6SN1118-0AD11-0AA0 量大从优

系统结构及功能
系统包括操作员站、工程师站、自动化系统、网络和现场I/O站等几个部分
系统各部分功能:
操作员站:提供全汉化人机界面，实现控制系统的操作功能（操作、显示、报表、报警、趋势），并且可以在人机界面上直接查看对应的step7源程序
工程师站:用于系统的组态和维护
自动化系统:使用SIMATIC控制器完成回路调节和逻辑运算
现场I/O站:使用现场总线技术，在设备现场直接采集现场仪表的信号,控制现场的执行机构
现场总线ProfiBus:用于连接控制单元与操作员站以及管理网络
本系统采用PLC300CPU和CP342-5、CP343-1的接口模块相连构成系统的主站。CP342-5是用于连接S7-300和 profibus-DP的主/从站接口模块，CP 343-1是用于连接S7-300和工业以太网的接口模块。在该控制系统中，除了上述主站外，从站是由 22个ET200S和22个ET200eco组成，分别分布在两条profibus网络上。CPU上自带的profibus-DP接口构成 profibusⅠ线，CP 342-5接口模块构成profibusⅡ线
系统中ET200S从站上采用的IM151-1接口模块有两种: 基本型和标准型，基本型的接口模块所能挂接的电源管理模块和I/O模块个数范围为2～12个，标准型的接口模块其范围为2～63个。所以当从站I/O模块较多时，宜选用标准型的接口模块。接口模块上带有profibus地址设定拨码开关
系统中ET200eco从站中选用了8DI和16DI两种模板，模板结构紧凑，模板的供电采用7/8‘电源线，模板的通讯采用M12通讯接头。接线灵活而快速，方便拔插。其接口模块上带有2个旋转式编码开关用于profibus地址分配
系统中ET200S从站上采用的IM151-1接口模块有两种: 基本型和标准型，基本型的接口模块所能挂接的电源管理模块和I/O模块个数范围为2～12个，标准型的接口模块其范围为2～63个。所以当从站I/O模块较多时，宜选用标准型的接口模块。接口模块上带有profibus地址设定拨码开关
系统中ET200eco从站中选用了8DI和16DI两种模板，模板结构紧凑，模板的供电采用7/8‘电源线，模板的通讯采用M12通讯接头。接线灵活而快速，方便拔插。其接口模块上带有2个旋转式编码开关用于profibus地址分配。
网络设备按照适应工业现场环境的程度，以及生产线的布局来考虑选用不同防护等级。控制箱中的模块采用防护等级为20的ET200S I/O模块，对应每个控制箱的还有一个防护等级为67的ET200eco模块，置于生产线滚轮下方，由于该模块需要接触到现场较为恶劣的生产环境，因此需要有防水防油防尘等功能
电机数据动态辨识
电机数据动态辨识由P1959 + P1960配合使用
出厂默认值P1959. 1、2、5、6、7、9、10 都已激活
P1960 = -3 接受识别结果
P1960 = -2 辨识过程中，若变频器发现编码器反向则报故障F07933，此时应检查电机或编码器方向若正确则设定P1910= -2接受正确方向。若不正确则需修改电机接线并重新执行辨识过程
P1960 = -1数据辨识但不接
P1960 = 0 禁止数据辨识
P1960 = 1 数据辨识并接受辨识结果
电机数据动态辨识，需要使能变频器。辨识过程将完成：
? 计算磁化曲线
? 计算系统转动惯量与电机转动惯量比例（P342）等
动态辨识步骤：
1. 电机空载以计算电机动态数据（如电机的转动惯量等）
2. 电机带载优化，带载后系统总的转动惯量等发生变化需执行p1959=4, P1960=1以完成动态优化
3. 如果项目配置时选择了扩展的给定通道（Extended Setpoint）斜坡函数发生器有效
命名NC程序
程序命名规则
每个 NC 程序有一个名称（标识符），在创建程序时可以按照下列规则自由选择名称：
名称的长度不得**过 24 个字符，因为在 NC 上只能显示程序名称前面的 24 字符。
允许使用的字符有：
- 字母： A...Z，a...z
- 数字： 0...9
- 下划线： _
打头的的两个字符必须是：
- 两个字母
或者
- 一条下划线和一个字母
当满足该条件时，才能够仅仅通过输入程序名称将一个 NC 程序作为子程序从其他程序中进行调用。 反之，如果程序名称使用数字开头, 那么子程序调用就只能通过 CALL 指令进行。
