西門子6EP1961-2BA00

西門子6EP1961-2BA00

SINAMICS DC MASTER 是 SINAMICS 驅(qū)動(dòng)器家族中的一員。各個(gè) SINAMICS 版本都基于一個(gè)公共的平臺(tái)，特別是在接口、工具、操作控制以及監(jiān)視方面。
所有的 SINAMICS 驅(qū)動(dòng)器都支持TIA 體系，在工程設(shè)計(jì)、通訊和數(shù)據(jù)管理方面與西門子的SIMATIC、SIMOTION 和 SINUMERIK 自動(dòng)化系統(tǒng)使用了相同的方式。在使用這些系統(tǒng)時(shí)，可以使用 SINAMICS 簡單的生成自動(dòng)化解決方案。
由于可以標(biāo)準(zhǔn)化、無縫的集成到西門子的自動(dòng)化環(huán)境中，用戶還可以更快速的進(jìn)行整機(jī)自動(dòng)化和驅(qū)動(dòng)器技術(shù)的工程設(shè)計(jì)和試運(yùn)行中。此外，還可以降低相關(guān)的培訓(xùn)成本，并且使產(chǎn)品支持、、維護(hù)和備件保存都得到了簡化。

直流變頻器的電子裝置電源現(xiàn)有兩種版本可用：

• 連接 230 V/400 V AC 的版本或

• 連接 24V 直流的版本（帶有極性接反保護(hù)）

使用 24V 供電，可以簡單的實(shí)現(xiàn) UPS 功能——因此可以提高工廠或系統(tǒng)的可用性。

上圖顯示的是 24V 直流電源 SITOP smart。

電源部分與地隔離

變量的準(zhǔn)確測量

憑借其較高的精度，SENTRON PAC3200能夠不斷高的準(zhǔn)確進(jìn)行電力測量的要求。它 IEC 62053-22 中有關(guān)固態(tài)有功電能表的 0.5S 級準(zhǔn)確度要求。

SENTRON PA200 可提供用于測定與處理電能數(shù)據(jù)和評估配電網(wǎng)的準(zhǔn)確度較高的測量數(shù)據(jù)：

例如，對于電壓、電流、有功功率和有功電能來說，該儀表可達(dá)到 IEC 61557-12 的 0.2 級準(zhǔn)確度。

對有功電能來說，可達(dá)到儀表 IEC 62053-22 的 0.2S 級準(zhǔn)確度。

因此，SENTRON PA200 電力公司所采用的高精度儀表的準(zhǔn)確度要求，通常可在苛刻的工業(yè)應(yīng)用中使用。

電力故障的度

總共有 10 個(gè)用于測量有功、無功和視在電能的電能表，它們可按照高費(fèi)率和低費(fèi)率單獨(dú)、連續(xù)地對電能輸入和電能反饋進(jìn)行。

除了用于視在、有功和無功電能的無限計(jì)數(shù)器之外，PA200 還可在 365 天的時(shí)間段內(nèi)每天儲(chǔ)存電能消耗水平。通過輸入所需的計(jì)算周期，可實(shí)現(xiàn)到天的截止日期評估。某個(gè)預(yù)選時(shí)間段內(nèi)的電能消耗可直接在儀表上調(diào)出，或使用通訊接口調(diào)出。

PA200 的每日計(jì)數(shù)指示器

SENTRON PAC3200 和 PA200 可提供負(fù)荷曲線記錄所需的有功和無功電能平均值，并可作為上層能源的可靠數(shù)據(jù)來源。

PA200 的負(fù)荷曲線記錄

一旦按測量周期測量的電能消耗狀況或無功電能成分開始對公司的電能成本產(chǎn)生影響，工廠的電力負(fù)荷曲線就顯得非常重要。

由于 SENTRON PA200 帶有一個(gè)大容量存儲(chǔ)器，因此在這方面非常適合。在選擇的測量周期為 15 分鐘時(shí)，它可在長達(dá) 40 天時(shí)間內(nèi)記錄視在、有功和無功功率的負(fù)荷曲線，并帶有輸入和反饋的zui小值與zui大值。根據(jù)所選擇的記錄周期，可將記錄時(shí)間或縮短。

測量周期可與電力公司所采用的測量周期實(shí)現(xiàn)同步，這樣就可將測量數(shù)據(jù)與電力公司的記錄進(jìn)行比較。同步可通過一個(gè)數(shù)字量輸入或在通訊接口上使用一個(gè)同步命令來完成。如果無法進(jìn)行這種同步，儀表就會(huì)與它的內(nèi)部時(shí)鐘進(jìn)行同步。

