）和系統(tǒng)元件（整流單 元、制動(dòng)單元）都有一個(gè)統(tǒng)一的設(shè)計(jì)和相同的接線系統(tǒng)。他們能以任何方式組合并能并列安裝以滿足傳動(dòng)系統(tǒng)各種要求。作為系統(tǒng)模塊，該產(chǎn)品可用于建立單獨(dú)傳 動(dòng)、成組傳動(dòng)或多電機(jī)傳動(dòng)的佳傳動(dòng)系統(tǒng)。 SINAMICS S120 高品質(zhì)變頻器是西門(mén)子功能強(qiáng)大的低壓變頻系統(tǒng)，可以驅(qū)動(dòng)各種低壓異步電機(jī)、低壓同步電機(jī)以及伺服電機(jī)。
6SE70數(shù)字交流變頻器,SINAMIC S120變頻器具有AC/AC單機(jī)變頻和DC/AC多機(jī)傳動(dòng)兩種形式SINAMICS S120是一種高性能、高精度的變頻器。硬件上具有模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，安裝、維護(hù)簡(jiǎn)單易行；強(qiáng)大的軟件功能，使其適用于各種復(fù)雜應(yīng)用的場(chǎng)合。既能做伺服控制，也能做矢量控制，能實(shí)現(xiàn)速度控制，轉(zhuǎn)矩控制，位置控制多種控制方式，同時(shí)能滿足運(yùn)動(dòng)控制的要求；多種冷卻方式，更使其能適應(yīng)于各種場(chǎng)合和應(yīng)用。
西門(mén)子變頻器G120 系統(tǒng)其它選件     西門(mén)子 G150變頻柜    西門(mén)子 G130變頻柜  西門(mén)子Sinamics G120L變頻器

SIMATIC S7-300 6ES7323-1BH01-0AA0

西門(mén)子S7-200網(wǎng)絡(luò)的通訊設(shè)置和元件選擇

S7-200的端口是不隔離的，如果想使網(wǎng)絡(luò)隔離，應(yīng)考慮使用RS-485中繼器或者EM277。

注意：

●具有不同電位的互聯(lián)設(shè)備有可能導(dǎo)致不希望的電流流過(guò)連接電纜。

●這種不希望的電流可能導(dǎo)致通訊失敗或者設(shè)備損壞。

●要確保用通訊電纜連接的所有設(shè)備有相同的參考電位，或者彼此隔離，來(lái)避免產(chǎn)生這種不希望的電流。

為網(wǎng)絡(luò)確定通訊距離、通訊速率和電纜類(lèi)型

網(wǎng)段的大長(zhǎng)度取決于兩個(gè)因素：隔離（用RS-485中繼器）和波特率。但連接具有不同電位的設(shè)備是需要隔離。當(dāng)接地點(diǎn)之間的距離很遠(yuǎn)時(shí)，有可能具有不同的地電位。即使距離較近，大型機(jī)械的負(fù)載電流也能導(dǎo)致地電位的不同。

表1 網(wǎng)絡(luò)電纜的大長(zhǎng)度

1 如果不是用隔離端和中繼器，允許的大距離為50m。測(cè)量該距離時(shí)，從網(wǎng)段的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)開(kāi)始。到網(wǎng)段的后一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

在網(wǎng)絡(luò)中使用中繼器

RS-485中繼器為網(wǎng)段提供偏壓電阻和終端電阻。目的是為了：

●增加網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度：在網(wǎng)絡(luò)中使用一個(gè)中繼器可以使網(wǎng)絡(luò)的通訊距離擴(kuò)展50m。如果使用兩個(gè)中繼器而且中間沒(méi)有其他節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)的通訊距離按照所使用的波特率擴(kuò)展一個(gè)網(wǎng)段的長(zhǎng)度。在一個(gè)串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，多可以使用9個(gè)中繼器。但網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度不能超過(guò)9600m.

