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SINAMICSG130 變頻器

SINAMICSG130 變頻器是一種變頻裝置，可以非常靈活地與相關選件組合，集成到客戶機柜中或直接集成到機器設備內。通過豐富的電氣選件實現(xiàn)傳動系統(tǒng)的，從而滿足客戶的特定要求。配置和調試工作也因預定義的接口和參數(shù)而被大大簡化。 特點： ? 采用了新半導體技術的 IGBT 和革新的冷卻方式，因而結構非常緊湊，運行異常安靜。 ? 因所有可更換部件的設計均基于方便接近、快速更換的原則，模塊和功率器件可實現(xiàn)快速輕松地更換，從而提高了裝置的使用效率。另外，通過“SparesOnWeb”工具，可方便地查看所訂購傳動的可用備件。 ? 一個標準的 PROFIBUS 通訊接口以及各種模擬量和數(shù)字量接口，可方便地集成到自動化系統(tǒng)中。 ? 圖形化 LCD 的 AOP30 操作面板或裝有 STARTER 調試工具的 PC 可以輕松地進行調試和參數(shù)設定。 ? 豐富的軟件功能使之能勝任客戶的各種要求。 ? 所有部件，從單獨的零件到完整的變頻裝置，整個生產(chǎn)過程中均經(jīng)嚴格的測試。這就了它們在安裝、調試和運行過程中具有極高的可靠性。

• SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊
• CBE30-2 通信板
• TB30 端子模板

SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊是一個 SINAMICS S120 書本型變頻調速柜模塊。通過此模塊，可將 SIMOTION D4x5-2 控制單元的驅動端計算性能加以擴展。

通過集成驅動器計算性能，SIMOTION D4x5-2 控制單元可以操作多 6 個伺服軸、6 個矢量軸或 12 個 V/f 軸。

利用 SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊，通過多 6 個附加伺服軸、6 個矢量軸或 12 個 V/f 軸將驅動器計算性能進行擴展。這樣就可以根據(jù)應用要求來增加多軸系統(tǒng)的軸數(shù)。

如果需要，還可在一個 SIMOTION D4x5-2 控制單元上操作多個 CX32-2 控制器擴展模塊。

• CX32-2 控制器擴展模塊的寬度為 25 mm，只需要很小的空間，因此非常適合在結構緊湊的機器上使用。
• CX32-2 控制器擴展模塊通過 DRIVE-CliQ 連接到 SIMOTION D4x5-2，所以無需附加模塊，便可實現(xiàn)驅動器的高性能、等時同步閉環(huán)控制。SIMOTION D4x5-2 模塊上的通訊接口可用于其它連接。
• 控制器擴展模塊的尋址與 PROFIBUS/PROFINET 上的尋址無關。這對于模塊化機器概念十分有利。
• 簡便的布線與組態(tài)
• 來自與 SIMOTION D4x5-2 相連的饋入部分的“控制運行”信號可極為方便地與 CX32-2 控制器擴展模塊的驅動器互連。
• CX32-2 控制器擴展模塊不需要有自己的 CF 卡。數(shù)據(jù)是在 SIMOTION D4x5-2 控制單元的 CF 卡上集中管理的。這樣做有以下優(yōu)勢：
  • 模塊更換簡便（無需在 CX32-2 上進行操作，例如，更換存儲卡）
  • 在固件升級期間，CX32-2 控制器擴展模塊會自動通過 SIMOTION D4x5-2 控制單元的集成驅動器進行升級。
  • 通過 SIMOTION D4x5-2 進行集中許可證處理

Design

實例:12 軸系統(tǒng)，配有 SIMOTION D4x5-2 和 SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊

SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊通過 DRIVE-CLiQ 連接到 SIMOTION D4x5-2。

這樣就可實現(xiàn)非常緊湊的多軸系統(tǒng)，例如，帶有 12 個伺服軸。

如果需要，還可在一個 SIMOTION D4x5-2 控制單元上操作多個 SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊。

• 一個 SIMOTION D425-2 上多可操作 3 個 CX32-2
• 一個 SIMOTION D435-2、D445-2 或 D455-2 上多可操作 5 個 CX32-2

原則上，也可連接第 4 個或第 6 個 CX32-2 控制器擴展模塊。在此情況下，不能再將變頻器/變頻器組件連接至 SIMOTION D4x5-2 的集成驅動控制。所有變頻器隨后必須通過所連接的 控制器擴展模塊來運行。例如，這在實現(xiàn)分布式、模塊化機器概念時十分有用。