對于負(fù)荷曲線記錄，SENTRON PA200 支持固定時(shí)鐘（僅一個(gè)測量周期）或時(shí)鐘（將測量周期劃分為幾個(gè)子周期）。另外，也可在算術(shù)或累積電能平均值計(jì)算之間進(jìn)行選擇。

負(fù)荷曲線記錄的個(gè)別改動(dòng)可通過 SENTRON powerconfig 組態(tài)來完成。

S7-1500 控制器產(chǎn)品系列中的入門級 CPU

適用于對程序范圍和處理速度具有中等要求的應(yīng)用

在具有集中式和分布式 I/O 的生產(chǎn)線上作為集中式控制器使用

PROFINET IO IRT 接口，帶 2 端換機(jī)

PROFINET I/O 控制器，用于在 PROFINET 上運(yùn)行分布式 I/O

用于連接 CPU 作為 SIMATIC 或 非西門子 PROFINET I/O 控制器下的 PROFINET 設(shè)備的 PRIFINET 智能設(shè)備

OPC UA （數(shù)據(jù)訪問）作為運(yùn)行時(shí)選件，可輕易將 SIMATIC S7-1500 連接至第三方設(shè)備/

等時(shí)同步

集成運(yùn)動(dòng)控制功能，用于控制速度控制軸和定位軸，支持外部編碼器，凸輪/凸輪軌道和

用于診斷集成 Web ，帶有創(chuàng)建用戶定義的 Web 站點(diǎn)的選項(xiàng)

CPU 1511-1 PN 是經(jīng)濟(jì)型入門級 CPU，用于不連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)中對處理速度和響應(yīng)速度要求不高的應(yīng)用。 CPU 1511-1 PN/DP 可以用作 PROFINET IO 控制器，也可以用作分布式智能設(shè)備 （PROFINET 智能設(shè)備）。 集成式 PROFINET IO IRT 接口設(shè)計(jì)為 2-端換機(jī)以便在中設(shè)立總線型拓?fù)洹?另外，CPU 通過易組態(tài)的塊提供控制功能，以及通過化 PLC-open 塊 提供連接至驅(qū)動(dòng)器的能力。

SCALANCE X-000非管理型交換機(jī)

簡單實(shí)現(xiàn)低成本的機(jī)器聯(lián)網(wǎng)：非管理型工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī) SCALANCE X-000 占用空間少，是一種入門級的解決方案，用于構(gòu)建小型工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。非管理型交換機(jī)SCALANCE X-000 于簡單的機(jī)器聯(lián)網(wǎng)，因?yàn)樵摻粨Q機(jī)不僅小巧緊湊而且成本低

詳細(xì)信息

SCALANCE XB-000 具有塑料外殼，適用于較為良好的工業(yè)環(huán)境

SCALANCE X005 具有堅(jiān)固的金屬外殼，適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境

操作方便

安裝在控制柜內(nèi)或安裝在壁板上時(shí)占用空間小

適用于工業(yè)，適合機(jī)器聯(lián)網(wǎng)時(shí)安裝

SCALANCE X-100 非管理型交換機(jī)及媒體轉(zhuǎn)換器

非管理型 SCALANCE X-100 說明：

質(zhì)優(yōu)價(jià)廉：堅(jiān)固的非管理型工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī) SCALANCE X-100 具有各種端口類型，可為您降低安裝成本，并且可以根據(jù)相應(yīng)的應(yīng)用情況選擇合適的端口。此外 SCALANCE X-100 交換機(jī)還能通過集成的以太網(wǎng)供電功能節(jié)省安裝成本：數(shù)據(jù)和能源通過一根導(dǎo)線傳輸。SCALANCE X-100媒體轉(zhuǎn)換器說明：工業(yè)以太網(wǎng) SCALANCE X-100 媒體轉(zhuǎn)換器特別適用于轉(zhuǎn)換工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中各種不同的傳輸媒介。

SCALANCE X-100 帶有多 24 個(gè)端口以及適合 PROFINET 的固定護(hù)套，適用于安全傳輸數(shù)據(jù)

SCALANCE X-100 媒體轉(zhuǎn)換器具有四種型號

通過適合的型號以及端口數(shù)量節(jié)省成本

具有堅(jiān)固的固定護(hù)套以及外殼，*適用于工業(yè)