●為網(wǎng)絡(luò)增加設(shè)備：在9600的波特率下。50米距離之內(nèi)，一個(gè)網(wǎng)段多可以連接32個(gè)設(shè)備，使用一個(gè)中繼器允許在網(wǎng)絡(luò)上增加32個(gè)設(shè)備。

●在不同的網(wǎng)段之間電隔離：如果不同的網(wǎng)段具有不同的地電位，將他們隔離會(huì)提高網(wǎng)絡(luò)的通訊質(zhì)量。

一個(gè)中繼器在網(wǎng)絡(luò)中被算作網(wǎng)段的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，但沒(méi)有被指定站地址。

                      圖1帶有中繼器的網(wǎng)絡(luò)

選擇網(wǎng)絡(luò)電纜

S7-200 網(wǎng)絡(luò)使用RS-485標(biāo)準(zhǔn)，是用雙絞線電纜。在一個(gè)網(wǎng)段上可以連接32個(gè)設(shè)備。

表2 網(wǎng)絡(luò)電纜的通用指標(biāo)

需要以緊湊室外結(jié)構(gòu)提供單軸運(yùn)動(dòng)控制和 PLC 功能時(shí)，SIMOTION D410-2 是理想解決方案。不過(guò)，該解決方案也可用于塊型小型多軸組（通常為 2 到 3 軸，大 8 軸）。實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用時(shí)，SINAMICS 控制單元通過(guò) PROFIBUS 或 PROFINET 與 SIMOTION D410-2 連接。

SIMOTION D410-2 應(yīng)用示例包括：

• 自主控制單軸
• 橫向切斷機(jī)
• 纏繞機(jī)應(yīng)用
• 送料裝置/滾柱進(jìn)給/印刷機(jī)送料機(jī)
• 同步加工設(shè)備
• 緊湊型機(jī)器模塊，例如
  • 印后應(yīng)用中的送料機(jī)
  • 收縮包裝機(jī)。
• 模塊型小型多軸組（通常為 2 至 3 軸）

含 3 個(gè)軸（1 × D410-2 DP/PN，2 × CU310-2 PN）的 SIMOTION D410-2 軸組

SIMOTION D410-2 支持“定位”(POS)、“同步運(yùn)行/電子齒輪”(GEAR) 和“凸輪”(CAM) 這些工藝功能在內(nèi)的運(yùn)動(dòng)控制。但 V4.4 不支持“軌跡插補(bǔ)”(PATH)。

接口

顯示和診斷

• 使用 LED 指示燈來(lái)顯示運(yùn)行狀態(tài)和錯(cuò)誤
• 3 個(gè)測(cè)量插座
• 維修開(kāi)關(guān)和模式選擇開(kāi)關(guān)
• 診斷按鈕

內(nèi)置 I/O

• 5 點(diǎn)數(shù)字量輸入
• 8 點(diǎn)數(shù)字量輸入/輸出（多 8 點(diǎn)用作凸輪輸出或者多 8 點(diǎn)用作測(cè)量輸入）
• 3 點(diǎn)故障安全雙通道輸入 (F-DI)；也可用作 6 DI
• 1 點(diǎn)故障安全輸出 (F-DO)；也可用作 1 DO
• 1 點(diǎn)模擬量輸入（可以是 ± 10 V 或 ± 20 mA）

通信

• 1 x DRIVE-CLiQ
• 1 x PROFINET IO（1 個(gè)接口帶兩個(gè) 端口，僅限 D410-2 DP/PN）
• 1 x PROFIBUS DP（(D410-2 DP：2 × PROFIBUS DP）

數(shù)據(jù)備份

• 1 個(gè) SIMOTION CF 卡插槽

其它接口

• 24 V 電路電源端子
• 1 點(diǎn)編碼器輸入，用于
  • HTL/TTL 增量編碼器
  • SSI 值編碼器（不帶增量信號(hào)）
• 1 點(diǎn)溫度傳感器輸入（KTY84-130 或 PTC）
• 背面的 PM IF 接口（功率模塊接口），用于直接連接模塊型 SINAMICS S120 PM240-2 或 PM340 功率模塊

組裝/安裝

SIMOTION D410-2 可直接插到模塊型 SINAMICS S120 功率模塊中。

或者，可以將 SIMOTION D410-2 安裝在安裝板（需單獨(dú)訂購(gòu)）上，然后通過(guò) DRIVE-CLiQ 連接到電源模塊。這種情況下，必須將 CUA31/CUA32 控制單元適配器連接到電源模塊。SIMOTION D410-2 只能連接一個(gè)控制單元適配器。

注：

通過(guò) CUA31/CUA32 連接電源模塊時(shí)，不能通過(guò)內(nèi)置端子（F-DI、F-DO）使用安全集成擴(kuò)展功能。

AC/AC 裝置型功率模塊通過(guò) DRIVE-CLiQ 接口連接到 SIMOTION D410-2。書(shū)本型逆變單元無(wú)法連接 SIMOTION D410-2。

