西門子6FC5370-3AM20-0AA0

西門子6FC5370-3AM20-0AA0

SINAMICS S120產(chǎn)品介紹
Sinamics S120 是西門子公司推出的全新的集 V/F、矢量控制及伺服控制于一體的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，它不僅能控制普通的三相異步電動(dòng)機(jī)，還能控制同步電機(jī)、扭矩電機(jī)及直線電機(jī)。其強(qiáng)大的定位功能將實(shí)現(xiàn)進(jìn)給軸的、相對(duì)定位。內(nèi)部集成的 DCC(驅(qū)動(dòng)控制圖表)功能，用 PLC 的 CFC 編程語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯、運(yùn)算及簡(jiǎn)單的工藝等功能。
S120分為兩種，AC/AC（單軸驅(qū)動(dòng)器）和DC/AC（多軸驅(qū)動(dòng)器）。
更多S120產(chǎn)品信息請(qǐng)參考支持中心提供的相關(guān)網(wǎng)頁(yè)。

2. 準(zhǔn)備

2.1 環(huán)境要求

2.1.1 本文檔所述實(shí)例基于以下硬件環(huán)境：
• PS307 5A                         6ES7307-1EA00-0AA0
• CPU 317TF-2DP             6ES7317-6TF14-0AB0
• SIMATIC MMC 8M        6ES7953-8LP11-0AA0
• SIMATIC Field PG M3    6ES7715-1BB23-0AA1
• PROFIBUS電纜
• 其他S7 300模塊（如果有，如DI、DO等）
• S120 Training Case           6ZB2480-0BA0，

圖2 S120 Training Case

包括：
（1）CU320 6SL3040-0MA00-0AA1
（2）非調(diào)節(jié)型電源模塊5kW 6SL3130-6AE15-0AA0
（3）雙電機(jī)模塊3A 6SL3120-2TE13-0AA0
（4）同步電機(jī)（1FK7022-5AK71-1AG3），通過(guò)SMC20（6SL3055-0AA00-5BA1）接增量型編碼器（2048,Sin/Cos，1Vpp）
（5）同步電機(jī)（1FK7022-5AK71-1LG3），通過(guò)DRIVE-CLIQ接值編碼器（512 ppr，EnDat）
（6）CompactFlash Card 6SL3054-0CG01-1AA0

2.1.2 本文檔所述實(shí)例基于以下軟件環(huán)境：
• bbbbbb XP SP3
• STEP 7 V5.5 SP2
• S7 Technology V4.2 SP1
• S7 Distributed Safety V5.4 SP52)

2）如需使用故障安全功能，則需要此軟件。

2.2 任務(wù)

2.2.1 組態(tài)實(shí)例

圖3 系統(tǒng)連接圖

1.熱電偶的概述

1.1 熱電偶的工作原理
熱電偶和熱電阻一樣，都是用來(lái)測(cè)量溫度的。
熱電偶是將兩種不同金屬或合金金屬焊接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，利用溫差電勢(shì)原理來(lái)測(cè)量溫度的，當(dāng)熱電偶兩種金屬的兩端有溫度差，回路就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)，溫差越大，熱電動(dòng)勢(shì)越大，利用測(cè)量熱電動(dòng)勢(shì)這個(gè)原理來(lái)測(cè)量溫度。
結(jié)構(gòu)示意圖如下：

圖1 熱電偶測(cè)量結(jié)構(gòu)示意圖

注意：如上圖所示，熱電偶是有正負(fù)極性的，所以需要確保這些導(dǎo)線連接到正確的極性，否則將會(huì)造成明顯的測(cè)量誤差
為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作，安裝要求如下：
① 組成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固；
② 兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路；
③ 補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠；
④ 保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離；
⑤ 熱電偶對(duì)于外界的干擾比較敏感，因此安裝還需要考慮屏蔽的問(wèn)題。