結(jié)合現(xiàn)有 10Base FL 和/或 10Base5 網(wǎng)

SCALANCE X-200 管理型交換機(jī)

功能多樣，適用于機(jī)器附近的應(yīng)用以及聯(lián)網(wǎng)的子工廠：管理型工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī) SCALANCE X-200 是一種可靠的網(wǎng)絡(luò)解決方案，是的 PROFINET 自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)方式。SCALANCE X-200 交換機(jī)具有多種功能，例如 PROFINET 診斷，這些功能通過集成到STEP 7 中提高設(shè)備的可用性，適合簡單的調(diào)試以及工程設(shè)計(jì)。

詳細(xì)信息

結(jié)構(gòu)緊湊的 SCALANCE X-200 具有各種不同的端口類型

與 ET 200S 一樣，SCALANCE XF-200 外形平整，可以方便地引出電纜

特性

應(yīng)用廣泛，適用于高要求的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

可靈活安裝于開關(guān)柜/開關(guān)盒中或者適用于無開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)

調(diào)試以及工程設(shè)計(jì)簡單

具有多種功能，提高設(shè)備的可用性

管理型 SCALANCE X-200IRT

SCALANCE X-200IRT 管理型交換機(jī)

特別適用于設(shè)計(jì)嚴(yán)格的實(shí)時(shí)應(yīng)用：管理型工業(yè)以太網(wǎng) SCALANCE X-200IRT（同步實(shí)時(shí)）具有多種功能，可以用于 PROFINET 環(huán)境下機(jī)器附近的應(yīng)用以及聯(lián)網(wǎng)的子工廠。實(shí)時(shí)交換機(jī) SCALANCE X-200IRT集成有實(shí)時(shí) ASIC，特別適用于高性能的同步運(yùn)動(dòng)控制

西門子6EP1961-2BA00

概述通常情況下，要實(shí)現(xiàn)HMI設(shè)備與V20變頻器的通訊，需要一個(gè)支持USS通訊或MODBUS通訊的PLC，比如S7-200系列PLC。其通訊電纜連接如圖1所示。PLC的一個(gè)通訊端口與屏連接，可以采用PPI協(xié)議通訊。PLC的另一個(gè)通訊端口與V20的RS485通訊端口連接，采用MODBUS協(xié)議通訊，PLC上編寫MODBUS主站程序，V20為從站。圖1 屏通過PLC與V20變頻器通訊如果只需要對V2O變頻器做簡單的運(yùn)行控制和變量，那么上述配置中PLC的作用僅為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。這種情況下，屏直接和V20變頻器通訊，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控功能，而且可以少用一個(gè)PLC，節(jié)省成本。采用西門子的ART LINE系列屏能夠?qū)崿F(xiàn)與V20變頻器直接通訊的功能。通訊電纜連接如圖2所示。ART LINE屏作為MODBUS主站，V20為從站。

圖2 屏直接與V20變頻器通訊2. 硬件設(shè)備及其安裝         下面用一個(gè)實(shí)例來介紹Smart Line屏與一臺(tái)V20變頻器通過MODBUS通訊的實(shí)現(xiàn)。該例子中用到的主要硬件設(shè)備如表1所示，屏組態(tài)為WinCC Flexible 2008 SP4 China。表1 示例主要硬件設(shè)備bOU

硬件安裝步驟如下： 1）將變頻器、電機(jī)、屏固定在安裝工位上。 2）連接變頻器到電機(jī)的動(dòng)力電纜和接地電纜。 3）連接供電電源到變頻器的動(dòng)力電纜和接地電纜。 4）連接變頻器和屏的RS485通訊電纜。屏RS485的9針接口與 V20端子對應(yīng)關(guān)系：3對應(yīng)P+，8對應(yīng)N-。 5）連接24V直流電源的交流進(jìn)線電纜和到屏的直流供電電纜。3. V20變頻器參數(shù)設(shè)置         V20變頻器要采用MODBUS通訊，可以做如下設(shè)置：表2 Cn011對應(yīng)參數(shù)設(shè)置

