西门子6EP1961-2BA00

西门子6EP1961-2BA00

SINAMICS DC MASTER 是 SINAMICS 驱动器家族中的一员。各个 SINAMICS 版本都基于一个公共的平台，特别是在接口、工具、操作控制以及监视方面。
所有的 SINAMICS 驱动器都支持TIA 体系，在工程设计、通讯和数据管理方面与西门子的SIMATIC、SIMOTION 和 SINUMERIK 自动化系统使用了相同的方式。在使用这些系统时，可以使用 SINAMICS 简单的生成自动化解决方案。
由于可以标准化、无缝的集成到西门子的自动化环境中，用户还可以更快速的进行整机自动化和驱动器技术的工程设计和试运行中。此外，还可以降低相关的培训成本，并且使产品支持、、维护和备件保存都得到了简化。

直流变频器的电子装置电源现有两种版本可用：

• 连接 230 V/400 V AC 的版本或

• 连接 24V 直流的版本（带有极性接反保护）

使用 24V 供电，可以简单的实现 UPS 功能——因此可以提高工厂或系统的可用性。

上图显示的是 24V 直流电源 SITOP smart。

电源部分与地隔离

变量的准确测量

凭借其较高的精度，SENTRON PAC3200能够不断高的准确进行电力测量的要求。它 IEC 62053-22 中有关固态有功电能表的 0.5S 级准确度要求。

SENTRON PA200 可提供用于测定与处理电能数据和评估配电网的准确度较高的测量数据：

例如，对于电压、电流、有功功率和有功电能来说，该仪表可达到 IEC 61557-12 的 0.2 级准确度。

对有功电能来说，可达到仪表 IEC 62053-22 的 0.2S 级准确度。

因此，SENTRON PA200 电力公司所采用的高精度仪表的准确度要求，通常可在苛刻的工业应用中使用。

电力故障的度

总共有 10 个用于测量有功、无功和视在电能的电能表，它们可按照高费率和低费率单独、连续地对电能输入和电能反馈进行。

除了用于视在、有功和无功电能的无限计数器之外，PA200 还可在 365 天的时间段内每天储存电能消耗水平。通过输入所需的计算周期，可实现到天的截止日期评估。某个预选时间段内的电能消耗可直接在仪表上调出，或使用通讯接口调出。

PA200 的每日计数指示器

SENTRON PAC3200 和 PA200 可提供负荷曲线记录所需的有功和无功电能平均值，并可作为上层能源的可靠数据来源。

PA200 的负荷曲线记录

一旦按测量周期测量的电能消耗状况或无功电能成分开始对公司的电能成本产生影响，工厂的电力负荷曲线就显得非常重要。

由于 SENTRON PA200 带有一个大容量存储器，因此在这方面非常适合。在选择的测量周期为 15 分钟时，它可在长达 40 天时间内记录视在、有功和无功功率的负荷曲线，并带有输入和反馈的zui小值与zui大值。根据所选择的记录周期，可将记录时间或缩短。

测量周期可与电力公司所采用的测量周期实现同步，这样就可将测量数据与电力公司的记录进行比较。同步可通过一个数字量输入或在通讯接口上使用一个同步命令来完成。如果无法进行这种同步，仪表就会与它的内部时钟进行同步。

对于负荷曲线记录，SENTRON PA200 支持固定时钟（仅一个测量周期）或时钟（将测量周期划分为几个子周期）。另外，也可在算术或累积电能平均值计算之间进行选择。