安裝在安裝板上的 SIMOTION D410-2 也可在不使用功率模塊的情況下運(yùn)行，例如

• 在液壓應(yīng)用中，將 TM31 用于模擬量輸入和模擬量輸出
• 用于連接帶模擬 ± 10 V 設(shè)定值接口 (IM 174/ADI 4) 的驅(qū)動(dòng)器

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/數(shù)據(jù)備份

SIMOTION D410-2 控制單元將以免維護(hù)的方式存儲(chǔ)保持性過(guò)程數(shù)據(jù)（有關(guān)所需的存儲(chǔ)器大小，請(qǐng)參見(jiàn)技術(shù)數(shù)據(jù)）。將通過(guò) SuperCap 備份實(shí)時(shí)時(shí)鐘數(shù)天時(shí)間。

運(yùn)行系統(tǒng)軟件、用戶數(shù)據(jù)和用戶程序均在 SIMOTION CF 卡上備份。控制單元的保持性過(guò)程數(shù)據(jù)也可以通過(guò)系統(tǒng)命令存儲(chǔ)在此 CF 卡上，例如在需要備件時(shí)。

可連接的 I/O

PROFINET IO：（僅限 D410-2 DP/PN）

• 通過(guò)認(rèn)證的 PROFINET 設(shè)備
• 分布式 SIMATIC ET 200S/SP/M/MP/eco PN/pro
• SIMATIC HMI

PROFIBUS DP：

• 通過(guò)認(rèn)證的 PROFIBUS 標(biāo)準(zhǔn)從站（DP-V0、DP-V1 和 DP-V2）
• SIMATIC ET 200S/SP/M/MP/eco/pro 分布式 I/O 系統(tǒng)
• SIMATIC HMI

DRIVE-CLiQ：

SINAMICS 系列中的模塊：

• 終端模塊（多 8 個(gè)），其中
  • 多 3 個(gè)為 TM15、TM17 高性能型或 TM41
  • 多 8 個(gè)為 TM15 DI/DO 或 TM31
  • 多 1 個(gè)為 TM54F
  • SMC/SME 編碼器單元（通過(guò) DRIVE-CLiQ 多連接 5 個(gè)編碼器系統(tǒng)）
  • DMC20/DME20 DRIVE?CLiQ 集線器模塊（多 1 個(gè)）
  • 帶 DRIVE-CLiQ 接口的電機(jī)

S7-200系列PLC其它常用指令

1.脈沖產(chǎn)生指令EU/ED的應(yīng)用

EU指令在EU指令前的邏輯運(yùn)算結(jié)果由OFF到ON時(shí)就產(chǎn)生一個(gè)寬度為一個(gè)掃描周期的脈沖，驅(qū)動(dòng)其后面的輸出線圈。

2．邏輯堆棧的操作

LPS為進(jìn)棧操作，LRD為讀棧操作，LPP為出棧操作。

   S7-200系列PLC中有一個(gè)9層堆棧，用于處理邏輯運(yùn)算結(jié)果，稱(chēng)為邏輯堆棧。

3．NOT、NOP和MEND指令

NOT、NOP及MEND指令的形式及功能如表4-19所示。

表4-19  NOT、NOP及MEND指令的形式及功能

NOT為邏輯結(jié)果取反指令，在復(fù)雜邏輯結(jié)果取反時(shí)為用戶提供方便。NOP為空操作，對(duì)程序沒(méi)有實(shí)質(zhì)影響。MEND為無(wú)條件結(jié)束指令，在編程結(jié)束時(shí)一定要寫(xiě)上該指令，否則會(huì)出現(xiàn)編譯錯(cuò)誤。調(diào)試程序時(shí)，在程序的適當(dāng)位置插入MEND指令可以實(shí)現(xiàn)程序的分段調(diào)試。

4．比較指令

比較指令是將兩個(gè)操作數(shù)按規(guī)定的條件作比較，條件成立時(shí)，觸點(diǎn)就閉合。比較運(yùn)算符有：=、>=、<=、>、<和<>。

（1）字節(jié)比較  字節(jié)比較用于比較兩個(gè)字節(jié)型整數(shù)值INl和IN2的大小，字節(jié)比較是無(wú)符號(hào)的。比較式可以是LDB、AB或OB后直接加比較運(yùn)算符構(gòu)成。如：LDB=、AB<>、OB>=等。

