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西門子變頻器6SL3320-1TE37-5AA3

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產(chǎn)品型號(hào)單電機(jī)模塊755A

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產(chǎn)品簡(jiǎn)介

西門子變頻器6SL3320-1TE37-5AA3 單電機(jī)模塊輸入：直流510～720V輸出：3AC 0～480V，額定功率755A：400千瓦底盤單元IP00內(nèi)部空氣冷卻，包括DRIVE-CYQ電纜

詳細(xì)介紹

西門子變頻器6SL3320-1TE37-5AA3 單電機(jī)模塊額定功率755A 400千瓦

1 摘要

本文主要介紹了如何使用CPU 1217C通過PROFINET 連接SINAMICS V90伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)位置閉環(huán)控制。其中對(duì)S7-1200 V4.0、V4.1固件版本的運(yùn)動(dòng)控制功能、工藝對(duì)象的組態(tài)和V90 PN的相關(guān)參數(shù)設(shè)置作了簡(jiǎn)要介紹。

2 簡(jiǎn)介

2.1 S7-1200運(yùn)動(dòng)控制功能

2.1.1 S7-1200 V3.0 固件

S7-1200 CPU固件版本從V3.0開始已經(jīng)支持多4路PTO輸出，以CPU1214C（6ES7214-1AG31-0XB0）為例，其CPU本體支持4路PTO輸出，其中PTO 1、PTO 2的頻率范圍為 2 Hz ≤ f ≤ 100 kHz，PTO 3 、PTO 4的頻率范圍為2 Hz ≤ f ≤ 20 kHz。

2.1.2 S7-1200 V4.0 固件

S7-1200 CPU V4.0固件版本雖然也只支持4路PTO輸出，但是PTO的信號(hào)類型可以進(jìn)行選擇，支持的信號(hào)類型見表2-1 PTO 信號(hào)類型所示。

信號(hào)類型	脈沖發(fā)生器輸出數(shù)目
脈沖 A 和方向 B（禁用方向輸出）	1
脈沖 A 和方向 B	2
加計(jì)數(shù) A 和減計(jì)數(shù) B	2
A/B 相移	2
A/B 相移 - 四倍頻	2

表2-1 PTO信號(hào)類型

V4.0固件版本的CPU高速脈沖信號(hào)發(fā)生器輸出地址可以自由分配給PTO，輸出地址分配與輸出頻率范圍見表2-2 脈沖信號(hào)發(fā)生器地址分配所示。

CPU本體	Q0.0	Q0.1	Q0.2	Q0.3	Q0.4	Q0.5	Q0.6	Q0.7	Q1.0	Q1.1
CPU1211C (DC/DC/DC)	100KHz	100KHz	100KHz	100KHz	—	—	—	—	—	—
CPU1212C (DC/DC/DC)	100KHz	100KHz	100KHz	100KHz	30KHz	30KHz	—	—	—	—
CPU1214C (DC/DC/DC)	100KHz	100KHz	100KHz	100KHz	30KHz	30KHz	30KHz	30KHz	30KHz	30KHz
CPU1215C (DC/DC/DC)	100KHz	100KHz	100KHz	100KHz	30KHz	30KHz	30KHz	30KHz	30KHz	30KHz
CPU1217C (DC/DC/DC)	1MHz	1MHz	1MHz	1MHz	100KHz	100KHz	100KHz	100KHz	100KHz	100KHz

表2-2 脈沖信號(hào)發(fā)生器地址分配

以CPU1214C CPU本體輸出地址(6ES7214-1AG40-0XB0)為例，示例幾種可能的PTO信號(hào)類型組合方式，見表2-3 脈沖方向組態(tài)所示：

l 示例1：4-100KHz PTO，不帶方向輸出。

l 示例2：2-100KHz PTO 和 2-30KHz PTO，脈沖A+方向B輸出。

l 示例3：4-100KHz PTO，脈沖A+方向B輸出，其中脈沖A 100KHz，方向B 30KHz。

表2-3 脈沖方向組態(tài)

2.1.3 S7-1200 V4.1 固件

S7-1200 CPU V4.1固件版本不僅支持通過PTO輸出方式對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行開環(huán)控制，而且支持通過PROFIdrive或者模擬量輸出（AQ）方式對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行閉環(huán)控制，見表2-4驅(qū)動(dòng)器連接方式所示。本文中例子就是使用PROFIdrive方式對(duì)SINAMICS V90 PN進(jìn)行閉環(huán)控制。

驅(qū)動(dòng)器連接	軸的閉環(huán)/開環(huán)控制	編碼器連接
PTO	速度控制、開環(huán)	-
模擬量輸出	位置控制、閉環(huán)	• 高速計(jì)數(shù)器 (HSC) 上的編碼器 • 工藝模塊 (TM) 上的編碼器 • PROFIdrive 編碼器（位于PROFINET)
PROFIdrive	位置控制、閉環(huán)	• 驅(qū)動(dòng)器上的編碼器 • 高速計(jì)數(shù)器 (HSC) 上的編碼器 • 工藝模塊 (TM) 上的編碼器 • PROFIdrive 編碼器（位于 PROFINET)