举例：
_MPF100
WELLE
WELLE_2
穿孔带格式的文件
通过 V24 接口读入到 NC 中的外部创建程序文件，必须以穿孔带格式保存。
对于穿孔带格式文件的名称，适用下列附加规则：
程序名称必须以字符“%”开始：
%<名称>
程序名称必须是一个 3 位长度的标识：
%<名称>_xxx
示例：
%_N_轴123_MPF
%Flansch3_MPF
提示
存储在 NC 存储器内部的文件，其名称以“_N_”开始。
文献
关于传送、编制和存储零件程序的其它信息，请参见您操作界面的操作手册。
如果由于物理组态的原因而无法遵守的短距离，则可使用 SET-ANT 命令激活和禁用阅读器的 RF 场。必须使用应用软件确保每次仅一个阅读器激活（开启天线）
冗余模块。也可以选择一个带外部二管的回路来实现每个CSM之间的解耦。一个CSM
失效时，会生成报警信息，并通过反馈触点X21报告。24V电压由*二个模块安全保持
序列发生器诊断显示
WinCC flexible/ProAgent 和 WinCC/ProAgent1) 同时具有图像和序列发生器诊断的功能。这样用户就可在 HMI 设备上同时激活/故障步骤以及故障原因，如故障转换条件
设备概述
设备概述以表格的形式显示了所有的技术设备和各自的子设备（系统/机器部件）。在此显示中，用户能够识别相应设备正处于哪个操作模式或状态等。如果需要，用户可以更改操作模式。
故障单元由属性标记。
诊断细节显示
诊断详细视图显示了所发生的过程故障的故障操作数和发生时间。当时的状态信息也可作为一种选择予以显示诊断结果或是以梯形图(LAD)语句表(STL)显示，或用符号表显示并为每种显示格式输出来自 S7 符号表的带符号和注释的操作数只显示那些操作数，并加强亮度来标记发生错误的故障属性还可以切换到一个可扫描PLC中所有操作数的当前状态的视图。
运动显示
运动视图用于对调试提供支持每条运动线包含一条注释行,它描述运动（例如X轴),实施运动的二个作用，控制运动用的回检信号以及限制到达的信息（多为16条信息）。
运动可在使用SIMATIC面板和多功能面板的情况下通过侧面的软键进行控制时间要求严格的运动可通过PLC输入直接激活（如果得到目标硬件支持）24V直接控制键，通过PROFIBUS的DP直接控制键）
PLC的外部设备有类：
编程设备：简单的为简易编程器，多只接受助记将编程，个别的也可用图形编程（如日本东芝公司的EX型可编程控制器）。复杂一点的有图形编程器，可用梯形图语编程。有的还有的计算机，可用其它语编程。编程器除了用于编程，还可对系统作一些设定，以确定PLC控制方式，或工作方式。编程器还可PLC及PLC所控制的系统的工作状况，以进行PLC用户程序的调试。
设备：小的有数据数据。除了不能改变PLC的用户程序，编程器能做的它都能做，是使用PLC很好的界面。性能好的PLC，这种外部设备已越来越丰富。
存储设备：它用于*性地存储用户数据，使用户程序不丢失。这些设备，如存储卡、存储磁带、软磁盘或只读存储器

CUA32 控制单元适配器
CUA32 控制单元适配器可将 PM-IF 接口转换为 DRIVE-CLiQ 接口。CUA32 控制单元适配器还配有一个集成式编码器分析装置，可针对 HTL/TTL 或 SSI 编码器进行配置。通过 CUA32 控制单元适配器，可用控制单元来控制模块型变频装置的运行，例如，作为多轴传动装置旁的一个单轴传动装置。在此情况下，从控制单元的角度看，CUA32 控制单元适配器必须是 DRIVE-CLiQ 链路中的后一个设备。CUA32 控制单元适配器具有以下连接和接口：
1 点温度传感器输入（KTY84130 或 PTC）
3 个 DRIVE-CLiQ 插座
1 个电子装置电源接口，通过 24 V DC 电源连接器连接
1 个安全停机输入（允许脉冲输入）
1 个编码器分析器，用于
TTL/HTL 增量式编码器
SSI 编码器，无增量信号
CUA32 控制器适配器的状态通过两个多色 LED 来显示。
CUA32 控制单元适配器卡装到模块型变频装置中，并通过 DRIVE CliQ 连接与 CU320 2 控制单元、SINUMERIK NCU 7.x 或 SIMOTION D 控制单元通信。