通過 SINAMICS S110/S120 控制單元以及 PROFIBUS 或 PROFINET，可執(zhí)行附加驅動控制。

注意

SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊只能與 SIMOTION D4x5-2 控制單元配套使用。不能與 SIMOTION D4x5 控制單元一起使用。

SIMOTION CX32 控制器擴展模塊應用于 SIMOTION D435 和 D445-1 控制單元（訂貨號 6SL3040-0NA00-0AA0）。

模擬量輸入模塊將來自過程的的模擬量信號轉換為可在控制器中進行內部處理的數(shù)字量信號。

該模塊具有如下特點：

• 分辨率為 9-15 位 + 符號位（具有不同的轉換時間），可以設置。
• 各種量程；
  電流/電壓的默認設置是使用量程模塊以機械方式設置的，可通過編程器和 STEP 7 的“Hardware configuration”進行細調。
• 中斷能力；
  該模塊將診斷和限值中斷發(fā)送到控制器的 CPU。
• 診斷；
  該模塊將綜合診斷信息發(fā)送到 CPU。

在生產(chǎn)工程中，針對分布式故障安全應用而特別開發(fā)了SIMATIC S7故障安全型CPU和故障安全信號模塊SIMATIC ET200S、ET200pro、ET200eco和ET200M。 故障安全I/O具有模塊化結構，只有在實際需要時才能使用安全技術。 新系統(tǒng)替換了傳統(tǒng)的機電部件，例如：

• 可自由編程，可安全地將傳感器連接到執(zhí)行器
• 可選擇地安全關斷執(zhí)行器
• 在一個站中可采用故障安全模塊和標準模塊混合安裝結構
• 單總線理念；
  通過一個總線(PROFIBUS DP、PROFINET)可以傳送故障安全信號和標準信號

全集成自動化(TIA)

安全技術(安全集成)是全集成自動化的一個組件，它提供全集成的安全自動化和標準自動化(SIMATIC S7)。

當今，標準自動化(傳統(tǒng)的PLC)和安全自動化(機電結構)是彼此分開的，這兩種自動化正成長為一個統(tǒng)一的、集成的整體系統(tǒng)。

西門子作為一個自動化技術完整提供商，可以提供全面的自動化系統(tǒng)。

• 用于故障安全SIMATIC S7系統(tǒng)的數(shù)字量輸入
• 對于連接：
  • 開關和 2 線制接近開關
  • NAMUR傳感器和機械觸點以及危險區(qū)域信號
• 具有安全集成功能，用于安全運行
• 用于故障安全操作
  • 集中式：帶有 S7-31xF-2 DP
  • ET200M 分布式：帶 SIMATIC IM 151-7 F-CPU、S7-31xF-2 DP、S7-416F-2 和 S7-400F/FH
• 在標準操作中，可以像 S7-300 模塊一樣使用

S7-200系列 PLC的存儲器空間

S7-200 PLC的存儲器空間大致分為三個空間，即程序空間、數(shù)據(jù)空間和參數(shù)空間。

1．程序空間

該空間主要用于存放用戶應用程序，程序空間容量在不同的CPU中是不同的。另外CPU中的RAM區(qū)與內置EEPROM上都有程序存儲器，但它們互為映像，且空間大小一樣。

2．數(shù)據(jù)空間

該空間的主要部分用于存放工作數(shù)據(jù)稱為數(shù)據(jù)存儲器，另外有一部分作寄存器使用稱為數(shù)據(jù)對象。

（1）數(shù)據(jù)存儲器 它包括變量存儲器（V），輸入信號緩存區(qū)（輸入映象存儲器I），輸出信號緩沖區(qū)（輸出映象存儲區(qū)Q），內部標志位存儲器（M）又稱內部輔助繼電器，特殊標志位存儲器（SM）。除特殊標志位外，其他部分都能以位、字節(jié)、和雙字的格式自由讀取或寫入。

變量存儲器（V）是保存程序執(zhí)行過程中控制邏輯操作的中間結果，所有的V存儲器都可以存儲在存儲器區(qū)內，其內容可在與EEPROM或編程設備雙向傳送。

輸入映象存儲器（I）是以字節(jié)為單位的寄存器，它的每一位對應于一個數(shù)字量輸入結點。在每個掃描周期開始，PLC依次對各個輸入結點采樣，并把采樣結果送入輸入映象存儲器。PLC在執(zhí)行用戶程序過程中，不再理會輸入結點的狀態(tài)，它所處理的數(shù)據(jù)為輸入映象存儲器中的值。