负荷曲线记录的个别改动可通过 SENTRON powerconfig 组态来完成。

S7-1500 控制器产品系列中的入门级 CPU

适用于对程序范围和处理速度具有中等要求的应用

在具有集中式和分布式 I/O 的生产线上作为集中式控制器使用

PROFINET IO IRT 接口，带 2 端换机

PROFINET I/O 控制器，用于在 PROFINET 上运行分布式 I/O

用于连接 CPU 作为 SIMATIC 或 非西门子 PROFINET I/O 控制器下的 PROFINET 设备的 PRIFINET 智能设备

OPC UA （数据访问）作为运行时选件，可轻易将 SIMATIC S7-1500 连接至第三方设备/

等时同步

集成运动控制功能，用于控制速度控制轴和定位轴，支持外部编码器，凸轮/凸轮轨道和

用于诊断集成 Web ，带有创建用户定义的 Web 站点的选项

CPU 1511-1 PN 是经济型入门级 CPU，用于不连续生产技术中对处理速度和响应速度要求不高的应用。 CPU 1511-1 PN/DP 可以用作 PROFINET IO 控制器，也可以用作分布式智能设备 （PROFINET 智能设备）。 集成式 PROFINET IO IRT 接口设计为 2-端换机以便在中设立总线型拓扑。 另外，CPU 通过易组态的块提供控制功能，以及通过化 PLC-open 块 提供连接至驱动器的能力。

SCALANCE X-000非管理型交换机

简单实现低成本的机器联网：非管理型工业以太网交换机 SCALANCE X-000 占用空间少，是一种入门级的解决方案，用于构建小型工业以太网网络结构。非管理型交换机SCALANCE X-000 于简单的机器联网，因为该交换机不仅小巧紧凑而且成本低

详细信息

SCALANCE XB-000 具有塑料外壳，适用于较为良好的工业环境

SCALANCE X005 具有坚固的金属外壳，适用于恶劣的工业环境

操作方便

安装在控制柜内或安装在壁板上时占用空间小

适用于工业，适合机器联网时安装

SCALANCE X-100 非管理型交换机及媒体转换器

非管理型 SCALANCE X-100 说明：

质优价廉：坚固的非管理型工业以太网交换机 SCALANCE X-100 具有各种端口类型，可为您降低安装成本，并且可以根据相应的应用情况选择合适的端口。此外 SCALANCE X-100 交换机还能通过集成的以太网供电功能节省安装成本：数据和能源通过一根导线传输。SCALANCE X-100媒体转换器说明：工业以太网 SCALANCE X-100 媒体转换器特别适用于转换工业以太网网络中各种不同的传输媒介。

SCALANCE X-100 带有多 24 个端口以及适合 PROFINET 的固定护套，适用于安全传输数据

SCALANCE X-100 媒体转换器具有四种型号

通过适合的型号以及端口数量节省成本

具有坚固的固定护套以及外壳，*适用于工业

结合现有 10Base FL 和/或 10Base5 网

SCALANCE X-200 管理型交换机

功能多样，适用于机器附近的应用以及联网的子工厂：管理型工业以太网交换机 SCALANCE X-200 是一种可靠的网络解决方案，是的 PROFINET 自动化网络联网方式。SCALANCE X-200 交换机具有多种功能，例如 PROFINET 诊断，这些功能通过集成到STEP 7 中提高设备的可用性，适合简单的调试以及工程设计。

详细信息

结构紧凑的 SCALANCE X-200 具有各种不同的端口类型

与 ET 200S 一样，SCALANCE XF-200 外形平整，可以方便地引出电缆

特性

应用广泛，适用于高要求的网络结构

可灵活安装于开关柜/开关盒中或者适用于无开关柜的结构

调试以及工程设计简单

具有多种功能，提高设备的可用性

管理型 SCALANCE X-200IRT

SCALANCE X-200IRT 管理型交换机

特别适用于设计严格的实时应用：管理型工业以太网 SCALANCE X-200IRT（同步实时）具有多种功能，可以用于 PROFINET 环境下机器附近的应用以及联网的子工厂。实时交换机 SCALANCE X-200IRT集成有实时 ASIC，特别适用于高性能的同步运动控制