1.2 熱電偶與熱電阻的區(qū)別

表1 熱電偶與熱電阻的比較

2. 熱電偶的類型和可用模板

2.1熱電偶類型
根據(jù)使用材料的不同，分不同類型的熱電偶，以分度號(hào)區(qū)分，分度號(hào)代表溫度范圍，且代表每種分度號(hào)的熱電偶具體多少溫度輸出多少毫伏的電壓，熱電偶的分度號(hào)有主要有以下幾種。

 表2 分度號(hào)對(duì)照表

2.2可用的模板

表3 S7 300/400 支持熱電偶的模板及對(duì)應(yīng)熱電偶類型

3. 熱電偶的補(bǔ)償接線

3.1 補(bǔ)償方式
熱電偶測(cè)量溫度時(shí)要求冷端的溫度保持不變，這樣產(chǎn)生的熱電勢(shì)大小才與測(cè)量溫度呈一定的比例關(guān)系。若測(cè)量時(shí)冷端的環(huán)境溫度變化，將嚴(yán)重影響測(cè)量的準(zhǔn)確性，所以需要對(duì)冷端溫度變化造成的影響采取一定補(bǔ)償?shù)拇胧?br/>由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時(shí)），而測(cè)溫點(diǎn)到控制儀表的距離都很遠(yuǎn)，為了節(jié)省熱電偶材料，降低成本可以用補(bǔ)償導(dǎo)線延伸冷端到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)，但補(bǔ)償導(dǎo)線的材質(zhì)要和熱電偶的導(dǎo)線材質(zhì)相同。熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動(dòng)到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對(duì)測(cè)溫的影響，不起補(bǔ)償作用。因此，還需采用其他修正方法來(lái)補(bǔ)償冷端溫度變化造成的影響，補(bǔ)償方式見(jiàn)下表。

表4 各類補(bǔ)償方式

3.2各補(bǔ)償方式接線

3.2.1內(nèi)部補(bǔ)償
內(nèi)部補(bǔ)償是在輸入模板的端子上建立參比接點(diǎn)，所以需要將熱電偶直接連接到模板的輸入端，或通過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)線間接的連接到輸入端。每個(gè)通道組必須接相同類型的熱電偶，連接示意圖如下。

表5 支持內(nèi)部補(bǔ)償?shù)哪０寮翱山訜犭娕紓€(gè)數(shù)

圖2 內(nèi)部補(bǔ)償接線

注1：模板6ES7 331-7KF02-0AB0和6ES7 331-7KB02-0AB0需要短接補(bǔ)償端COMP+(10)和Mana(11)，其它模板無(wú)。

3.2.2 外部補(bǔ)償—補(bǔ)償盒
補(bǔ)償盒方式是通過(guò)補(bǔ)償盒獲取熱電偶的參比接點(diǎn)的溫度，但補(bǔ)償盒必須安裝在熱電偶的參比接點(diǎn)處。
補(bǔ)償盒必須單獨(dú)供電，電源模塊必須具有充分的噪聲濾波功能，例如使用接地電纜屏蔽。
補(bǔ)償盒包含一個(gè)橋接電路，固定參比接點(diǎn)溫度標(biāo)定，如果實(shí)際溫度與補(bǔ)償溫度有偏差，橋接熱敏電阻會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生正的或者負(fù)的補(bǔ)償電壓疊加到測(cè)量電勢(shì)差信號(hào)上，從而達(dá)到補(bǔ)償調(diào)節(jié)的目的。
補(bǔ)償盒采用參比接點(diǎn)溫度為0℃的補(bǔ)償盒，推薦使用西門子帶集成電源裝置的補(bǔ)償盒，訂貨號(hào)如下表。

推薦使用的補(bǔ)償盒		訂貨號(hào)
帶有集成電源裝置的參比端，用于導(dǎo)軌安裝		M72166-V V V V V
輔助電源	B1	230VAC
	B2	110VAC
	B3	24VAC
	B4	24VDC
連接到熱電偶	1	L型
	2	J型
	3	K型
	4	S型
	5	R型
	6	U型
	7	T型
參考溫度	00	0℃