CUA32 控制单元适配器通过 PM-IF 接口由电源模板供电。当电源模板处于关闭状态，且 CUA32 控制单元适配器需要通讯时，必须使用 24 V DC 外部电源进行供电。
其它 DRIVE-CLiQ 装置（例如，传感器模块或端子模块）可连接到 CUA32 控制单元适配器上。
防护等级为 IP20 的 DMC20 DRIVE CLiQ 集线器模块适合安装在控制柜中。
DMC20 DRIVE-CLiQ 集线器模块上有：
6 个用于连接 5 个 DRIVE-CLiQ 设备的 DRIVE CLiQ 接口
1 个供电接口，用于通过 24 V DC 电源连接器供电
DMC20 DRIVE-CLiQ 集线器模块的状态利用多色 LED 指示灯进行显示。
使用 DRIVE-CLiQ 集线器模块收集多个编码器中的信号，并发送到单一 DRIVE-CLiQ 电缆上的控制单元。
通过 DRIVE CLiQ 集线器模块，可在不中断与 DRIVE CLiQ 线路中其余设备的数据交换的情况下卸下各 DRIVE CLiQ 设备。
DME20 DRIVE-CLiQ 集线器模块上有：
6 个用于连接 5 个 DRIVE-CLiQ 设备的 DRIVE CLiQ 接口
1 一个用于为电子元件供电的接口，通过 24 V DC 圆形连接器，导线截面积为 4 × 0.75 mm2（针 1+2 在内部连接在一起；针 3+4 在内部连接在一起）
DME20 DRIVE CLiQ 集线器模块的供货范围包括：
6 个盲插头，用于密封未使用的 DRIVE-CLiQ 插座
使用 DRIVE-CLiQ 集线器模块收集多个编码器中的信号，并发送到单一 DRIVE-CLiQ 电缆上的控制单元
防护等级为 IP67 的 DME20 DRIVECLiQ 集线器模块适合安装在控制柜中。
TB30 端子板上有以下接口：
数字量输入和数字量输出的供电
4 点数字量输入
4 点数字量输出
2 点模拟量输入
2 点模拟量输出
信号电缆屏蔽的屏蔽接口位于控制器上。
TB30 端子板插在控制器的选件 CU3202 插槽内。
TB30 终端板的连接示例
在终端模块 TM15 上提供有以下接口：
24 点双向数字量输入/输出量输出（8 通道 3 组相互隔离）
24 个绿色 LED，用于指示相关端子的逻辑信号状态
2 个 DRIVE-CLiQ 插座

S120驱动系统驱动第三方同步伺服电机时，需要确定电气磁位置。对于具有位置信息（如带有编码器或带有C/D信号的增量编码器，或带有两旋转变压器）且已经进行机械校准的同步电机不需要进行磁位置识别。
S120驱动系统驱动第三方同步伺服电机时，需要确定电气磁位置。对于具有位置信息（如带有编码器或带有C/D信号的增量编码器，或带有两旋转变压器）且已经进行机械校准的同步电机不需要进行磁位置识别。除此之外的以下情况均需进行磁位置识别：
1． 未进行机械校准的具有位置信息的同步电机
2． 带有增量编码器（无C/D信号）的同步电机
3． 带有多旋转变压器的同步电机
4． 更换了编码器的同步电机
5． 不带编码器的同步电机
对于第三方具有位置信息的同步伺服电机和更换了编码器或带有C/D信号的增量编码器或两旋转变压器的同步电机需要进行一次性磁位置识别，设置如下：
1. 通过 p1980 选择一个方法。
2. 设置 p1990 = 1，启动一次性磁位置识别。
---在给出下一个脉冲使能信号时会执行测量，并将测出的角度差(p1984)记录在p0431 中，辨识完成后P1990会自动变回0。需要执行“copy RAM to ROM”的操作以保存参数。
对于带有增量编码器（无C/D信号）或多旋转变压器的同步电机以及不带编码器的第三方同步伺服电机需要进行磁位置识别，设置如下：
1. 通过 p1980 选择一个方法。
2. 设置 p1982 = 1，启动磁位置识别。
---在每一次给出脉冲使能信号后都会执行一次磁位置识别。
控制单元 CU320‑2
CU320‑2 控制单元用于多个传动装置。此时，以下设备可通过控制单元 CU320‑2 运行。
•V/f 模式下多 12 个转动装置，或
•伺服或矢量控制模式下组多 6 个传动装置。
CU320-2 控制单元可用于在多个传动装置间建立连接，并实现简单工艺功能。
SIMOTION D 控制单元
SIMOTION D 控制单元用于实现协调运动控制，如同步运行、电子齿轮、凸轮或复杂工艺功能。