西門子變頻器6SL3320-1TE37-5AA3 單電機(jī)模塊額定功率755A 400千瓦

表2-4 驅(qū)動(dòng)器連接方式

2.2 SINAMICS V90 PN

SINAMICS V90 是西門子推出的一款小型、高效便捷的伺服系統(tǒng)。SINAMICS V90 驅(qū)動(dòng)器與 SIMOTICS S-1FL6 電機(jī)組成的伺服系統(tǒng)是面向標(biāo)準(zhǔn)通用伺服市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品，覆蓋0.05kW～7kw 功率范圍。

2016 年 7 月底，推出了帶PROFINET 接口的 V90 驅(qū)動(dòng)器，配合SIEMENS PLC, 能夠組成一套完善的、經(jīng)濟(jì)的、可靠的運(yùn)動(dòng)控制解決方案。SINAMICS V90 PROFINET (PN) 版本有 2個(gè)RJ45 接口用于與 PLC 的 PROFINET 通信連接，支持 PROFIdrive 運(yùn)動(dòng)控制協(xié)議。它也可以集成到博途中與 S7-1200，S7-1500 連接。

當(dāng)前版本V90 PN (V10000)重要信息及限制：

(1) 不支持驅(qū)動(dòng)中的 IPos 控制方式，不支持 SIMATIC 控制器的 SINA_POS 功能塊，只支持SINA_SPEED 功能塊。

(2) SINAMICS V90 PN 支持 SIMATIC PLC 的工藝對(duì)象(TO)，可通過 TO 實(shí)現(xiàn)位置及速度的控制，如 S7-1500 T-CPU, S7-1500 及 S7-1200。

(3) 機(jī)器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)與負(fù)載及電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比有關(guān)，建議不要大于 5:1。對(duì)于低速運(yùn)行、高精度或高動(dòng)態(tài)響應(yīng)的應(yīng)用，不建議選擇 TTL 編碼器的電機(jī)。

(4) SINAMICS V90 PN 版本獨(dú)立于當(dāng)前的 SINAMCIS V90 脈沖串的控制器，它不支持 PTI、脈沖加方向、模擬量和USS/Modbus RTU 通信等控制方式。

(5) SINAMICS V90 PN 只支持 PROFINET 通信，支持西門子標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文 1，2，3，5，102，105，支持 DSC控制。

注：本例中 SINAMICS V90 PN 需要選擇標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文3。

2.3 PROFINET 通信

PROFINET IO 是一種基于以太網(wǎng)的實(shí)時(shí)協(xié)議。在工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用中作為高級(jí)網(wǎng)絡(luò)使用。一個(gè)完整的POFINET IO 網(wǎng)絡(luò)包括以下設(shè)備：

l IO 控制器：典型的是 PLC，用于控制整個(gè)系統(tǒng)

l IO 設(shè)備：一個(gè)分散式 IO 設(shè)備（例如，編碼器，傳感器），通過 IO 控制器控制

l IO 檢測(cè)器：HMI（人機(jī)接口）或個(gè)人計(jì)算機(jī)，用于診斷或調(diào)試

PROFINET 提供兩種實(shí)時(shí)通信，PROFINET IO RT（實(shí)時(shí)）和 PROFINET IO IRT（等時(shí)實(shí)時(shí)）。實(shí)時(shí)通道用于 IO 數(shù)據(jù)和報(bào)警的傳輸。在 PROFINET IO RT 通道中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過優(yōu)先以太網(wǎng)幀進(jìn)行傳輸。沒有特殊的硬件要求。

SINAMICS V90 PN基于PROFINET IO RT（實(shí)時(shí)），其循環(huán)周期可達(dá)到 4 ms。基于PROFINET IO IRT 通道可用于傳輸具有更加精確時(shí)間要求的數(shù)據(jù)。其循環(huán)周期可達(dá) 2 ms，但需要具有特殊硬件的 IO 設(shè)備和開關(guān)的支持。

所有的診斷和配置數(shù)據(jù)通過非實(shí)時(shí)（NRT）通道進(jìn)行傳輸。使用 TCP/IP 協(xié)議。因而，沒有可確定的循環(huán)周期，其循環(huán)周期可能超過 100 ms。

SIMATIC S7-1200 目前僅支持PROFINET IO RT 通訊，所以后面章節(jié)所講的與 SINAMICS V90 PN 連接做位置控制是通過PROFINET IO RT 通訊來實(shí)現(xiàn)的。

單電機(jī)模塊額定功率755A 400千瓦