西门子6EP1961-2BA00

概述通常情况下，要实现HMI设备与V20变频器的通讯，需要一个支持USS通讯或MODBUS通讯的PLC，比如S7-200系列PLC。其通讯电缆连接如图1所示。PLC的一个通讯端口与屏连接，可以采用PPI协议通讯。PLC的另一个通讯端口与V20的RS485通讯端口连接，采用MODBUS协议通讯，PLC上编写MODBUS主站程序，V20为从站。图1 屏通过PLC与V20变频器通讯如果只需要对V2O变频器做简单的运行控制和变量，那么上述配置中PLC的作用仅为数据中转。这种情况下，屏直接和V20变频器通讯，不仅能够实现监控功能，而且可以少用一个PLC，节省成本。采用西门子的ART LINE系列屏能够实现与V20变频器直接通讯的功能。通讯电缆连接如图2所示。ART LINE屏作为MODBUS主站，V20为从站。

图2 屏直接与V20变频器通讯2. 硬件设备及其安装         下面用一个实例来介绍Smart Line屏与一台V20变频器通过MODBUS通讯的实现。该例子中用到的主要硬件设备如表1所示，屏组态为WinCC Flexible 2008 SP4 China。表1 示例主要硬件设备bOU

硬件安装步骤如下： 1）将变频器、电机、屏固定在安装工位上。 2）连接变频器到电机的动力电缆和接地电缆。 3）连接供电电源到变频器的动力电缆和接地电缆。 4）连接变频器和屏的RS485通讯电缆。屏RS485的9针接口与 V20端子对应关系：3对应P+，8对应N-。 5）连接24V直流电源的交流进线电缆和到屏的直流供电电缆。3. V20变频器参数设置         V20变频器要采用MODBUS通讯，可以做如下设置：表2 Cn011对应参数设置

