西門子6SL3120-1TE32-0AA3

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上海盟疆自動化（shimu）優(yōu)勢產(chǎn)品; PLC 、屏、變頻器、電纜及通訊卡、數(shù)控、網(wǎng)絡(luò)接頭、伺服驅(qū)動、 凡在公司采購西門子產(chǎn)品，均可質(zhì)保
一年，假一罰十，以客戶的需求為宗旨 , 以誠為本 , 精益求精是專業(yè)從事西門子工業(yè)自動化產(chǎn)品銷售和集成的優(yōu)良企業(yè)。

西門子6SL3120-1TE32-0AA3

 

6SL3120-1TE32-0AA3

SINAMICS S120 單電機模塊 輸入：600V DC 輸出:3AC 400V,200A 結(jié)構(gòu)形式：書本尺寸 內(nèi)部風冷 優(yōu)化的脈沖圖形和 支持擴展 安全集成功能 包含 DRIVE-CLiQ 電纜

 

 

 

描述

 

通過全新按鍵面板 KP8/KP8F，SIMATIC HMI 以有利的價格提供了專門為 PROFINET 環(huán)境而設(shè)計的緊湊型小鍵盤操作員面板。八個較大的符合人體工程學的按鍵，分別由五種不同顏色來指示，從而形成一個裝置。對于較大的控制面板，您可以無間隙添加其他裝置，并通過集成以太網(wǎng)交換機進行電氣連接，通過 24 V 直流電建立回路。針對與安全相關(guān)的應(yīng)用，還存在故障防護型種類 KP8F

 

 

 

 

 

 

 

應(yīng)用領(lǐng)域

 

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這些堅固耐用的按鍵面板是為簡單直接的機器操作而設(shè)計的。在沒有按鍵和燈具就無法執(zhí)行 HMI 功能的任何地方都可以使用，例如機器和工廠的控制臺。按鍵面板的格式具有選擇性，以便它們也可以*地安裝到全封閉 HMI 設(shè)備的擴展裝置中。

 

 

 

 

 

優(yōu)勢

• 節(jié)省多達 90 % 的布線時間

• 按鈕和燈具具有更少的數(shù)字輸入/輸出模塊

• 由于只連接了一個標準總線電纜，因此不會出現(xiàn)配線錯誤

• 集成以太網(wǎng)交換機，用于設(shè)置總線型和環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)

• 可*地安裝到全封閉 HMI 設(shè)備的擴展裝置中

• 提供故障防護型版本

 

 

 

設(shè)計和功能

SIMATIC HMI KP8 可以提供 8 個較大的照明按鈕，而且這些按鈕可用標簽條輕松標記。這些按鍵具有觸覺反饋功能，因此，即使佩戴有手套也可以進行可靠操作。您可以設(shè)置五種顏色（藍、綠、紅、黃和白），并且可以通過 STEP 7 硬件組態(tài)設(shè)置按鍵的亮度。其背面有 8 個 I/O 插針，這些插針可用于連接其他控制裝置。 這些按鍵面板可以無間隙地安裝在一起，借助于集成以太網(wǎng)交換機，這些裝置可以成為總線型拓撲的一部分，甚至可以建立 24V 直流電回路。

 

按鍵面板 KP8F － 故障防護型版本

借助于集成 PROFIsafe 通信，該按鍵面板可以和 SIMATIC S7-300F/400F 一起用于簡易緊急停止應(yīng)用的故障防護型操作。KP8F 的兩個額外的故障防護型輸入可以使用兩個緊急停止按鈕來實現(xiàn) SIL 2。如果一個緊急停止按鈕只連接到一個輸入，可以實現(xiàn) SIL 3。KP8F 可以由兩個故障防護型控制器通過共享設(shè)備 PROFINET 功能來處理。

 

 

 

技術(shù)數(shù)據(jù)

設(shè)備	KP8
按鍵數(shù)量	8
指示燈顏色	紅、黃、綠、藍、白
數(shù)字量輸入	8（KP8F 有 2 個額外的故障防護型輸入）
數(shù)字量輸出	8
接口	2 個具有集成交換機的 RJ45 以太網(wǎng)
防護等級	正面 IP 65（如果安裝），背面 IP 20
前面板	98 x 155 mm（寬 x 高）
安裝開孔	68 x 129 mm（寬 x 高）
深度	49 mm

