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    西门子G120控制单元

    更新时间:2020-09-26   浏览数:63
    所属行业:机械 电工电气 工控系统及装备
    发货地址:上海市金山区  
    产品规格:西门子G120控制单元
    产品数量:100.00台
    包装说明:全新原装
    单 价:面议

    西门子G120控制单元

    上海西邑电气技术有限公司工业业务领域致力于为客户提供高品质的服务,追求客户的满意是我们始终如一的目标。在中国,工业业务领域拥有一支技术过硬、经验丰富的工程师队伍,为客户提供7x24小时全天候服务。专业的服务人员和遍布全国的服务及备件网络将对客户的服务需求迅速作出响应,将由设备故障引起的损失降低到小的程度。

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    G120变频器为一体式变频器,它将整流、逆变单元合在一起了,不必你单独做选型。但是,G120的功能很有限,它多带矢量轴,实现矢量控制。且整流部分为不可回馈式。
    sinamics s120——特殊型通用变频器,S为special的意思。
    S120变频器为整流、逆变单元分开型的变频器,可以将整流、逆变单元分开进行选型配置。S120功能非常强大,它不仅仅可以带矢量轴,还可以带伺服轴,且整流部分有不可回馈、可回馈、有源前端等多种选择。

    SINAMICS S120 是一种高性能、高精度的变频器。硬件上具有模块化的结构设计,安装、维护简单易行;强大的软件功能,使其适用于各种复杂应用的场合。既能做伺服控制,也能做矢量控制,能实现速度控制,转矩控制,位置控制多种控制方式,同时能满足运动控制的要求;多种冷却方式,更使其能适应于各种场合和应用。

    1 SINAMICS G120 故障安全型变频器的硬件
    G120变频器包括支持DP接口和PN接口两种,其中G120D具有高防护等级(IP67)的特性,它们的安全功能基本都类似:

    1)SINAMICS G120 CU240S DP F (6SL3244-0BA21-1PA0)
    2)SINAMICS G120 CU240S PN F (6SL3244-0BA21-1FA0)
    3)SINAMICS G120D CU240D DP F (6SL3544-0FA21-1PA0)
    4) SINAMICS G120D CU240D PN F (6SL3 544-0FA21-1FA0)
    硬件的版本为到目前为止高版本V3.2。

    2 组态PLC

    2.1 软件需求
    我们通过一个实例来介绍如何在STEP7中组态G120变频器模块。

    所需软件:

    •  STEP7 V5.4 SP3或以上版本
    •  Distributed safety V5.4 SP4或以上版本
    •  Drive ES V5.4以上版本(或Scout/Starter)

    2.2 STEP7项目组态和设置

    1)硬件组态
    首先在STEP7中建立一个S7 300项目,在实际硬件中,我们采用了带PN接口的G120模块,因而需要组态Profinet网络。



    图1 新建S7 300项目

    在硬件组态中,选择CPU317F-2PN/DP做为F的主站,添加一条以太网,在硬件列表中选择“PROFINET IO” ? “SINAMICS G120” ?“SINAMICS G120 CU240S PN F”,用鼠标点中将其拖拽到以太网上,同时将“PROFIsafe”报文添加到G120的硬件插槽中(图2)。


    图2 将G120添加到项目中

    2) 组态网络
    双击G120为其分配设备名(g120pnio)和IP地址(192.168.0.3)。其中设备名必须与实际连接的G120的设备名一致,否则将无法进行下载(图3)。


    图3 为G120的PN口分配IP地址和设备名

    3) 故障安全参数设置
    双击G120硬件组态1.3槽中的“Profisafe”,打开属性设置(图4)。


    图4 Profisafe属性设置

    其中:
    F_SIL:表示系统能够达到的安全等级;
    F_Source_Add:F系统主站的“源地址”,一般采用默认值即可;
    F_Dest_Add:F系统目的站的地址,一般采用默认值即可,该值需要与G120的实际值相对应,可通过参数P9810在G120上设定;
    F_WD_Time:F系统的看门狗时间,一般至少应大于OB35的循环中断时间(建议设置在300ms以上);

    4) F-CPU的参数配置
    双击CPU,打开属性页面。首先选择“F Parameters”属性页,为安全程序设置密码。该密码防止了F程序被没有授权的用户随意修改(图5)。