3）修改MODBUS通訊參數(shù)，其它參數(shù)為Cn011連接宏默認(rèn)參數(shù)： P2014[0]=0 不監(jiān)控報(bào)文間隔時(shí)間，否則可能會(huì)報(bào)F72故障 P2021[0]=3 MODBUS設(shè)備地址為3（與屏組態(tài)中設(shè)置的從站地址一致）4. 屏組態(tài)bOU         在WinCC Flexible 2008 SP4 China中組態(tài)Smart 1000 IE屏。詳細(xì)步驟如下： 1）創(chuàng)建項(xiàng)目。         創(chuàng)建一個(gè)空項(xiàng)目，如圖3所示。創(chuàng)建空項(xiàng)目選擇屏設(shè)備為Smart 1000 IE，如圖4所示。圖4 選擇Smart 1000 IE屏2）設(shè)置連接。         在連接畫面中新建一個(gè)連接，相關(guān)參數(shù)設(shè)置如下： 通訊驅(qū)動(dòng)程序：Modicon          連接設(shè)置如圖5所示。圖5 連接設(shè)置3）添加變量。         添加與變頻器監(jiān)控相關(guān)的10個(gè)變量，如表3所示。表3 變量列表
變量地址參照V20變頻器操作手冊，添加完成后的變量畫面如圖6所示。圖6 添加變量速度設(shè)定值變量SetPoint是由-16384(-4000H)到+16384(+4000H)來表示-50Hz到+50Hz的轉(zhuǎn)速，此處采用變量的線性轉(zhuǎn)換屬性，將-16384對應(yīng)-1500，+16384對應(yīng)+1500，如圖7所示。再采用變量的值屬性，將變量的輸入值在-1600和+1600之間，如果超出該值的范圍，則輸入不起作用。如圖8所示。圖7 速度設(shè)定值變量線性轉(zhuǎn)換圖8 速度設(shè)定值變量值速度反饋值變量Feedback也是由-16384(-4000H)到+16384(+4000H)來表示-50Hz到+50Hz的轉(zhuǎn)速，此處也采用變量的線性轉(zhuǎn)換屬性，將-16384對應(yīng)-1500，+16384對應(yīng)+1500，如圖9所示。注意，圖9和圖7所示的線性轉(zhuǎn)換是一致的圖9 速度反饋值變量線性轉(zhuǎn)換4）添加畫面。         項(xiàng)目生成時(shí)已經(jīng)有一個(gè)模板和一個(gè)畫面，此例僅用到一個(gè)畫面。修改畫面的名字為V20_Monitor，如圖10所示。圖10 編輯之前的畫面V20_5）編輯模板。         模板中的對象在選擇使用模板的畫面中會(huì)顯示出來，此處把西門子的LOGO和退出Runtime的按鈕放置在模板中，如圖11所示。圖11 編輯模板然后在按鈕的事件屬性中添加函數(shù)。在按鈕STOP RT事件屬性的單擊事件下添加StopRuntime函數(shù)，如圖12所示。圖12 退出運(yùn)行畫面按鈕事件設(shè)置6）編輯畫面。         在V20_Monitor畫面中放置IO域、文本域、按鈕、棒圖、圓形等對象。在文本域中輸入相應(yīng)的文本，設(shè)置字號、顏色等，將相關(guān)對象分類排列整齊，完成后的V20_Monitor畫面如圖13所示。圖13編輯完成的畫面V20_給10個(gè)IO域分別連接10個(gè)變量。其中控制字1和狀態(tài)字1采用16進(jìn)制顯示，控制字1類型為輸入/輸出，狀態(tài)字1類型為輸出，如圖14所示。圖14 控制字1對應(yīng)IO域常規(guī)設(shè)置轉(zhuǎn)速設(shè)定、實(shí)際轉(zhuǎn)速、輸出電壓、直流電壓采用帶符號整數(shù)顯示，轉(zhuǎn)速設(shè)定類型為輸入/輸出，其它三個(gè)變量類型為輸出，如圖15所示。圖15 實(shí)際轉(zhuǎn)速對應(yīng)IO域常規(guī)設(shè)置輸出、輸出電流、輸出轉(zhuǎn)矩、輸出功率采用帶符號整數(shù)顯示，并小數(shù)點(diǎn)2位，類型為輸出，如圖16所示。此處小數(shù)點(diǎn)2位的作用是將通訊接收到的值除以100并顯示在屏上，這樣做的理由是V20變頻器在發(fā)送這些值時(shí)將實(shí)際值乘了100。圖16 輸出電流對應(yīng)IO域常規(guī)設(shè)置除了用IO域來顯示實(shí)際轉(zhuǎn)速的數(shù)值外，還采用棒圖這種圖形化的形式來顯示實(shí)際轉(zhuǎn)速，編輯完成的棒圖外觀如圖17所示。圖17 編輯完成的棒圖外觀設(shè)置棒圖的常規(guī)屬性，其中連接變量為Feedback，大值設(shè)為2000，小值設(shè)為-2000，如圖18所示。圖18 棒圖常規(guī)屬性設(shè)置設(shè)置棒圖的外觀，如圖19所示。圖19 棒圖外觀屬性設(shè)置設(shè)置棒圖刻度，如圖20所示。