SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用說(shuō)明書(shū)（一）

S120 V/f控制模式介紹

多層軟件結(jié)構(gòu)

通過(guò) SIMOTION，帶有眾多不同機(jī)器的運(yùn)動(dòng)任務(wù)可輕松、統(tǒng)一地執(zhí)行。

為了方便任務(wù)的執(zhí)行，一個(gè)非常特別的多層軟件結(jié)構(gòu)被選擇作為運(yùn)行系統(tǒng)。所有 SIMOTION 設(shè)備都提供了 PLC 功能等基本功能，帶有符合標(biāo)準(zhǔn) IEC 61131-3 的一個(gè)指令集。用戶可使用隨附的工藝包和函數(shù)庫(kù)來(lái)擴(kuò)展基本功能。

可擴(kuò)展的功能

工藝包、函數(shù)庫(kù)和運(yùn)行系統(tǒng)的多層結(jié)構(gòu)相結(jié)合，可將 SIMOTION 的功能加以擴(kuò)展。

可伸縮

• 具有功能級(jí)別
• 具有廣泛功能的軟件模塊和技術(shù)功能包

使用靈活

• 由于使用集成、可自由編程的 PLC，因此符合 IEC 61131-3 標(biāo)準(zhǔn)
• 可無(wú)限使用的技術(shù)功能包
• 通過(guò)一個(gè)綜合指令集和符合 PLCopen 標(biāo)準(zhǔn)的功能塊而具有廣泛功能
• 可運(yùn)轉(zhuǎn)伺服、矢量、步進(jìn)和液壓驅(qū)動(dòng)器
• 能夠?qū)⒏鞣N技術(shù)功能包和功能庫(kù)組合在一起

可擴(kuò)展

• 由于功能庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)功能

技術(shù)功能包

每個(gè)技術(shù)功能包都為相關(guān)技術(shù)提供了完整功能。例如，運(yùn)動(dòng)控制功能包提供了用于精確定位運(yùn)動(dòng)的所有功能（包括凸輪系統(tǒng)）。

它還負(fù)責(zé)處理與驅(qū)動(dòng)器之間進(jìn)行的設(shè)定點(diǎn)和實(shí)際值循環(huán)交換，包括位置控制、運(yùn)動(dòng)曲線的計(jì)算、運(yùn)動(dòng)的刪除和超控、歸位功能、編碼器切換、軸的釋放、狀態(tài)信息，等等。

除運(yùn)動(dòng)控制工藝包（包括定位、同步操作、輸出凸輪和路徑插補(bǔ)）之外，還提供了用于其他技術(shù)的功能包，如溫度控制。

功能庫(kù)

功能庫(kù)提供了標(biāo)準(zhǔn)功能

• 用于集成專(zhuān)用 I/O 模塊（如計(jì)數(shù)器模塊、通信模塊、AS-Interface）
• 用于擴(kuò)展系統(tǒng)功能（如閉環(huán)控制器）

模塊化用戶功能也可存儲(chǔ)為庫(kù)，以便在項(xiàng)目中以標(biāo)準(zhǔn)形式執(zhí)行。

工業(yè)信息安全覆蓋所有層級(jí)

市場(chǎng)決定形勢(shì) - 當(dāng)前，更加明顯：

• 短交貨時(shí)間
• 靈活的批量生產(chǎn)
• 具有競(jìng)爭(zhēng)性的價(jià)格
• 可靠的產(chǎn)品質(zhì)量

其解決方案為：縮短加工和生產(chǎn)設(shè)備調(diào)整時(shí)間、實(shí)現(xiàn)成本小化、積極創(chuàng)新并實(shí)現(xiàn)更高產(chǎn)能。借助 “源于西門(mén)子” 的自動(dòng)化技術(shù)，即使復(fù)雜的需求，也可輕松滿足！

SIMATIC 自動(dòng)化技術(shù)

SIMATIC 是可解決各行業(yè)自動(dòng)化任務(wù)的可靠基本自動(dòng)化系統(tǒng)，包括標(biāo)準(zhǔn)硬件和軟件組件，并將用于定制擴(kuò)展的所有選件完全公開(kāi)。

SIMATIC 系列產(chǎn)品包括以下組件，彼此之間可相互補(bǔ)充：

• 可編程控制器
• 分布式 I/O
• 編程器
• SIMATIC 軟件
• 小型自動(dòng)化解決方案套件
• 基于組件的自動(dòng)化
• 機(jī)器視覺(jué)技術(shù)（參見(jiàn)“傳感器、測(cè)試和測(cè)量技術(shù)”）