SIMOTION D 控制单元具有一系列性能型号：
•SIMOTION D410-2，用于控制 1 到 3 个轴
•SIMOTION D425‑2，用于控制多 16 个轴
•SIMOTION D435‑2，用于控制多 32 个轴
•SIMOTION D445‑2，用于控制多 64 个轴
•SIMOTION D455‑2，用于控制多 128 个轴
STARTER 调试工具用于对各种类型控制单元进行调试和诊断。SIMOTION D 控制单元需要使用 SCOUT 工程软件（包含 STARTER 工具）。
STARTER 和 SCOUT 的详细信息，请参见“工程组态软件”和“SIMOTION 运动控制系统”。
的 SINAMICS S120 传动系统由一个 CU310 2 控制单元和一个变频装置组成。变频装置中集成有一个进线整流器、一个直流回路和一个用于为电机供电的逆变器。
CANopen是CIA定义的基于CAN总线和CAL的通信模型。 它使得在同一总线上使用不同厂家生产的设备变的更加容易，CAL中自动化应用功能的子集被定义为CANopen通信协议CIA DS 301。
在哪里可以找到关于CANopen通讯的相关信息？
CANopen是一种“面向消息的总线”（而不是“面向节点的总线”），即传输消息到总线的决定仅取决于总线节点本身。一条消息可以不通过总线节点传输，也可以通过一个或多个总线节点传输。CAN网络是基于消息分配系统原理的。 这意味着传输到总线的消息通常都可以用于所有网络节点，并由它们的CAN控制器(硬件)接收。在CAN控制器中实现的接收/消息过滤

终端模块 TM15 的状态通过一个多色 LED 来显示。
TM15 端子模块通过 DRIVE-CLiQ 与 CU310、CU320-2 或 SIMOTION D 控制单元通讯。
TM15 端子模块连接示例
TM31 端子模块
使用端子模块 TM31，可以扩展驱动系统内部现有数字量输入和数字量输出以及模拟量输入和模拟量输出的数量。
TM31 端子模块还具有与转换触点的继电器输出和温度传感器输入的功能。
在终端模块 TM31 上提供有以下接口：
8 点数字量输入
4 个双向数字输入/输出
2个带转换触点的继电器输出
2 点模拟量输入
2 点模拟量输出
1 点温度传感器输入（KTY84130 或 PTC）
2 个 DRIVE-CLiQ 插座
1 个供电接口，用于通过 24 V DC 电源连接器供电
1 个 PE （保护用地线）连接
端子模块 TM31 的状态通过一个多色 LED 来显示。
TM31 终端模块可卡装在符合 EN 60715 (IEC 60715) 标准的 TH 35 **帽式导轨上
CBE30-2 通信板可用于为 SIMOTION D4x5-2 DP/PN 提供另一个 PROFINET 接口。
另一个 PROFINET 接口的应用如下：
两个立网络（例如，一个本地网络和一个上层网络）
地址空间可加倍为 2 × 4 KB
可连接的设备的数量可加倍为 2 × 64
分离为高速和低速总线系统/执行系统是为了利用控制器容量（仅适用于 SIMOTION D435-2 DP/PN、D445-2 DP/PN 和 D455-2 DP/PN）
CBE30-2 通信板具备以下功能：
PROFINET IO 控制器、智能设备（也可同时支持控制器和设备）
100 Mbps 全双工/自动交叉
支持 PROFINET IO 的实时类别：
RT（实时）
IRT（等时同步实时）
将分布式 I/O 作为 PROFINET IO 设备集成
按照 V4 规范，通过 PROFIdrive 将各变频器作为 PROFINET IO 设备集成
支持标准以太信，例如
与 SIMOTION SCOUT 接口
连接 HMI 系统
通过 TCP/IP 或 UDP 通信与任何其它设备通信
集成式 4 端换机，带 4 个 RJ45 接口。因此，*附加交换机即可组态拓扑（总线型、星型、树型）。
支持介质冗余 (MRP/MRPD)。
CBE30-2 通信板插在 SIMOTION D4x5-2 DP/PN 的选件插槽中。
注意
CBE30-2 通信板只能与 SIMOTION D4x5-2 DP/PN 控制单元结合使用
