Microsoft Word - S120 _ 入门指南.doc

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浇楚邢
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1 SINAMICS S120 入门指南 Hudson SINAMICS 是西门子公司新一代的驱动产品, 它将逐步取代现有的 MASTERDRIVES 及 SIMODRIVE 系列的驱动系统 SINAMICS 系列中的 SINAMICS S120 是集 V/F 控制矢量控制伺服控制为一体的多轴驱动系统, 具有模块化的设计各模块间 ( 包括控制单元模块整流 / 回馈模块电机模块传感器模块和电机编码器等 ) 通过高速驱动通讯接口 DRIVE-CLiQ 相互连接 1.S120 硬件结构 (1) CU320 控制器 CU320 提供以下接口 : 4 四个 Drive CLIQ 插槽, 可实现与其它 Drive CLIQ 设备的通信, 例如电机模块调节型电源模块 (Active line module) 传感器模块终端模块等 8 点可参数化数字量输入 ( 浮动式 ) 8 点可参数化双向数字量输入 / 输出 ( 非浮动式 ), 其中 6 点快速数字量输入 1 个 Profibus 接口 1 个 RS232 串行接口 1 个选件插槽, 如 TB30 插槽 3 个测试插座和一个参考接地, 用于支持调试 1 个电子装置电源接口, 通过 24 V DC 电源连接器连接 1 个 PE ( 保护性接地 ) 接口 1 个地线接口 CF 卡 :ROM 卡, 用于存储固件和参数设置 S120 启动时, 自动将组态信息和参数读入系统注 : 一个 CU320 最多可以带 4 个矢量轴或 6 个伺服轴, 但是不能混合使用, 但是它们可以和 V/F 控制混合使用 (2) Line module 分类特点整流再生 / 反馈母线电压 Drive- CLIQ 是否受电网波动影响 BLM 二极管整流桥否不可调节,513V 是 SLM 二极管整流桥 IGBT 不可调节,513V 无是 ALM IGBT 整流桥可控 IGBT 配有升压变压器, 增高的可调直流链路电压有否 (3) Motor module 分单轴电机模板和双轴电机模板 (4) 系统附件 CBC10 通信模板 :CAN 协议通信 TB30: 扩展 CU320 的 DI DO AI 和 AO, 插在 CU320 的选件插槽内 TM31: 输入输出端子扩展, 卡在 DIN 导轨上编码器模板 :( 注 : 电机与编码器模板通过扁平电缆连接, 编码器模板与 Motor module 通过 Drive CLIQ 连接 ) 模板类型 SMC10 编码器信号 2 极或多极旋转变压器 1

SMC20 SMC30 绝对值编码器,EnDat 增量式编码器,sin/cos 1 Vpp TTL/HTL 增量式编码器注 : 书本型 S120 可以通过

STARTER 手动组态 S120 (1) 通过 CP5512 连接 S120 与 PC, 硬件设置 PROFIBUS 地址 ( 或者全部设置为 ON 或

中选择 CP5512(PROFIBUS) (3) 新建项目, 双击 insert single drive unit (4) 点击在线, 恢复工厂设置 ;

2 SMC20 SMC30 绝对值编码器,EnDat 增量式编码器,sin/cos 1 Vpp TTL/HTL 增量式编码器注 : 书本型 S120 可以通过 CUA31 进行扩展, 从而控制更多电机 ; 模块化 S120 由 CU310 和 PM240 构成, 不能进行扩展 2.STARTER 手动组态 S120 (1) 通过 CP5512 连接 S120 与 PC, 硬件设置 PROFIBUS 地址 ( 或者全部设置为 ON 或 OFF, 通过 P918 软件设置 PROFIBUS 地址 ), 上电后地址生效 (2) 启动 STARTER, 在 Set PC/PG Interface 中选择 CP5512(PROFIBUS) (3) 新建项目, 双击 insert single drive unit (4) 点击在线, 恢复工厂设置 ; 然后再离线, 在离线的状态手动配置 (5) 双击 Configure drive unit, 配置选件模板电源和电机模板 (Smart line module 没有 DRIVE-CLiQ 接口 ) 2

