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西门子S120功率单元
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SIEMENS 可编程控制器
1、 SIMATIC S7 系列PLC、S7200、s71200、S7300、S7400、ET200
2、 逻辑控制模块 LOGO！230RC、230RCO、230RCL、24RC、24RCL等
3、 SITOP 系列直流电源 24V DC 1.3A、2.5A、3A、5A、10A、20A、40A
4、HMI 触摸屏TD200 TD400C TP177,MP277 MP377
SIEMENS 交、直流传动装置，数控伺服
一、概述
S120 有两种形式：
用于多轴系统的 DC/AC 装置
用于单轴系统的 AC/AC 装置
这两种形式的 Firmware V2.4 及以上版本都已具备基本定位功能。当前V2.4 版本的 S120具有如下定位功能：
? 点动 (Jog)： 用于手动方式移动轴，通过按钮使轴运行至目标点
? 回零 (Homing/Reference)：用于定义轴的参考点或运行中回零
? 限位 (Limits)：用于限制轴的速度、位置。包括软限位、硬限位
? 程序步 (Traversing Blocks)： 共64个程序步，可自动连续执行一个完整的程序也可单步执行
? 直接设定值输入/手动设定值输入 (Direct Setpoint Input / MDI)：目标位置及运行速度可由上位机实时控制。
使用 S120 基本定位功能的前提条件：
调试软件：Starter V4.0 或更高版本 / SCOUT V4.0 或更高版本
硬件版本：SINAMICS FW: V2.4 HF2 或更高版本
注：
安装 SCOUT V4.0 需要STEP 7 版本至少为 V5.3.3.1 以上
二、激活基本定位功能
S120的定位功能必须在变频器离线配置中激活，步骤如下：
定位功能激活后可使用STARTER中的控制面板或专家参数表进行设置
定位功能激活后可使用STARTER中的控制面板或专家参数表进行设置
使用控制面板 使用专家参数表
使用控制面板的操作步骤：
三、基本定位_点动（JOG）
S120 中基本定位功能的点动有两种方式：
? 速度方式( travel endless)：点动按钮按下，轴以设定的速度运行直至按钮释放。
? 位置方式( travel incremental)：点动按钮按下并保持，轴以设定的速度运行至目标位置后自动停止。
? 使用控制面板的点动功能*于速度方式，位置方式需使用专家参数表设定。
? 执行点动功能，应先使能变频器ON/OFF1（P0840）
四、基本定位_回零（Homing / Reference）
回零/寻参（Homing / Reference）
回参考点模式（回零模式）只有使用增量编码器（旋转编码器 Reserver、正/余弦编码器Sin/Cos 或 脉冲编码器）时需要，因每次上电时增量编码器与轴的机械位置之间没有任何确定的关系。因此轴都必须被移至预先定义好的零点位置。即执行 Homing 功能。
当使用编码器 ( Absolute ) 时每次上电不需重新回零。
S120 中回零有三种方式：
? 直接设定参考点 (Reference): 对任意编码器均可
? 主动回零 (Reference point approach): 主要指增量编码器
? 动态回零 (Flying Reference)：对任意编码器均可
4.1设置参考点 (Set_Reference)
通过用户程序可设置任意位置为坐标原点。通常情况下只有当系统即无接近开关又无编码器的零脉冲时，或者当需要轴被设置为一个不同的位置时才使用该方式
操作步骤（已设定开关量输入点 DI2 为ON/OFF1命令源 P840）
1. 进入“Homing”
2. 连接一数字量输入点 ( DI 1 )至参数 P2596作为设置参考点信号位，该位上升沿有效
3. 设定参考点位置坐标值 P2599（如 0）
4. 闭合DI 2运行使能
5. 闭合DI 1 激活“设置参考点”命令，于是该轴当前位置 r 2521 立即被置为P2599 中设定的值。如 r2521=0
4.2主动回零（Active Homing）
主动回零方式只适用于增量编码器，值编码器只需在初始化阶段进行一次编码器校准，以后不必做回零
主动回零有三种方式：