表6 西門子參比接點(diǎn)的補(bǔ)償盒訂貨數(shù)據(jù)

西門子6FC5370-3AM20-0AA0

1、控制單元：

CU320（6SL3040-0MA00-0AA0，6SL3040-0MA00-0AA1），CU320-2 DP（6SL3040-1MA00-0AA0），它是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的大腦，負(fù)責(zé)控制和協(xié)調(diào)整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的所有模塊，完成各軸的電流環(huán)、速度環(huán)甚至位置環(huán)的控制，并且同一塊CU320 控制的各軸之間能相互交換數(shù)據(jù)，即任意一根軸能夠讀取控制單元上其它軸的數(shù)據(jù)，這一特征廣泛被用作多軸之間的簡(jiǎn)單的速度同步。

2、電源模塊

電源模塊就是我們常說(shuō)的整流或整流/回饋單元，它是將三相交流電整流成直流電，供給各電機(jī)模塊（又常稱逆變器），有回饋功能的模塊還能夠?qū)⒅绷麟娀仞伣o電網(wǎng)。根據(jù)是否有回饋功能及回饋的方式，將電源模塊分成下列三種：

基本型電源模塊

基本型電源模塊（BLM: Basic Line Modules）：整流單元，但無(wú)回饋功能?？拷又苿?dòng)單元和制動(dòng)電阻才能實(shí)現(xiàn)快速制動(dòng)。型號(hào)有：6SL3330-1TE34-2AA0，6SL3330-1TE35-3AA0，6SL3330-1TH33-0AA0，6SL3130-1TE22-0AA0，6SL3136-1TE22-0AA0，6SL3130-1TE24-0AA0，6SL3136-1TE24-0AA0，6SL3130-1TE31-0AA0，6SL3136-1TE31-0AA0。

智能型電源模塊

智能型電源模塊（SLM:Smart Line Modules，又稱非調(diào)節(jié)型電源模塊）：整流/回饋單元，但直流母線電壓不可調(diào)。SLM 的供電電壓為380－480V，功率范圍為5-36Kw。在實(shí)際應(yīng)用中，在電網(wǎng)和BLM之間必須安裝與其功率相對(duì)應(yīng)的電抗器。

型號(hào)有：6SL3130-6AE15-0AB0，6SL3131-6AE15-0AA0，6SL3130-6AE21-0AB0，6SL3131-6AE21-0AA0，6SL3130-6TE21-6AA3，6SL3130-6TE23-6AA3。

主動(dòng)型電源模塊

主動(dòng)型電源模塊（ALM: Active Line Modules，又稱調(diào)節(jié)型電源模塊）：整流/回饋單元，且直流母線電壓可調(diào)。主動(dòng)接口模塊AIM（Active Interface Modules），AIM 安裝在電網(wǎng)和ALM 之間，它集成了濾波器、預(yù)充電回路及電源電壓監(jiān)控電路。型號(hào)有：6SL3130-7TE21-6AA3，6SL3131-7TE21-6AA3，6SL3130-7TE23-6AA3，6SL3131-7TE23-6AA3，6SL3130-7TE25-5AA3，6SL3131-7TE25-5AA3，6SL3130-7TE28-0AA3，6SL3131-7TE28-0AA3，6SL3130-7TE31-2AA3，6SL3131-7TE31-2AA3，6SL3100-0BE25-5AB0，6SL3100-0BE28-0AB0，6SL3100-0BE31-2AB0，6SL3330-7TE32-1AA0，6SL3330-7TE32-6AA0，6SL3330-7TE33-8AA0，6SL3330-7TE35-0AA0，6SL3300-7TE32-6AA0，6SL3300-7TE33-8AA0，6SL3300-7TE35-0AA0