1問題的提出

1.1 如何擴展值編碼器的測量范圍
在運動控制系統(tǒng)中，經(jīng)常使用值旋轉(zhuǎn)編碼器作為位置反饋，值編碼器具有返回值與實際位置一一對應(yīng)、斷電后位置信息不丟失等優(yōu)點，在使用時給用戶帶來了很多方便，比如在設(shè)備重新上電時，不需要重新尋找參考點（回零）。
不過值旋轉(zhuǎn)編碼器也有缺點，不管是單圈值編碼器，還是多圈值編碼器，它的測量范圍都是有限的。如果負載不停地單方向運行，那么一定會造成編碼器返回值溢出，此時編碼器的值又重新返回零，周而復始。此時如果設(shè)備重新上電，編碼器返回值是不包含溢出次數(shù)信息的，所得到的位置值也是不可用的。

圖1 值旋轉(zhuǎn)編碼器的返回值與負載位置的關(guān)系

問題1：在使用SINAMICS S120進行位置控制時，在采用值編碼器作為位置反饋時，如果負載行程較長，超出了值編碼器的測量范圍，那么在設(shè)備重新上電時，編碼器的返回位置r0483與負載實際位置是不匹配的。此時應(yīng)該如何擴展值編碼器的測量范圍，正確地讀取負載的位置？

1.2 如何正確使用測量齒輪
在一些場合會使用測量齒輪改變電機或負載的轉(zhuǎn)速特性，以便于速度或位置的測量，如圖2所示為一個齒輪比為1：3的測量齒輪。如果所用的編碼器為值編碼器，那么在發(fā)生溢出時，編碼器返回值的零點與電機/負載的零點就出現(xiàn)偏移，偏移量的大小取決于齒輪比。一旦編碼器返回值發(fā)生溢出，負載的實際位置值就不可用了。

圖2 測量齒輪示意圖

舉一個例子，在使用圖2的測量齒輪時，假設(shè)所用的編碼器是一個8圈的值編碼器，那么默認情況下，編碼器返回位置、電機/負載的角度、編碼器的角度隨時間變化的關(guān)系如圖3所示。

圖3 編碼器返回位置、電機/負載角度、編碼器角度的關(guān)系

從圖3可以看出，在編碼器旋轉(zhuǎn)8圈以后發(fā)生溢出，每次溢出后編碼器返回值的零點與電機/負載的零點會有1/3圈的偏移，在發(fā)生溢出以后編碼器返回的位置值就不可用了。在溢出3次以后，編碼器返回值零點與電機/負載零點又重合了。

問題2：在使用SINAMICS S120進行位置控制時，在采用值編碼器作為位置反饋時，如果使用了測量齒輪，那么如何在編碼器溢出時，也能正確讀取電機/負載的實際位置？

2 SINAMICS S120位置跟蹤功能的使用

2.1 SINAMICS S120位置跟蹤功能概述
SINAMICS S120位置跟蹤（Position Tracking）可用于：

? 擴展值編碼器的測量范圍
? 在使用測量齒輪時，正確計算負載的位置

該功能可通過參數(shù)P0411.0來激活，激活以后，編碼器溢出的次數(shù)信息會被保存在斷電保持數(shù)據(jù)區(qū)中，這樣即使編碼器返回值發(fā)生溢出，即使設(shè)備重新上電，也可以重新根據(jù)編碼器溢出次數(shù)和當前返回值計算出負載的當前位置。

圖4 測量齒輪和編碼器的示意圖

值編碼器位置實際值保存在參數(shù)r0483中，r0483是一個無符號32位數(shù)，需要激活編碼器的控制字中第13位（GnSTW.13）才會將編碼器的實際值顯示在r0483中。如果P0411.0＝0，那么位置跟蹤功能未被激活，此時r0483中的位置值由以下數(shù)據(jù)構(gòu)成：

? 編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)P0408
? 編碼器信號細分位數(shù)P0419
? 編碼器圈數(shù)P0421

如果P0411.0＝1，那么位置跟蹤功能被激活，此時r0483中的位置由以下數(shù)據(jù)構(gòu)成：

? 編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)P0408
? 編碼器信號細分位數(shù)P0419
? 值旋轉(zhuǎn)編碼器虛擬圈數(shù)P0412
如果沒有測量齒輪，編碼器的圈數(shù)即為P0421的值，如果P0421太小，不滿足負載行程要求，那么可以通過放大P0412來擴展值編碼器的位置測量范圍。
? 測量齒輪比P0433/P0432

2.2 擴展值編碼器測量范圍的參數(shù)設(shè)置
要擴展值編碼器的測量范圍，可以在配置向?qū)е芯幋a器配置畫面上進行設(shè)置。使用STARTER軟件打開項目，在Config DDS的配置向?qū)е?，在配置編碼器數(shù)據(jù)時，點擊Details按鈕，如圖5所示。