圖20 棒圖刻度屬性設(shè)置運(yùn)行指示燈用來指示變頻器是否處于運(yùn)行狀態(tài)，連接變量為StsWord1的第2位，運(yùn)行時(shí)顯示綠色，非運(yùn)行時(shí)顯示白色。其外觀動(dòng)畫設(shè)置如圖21所示。圖21 運(yùn)行指示及其外觀動(dòng)畫設(shè)置反轉(zhuǎn)指示燈用來指示變頻器是否處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)，連接變量為StsWord1的第14位，反轉(zhuǎn)時(shí)顯示綠色，非反轉(zhuǎn)時(shí)顯示白色。其外觀動(dòng)畫設(shè)置如圖22所示 圖22 反轉(zhuǎn)指示及其外觀動(dòng)畫設(shè)置故障指示燈用來指示變頻器是否處于故障狀態(tài)，連接變量為StsWord1的第3位，故障時(shí)顯示紅色，非故障時(shí)顯示綠色。其外觀動(dòng)畫設(shè)置如圖23所示。圖23 故障指示及其外觀動(dòng)畫設(shè)置接著設(shè)置4個(gè)按鈕的功能，此處在按鈕的單擊事件下添加不同的函數(shù)來實(shí)現(xiàn)不同的功能。 啟動(dòng)按鈕：添加SetValue函數(shù)，變量為CtrlWord1，值為1150（16進(jìn)制047E）。再添加SetBitInTag函數(shù)，變量仍為CtrlWord1，位為0，如圖24所示。每次按下啟動(dòng)按鈕，屏將先發(fā)送047E，再發(fā)送047F給V20變頻器，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)功能。圖24 啟動(dòng)按鈕事件設(shè)置bOU圖24 啟動(dòng)按鈕事件設(shè)置bOU停止按鈕：添加ResetBitInTag函數(shù)，變量為CtrlWord1，位為0，如圖25所示。每次按下停止按鈕，控制字1的第0位將被復(fù)位為0，屏將發(fā)送047E給V20變頻器，實(shí)現(xiàn)OFF1停車功能。圖25 停止按鈕事件設(shè)置bOU圖25 停止按鈕事件設(shè)置bOU反向按鈕：添加InvertBitInTag函數(shù)，變量為CtrlWord1，位為11，如圖26所示。每次按下反向按鈕，控制字1的第11位將做非運(yùn)算，屏將相應(yīng)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)指令發(fā)送給V20變頻器，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向反向功能。圖26 反向按鈕事件設(shè)置故障確認(rèn)按鈕：添加SetBitInTag函數(shù)，變量為CtrlWord1，位為7。再添加ResetBitInTag函數(shù)，變量仍為CtrlWord1，位為7，如圖27所示。每次按下故障確認(rèn)按鈕，屏將先發(fā)送1狀態(tài)的故障確認(rèn)位，再發(fā)送0狀態(tài)的故障確認(rèn)位給V20變頻器，給故障確認(rèn)位一個(gè)上升沿，實(shí)現(xiàn)故障確認(rèn)功能。圖27 故障確認(rèn)按鈕事件設(shè)置5. 運(yùn)行效果         完成上述步驟之后，下載組態(tài)程序至屏中。實(shí)際運(yùn)行效果證明：ART LINE屏與V20變頻器通訊正常，屏可以通過四個(gè)按鈕控制變頻器運(yùn)行、停止、反向以及故障確認(rèn)；變頻器相關(guān)變量和狀態(tài)可以在屏上正確顯示。變頻器運(yùn)行時(shí)屏顯示畫面如圖28所示圖28 變頻器運(yùn)行時(shí)屏顯示畫面編程功能離線編程：PLC和編程器公用一個(gè)CPU，編程器在編程時(shí)，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行，CPU對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程可成本，但使用和調(diào)試不方便。在線編程：CPU和編程器有各自的CPU，主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場控制，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這種成本較高，但調(diào)試和操作方便，在大中型PLC中常采用。五種化編程語言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語言和語句表（IL）、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本語言。選用的編程語言應(yīng)遵守其（IEC6113123），同時(shí)，還應(yīng)支持多種語言編程形式