3 (6) 电机运行是否受电源 (line module) 状态控制 (7) 第一个电机带 DRIVE-CLiQ 接口 3

4 (8) 配置完第一个电机后, 双击 Drives>Insert drive (9) 两个电机模块共用电源模块 Power_unit (10) 第二个电机型号为 1FK7022, 不带 DRIVE-CLiQ 接口 4

5 (11) 修改两个驱动的参数 P210=345 以及 P864=1 5

6 (12) 配置结束后, 点击, 下载组态信息 (13) 在线, 利用控制面板控制电机运行, 检验组态是否正确 (14) 利用外接端子板控制在 Drive_blue 的 Control logic 中将 P840[0]=Control_Unit---r722.0,Enable ramp function generation=1, Enable speed setpoint=1, 然后, 在 Open-loop/closed-loop control 的 Setpoint addition 中将速度设定值输入为 TB30 的 r4055[0] 注意 : 必须有 p854=1, 才能由端子控制如上设置, 即可由端子控制 Drive_blue 的起停以及给定速度值, 起停由 DI0 控制, 速度给定值是 AI0 同样的, 在 Drive_red 里面做相似的设置, 也可实现由端子控制 Drive_red 3.STARTER 自动组态 S120 (1) 在 STARTER 里建立项目设, 置通信接口为 CP5512(PROFIBUS) (2) 点击在线, 点击恢复工厂设置, 将 S120 恢复到出厂状态 (3) 在在线的情况下, 双击 Automatic Configuration, 系统将自动是识别实际的硬件, 并上传到编程器 6

试验内容组态功能块 STEP7 中 PZD 地址有效区域分为四部分, 每一部分都需要独立定其报文结构周期性数据的通信 (PZD) TB30 Drive1 Drive2 CU320 上述 PZD

7 (4) 修改两个驱动的参数 P210=345 以及 P864=1 4.S120 与 CPU315-2 DP 的通信 CPU315-2PN/DP CU320 Line module Motor module SMC20 CP5512 按照上图连接好硬件 PC 试验内容组态功能块 STEP7 中 PZD 地址有效区域分为四部分, 每一部分都需要独立定其报文结构周期性数据的通信 (PZD) TB30 Drive1 Drive2 CU320 上述 PZD 的顺序由 Object NO. 决定 SFC14/15 或 MOVE 指令非周期性通讯方式读取驱动器参数可以通过参数 P978(0..15) 修改顺序交换大量用户数据 ( 最多 240bytes) 根据报文结构, 利用功能块实现 ( 与 MM440 不同, 不能在 STEP 中组态实现 PKW 的传输 ) SFC58/59 7

(1) STEP 7 中分别添加 CPU 315-2 PN/DP 站和 SINAMIC S 从站, 并为 S120 的 TB30 Drive_red Drive_blue 和 CU320 定义 PZD 的报文结构 ( 如果只用 PZD 控制 Drive_red, 那么 Drive_blue 和 CU320 的 PZD 可以不组态, 并不影响 Drive_red 的

8 (1) STEP 7 中分别添加 CPU PN/DP 站和 SINAMIC S 从站, 并为 S120 的 TB30 Drive_red Drive_blue 和 CU320 定义 PZD 的报文结构 ( 如果只用 PZD 控制 Drive_red, 那么 Drive_blue 和 CU320 的 PZD 可以不组态, 并不影响 Drive_red 的 PZD 通信 ) 选择报文格式是 PZD-4/4 (2) 配置 S120 在 STEP7 项目下双击 SINAMICS_S120, 打开 STARTER 这样在 Step 7 中所设置的报文定义将自动传送到 S120 的配置中去然后对 S120 进行配置, 配置方法与前面一样 (3) 编程在 OB1 中编程读写 Drive_red 的 PZD, 报文格式是 PZD-4/4 8

PZD 的意义如下表所示 : 读 / 写 PZD 描述 PZD1 PZD2 CTW1: 控制字, 1WORD N_SETP: 速度设定值,2WORD Bit 31 为符号位, 速度通过 P2000 归一化写 PZD3 P1155 读 PZD4 CTW2: 控制字, 1WORD PZD1 STW1: 状态字, 1WORD r2089[0] PZD2 PZD3 实际速度值 r63 PZD4