圖5 編碼器配置畫面

在彈出的對話框中Details選項卡中，選擇激活位置跟蹤功能，并在虛擬圈數(shù)P0412中輸入需要的值，如圖6所示。配置完畢后，下載數(shù)據(jù)并保存。

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圖6 激活位置跟蹤功能

另外也可以在ONLINE情況下，通過參數(shù)表直接設(shè)置。使用PG/PC連接設(shè)備，在STARTER軟件中連接在線后，通過驅(qū)動器的Expert List打開參數(shù)列表，依次設(shè)置以下參數(shù)即可。

P0010＝4， Encoder Commissioning 編碼器調(diào)試
P0411.0＝Y(jié)es， Activate Position Tracking 激活位置跟蹤功能
P0412＝600， Set Virtual Revolution 設(shè)置虛擬圈數(shù)，根據(jù)實際情況調(diào)整
P0010＝0， Ready 返回就緒狀態(tài)

2.3 使用測量齒輪時的參數(shù)設(shè)置
針對1.2節(jié)中的例子，編碼器每溢出一次，都會在電機/負載側(cè)產(chǎn)生1/3圈的偏移，每溢出3次以后，編碼器零點與電機/負載的零點重新吻合。在編碼器溢出時，電機/負載的位置就可能不正確了。
此時需要激活位置跟蹤功能，并設(shè)置測量齒輪的齒輪比P0433和P0432，如圖7所示。本例中值編碼器是一個8圈的值編碼器，所以P0412=8。

圖7 測量齒輪的參數(shù)設(shè)置

這樣可以擴展位置值r0483的表示范圍（如圖8所示），在使用測量齒輪時，即使發(fā)生編碼器返回值溢出，也能正確指示電機/負載的實際位置。

圖8 位置跟蹤功能激活后的位置值

S120 支持與HMI進行直接通信，這樣可以通過HMI直接控制s120的起停和設(shè)定，不過該種通信方式屬于非周期通信，需要設(shè)置通信狀態(tài)監(jiān)控以便通信異常時變頻器能夠停車。下面以Winccflexible PC Runtime和S120（CU320 V2.6.2）為例，介紹HMI控制S120起停和通信狀態(tài)監(jiān)視的設(shè)置方法。

1 HMI側(cè)的設(shè)置

1.1 HMI側(cè)的通信設(shè)置

 

說明：
（1）通訊驅(qū)動選擇“SIMATIC S7 300/400”并激活“ON”。
（2）HMI側(cè)要勾選“only master on the bus”。
（3）設(shè)置雙方的通信網(wǎng)絡(luò)和站地址。

1.2 HMI側(cè)創(chuàng)建變量標簽

 

說明：
（1）DB號對應(yīng)參數(shù)號，比如DB2098對應(yīng)變頻器內(nèi)的P2098。
DBX號=DO號*1024+參數(shù)下標號，比如DBW3072對應(yīng)DO03中的0號下標參數(shù)。
DO號可以在starter/scout軟件的“communication”中找到。
（2）這里建立了三個參數(shù)：
“P2098_1”對應(yīng)于變頻器的P2098[0]（用于控制啟停）；
“P2098_2”對應(yīng)于變頻器的P2098[1]（用于接收HMI產(chǎn)生的脈沖）；
“P2900”對應(yīng)變頻器的P2900用于速度給定。

1.3 HMI側(cè)生成脈沖信號

 

說明：
（1） 點擊畫面窗口---事件---加載---選擇“SimulateTag”函數(shù)；給該函數(shù)分配P2900_2變量，設(shè)置函數(shù)周期為2（時基是200mS），大值為1，步長（value）為1.
該函數(shù)是用于仿真某個int型變量的變化，并且只能在畫面加載事件中調(diào)用，在當前畫面窗口激活，即當前窗口被顯示時該函數(shù)被調(diào)用；若有多個畫面則需在每個畫面的加載事件中調(diào)用該函數(shù)，并做相同設(shè)置，否則切換畫面時脈沖會丟失。
（2）這里設(shè)置的函數(shù)周期是2*200mS,而變量的刷新周期是500mS.這樣可以保證變量每次
刷新時變量值都經(jīng)過變化，同時變頻器側(cè)P2098[1]參數(shù)接收到脈沖信號的周期會足夠
小，從而保證在設(shè)定的2S時間內(nèi)檢測到脈沖。
（3）變頻器參數(shù)P2098[0]/P2098[1]是兩個“WORD變量到BIT變量轉(zhuǎn)換”的變量，轉(zhuǎn)換后的變量會分別在r2094.0---r2094.15和r2095.0---r2095.15中顯示并可進行BICO
連接。
（4）可作BICO連接的標有CI標識的P參數(shù)不能直接與HMI建立連接，r參數(shù)可以。
（5）其中，設(shè)置2S定時是因為周期通信中總線檢測的可設(shè)大時間為2S，見下圖：