单轴控制的AC/AC变频器，通常又称为SINAMICS S120单轴交流驱动器，其结构形式为电源模块和电机模块集在一起，特别适用于单轴的速度和定位控制
LOGO!使用非常简单：
36 种不同功能：
用于电气工程的基本功能(例如：与、或)以及功能(例如：计数器，闭锁继电器，PI 控制器)。
只需通过键盘或PC软件将所存储的功能进行作何，即可轻松进行编程。
通过可选的程序模块，可以简单、方便地复制控制程序。
微分控制微分控制通常与比例和积分控制同时使用，由于积分控制有一个滞后，微分控制可以让控制对偏差的反应提前，以免控制系统的反应过于迟钝。微分控制与比例和积分控制同时使用，可以使被控状态更迅速地达到稳定状态，而又不会出现上文出现的振荡现象。PID控制在实际的控制系统中，根据实际变量的情况，上述三种控制方式有时只有一种，有时是两种，有时三种同时采用。比例控制用P表示，积分控制用I表示，微分控制用D表示，根据采用的方式，分别称为P控制，PI控制，PID控制。
其中，PID控制是控制系统常见的控制模式。延时控制通常应用在开关量控制的场合，当一个开关状态变化时比如由“开”变“关”时)，控制器的输出动作要延时一段时间才会给出。比如，在生产线常用的接近开关，当工件就位时，接近开关给出信号，下一个滚筒由于和接近开关安装的位置有一段距离，所以通常要延迟几秒才开始滚动。连锁控制也是常用于开关控制的场合，比如有三个开关，AB和C，C开关必须在A和B同时打开的时候，才能够打开;或者当A打开时，C必须打开;这种关系就是连锁控制。
断路器起到了保护电气过电流过电压等作用，但接触器则根据不同的启动信号，接通线圈以后来控制电机的工作。总之，电力系统其实也很简单的，主要也就是电源，变压器，导线，用电设备和开关而已，所有复杂的电路都可以分解成以上四部分的。变频器通过编码器实现闭环控制的原理变频器带编码器的闭环控制变频控制闭环，主要是指速度闭环。变频电机有需要速度反馈的，在电机启动加速和减速停止的变速过程中，电机的驱动电流需要与实际转速下电机因“发电机效应”产生的反电动势相匹配，如果电机驱动电流与反电动势阻抗不匹配，电机驱动力不够转速达不到输出要求，或者因电机负载过大电机没有达到输出速度值，反电动势因与转速成比例而偏弱，这样会引起电机电流徒增，容易烧毁电机线圈或驱动器
系统控制要点
（1）该系统网络中一个主站CPU下两条profibus网络所带的从站有44个之多，在利用Simatic Manager编程软件进行硬件配置时，根据S7-300CPU中CPU31XC的地址分配的参数规范，对于数字量输入输出，其地址分配的参数范围为0.0～127.7。因此在进行硬件配置时, S7～300CPU自带的profibus-DP接口上的profibus I线上的模块数字量I/O地址一般规定在0.0～127.7的范围中,如有**出则采用间接寻址的方式来处理。profibus Ⅱ线上的模块的数字量I/O地址无论处在哪个范围中,都必须采用间接寻址方式。
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（2）关于接触器的硬件互锁。对于转台工位，转台有正转和反转两种工作状态，因此转台的回转电机需要有一个负荷开关和两个接触器一并来控制（而举升电机一般只需要一个负荷开关和对应的一个接触器即可进行控制），接触器分正转接触器和反转接触器，输入端为380AV。正转接触器的三相电压A、B、 C分别和反转接触器的C、B、A短接。如图2所示，当程序在执行过程中，若存在某些漏洞使得正转接触器和反转接触器的输出点同时置1时，则会出现正转接触器和反转接触器各自的A相和C相短接，造成接触器短路损坏，主电源开关跳闸
该项目中涉及到的变量数目较多，根据现场情况随时可能有更改，为了便于管理，采取S7程序界面和Wincc人机界面共用一套变量。这样可以将建立变量的工作量减少一半，也将出错概率减少一半。先安装step7软件，之后自定义安装Wincc软件，将Wincc通讯组件安装完整。然后在 step7软件中插入OS站，可点击右键打开并编辑Wincc项目。在Wincc项目中需要引用变量的位置进行变量选择，出现变量选择对话框，即可在 step7项目变量表中选择需要的变量，从而保证人机界面和下位机所用变量的*性
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