整數(shù)INl和IN2的尋址范圍：VB、IB、QB、MB、SB、SMB、LB、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。

指令格式例如： LDB=  VBl0，VBl2

（2）整數(shù)比較  整數(shù)比較用于比較兩個(gè)一字長(zhǎng)整數(shù)值INl和IN2的大小，整數(shù)比較是有符號(hào)的（整數(shù)范圍為16#8000和16#7FFF之間）。比較式可以是LDW、AW或OW后直接加比較運(yùn)算符構(gòu)成。如：LDW=、AW<>。OW>=等。

整數(shù)INl和IN2的尋址范圍：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、AIW、T、C、AC、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。

指令格式例如： LDW=  VWl0，VWl2

（3）雙字整數(shù)比較  雙字整數(shù)比較用于比較兩個(gè)雙字長(zhǎng)整數(shù)值INl和IN2的大小，雙字整數(shù)比較是有符號(hào)的(雙字整數(shù)范圍為16#80000000和16#7FFFFFFF之間)。比較式可以是LDD、AD或OD后直接加比較運(yùn)算符構(gòu)成。如：LDD=、AD<>、OD>=等。

雙字整數(shù)INl和IN2的尋址范圍：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、HC、AC、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。

指令格式例如： LDD=  VDl0，VDl2

（4）實(shí)數(shù)比較  實(shí)數(shù)比較用于比較兩個(gè)雙字長(zhǎng)實(shí)數(shù)值INl和IN2的大小，實(shí)數(shù)比較是有符號(hào)的（負(fù)實(shí)數(shù)范圍為-1.175495E-38和-3.402823E+38，正實(shí)數(shù)范圍為+1.175495E-38和+3.402823E+38）。比較式可以是LDR、AR或OR后直接加比較運(yùn)算符構(gòu)成。如：LDR=、AR<>、OR>=等。

實(shí)數(shù)INl和IN2的尋址范圍：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。

指令格式例如： LDR=  VDl0，VDl2

不同性能級(jí)別的 2 種標(biāo)準(zhǔn) CPU：

• SIPLUS CPU 1510SP-1 PN
• SIPLUS CPU 1512SP-1 PN

• SIPLUS CPU 1510SP-1 PN 的 SIPLUS ET 200SP 基于SIPLUS-S7-1500 CPU 1511-1 PN
• 用于采用 ET 200SP 的高性能控制解決方案
• 增強(qiáng)了系統(tǒng)和設(shè)備的可用性
• 用于多 64 個(gè) IO 設(shè)備的 PROFINET IO 控制器
• PROFINET I-Device，用于連接作為智能 PROFINET 設(shè)備、帶 SIMATIC 或第三方 PROFINET I/O 控制器的 CPU
• 適用于 4 個(gè)控制器的 PROFINET 共享智能設(shè)備
• PROFINET IO IRT 接口，帶 3 個(gè)端口集成交換機(jī)
• 經(jīng)由 PROFINET 的等時(shí)同步模式
• 具有多種通信功能：
  PG/OP 通信、PROFINET IO 通信、開(kāi)放式 IE 通信（TCP、ISO-on-TCP 和 UDP）、Web 器和 S7 通信（帶可裝載的函數(shù)塊）
• 可選 PROFIBUS DP 主站，用于 125 個(gè) PROFIBUS DP 從站（帶 CM DP 模塊 6ES7545-5DA00-0AB0）
• 可選 PROFIBUS DP 從站（帶 CM DP 模塊 6ES7545-5DA00-0AB0）
• 組態(tài)控制（選項(xiàng)處理）
• 集成運(yùn)動(dòng)控制功能，可以控制速度控制軸和定位軸，支持外部編碼器

CPU 1510SP-1 PN 是經(jīng)濟(jì)型入門(mén)級(jí) CPU，用于不連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)中對(duì)處理速度和響應(yīng)速度要求不高的應(yīng)用。CPU 1510SP-1 PN 可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系統(tǒng)（PROFINET 智能設(shè)備）。集成式 PROFINET IO IRT 接口的設(shè)計(jì)形式為 3 端口交換機(jī)，這樣就可以在系統(tǒng)中通過(guò)端口 1 和 2 建立總線型拓?fù)洌⑶乙部赏ㄟ^(guò)端口 3 來(lái)連接編程設(shè)備/PC 或 HMI 設(shè)備。