 

1.4 HMI側(cè)的啟停和給定設(shè)置

 

說明：
（1）給定的IO域連接到變量P2900對應(yīng)于變頻器參數(shù)P2900；

（2）點擊啟動按鈕---事件---點擊---翻轉(zhuǎn)變量位（InverBitInTag）---連接變量P2098_1 (對應(yīng)
于變頻器參數(shù)P2098[0])---選擇第0位。

2 變頻器側(cè)的設(shè)置

2.1通信只需要設(shè)置CU的站地址

2.2 參數(shù)設(shè)置、起停和給定的連接邏輯見下圖：

 

變頻器的參數(shù)連接為：
P1070[0]=P2900
P840[0]=r2094.0(其中r2094.0自動連接到P2098[0].0)
其它相關(guān)參數(shù)請參見S120調(diào)試手冊。

 

說明：P840[0]=r2094.0(r2094.0=P2098[0].0自動關(guān)聯(lián))

 

說明：P1070[0]=P2900(P2900對應(yīng)變頻器內(nèi)的可設(shè)置固定值，可通過HMI更改)

2.3 通信診斷和響應(yīng)處理
變頻器側(cè)的通信診斷及通信故障響應(yīng)邏輯見下圖：

 

說明：
r2095.0是來自HMI的脈沖信號，檢測該信號為常1或常0達到2S后，認為通信故障。
變頻器OFF2停車，并切換命令參數(shù)組到端子或面板控制（由用戶根據(jù)需要設(shè)置）。

2.4 變頻器側(cè)通信相關(guān)參數(shù)的設(shè)置
激活S120的自由功能塊功能，方法如下：

 

說明：
(a) 右擊“VECTOR_03”選屬性---選擇“function modules”---勾選自由功能塊---OK。
(b) P20000[0]選擇8*r20002。用于設(shè)置自由功能塊執(zhí)行組0的掃描時間，要求小為
1ms。參數(shù)形式為N*r20002，其中r20002為時基，對于驅(qū)動對象其值一般0.125mS。

（1）設(shè)置PDE0（延時通定時器），用于檢測r2095.0的信號在2S內(nèi)是否為常1。

 

P20158= 2095.0(檢測脈沖信號是否為常1)
P20161=0(選擇執(zhí)行組0)
P20162=1（在執(zhí)行組0中的執(zhí)行順序為1）
P20159=2000（設(shè)定延時時間為2S）
r20160定時器0的輸出，送給OR0輸入1。

（2）設(shè)置NOT0功能塊(對脈沖信號進行取反以檢測常0信號)

 

P20078=R2095.0(脈沖信號)
P20080=0（在執(zhí)行組0中執(zhí)行）
P20081=2（在執(zhí)行組0中的執(zhí)行順序為2）
r20079（取反后的信號輸出，送給PDE1輸入）

（3）設(shè)置PDE1（延時通定時器），用于檢測r2095.0的信號在2S內(nèi)是否為常0。

 

P20163= R20079 (檢測脈沖信號是否為常0)
P20166=0(選擇執(zhí)行組0)
P20167=3（在執(zhí)行組0中的執(zhí)行順序為3）
P20164=2000（設(shè)定延時時間為2S）
r20165定時器1的輸出，送給OR0的輸入2

（4）設(shè)置OR0功能塊（將常1和常0檢測結(jié)果相或）

 

P20046[0]= R20160 (常1檢測結(jié)果)
P20046[1]= R20165（常0檢測結(jié)果）
P20046[2]=0
P20046[3]= 0
P20048=0(在執(zhí)行組0中執(zhí)行)
P20049=4(在執(zhí)行組0中的執(zhí)行順序為4)
R20047或信號的輸出。該信號一方面直接送給P810用于切換命令組；另一方面送
給的輸入。

（5）設(shè)置功能塊，對檢測結(jié)果取反后送給OFF2停車源2（P845[0]）

 

P20082= r20047 (取自O(shè)R0輸出)
P20084=0(選擇執(zhí)行組0)
P20085=5(在執(zhí)行組0中的執(zhí)行順序為5)
r20083 的輸出，送給OFF2停車源2(P845[0])

（6）終信號連接
P845[0]= R20083( 的輸出信號)
P810= r20047（OR0的輸出信號）
即當檢測到通信故障時，變頻器OFF2停車，以保證設(shè)備和人身安全；同時將命
令數(shù)據(jù)組2激活，若設(shè)置了其它命令數(shù)據(jù)組，則可避免因通信故障而導致變頻器無
法運行。