西門子變頻器6SE6440-2UD41-6GB1

西門子MM440（MICROMASTER440）主要用來(lái)控制三相交流電動(dòng)機(jī)的速度,，它有多種型號(hào)可供客戶選擇。在恒定轉(zhuǎn)矩模式下,，功率范圍從120W到200kW可供選擇,；在可變轉(zhuǎn)矩模式下，功率可達(dá)250kW,。西門子MM440有很多參數(shù)可以設(shè)置,，這就為電動(dòng)機(jī)控制提供了量身定制的變頻驅(qū)動(dòng)裝置。西門子MM440具有矢量控制,，V/f控制,，PID閉環(huán)控制；并且自身具有保護(hù)功能,，包括過(guò)熱保護(hù),，短路保護(hù)，過(guò)電壓/欠電壓保護(hù)等,。

MICROMASTER 440 無(wú)濾波器 380-480V+10/-10% 三相交流 47-63Hz 恒定轉(zhuǎn)矩 160kW 過(guò)載 136% 57S,，160% 3S 二次矩 200kW 1533x 326x 545（高x寬x深） 防護(hù)等級(jí) IP20 環(huán)境溫度 0-40°C 無(wú) AOP/BOP

不同于以往的通訊模式，生產(chǎn)者/消費(fèi)者模式允許網(wǎng)絡(luò)上的不同節(jié)點(diǎn)同時(shí)存取同一個(gè)源的數(shù)據(jù),。在生產(chǎn)者/消費(fèi)者模式下,，數(shù)據(jù)被分配一個(gè)的標(biāo)識(shí)，根據(jù)具體的標(biāo)識(shí),，網(wǎng)絡(luò)上多個(gè)不同的節(jié)點(diǎn)可以接收到來(lái)自同一發(fā)送者的數(shù)據(jù),，其結(jié)果是，數(shù)據(jù)的傳輸更為經(jīng)濟(jì),，每個(gè)數(shù)據(jù)源一次性把數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò),，其它節(jié)點(diǎn)選擇性的收取這些數(shù)據(jù)，不浪費(fèi)帶寬,，提高了系統(tǒng)生產(chǎn)率,，通訊效率提高，數(shù)據(jù)只須產(chǎn)生一次,，不管有多少個(gè)節(jié)點(diǎn)需要接收這個(gè)數(shù)據(jù),。數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)同樣的時(shí)間傳送到不同的節(jié)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)通訊的同步,。

這種裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍,，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器,，簡(jiǎn)稱PC,。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC2、PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC實(shí)質(zhì)是一種于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī),，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同,，如圖所示：a. 單元(CPU)單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù),；檢查電源,、存儲(chǔ)器、I/O以及戒定時(shí)器的狀態(tài),，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤,。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù),，并分別存入I/O映象區(qū),，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)

,。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后,，后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行,，直到停止運(yùn)行,。為了進(jìn)一步提高PLC的可*性，近年來(lái)對(duì)大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng),，或采用三CPU的表決式系統(tǒng),。這樣，即使某個(gè)CPU出現(xiàn)故障,，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行,。b、存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器,。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器,。

C、電源 PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用,。如果沒(méi)有一個(gè)良好的,、可*得電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此PLC的商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和也十分重視,。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi),，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。3,、PLC的工作原理一. 后,，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣,、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段,。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期,。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段,。(一) 輸入采樣階段在輸入采樣階段,，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi),。輸入采樣結(jié)束后,，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段,。在這兩個(gè)階段中,，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變

,。因此,，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期,，才能保證在任何情況下,，該輸入均能被讀入。(二) 用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段,，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖),。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路,，并按先左后右,、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果,，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài),；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令,。即,，在用戶程序執(zhí)行過(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化,，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化,，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用,；相反,，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用,。

(三) 輸出刷新階段當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后,，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間,，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路,，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè),。這時(shí)，才是PLC的真正輸出,。比較下二個(gè)程序的異同：這兩段程序執(zhí)行的結(jié)果*一樣,，但在PLC中執(zhí)行的過(guò)程卻不一樣?！?程序1只用一次掃描周期,，就可完成對(duì)%M4的刷新；※ 程序2要用四次掃描周期,，才能完成對(duì)%M4的刷新,。這兩個(gè)例子說(shuō)明：同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同,，執(zhí)行的結(jié)果也不同,。另外，也可以看到：采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別

僅具有一個(gè) CPU 的自動(dòng)化系統(tǒng)（AS 單站）可安裝在 UR1 機(jī)架（18 個(gè)插槽）或 UR2 機(jī)架（9 個(gè)插槽）上,。