3、電機(jī)模塊

電機(jī)模塊就是我們常說(shuō)的逆變單元，它是將540V 或600V 的直流電逆變成三相交流電。目前的電機(jī)模塊有兩種類型：書本型和裝機(jī)裝柜型。書本型又分為單軸電機(jī)模塊和雙軸電機(jī)模塊，單軸為3-200A；雙軸為3-18A。裝機(jī)裝柜型為210-1405A（380-480V 電網(wǎng)）；85-1270A（500-690V電網(wǎng)）。電機(jī)模塊和主控單元之間通過(guò)DRIVE-CLIQ 接口，進(jìn)行快速數(shù)據(jù)交換。

6SL3040-1MA01-0AA0對(duì)模塊進(jìn)行了精細(xì)的設(shè)計(jì)，因而能夠快速和最佳地滿足系統(tǒng)的要求： 不需保留備件 沒(méi)有不必要的和多余的通道 即使在應(yīng)用對(duì)象的要求是形形色色的情況下，利用更換或組合各種各樣 I/O 模塊的方法，可明顯縮短設(shè)備的調(diào)整時(shí)間。 以 PROFIBUS DP總線上高達(dá) 12 MB/s 的數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸速率和極其強(qiáng)大的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送能力，ET 200S分布式系統(tǒng)也非常適合應(yīng)用于時(shí)間極其關(guān)鍵的場(chǎng)合。

6SL3040-1MA01-0AA0 通信 中央控制器與故障安全 ET 200 模塊之間的安全通信和標(biāo)準(zhǔn)通信是通過(guò) PROFIBUS DP 和/或 PROFINET 完成的。 專門開(kāi)發(fā)的 PROFIBUS 行規(guī) PROFIsafe 支持在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)報(bào)文幀中傳送安全功能的用戶數(shù)據(jù)。無(wú)需其它硬件組件，例如特殊安全總線。所需的軟件既可以作為一個(gè)操作系統(tǒng)的擴(kuò)展功能集成在硬件組件中，也可以作為一個(gè)軟件塊裝載到 CPU 中。 操作模式 F-CPU 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中以及故障安全信號(hào)模塊中。 信號(hào)模塊采用差異分析方法和測(cè)試信號(hào)注入技術(shù)來(lái)監(jiān)視輸入和輸出信號(hào)。 CPU通過(guò)周期性自檢、命令測(cè)試以及基于邏輯和時(shí)間的程序執(zhí)行檢測(cè)，檢查控制器運(yùn)行的正確性。此外，通過(guò)“活躍標(biāo)志（sign-of-life）"請(qǐng)求，還可以對(duì) I/O 進(jìn)行檢測(cè)。 當(dāng)系統(tǒng)診斷出一個(gè)故障時(shí)，系統(tǒng)將進(jìn)入安全狀態(tài)。 CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP 的運(yùn)行無(wú)需使用一份 F 運(yùn)行版授權(quán)。

6SL3040-1MA01-0AA0 LOGO! 模塊化擴(kuò)展模塊 用于連接 LOGO! 的擴(kuò)展模塊模塊化 帶數(shù)字量輸入和輸出、模擬量輸入或模擬量輸出 注意： SIPLUS extreme 產(chǎn)品是基于西門子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的。此處列出的內(nèi)容來(lái)自相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。添加了 SIPLUS extreme 設(shè)備信息。 繼電器輸出，輸出電流最大為 5A。 不同的模塊： 4 點(diǎn)數(shù)字量輸入，4 點(diǎn)數(shù)字量輸出；或 4 點(diǎn)數(shù)字量輸入，4 點(diǎn)繼電器輸出；或 2 點(diǎn)模擬量輸入；或 2 模擬量輸出。 用于連接到 LOGO! 模塊化邏輯模塊的接口。 關(guān)于兼容性的說(shuō)明： LOGO! 的擴(kuò)展模塊8 只能在 LOGO! 上使用8 個(gè)基本設(shè)備! LOGO! 的擴(kuò)展模塊6 和 7 不能與 LOGO! 結(jié)合使用8 個(gè)基本設(shè)備