仅用编码器零标志位( Encoder Zero Mark ) 回零
仅用外部零标志( External Zero Mark ) 回零
使用接近开关 + 编码器零标志位( Homing output cam + Zero Mark ) 回零
4.2.1值编码器的主动回零
如果我们使用值编码器并且作主动回零时会看到如下页面：
4.2.2增量编码器的主动回零
依下图所示进行配置
相关参数设定
1. 进入 “ Homing “ (回零) 页面
2. 定义开关量输入点DI 1为开始寻参命令（参数P2595=722.0）
3. 回零方式选择主动回零P2597=0
4. 定义开关量输入点DI 2为接近开关 P2612= 722.1（粗脉冲）
5. 轴运行极限点，如果回零过程中极限点到达（P2613/P2614=0）则轴反转。若两点全为零则轴停止。
6. 回零方式：接近开关 + 编码器零脉冲
7. 回零开始方向P2604 (0:正向；1：反向)
动作过程：
变频器运行ON/OFF1闭合，DI 1闭合，开始寻参过程
? 上图中（Step1）轴按照P2604 定义的搜索方向，以大加速度 P2572 加速至搜索速度 P2605，到达接近开关后（DI 2 闭合）,以大减速度P2573减速停止，进入下一步：搜索编码器的零脉冲
? 轴反向加速至速度 P2608，离开接近开关后（DI 2 断开）遇到的编码器的*个零脉冲后轴停止。进入下一步：回参考点
? 上图中（Step3）轴反向加速以速度 P2611运行偏置距离P2600后停止在参考点，完成主动回零过程。
4.3动态回零（Passive Homing）
Passive Homing （动态回零）又称为 Homing on the fly
动态回零用于轴工作于任意定位状态时动态修改当前位置值为零（如：在点动时、执行程序步时，执行 MDI 时），执行动态回零后并不影响轴当前的运行状态，轴并不是真正的回到零点而只是其当前位置值被置为0，重新开始计算位置。
前提条件：P2597=1
值编码器的动态回零：
参数设定
? 打开 “ Homing “ (回零) 页面
? 定义开始寻参命令P2595源（如开关量输入点DI2）
? 回零方式选择动态回零P2597=1
? 接近开关Bero为上升沿有效（如上图中P2511）
? 定义开关量输入点DI 10（只能为快速I / O）为接近开关 P488= 722.10（如上图中2）
动作过程：
? 变频器运行（使能ON/OFF1），选择任意一种命令（如点动，程序步、MDI等）轴按照所选择的方式运行
? 闭合DI 2，开始动态回零
? 闭合快速开关DI 10（下图中红色线为该开关状态），可见到位置实际值立即恢复为0，后重新计值（如图中绿色线所示），在整个动态回零过程中轴的运行速度不受影响。
五、基本定位_限位（Limit）
S120 中包含两种限位功能：软限位、硬限位。以限制轴运行范围。同时还有对轴运行速度，加减速的限制。
如下图所示激活限位方式
? 项目导航栏中选择限位功能块
? 激活软限位P2582 =1，正/反向位置范围通过 P2578, P2579设定
? 激活硬限位P2568 =1，硬限位位置开关源 P2569, P2570
? 大速度：P2571、大加速度：P2572、大减速度：P2573
1 概述
调试SINAMICS S120驱动系统时，如果用户对SINAMICS S120的参数存储结构不熟悉，执行了错误的上传/下载操作，都会造成设置参数的丢失，对调试进度造成影响。比如：在线调试完成后却又执行了下载操作，造成调试结果被离线数据覆盖；又或调试完成后没有执行copy RAM to ROM操作就断电了，重新上电后设备还处于调试前状态；这些操作都使刚刚完成的调试工作付之东流。因此了解SINAMICS S120的存储结构以及每一个操作的意义是成功调试的前提。
SINAMICS S120 存储器分为两个部分：
对SINAMICS S120项目的操作分为两种：
2 SINAMICS S120存储器与PG/PC之间的几种操作
PG/PC、RAM和ROM之间可进行的操作大致分为以下5种，如图1：
图1.PG/PC、RAM和ROM之间的操作
具体每一步操作的意义如下：
①Download下载。
从PG/PC到RAM(Download CPU/ drive unit to target device)，就是在线执行下载操 作，将PG/PC的参数设置传给控制单元CU，如图2。Scout或Starter工具栏上有两个下载按钮。左边的黄色下载按钮是对该项目里所有在线设备的所有数据进行下载。右边的下载按钮是对所选在线设备的所有数据进行下载，一般选择右边的下载按钮。