    图5 为F程序设置密码

    密码设置后,点击“OK”,可以看到F参数。这些参数是CPU处理F程序时的基本信息,一般是系统自动分配的,不建议做修改,选择确认即可。


    图6 CPU的F相关系统参数

    接下来在“Protection”属性中,设置程序的读/写保护,同时将“CPU contains safety program”激活(图7)。


    图7 设置CPU读/写密码保护

    配置结束后,选择“存盘/编译”。


    图8 存盘编译

    2. 3 G120的参数设置

    (1)编译后的S7项目下,出现了G120设备,其设备名为“g120pnio”,双击“Commissioning”,打开G120的调试界面(图9)。



    图9 双击打开G120调试界面

    (2)系统将启动SIMOTION SCOUT(或者DriveES / Starter)。
    首先选择接口设置,否则软件可能无法与G120正常连接(图10)。


    图10 设置连接接口

    这里采用的以太网的连接方式。

    西门子G120控制单元
    图11 设置PG/PC 接口

    (3)在Scout软件中,选择在线“online”,连接到G120。


    图12 选择在线功能

    至于如何配置驱动,这里不再详细介绍,请参照有关G120的调试手册。
    G120的安全功能只有在“Online”状态下才可以进行调试。



    图13 打开安全功能调试界面

    选择“Safety Integrated”,设置故障安全功能的参数。

    2. 4 故障安全功能调试

    2.4.1 安全功能选择
    G120 F提供了STO/SS1/SLS/SBC等安全功能,这些安全功能可以通过端子或者Profisafe协议来控制。在“Enables”属性页中,可以通过P9603/P9803选择安全功能的激活方式(图14)。


    图14 通过P9603选择安全功能激活方式

    G120的故障安全功能是通过两个处理器进行信号处理的,一个为驱动处理器(P9603),另外一个为通讯处理器(P9803)。G120通过比较这两个处理器的结果对功能进行设置,如果没有错误,则可以正常启动相应的功能,否则进入“钝化”状态。


    图16 两个处理器进行信号的比较

    (1) 对于通过端子实现安全功能,G120F提供了2组双回路的端子,可以连接2个双通道的按钮或者急停开关来实现安全功能的激活(图15),但通过端子控制时只能选择2个安全功能。


    图15 G120F故障安全接线端子

    当选择通过Porfisafe来激活安全功能时,端子激活的方式将不再能够被选择。

    (2) 选中通过Profisafe的报文来控制安全功能后,端子控制的方式将不能再被激活。

    1 G120 PROFIBUS通信功能概述
    SINAMICS G120第二代控制单元CU240B-2 DP、CU240E-2 DP、CU240E-2 DP F支持基于PROFIBUS的周期过程数据交换和变频器参数访问。
    > 周期过程数据交换--通过该通信PROFIBUS主站可将控制字和主设定值等过程数据周期性的发送至变频器,并从变频器周期性的读取状态字和实际转速等过程数据。G120多可以接收和发送8个过程数据字。该通信使用周期性通信的PZD通道(过程数据区),变频器不同的报文类型定义了不同数量的过程数据字(PZD)。
    > 变频器参数访问--提供PROFIBUS主站访问变频器参数的接口,有两种方式能够访问变频器参数:

    1. 周期性通信的PKW通道(参数数据区):通过PKW通道主站可以读写变频器参数,每次只能读或写一个参数,PKW通道的长度固定为4个字。
    2. 非周期性通信:主站采用PROFIBUS-DPV1通信访问变频器数据记录区,每次可以读或写多个参数。

    本文通过示例介绍S7-1200与CU240E-2 DP F的PROFIBUS PKW通信,介绍如何通过PKW通信读P2902[5]参数值、写P1121参数值。

    2 参数通道(PKW)的数据结构
    PKW通信工作模式:主站发出请求,变频器收到主站请求后处理请求,并将处理结果应答给主站。


    图2-1 PKW通信原理

    PKW通信的请求和应答数据总是包含4个字,第1个字和第2个字传送参数号、索引以及任务类型(读或写),第3个和第4个字传送参数内容。


    图2-2 PKW参数通道的结构 

    > PKE:PKW第1个字

    ? AK:位 12~15 包含了任务ID 或应答ID,任务ID参考表2-1,应答ID参考表2-2 ;
    ? SPM:始终为0;
    ? PNU:参数号 < 2000 PNU = 参数号。 参数号 ≥ 2000 PNU = 参数号减去偏移,将偏移写入分区索引中
    ( IND 位 7 … 0 )。