SIMATIC 控制器

SIMATIC 控制器有多種多樣，包括從高性能 PLC 的書(shū)本型迷你控制器，到基于 PC 的控制器，無(wú)論什么要求，它都能滿足要求。

這些控制器的共同特點(diǎn)是，在小的空間里壓縮了大處理能力，能滿足苛刻的機(jī)械和氣候條件、高速及可擴(kuò)展性等要求。

這種分級(jí)的性能特征是 SIMATIC 系列產(chǎn)品的力量所在。

目前，SIMATIC PLC 正在執(zhí)行越來(lái)越多的功能，原本需要完全不同技術(shù)。 對(duì)您來(lái)說(shuō)，一切都變得更加容易，更加一致，更加經(jīng)濟(jì)。

分布式控制器

智能的分散化有助于極大地提高工廠設(shè)備的靈活性，從而成為一個(gè)決定性競(jìng)爭(zhēng)因素。通過(guò)擴(kuò)大聯(lián)網(wǎng)，可將現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的獨(dú)立智能單元集成到系統(tǒng)范圍的通信系統(tǒng)中。SIMATIC ET 200 I/O 系統(tǒng)可用集成式智能控制器進(jìn)行擴(kuò)展。這樣就產(chǎn)生了分布式控制器。

• CPU 1510SP-1 PN 適用于基于 S7-1500 CPU 1511-1 PN 的 SIMATIC ET 200SP
• 用于基于 ET 200SP 的高性能控制解決方案
• 增強(qiáng)了系統(tǒng)和設(shè)備的可用性
• 可連接多 64 個(gè) IO 設(shè)備的 PROFINET IO 控制器
• PROFINET I-Device，用于連接作為智能 PROFINET 設(shè)備、帶 SIMATIC 或第三方 PROFINET I/O 控制器的 CPU
• 適用于 4 個(gè)控制器的 PROFINET 共享智能設(shè)備
• PROFINET IO IRT 接口，帶集成 3 端口交換機(jī)
• 經(jīng)由 PROFIBUS 的等時(shí)同步模式
• 具有多種通信功能：
  編程器/OP 通信，PROFINET IO，開(kāi)放式 IE 通信（TCP，ISO-on-TCP 和 UDP），Web 器和 S7 通信 （帶可裝載的 FB）
• 可選 PROFIBUS DP 主站，用于 125 個(gè) PROFIBUS DP 從站（帶 CM DP 模塊 6ES7545-5DA00-0AB0）
• 可選 PROFIBUS DP 從站（帶 CM DP 模塊 6ES7545-5DA00-0AB0）
• 組態(tài)控制（選項(xiàng)處理）
• 集成運(yùn)動(dòng)控制功能，可以控制速度控制軸和定位軸，支持外部編碼器

注

CPU 的運(yùn)行需要使用 SIMATIC 存儲(chǔ)卡。
總線適配器不在供貨范圍內(nèi)，需要單獨(dú)訂購(gòu)。

CPU 1510SP-1 PN 是經(jīng)濟(jì)型入門(mén)級(jí) CPU，用于不連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)中對(duì)處理速度和響應(yīng)速度要求不高的應(yīng)用。CPU 1510SP-1 PN 可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系統(tǒng)（PROFINET 智能設(shè)備）。集成式 PROFINET IO IRT 接口的設(shè)計(jì)形式為 3 端口交換機(jī)，這樣就可以在系統(tǒng)中通過(guò)端口 1 和 2 建立總線型拓?fù)?，并且也可通過(guò)端口 3 來(lái)連接編程設(shè)備/PC 或 HMI 設(shè)備。

作為智能設(shè)備使用時(shí)，CPU 1510SP-1 PN 可實(shí)現(xiàn)在本地對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式預(yù)處理，并且僅將實(shí)際需要的信息傳輸?shù)缴衔豢刂破?。這樣做有以下優(yōu)勢(shì)：

• 減輕中央控制器的工作負(fù)荷
• 縮短對(duì)現(xiàn)場(chǎng)重要信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間
• 數(shù)據(jù)量減少，總線系統(tǒng)上的負(fù)荷降低
• 各單元經(jīng)過(guò)預(yù)測(cè)試并進(jìn)行平行調(diào)試，設(shè)置更快速
• 由于自帶機(jī)械裝置,增加了可用性和靈活性
• 組態(tài)清晰明了

CPU 1510SP-1 PN 完全獨(dú)立于中央控制器運(yùn)行。如果其發(fā)生故障，CPU 1510SP-1 PN 仍繼續(xù)運(yùn)行。

位模塊化設(shè)計(jì)的 ET 200SP I/O 系統(tǒng)和 CPU 1510SP-1 PN 可實(shí)現(xiàn)面向功能的站設(shè)計(jì)。

另外，CPU 通過(guò)易組態(tài)的塊提供全面控制功能，以及通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化 PLC-open 塊 提供連接至驅(qū)動(dòng)器的能力。

S7-200數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和數(shù)值范圍

S7-200 尋址時(shí)，可以使用不同的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。不同的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度表示的數(shù)值范圍不同。S7-200 指令也分別需要不同的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。

    S7-200系列在存儲(chǔ)單元所存放的數(shù)據(jù)類(lèi)型有布爾型( BOOL)、整數(shù)型( INT )、實(shí)數(shù)型和字符串型四種。數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和數(shù)值范圍如表6所列。