3）修改MODBUS通讯参数，其它参数为Cn011连接宏默认参数： P2014[0]=0 不监控报文间隔时间，否则可能会报F72故障 P2021[0]=3 MODBUS设备地址为3（与屏组态中设置的从站地址一致）4. 屏组态bOU         在WinCC Flexible 2008 SP4 China中组态Smart 1000 IE屏。详细步骤如下： 1）创建项目。         创建一个空项目，如图3所示。创建空项目选择屏设备为Smart 1000 IE，如图4所示。图4 选择Smart 1000 IE屏2）设置连接。         在连接画面中新建一个连接，相关参数设置如下： 通讯驱动程序：Modicon          连接设置如图5所示。图5 连接设置3）添加变量。         添加与变频器监控相关的10个变量，如表3所示。表3 变量列表
变量地址参照V20变频器操作手册，添加完成后的变量画面如图6所示。图6 添加变量速度设定值变量SetPoint是由-16384(-4000H)到+16384(+4000H)来表示-50Hz到+50Hz的转速，此处采用变量的线性转换属性，将-16384对应-1500，+16384对应+1500，如图7所示。再采用变量的值属性，将变量的输入值在-1600和+1600之间，如果超出该值的范围，则输入不起作用。如图8所示。图7 速度设定值变量线性转换图8 速度设定值变量值速度反馈值变量Feedback也是由-16384(-4000H)到+16384(+4000H)来表示-50Hz到+50Hz的转速，此处也采用变量的线性转换属性，将-16384对应-1500，+16384对应+1500，如图9所示。注意，图9和图7所示的线性转换是一致的图9 速度反馈值变量线性转换4）添加画面。         项目生成时已经有一个模板和一个画面，此例仅用到一个画面。修改画面的名字为V20_Monitor，如图10所示。图10 编辑之前的画面V20_5）编辑模板。         模板中的对象在选择使用模板的画面中会显示出来，此处把西门子的LOGO和退出Runtime的按钮放置在模板中，如图11所示。图11 编辑模板然后在按钮的事件属性中添加函数。在按钮STOP RT事件属性的单击事件下添加StopRuntime函数，如图12所示。图12 退出运行画面按钮事件设置6）编辑画面。         在V20_Monitor画面中放置IO域、文本域、按钮、棒图、圆形等对象。在文本域中输入相应的文本，设置字号、颜色等，将相关对象分类排列整齐，完成后的V20_Monitor画面如图13所示。图13编辑完成的画面V20_给10个IO域分别连接10个变量。其中控制字1和状态字1采用16进制显示，控制字1类型为输入/输出，状态字1类型为输出，如图14所示。图14 控制字1对应IO域常规设置转速设定、实际转速、输出电压、直流电压采用带符号整数显示，转速设定类型为输入/输出，其它三个变量类型为输出，如图15所示。图15 实际转速对应IO域常规设置输出、输出电流、输出转矩、输出功率采用带符号整数显示，并小数点2位，类型为输出，如图16所示。此处小数点2位的作用是将通讯接收到的值除以100并显示在屏上，这样做的理由是V20变频器在发送这些值时将实际值乘了100。图16 输出电流对应IO域常规设置除了用IO域来显示实际转速的数值外，还采用棒图这种图形化的形式来显示实际转速，编辑完成的棒图外观如图17所示。图17 编辑完成的棒图外观设置棒图的常规属性，其中连接变量为Feedback，大值设为2000，小值设为-2000，如图18所示。图18 棒图常规属性设置设置棒图的外观，如图19所示。图19 棒图外观属性设置设置棒图刻度，如图20所示。图20 棒图刻度属性设置运行指示灯用来指示变频器是否处于运行状态，连接变量为StsWord1的第2位，运行时显示绿色，非运行时显示白色。其外观动画设置如图21所示。图21 运行指示及其外观动画设置反转指示灯用来指示变频器是否处于反转状态，连接变量为StsWord1的第14位，反转时显示绿色，非反转时显示白色。其外观动画设置如图22所示 图22 反转指示及其外观动画设置故障指示灯用来指示变频器是否处于故障状态，连接变量为StsWord1的第3位，故障时显示红色，非故障时显示绿色。其外观动画设置如图23所示。图23 故障指示及其外观动画设置接着设置4个按钮的功能，此处在按钮的单击事件下添加不同的函数来实现不同的功能。 启动按钮：添加SetValue函数，变量为CtrlWord1，值为1150（16进制047E）。再添加SetBitInTag函数，变量仍为CtrlWord1，位为0，如图24所示。每次按下启动按钮，屏将先发送047E，再发送047F给V20变频器，实现启动功能。图24 启动按钮事件设置bOU图24 启动按钮事件设置bOU停止按钮：添加ResetBitInTag函数，变量为CtrlWord1，位为0，如图25所示。每次按下停止按钮，控制字1的第0位将被复位为0，屏将发送047E给V20变频器，实现OFF1停车功能。图25 停止按钮事件设置bOU图25 停止按钮事件设置bOU反向按钮：添加InvertBitInTag函数，变量为CtrlWord1，位为11，如图26所示。每次按下反向按钮，控制字1的第11位将做非运算，屏将相应的正转或反转指令发送给V20变频器，实现转向反向功能。图26 反向按钮事件设置故障确认按钮：添加SetBitInTag函数，变量为CtrlWord1，位为7。再添加ResetBitInTag函数，变量仍为CtrlWord1，位为7，如图27所示。每次按下故障确认按钮，屏将先发送1状态的故障确认位，再发送0状态的故障确认位给V20变频器，给故障确认位一个上升沿，实现故障确认功能。图27 故障确认按钮事件设置5. 运行效果         完成上述步骤之后，下载组态程序至屏中。实际运行效果证明：ART LINE屏与V20变频器通讯正常，屏可以通过四个按钮控制变频器运行、停止、反向以及故障确认；变频器相关变量和状态可以在屏上正确显示。变频器运行时屏显示画面如图28所示图28 变频器运行时屏显示画面编程功能离线编程：PLC和编程器公用一个CPU，编程器在编程时，CPU只为编程器提供服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程可成本，但使用和调试不方便。在线编程：CPU和编程器有各自的CPU，主机CPU负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。这种成本较高，但调试和操作方便，在大中型PLC中常采用。五种化编程语言：顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）、功能模块图（FBD）三种图形化语言和语句表（IL）、结构文本（ST）两种文本语言。选用的编程语言应遵守其（IEC6113123），同时，还应支持多种语言编程形式