作為智能設(shè)備使用時(shí)，CPU 1510SP-1 PN 可實(shí)現(xiàn)在本地對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式預(yù)處理，并且僅將實(shí)際需要的信息傳輸?shù)缴衔豢刂破?。這樣做有以下優(yōu)勢(shì)：

• 減輕中央控制器的工作負(fù)荷
• 縮短對(duì)現(xiàn)場(chǎng)重要信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間
• 數(shù)據(jù)量減少，總線系統(tǒng)上的負(fù)荷降低
• 各單元經(jīng)過(guò)預(yù)測(cè)試并進(jìn)行平行調(diào)試，設(shè)置更快速
• 由于自帶機(jī)械裝置,增加了可用性和靈活性
• 組態(tài)清晰明了

CPU 1510SP-1 PN 完全獨(dú)立于中央控制器運(yùn)行。如果其發(fā)生故障，CPU 1510SP-1 PN 仍繼續(xù)運(yùn)行。

位模塊化設(shè)計(jì)的 ET 200SP I/O 系統(tǒng)和 CPU 1510SP-1 PN 可實(shí)現(xiàn)面向功能的站設(shè)計(jì)。

另外，CPU 通過(guò)易組態(tài)的塊提供全面控制功能，以及通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化 PLC-open 塊 提供連接至驅(qū)動(dòng)器的能力。

CPU 1510SP-1 PN CPU 直接卡裝到 DIN 導(dǎo)軌上，并具有：

• A powerful processor:
  The CPU achieves command execution times as low as 72 ns per binary instruction.
• 大容量工作存儲(chǔ)器：
  100 KB 用于程序，750 KB 用于數(shù)據(jù)
• SIMATIC 存儲(chǔ)卡作為裝載存儲(chǔ)器；
  允許附加固件更新、數(shù)據(jù)日志和歸檔等功能
• 位模塊化擴(kuò)展性，靈活性好；
  任意組合達(dá) 64 個(gè) I/O 模塊（I/O 模塊、工藝模塊和通信模塊）。大 1 m 的站寬度。
• PROFINET IO IRT 接口，帶集成 3 端口交換機(jī)：
  • 端口 1 和 2 通過(guò)總線適配器來(lái)連接（CPU 1510SP-1 PN 未提供總線適配器，不使用該適配器也可運(yùn)行）。
    如果需要，相應(yīng)的總線適配器（BA 2xRJ45 或 BA 2xFC）需單獨(dú)訂購(gòu)。）
  • 端口 3 通過(guò)集成式 RJ45 接口來(lái)連接
• 集成通信功能：
  • 編程器/OP 通信
  • PROFINET IO
  • 開(kāi)放式 IE 通訊（TCP，ISO-on-TCP 和 UDP）
  • Web 器
  • S7 通信
  • S7 路由
  • 數(shù)據(jù)集路由
• 免維護(hù)數(shù)據(jù)備份（無(wú)電池）
• 用于錯(cuò)誤 (Error)、運(yùn)行狀況 (RUN/Stop)、維護(hù) (MT)、電源 (PWR) 以及每個(gè)端口一個(gè)鏈路 LED 的診斷顯示
• 可選標(biāo)簽采用淺灰色或黃色標(biāo)簽條。有兩種材料可供選擇：
  • 標(biāo)簽箔和帶有 500 個(gè)標(biāo)簽條的標(biāo)簽卷，用于熱轉(zhuǎn)印打印機(jī)
  • 標(biāo)簽紙 (280 g/m²)，規(guī)格 DIN A4，每張 100 個(gè)標(biāo)簽條，適用于激光打印機(jī)
• ET 200SP CPU 可帶有一個(gè)參考 ID 標(biāo)簽
• 借助于總線適配器，可實(shí)現(xiàn)不同的 PROFINET 連接類(lèi)型
  • 在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下，BA 2xRJ45 用于通過(guò) RJ45 插頭進(jìn)行連接
  • 對(duì)于運(yùn)行期間的機(jī)械負(fù)荷和/或更高的 EMC 要求，可使用 BA 2xFC 來(lái)直接連接 PROFINET 電纜
• 在將 AC I/O 模塊或 AI Energy Meter ST 用作第一個(gè) I/O 模塊時(shí)，應(yīng)將深色的基本單元用作 ET 200SP CPU 后面的第一個(gè)基本單元