輸出映象存儲器（Q）是以字節(jié)為單位的寄存器，它的每一位對應于一個數(shù)字輸出量結點。PLC在執(zhí)行用戶程序的過程中，并不把輸出信號隨時送到輸出結點，而是送到輸出映象存儲器，只有到了每個掃描周期的末尾，才將輸出映象寄存器的輸出信號幾乎同時送到各輸出結點。使用映象寄存器優(yōu)點：①同步地在掃描周期開始采樣所有輸入點，并在掃描的執(zhí)行階段凍結所有輸入值；②在程序執(zhí)行完后再從映象寄存器刷新所有輸出點，使被控系統(tǒng)能獲得更好穩(wěn)定性；⑧存取映象寄存器的速度高于存取I/O速度，使程序執(zhí)行的更快；④I/O點只能以位為單位存取，但映象寄存器則能以位、字節(jié)、雙字進行存取。因此，映象寄存器提供了更高的靈活性。另外對控制系統(tǒng)中個別I/O點要求實時性較高的情況下，可用直接I/O指令直接存取輸入/輸出點。

內部標志位（M）又稱內部線圈（內部繼電器等），它一般以位為單位使用，但也能以字、雙字為單位使用。內部標志位容量根據(jù)CPU型號不同而不同。

特殊標志位（SM）用來存儲系統(tǒng)的狀態(tài)變量和有關控制信息，特殊標志位分為只讀區(qū)和可寫區(qū)，具體劃分隨CPU不同而不同。

（2）數(shù)據(jù)對象  數(shù)據(jù)對象包括定時器、計數(shù)器、高速計數(shù)器、累加器、模擬量輸入/輸出。

定時器類似于繼電器電路中的時間繼電器，但它的精度更高，定時精度分為lms，10ms和100ms三種，根據(jù)精度需要由編程者選用。定時器的數(shù)量根據(jù)CPU型號不同。

計數(shù)器的計數(shù)脈沖由外部輸入，計數(shù)脈沖的有效沿是輸入脈沖的上升沿或下降沿，計數(shù)的方式有累加1和累減1兩種方式。計數(shù)器的個數(shù)同各CPU的定時器個數(shù)。

高速計數(shù)器與一般計數(shù)器不同之處在于，計數(shù)脈沖頻率更高可達2kHz/7kHz，計數(shù)容量大，一般計數(shù)器為16位，而高速計數(shù)器為32位，一般計數(shù)器可讀可寫，而高速計數(shù)器一般只能作讀操作。

在S7-200CPU中有4個32位累加器，即AC0～AC3，用它可把參數(shù)傳給子程序或任何帶參數(shù)的指令和指令塊。此外，PLC在響應外部或內部的中斷請求而調用中斷程序時，累加器中的數(shù)據(jù)是不會丟失的，即PLC會將其中的內容壓入堆棧。因此，用戶在中斷程序中仍可使用這些累加器，待中斷程序執(zhí)行完返回時，將自動從堆棧中彈出原先的內容，以恢復中斷前累加器的內容。但應注意，不能利用累加器作主程序和中斷子程序之間的參數(shù)傳遞。

模擬量輸入/輸出可實現(xiàn)模擬量的A/D和D/A轉換，而PLC所處理的是其中的數(shù)字量。

3．參數(shù)空間

用于存放有關PLC組態(tài)參數(shù)的區(qū)域，如保護口令、PLC站地址、停電記憶保持區(qū)、軟件濾波、強制操作的設定信息等，存貯器為EEPROM。