表1   數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和數(shù)值范圍

● 實(shí)數(shù)的格式

    實(shí)數(shù)（浮點(diǎn)數(shù)）由32位單精度數(shù)表示，其格式按照ANSI/IEEE 754-1985標(biāo)準(zhǔn)中所描述的形式。實(shí)數(shù)按照雙字長(zhǎng)度來(lái)存取。對(duì)于S7-200來(lái)說(shuō)，浮點(diǎn)數(shù)精確到小數(shù)點(diǎn)后第六位。因而當(dāng)使用一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)常數(shù)時(shí)，多可以指定到小數(shù)點(diǎn)后第六位。
● 實(shí)數(shù)運(yùn)算的精度
    在計(jì)算中涉及到非常大和非常小的數(shù)，則有可能導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果不精確。 
● 字符串的格式
    字符串指的是一系列字符，每個(gè)字符以字節(jié)的形式存儲(chǔ)。字符串的第一個(gè)字節(jié)定義了字符串的長(zhǎng)度，也就是字符的個(gè)數(shù)。一個(gè)字符串的長(zhǎng)度可以是0到254個(gè)字符，再加上長(zhǎng)度字節(jié)，一個(gè)字符串的大長(zhǎng)度為255個(gè)字節(jié)。而一個(gè)字符串常量的大長(zhǎng)度為126字節(jié)。
● 布爾型數(shù)據(jù)（0或1）。 
● S7-200CPU不支持?jǐn)?shù)據(jù)類(lèi)型檢測(cè)
    例如：可以在加法指令中使用VW100中的值作為有符號(hào)整數(shù)，同時(shí)也可以在異或指令中將VW100中的數(shù)據(jù)當(dāng)作無(wú)符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)。
● S7-200提供各種變換指令，使用戶能方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)制式及表達(dá)方式的變換。

Overview

• 將 SIMATIC S7-400 連接到工業(yè)以太網(wǎng)
  • 多協(xié)議運(yùn)行，用于 ISO、TCP/IP、UDP 與 PROFINET IO 協(xié)議
  • 可調(diào)節(jié)的 Keep Alive 功能
• 兩個(gè)獨(dú)立的接口（集成的網(wǎng)絡(luò)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(dòng)偵測(cè)功能
  • PROFINET 接口，帶有四個(gè) RJ45 端口，10/100 Mbit/s 全雙工/半雙工，通過(guò) 4 端口交換機(jī)執(zhí)行自動(dòng)感測(cè)和自動(dòng)交叉功能
• 通過(guò)兩個(gè)接口進(jìn)行通訊
  • 開(kāi)放式通訊（ISO、TCP/IP 和 UDP），使用 UDP 多點(diǎn)傳送，包括兩個(gè)接口之間的路由
  • 編程器/OP通訊：
    通過(guò) S7 路由的交叉網(wǎng)絡(luò)
  • S7 通訊（客戶端、器、多路復(fù)用），包括兩個(gè)接口之間的路由
  • IT 通訊：
    HTTP 通訊支持通過(guò)自己的 web 頁(yè)訪問(wèn)過(guò)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(yàn)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(guò) FTP 器訪問(wèn)數(shù)據(jù)塊
• 通過(guò) PROFINET 接口進(jìn)行通訊
  • PROFINET IO 控制器，具有實(shí)時(shí)屬性（RT 和 IRT）
  • PROFINET CBA
  • 通過(guò) DHCP、簡(jiǎn)單的 PC 工具或通過(guò)用戶程序（例如 HMI）進(jìn)行 IP 地址分配
  • 支持 PROFINET IO 設(shè)備的優(yōu)先啟動(dòng)
  • 使用 STEP 7 組態(tài)
• 介質(zhì)冗余 (MRP)；
  在采用環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，CP 支持介質(zhì)冗余程序 MRP。
• 通過(guò)可組態(tài)的 IP 訪問(wèn)列表進(jìn)行訪問(wèn)保護(hù)
• 無(wú)需編程器即可進(jìn)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(jī)架中的所有模板
• 通過(guò) SNMP V1 MIB-II，集成在網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)中
• 運(yùn)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(yīng)用程序 (PROFIsafe) 中操作

S7-300PLC 6ES7368-3BB01-0AA0

6ES7194-4CA00-0AA0鏈接模塊

功能模塊使 CPU 減輕了計(jì)數(shù)、定位和控制等工作負(fù)荷

模板的種類(lèi)

• 計(jì)數(shù)器模塊
• 用于快速移動(dòng)以及爬行速度驅(qū)動(dòng)的定位模塊
• 用于步進(jìn)電機(jī)的定位模塊
• 用于伺服電機(jī)的定位模塊
• 定位和連續(xù)路徑控制模塊
• SSI 位置檢測(cè)模塊
• 電子凸輪控制器
• 高速布爾處理器
• 控制模板