9 PZD 的意义如下表所示 : 读 / 写 PZD 描述 PZD1 PZD2 CTW1: 控制字, 1WORD N_SETP: 速度设定值,2WORD Bit 31 为符号位, 速度通过 P2000 归一化写 PZD3 P1155 读 PZD4 CTW2: 控制字, 1WORD PZD1 STW1: 状态字, 1WORD r2089[0] PZD2 PZD3 实际速度值 r63 PZD4 STW2: 状态字, 1WORD r2089[0] (4) 下载硬件组态及程序 ( 注 : 为了避免 STARTER 下载参数的过程中,CPU315-2 PN/DP 由于从站丢失而停机, 在程序中下载 OB86) (5) 将 STARTER 中已经组态好的 S120 参数下载 ( 注 : 实验表明 STARTER 中为 S120 各部分定义的 PZD 报文格式并不起作用, 以 STEP7 中硬件组态的 PZD 格式为准 ) (6) 建立一个 DB 1 用来保存 PZD, 通过监视 PZD 可以实现控制电机起停和以设定值运转, 同时可以查看电机的实际转速 DB1.DBW0 为发送出的 PZD1, 控制电机启停, 由 16#047E 变为 16#047F, 电机启动 ;DB1.DBD2 为发送的 PZD2, 控制电机转速 ( 控制字的 bit10-master ctrl by PLC 必须置 1, 否则不能通过 PLC 控制电机 ) 注意问题 : (1) 程序中如果利用 MOVE 指令读写 PZD, 输入输出地址一定不要超出 CPU 过程映像区的大小, 如 CPU315-2DP,QW 和 IW 不能超过 128, 否则程序下载时提示不能 Copy OB1, 可以将硬件组态部分的 PZD 地址改小 (2) 对于不同的驱动装置只有特定的报文结构能被选用, 且 PZD 的最大数量受限制, 如下表所示装置可选用报文结构传送与接收 PZD 的最大数量 A_INFEED p0922 = 370, SERVO p0922 = 2, 3, 4, 5, 6, 102, 103, , 106, 116,999 VECTOR p0922 = 1, 20, 352, TM31 没有预定义的报文结构 5 TB30 没有预定义的报文结构 5 CU p0922 = 390, (3) 项目保存时需要注意哪些问题? 9

10 要注意是保存在 PC RAM 还是 ROM 中 : 离线配置的项目保存在 PC 中, 通过 Download 下载到 RAM 中,RAM 中的程序通过 copy RAM to ROM 下载到 ROM 中, 在线修改的程序直接保存在 RAM 中, 只有通过 load to PG 才能将在线的修改保存到 PC 中,PC 中的项目通过 Download 同时勾选 copy RAM to ROM 下载到 ROM 中 RAM 中的程序掉电丢失,ROM 中的程序掉电不丢失 (4)S120 DP 地址的设置? 在 S120 上的拨码开关可以设置他的 DP 地址, 设置规则是 2 进制的计算方法如拨上 4 时, 地址是 8; 拔上 5 时, 地址是 16 (4)trace 功能的使用? Trace 功能可以对一定数量的点数进行跟踪和记录, 可以同时记录 4 个变量, 触发条件可以根据变量的不同状态或者位控但要注意,trace 的点数有限, 所以, 将扫描周期加长, 可以延长观察时间 ; 将扫描周期缩短, 可以使记录的更精细 (6) 如何实现版本的升级? 首先在网上下载新的版本 ; 将新版本拷贝到 CF 卡上, 但要保留其中的 key 文件夹 ; 将卡插到 CU320 上 ; 启动 STARTER, 双击 Configuration, 点击 Version Overview 后点击 Firmware update, 即可实现升级 (6) 对 PZD 报文中控制字和给定值的理解? 控制字由 16#047E 变为 16#047F 时, 电机启动 ; 速度给定值 16#4000 对应着 100% 的转速 10

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untitled ...... SINAMICS Drives Answers for industry. 2 SINAMICS G110 SINAMICS G120 SINAMICS G120D SINAMICS G130/G150 SINAMICS S120 SINAMICS S150 SINAMICS GM150/SM150/GL150 V/f V/f V/f V/f 0.12~3kW (0.16~4HP) 0.37~90kW