     
    图2-3 PKW结构
     

    表2-1主站发送给变频器的任务ID

     

    表2-2变频器发送给主站的应答ID

    应答ID = 7 变频器会在参数值PWE1中将错误号发送给主站。

     

    表2-3 应答ID = 7时的错误编号

    注:更多错误编号描述请参考《CU240E-2操作手册》
    > 参数索引IND:PKW第2个字

    ? 子下标(参数下标):标识变频器参数的子索引(参数下标)值。例如P840[1]中括号中的“1”即为参数下标。
    ? 分区下标:变频器参数偏移量,配合PNU确定参数号。例如P2902的分区下标 = 0x80,分区下表查询请参考表
       2-1。



    图2-4 IND结构

    表2-4 分区下标设置,取决于变频器参数范围

    > 参数值PWE:PKW第3、4个字
    参数值PWE总是以双字方式( 32 位)发送,一条报文只能传送一个参数值。

    ? 32位的参数值由PWE1(第3个字)和PWE2(第4个字)两个字组成;
    ? 16位的参数值以PWE2表示,PWE1为0;
    ? 8位的参数值以PWE2中位0…7表示,高8位和PWE1为0;
    ? BICO参数:PWE1表示参数号,PWE2位10…15为1,PWE2位0…9表示参数的索引或位号。

    3 S7-1200与CU240X-2 DP的PROFIBUS PKW通信实例

    3.1 S7-1200组态
    CU240E-2 DP F控制单元支持两种PKW通信报文:353报文和354报文,它们的区别在于过程值通道PZD数量的不同,PKW通道功能完全相同。本示例以组态353报文为例。
    S7-1200与CU240X-2 DP的PROFIBUS通信基本组态过程以及变频器通信参数设置请参考《S7-1200与G120 CU240X-2 DP的PROFIBUS PZD通信》文档,在此不做详细介绍。

    ? 组态与CU240E-2 DP F通信报文

    1) 将硬件目录中“SIEMENS telegr 353, PKW+PZD-2/2”模块拖拽到“设备概览”视图的第1个插槽中,系统自动分配了输入输出地址,本示例中分配PKW的输入地址IB68~IB75,输出地址QB64~QW71,分配PZD的输入地址IW76、IW78,输出地址QW72、QW74;
    2)为方便编程将插槽1的PKW区重命名为“PKW”(在调用系统功能DPRD_DAT、DPWR_DAT时将用到此名字),将插槽2的PZD区重命名为“PZD”。


    图3-1组态与CU240E-2 DP F通信报文

    ? 编程:在S7-1200中调用扩展指令“DPRD_DAT”读取PKW区数据,调用扩展指令“DPWR_DAT”写入PKW数据。

    1) 双击项目树下的“Main(OB1)”打开OB1程序编辑窗口;
    2) 扩展指令目录中“分布式I/O -> 其它 -> 驱动器 -> DPRD_DAT和DPWR_DAT ”指令拖拽到程序编辑窗口中。


    图3-2 S7-1200编程

    ? 为系统功能“DPRD_DAT”、“DPWR_DAT”分配硬件标识:

    1) 单击块参数“LADDR”;
    2) 在下拉列表中选择“PKW[AI/AO]”。


    图3-3分配硬件标识符

    ? 为系统功能“DPRD_DAT”、“DPWR_DAT”分配其它参数:

    1) DPRD_DAT读取缓冲区从MB100开始的8个字节;
    2) DPRD_DAT发送缓冲区从MB200开始的8个字节;

    注意:也可以使用DB块作为缓冲区,创建DB时请将块访问模式定义为“标准-与S7-300/400兼容”模式。


    图3-4分配其它参数


    3.2示例1:读取参数P2902[5]数值
    将MB200~MB207的8个字节请求数据发送到变频器,变频器返回的响应数据保存在MW100~MB107的8个字节中。读取参数P2902[5]值的请求数据格式参考表2.2.1,变频器响应数据格式参考表2.2.2。
    P2902参数范围在2000…3999之间,根据表2-1设置分区索引值为0x80。
    PNU = 2902-2000 = 902(十进制)= 386 (十六进制)。
    通过变量表模拟程序读取参数P2902[5] = 100.0,参考图3-4。


    图3-4 S7-1200读P2902[5]参数

    西门子G120控制单元





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