Overview

• 將 SIMATIC S7-400 連接到工業(yè)以太網(wǎng)
  • 多協(xié)議運行，用于 ISO、TCP/IP、UDP 與 PROFINET IO 協(xié)議
  • 可調節(jié)的 Keep Alive 功能
• 兩個獨立的接口（集成的網(wǎng)絡分離）：
  • 千兆以太網(wǎng)接口，帶有 RJ45 端口，10/100/1000 Mbit/s 全雙工/半雙工，具有自動偵測功能
  • PROFINET 接口，帶有四個 RJ45 端口，10/100 Mbit/s 全雙工/半雙工，通過 4 端口交換機執(zhí)行自動感測和自動交叉功能
• 通過兩個接口進行通訊
  • 開放式通訊（ISO、TCP/IP 和 UDP），使用 UDP 多點傳送，包括兩個接口之間的路由
  • 編程器/OP通訊：
    通過 S7 路由的交叉網(wǎng)絡
  • S7 通訊（客戶端、器、多路復用），包括兩個接口之間的路由
  • IT 通訊：
    HTTP 通訊支持通過自己的 web 頁訪問過程數(shù)據(jù)；
    電子郵件客戶端功能，直接從用戶程序發(fā)送包含身份驗證信息的電子郵件；
    FTP 通訊支持程序控制的 FTP 客戶端通訊；
    通過 FTP 器訪問數(shù)據(jù)塊
• 通過 PROFINET 接口進行通訊
  • PROFINET IO 控制器，具有實時屬性（RT 和 IRT）
  • PROFINET CBA
  • 通過 DHCP、簡單的 PC 工具或通過用戶程序（例如 HMI）進行 IP 地址分配
  • 支持 PROFINET IO 設備的優(yōu)先啟動
  • 使用 STEP 7 組態(tài)
• 介質冗余 (MRP)；
  在采用環(huán)形拓撲結構的以太網(wǎng)網(wǎng)絡內，CP 支持介質冗余程序 MRP。
• 通過可組態(tài)的 IP 訪問列表進行訪問保護
• 無需編程器即可進行模板更換；
  所有信息都保存在 C-PLUG 中（即使是用于 IT 功能的文件系統(tǒng)）。
• 豐富的診斷功能，可用于機架中的所有模板
• 通過 SNMP V1 MIB-II，集成在網(wǎng)絡管理系統(tǒng)中
• 運行于冗余 S7 通訊或 DP 主站通訊的 SIMATIC H 系統(tǒng)。
• 在與 SIMATIC S7-400 CPU 416F 一起使用的故障安全型應用程序 (PROFIsafe) 中操作

• 用于簡便、快捷地對S7-400模板進行接線

可提供下列內容：

• 前連接器： 
  更換模板時無需重新接線
• TOP 連接： 
  用于快速、無故障地連接傳感器和執(zhí)行器，連接距離可達30m
• Flexible(柔性)連接： 
  可以快速、直接地將SIMATIC S7-400連接到控制柜中的每個控制單元上

數(shù)據(jù)在存儲器中存取的方式

1．位、字節(jié)、字和雙字

二進制數(shù)的1位（bit）只有0和1兩種不同的取值，可用來表示開關量（或稱數(shù)字量）的兩種不同的狀態(tài)，如觸點的斷開和接通，線圈的通電和斷電等。如果該位為1，則表示梯形圖中對應的編程元件的線圈“得電”，其常開觸點閉合、常閉觸點斷開，以后稱該編程元件為1狀態(tài)，或稱該編程元件ON。反之亦反。

8位二進制數(shù)組成1個字節(jié)（Byte），其中的第0位為低位（LSB），第7位為高位（MSB）。兩個字節(jié)組成1個字（Word），兩個字組成1個雙字。

2．數(shù)據(jù)的存取方式

（1）“位”存取方式：位存儲單元的地址由字節(jié)地址和位地址組成，如I3.2，其中的區(qū)域標識符“I”表示輸入（Input），字節(jié)地址為3，位地址為2。如圖：

這種存取方式稱為“字節(jié)·位”尋址方式。

（2）“字節(jié)”存取方式：輸入字節(jié)IB3（Byte）由I3.0~I3.7這8位組成。

（3）“字”存取方式：相鄰的兩個字節(jié)組成一個字，一個字中的兩個字節(jié)的地址必須連續(xù)，且低位字節(jié)在一個字中應該是高8位，高位字節(jié)在一個字中應該是低8位。IW14表示由IB14和IB15組成的1個字，IW14中的I為區(qū)域標識符，W表示字（Word），14為起始字節(jié)的地址。IW14中的IB14應該是高8位，IB15應該是低8位。

（4）“雙字”存取方式：相鄰的四個字節(jié)表示一個雙字，四個字節(jié)的地址必須連續(xù)。低位字節(jié)在一個雙字中應該是高8位。ID12表示由IB12~IB15組成的雙字，I為區(qū)域標識符，D表示存取雙字（Double Word），12為起始字節(jié)的地址。ID12中的IB12應該是高8位，IB15應該是低8位。