由兩個(gè)電氣隔離的冗余子系統(tǒng)組成的自動(dòng)化站（AS 冗余站）可以安裝在一個(gè)帶分段背板總線的 UR2-H 緊湊型機(jī)架上,，或安裝在兩個(gè)單獨(dú)的機(jī)架上（UR1 或 UR2）。通過(guò)兩個(gè)機(jī)架的這種設(shè)計(jì),，可物理分離冗余子系統(tǒng),，如通過(guò)一個(gè)防火隔板并間隔 10 km。由于采用了電氣隔離,，系統(tǒng)不會(huì)受到 EMC 干擾,。

冗余電源

如果有兩個(gè)為系統(tǒng)供電的單獨(dú)電源，則可使用冗余電源來(lái)提高自動(dòng)化系統(tǒng)的可用性（2 個(gè)電源為一個(gè) AS 單站供電,，或 1 個(gè)或 2 個(gè)電源為 AS 冗余站的每個(gè)子系統(tǒng)供電）,。

通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng) (IE) 工廠總線進(jìn)行通信

每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化系統(tǒng)都通過(guò) CP 443-1 通信模塊連接到工業(yè)以太網(wǎng)工廠總線。

如果集成在高可用性的安全自動(dòng)化系統(tǒng)中 CPU 的 PN/IE 接口沒(méi)有用于 PROFINET IO,，則可使用該接口來(lái)連接到工業(yè)以太網(wǎng)工廠總線,。否則，1H/F 系統(tǒng)（AS 單站）和 2H/FH 系統(tǒng)的兩個(gè)子系統(tǒng)（AS 冗余站）將可以分別通過(guò)一個(gè) CP 443-1 通信模塊來(lái)連接到工廠總線,。

通過(guò) PROFIBUS DP 實(shí)現(xiàn)的 I/O 連接

分布式過(guò)程 I/O 可以直接或通過(guò)下層現(xiàn)場(chǎng)總線（PROFIBUS PA 或 基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線 H1）集成到 PROFIBUS DP 段,。

帶有分布式過(guò)程 I/O 的多個(gè) PROFIBUS DP 網(wǎng)段可在標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化系統(tǒng)、1H/F 系統(tǒng)（AS 單站）或 2H/FH 系統(tǒng)（AS 冗余站）上運(yùn)行,。下表概括介紹了可組態(tài)的 PROFIBUS DP 接口的數(shù)目和類型

西門子變頻器6SE6440-2UD41-6GB1

1 *條件

1.1 硬件

•  S7-300/400 CPU和CP343-1/CP443-1

•  普通以太網(wǎng)卡/CP1613

•  CP5611/CP5613

1.2 軟件

•  1.2.1 Step7 V5.3/V5.4

•  1.2.2 WinAC RTX V4.1/2005

•  1.2.3 SIMATIC Net 2003/2005/2006

•  1.2.4 WinCC V6.0/6.2

本實(shí)例中采用了Step7 V5.4 SP3.1,，WinAC RTX 2005(4.2) SP1 HF3，Simatic Net 2006(V6.4)和WinCC V6.2 SP2,。

2 硬件組態(tài)

2.1 在SIMATIC Manager中新建一個(gè)項(xiàng)目,，分別插入SIMATIC PC Station和SIMATIC 300 Station。如圖1

圖1

2.2 在SIMATIC PC Station中,，分別插入WinCC Application,，WinLC RTX,，CP5613和IE General。如圖2

圖2

•  CP5613 作為WinLC RTX的DP接口,。

•  IE General作為WinCC Application和WinLC RTX的以太網(wǎng)接口,。

2.3 在SIMATIC 300 Station中，分別插入PS,，CPU和CP343-1,。如圖3

圖3

3 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)和編程

3.1 在NetPro中為WinLC RTX建立與SIMATIC 300 Station的連接。如圖4

圖4

•  Connection Partner選擇SIMATIC 300 Station的CPU,。

•  Connection Type選擇S7 connection,。

3.2 在Properties-S7 connection中，為L(zhǎng)ocal Connection End Point選擇One-way,，即單邊通訊,。如圖5

圖5

3.3在NetPro中為WinLC RTX建立與WinCC Application的連接。如圖6

圖6

•  Connection Partner選擇SIMATIC PC Station的WinCC Application,。

•  Connection Type選擇S7 connection。

3.4在Properties-S7 connection中,，為Communication Path的Interface選擇PLC internal,。如圖7

圖7

3.5 在NetPro中編譯存盤。