图2.下载操作
②Upload上传
从RAM到PG/PC(Load CPU/ drive unit to PG)，就是在线执行上传操作，将控制单元里的参数设置传到PG/PC，如图3。
图3.上传操作
③Copy RAM to ROM
从RAM到ROM(Copy RAM to ROM)，把参数保存到CF卡上。RAM里的参数断电后会丢失，因此虽然配置好的参数已经正确下载到控制单元，但还需要执行该操作来保证掉电后再上电，机器能正常工作，如图4。如果是通过BOP面板进行调试，调试参数也都存在RAM里，也需要保存参数的设置。具体操作是当修改完参数面板上出现“S”字样，按住P键保持3秒，面板出现闪烁，表示参数已经开始存储。或者通过设置CU的参数：P0009=0，P0977=1来执行。
图4.Copy RAM to ROM操作
④Power up
从ROM到RAM，上电后CU会自动将保存到CF卡上的参数装载到RAM。
⑤Load to file system
从PG到CF卡(Load to file system)，这个操作可以在没有CU的情况下，将S120项目下载到CF卡 (需要一个CF卡读卡器)，如图5。
图5.Load to file system
3 Sinamics S120存储器正确操作举例
这里以三相异步电机的矢量控制从自动配置开始到完成优化这一过程为例，说明SINAMICS S120存储器正确的操作方法。
⑴.在线连接设备，执行Automatic configuration，系统会自动上传②配置数据。
⑵.自动配置完成后，还需离线配置三相异步电机、编码器等参数。然后在线，执行下载①操作，将配置的参数传到控制单元。 下载①的时候可以勾选After loading copy RAM to ROM③，也可以稍后执行。
⑶.然后是对电机的静态和动态识别、BICO连接等设置，这时的操作是在线进行的。一定不要执行下载①，正确的做法是上载②到PG/PC，然后保存项目。
⑷.后再执行Copy RAM to ROM③，配置优化完后的参数就保存到CF卡里了。断电再上电系统自动从ROM导出配置到RAM④，依然正常工作。
使用以下这些模块，可以通过 RS485 和 RS422 接口进行串行通讯，在图中给出了端子分配。
图1.（RS485）和图2.（RS422）
图3.（RS485）和图4.（RS422）
图5.（RS485）和图6.（RS422）
图7.和图8.（RS485）
注意：
如果使用了超过 50m 的 RS485 连接线或 RS422 连接线，需要加约 330Ω 的终端电阻。
CM 1241 和 CB 1241 的模块使用其它的终端电阻。
终端和偏置在 RS485 网络的两端设置，中间的设备不需要增加终端和偏置。
ET200SP CM PtP
图1 .显示了 RS485 接口通讯的端子分配。
图. 1
图 2.显示了 RS422 接口通讯的端子分配。
图. 2
S7-1500 CM PtP RS485/RS422 BA/HF, CP 340,CP341,CP440, CP 441-1 和 CP 441-2 通讯模块的 RS485 和 RS422 接口连接
图 3.显示了 RS485 接口通讯的端子分配
图. 3
图 4.显示了 RS422 接口通讯的端子分配
图. 4
ET200S 1SI
图 5.显示了 RS485 接口通讯的端子分配。
图. 5
图 6.显示了 RS422 接口通讯的端子分配。
图. 6
CM1241
图 7 显示了 RS485 接口通讯的端子分配。
可以使用西门子9-针的 PROFIBUS DP 头连接 CM1241。
使用 RS 485 公头连接器可以在一个 RS485 网络中连接多个设备，连接器可以在终端网络选择终端电阻。更多的信息参考下列链接中 S7-1200 手册的第13.2 章节。
注意：下面的特性用于自己设计连接器使用。
Fig. 7
CB 1241
Fig. 8显示了 RS485 连接通讯的端子分配.
CB1241 提供了内部的终端电阻，不具备 9-针的母 D 型连接器。
连接终端电阻时，将 TRA 和 TA 短接，TRB 和 TB 短接。
西门子S120功率单元
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