西門子6SN1118-0DG23-0AA1

西門子數(shù)控系統(tǒng)基本構(gòu)成
    一．西門子840D系統(tǒng)的組成
    SINUMERIK840D是由數(shù)控及驅(qū)動單元（CCU或NCU）,，MMC，PLC模塊三部分組成,，由于在集成系統(tǒng)時,，總是將SIMODRIVE611D驅(qū)動和數(shù)控單元(CCU或NCU)并排放在一起，并用設(shè)備總線互相連接,，因此在說明時將二者劃歸一處,。
    1.人機界面
    人機交換界面負責(zé)NC數(shù)據(jù)的輸入和顯示,它由MMC和OP組成：
    MMC包括：
    - OP單元
    - MMC
    - MCP三部分。
    MMC實際上就是一臺計算機,，有自己獨立的CPU,還可以帶硬盤,，帶軟驅(qū)；OP單元正是這臺計算機的顯示器,，而西門子MMC的控制軟件也在這臺計算機中,。
    a.MMC
    我們常用的MMC有兩種：
    MMCC100.2
    MMC103
    其中MMC100.2的CPU為486，不能帶硬盤,；而MMC103的CPU為奔騰,，可以帶硬盤，一般的,，用戶為SINUMERIK810D配MMC100.2,，而為SINUMERIK840D配MMC103。
    PCU(PC UNIT)是專門為配合西門子的操作面板OP10,、OP10S,、OP10C、OP12,、 OP15等而開發(fā)的MMC模塊,，目前有三種PCU模塊——PCU20,、PCU50、PCU70, PCU20對應(yīng)于MMC100.2,，不帶硬盤,，但可以帶軟驅(qū)。PCU50,、PCU70對應(yīng)于MMC103,，可以帶硬盤，與MMC不同的是：PCU50的軟件是基于WINDOWS NT的,。PCU的軟件被稱作HMI, HMI有分為兩種：嵌入式HMI和HMI,。一般標準供貨時，PCU20裝載的是嵌入式 HMI,而PCU50和PCU70則裝載HMI,。
    b.OP
    OP單元一般包括一個10.4〞TFT顯示屏和一個NC鍵盤,。根據(jù)用戶不同的要求，西門子為用戶選配不同的OP單元,，如：OP030,OP031,OP032,OP032S等,，其中OP031為常用。
    c.MCP
    MCP是專門為數(shù)控機床而配置的,，它也是OPI上的一個節(jié)點,，根據(jù)應(yīng)用場合不同，其布局也不同,，目前,，有車床版MCP和銑床版MCP兩種。對810D和840D,，MCP的MPI地址分別為14和6,，用MCP后面的S3開關(guān)設(shè)定。
    對于SINUMERIK840D應(yīng)用了MPI（Multiple Point Interface）總線技術(shù),，傳輸速率為187.5k/秒,，OP單元為這個總線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點。為提高人機交互的效率,，又有OPI（Operator PanelInterface）總線,，它的傳輸速率為1.5M/秒。
    2.數(shù)控及驅(qū)動單元
    a.NCU數(shù)控單元
    SINUMERIK840D的數(shù)控單元被稱為NCU（Numenrical Controlunit）單元：中央控制單元,負責(zé)NC所有的功能,機床的邏輯控制,還有和MMC的通訊 它由一個COM CPU板. 一個PLC CPU板和一個DRIVE板組成.
    根據(jù)選用硬件如CPU芯片等和功能配置的不同,，NCU分為NCU561.2,NCU571.2, NCU572.2,NCU573.2(12軸),，NCU573.2(31軸)等若干種，同樣,，NCU單元中也集成SINUMERIK840D數(shù)控CPU和SIMATIC PLC CPU芯片,，包括相應(yīng)的數(shù)控軟件和PLC控制軟件，并且?guī)в蠱PI或Profibus借口，RS232借口,，手輪及測量接口,，PCMCIA卡插槽等，所不同的是NCU單元很薄,，所有的驅(qū)動模塊均排列在其右側(cè),。
    b．數(shù)字驅(qū)動
    數(shù)字伺服：運動控制的執(zhí)行部分,由611D伺服驅(qū)動和1FT6(1FK6)電機組成    SINUMERIK840D配置的驅(qū)動一般都采用SIMODRIVE611D.它包括兩部分：電源模塊+驅(qū)動模塊（功率模塊）。
    電源模塊：主要為NC和給驅(qū)動裝置提供控制和動力電源,，產(chǎn)生母線電壓，同時監(jiān)測電源和模塊狀態(tài),。根據(jù)容量不同,，凡小于15KW均不帶饋入裝置，極為U/E電源模塊,；凡大于15KW均需帶饋入裝置,，記為I/RF電源模塊，通過模塊上的訂貨號或標記可識別,。
    611D數(shù)字驅(qū)動:是新一代數(shù)字控制總線驅(qū)動的交流驅(qū)動,，它分為雙軸模塊和單軸模塊兩種，相應(yīng)的進給伺服電機可采用1FT6或者1FK6系列,，編碼器信號為1Vpp正弦波,，可實現(xiàn)全閉環(huán)控制。主軸伺服電機為1PH7系列

發(fā)動機裝配線PLC控制系統(tǒng),，主要針對包括轉(zhuǎn)臺,、舉升臺、舉升轉(zhuǎn)移臺,、翻轉(zhuǎn)機五種工位的控制,。在汽車發(fā)動機裝配過程中，由于被裝配零件的多樣性,，需要在裝配線的每個工段適當調(diào)整發(fā)動機的方位以方便裝配零件,。裝配線上共計20余個工位，包括7個普通轉(zhuǎn)臺,、2個維修轉(zhuǎn)臺,、4個無滾輪舉升臺、7個單向滾輪舉升臺以及2個翻轉(zhuǎn)機,。

    整個被控對象包括22個工位,每個工位上包含必需的轉(zhuǎn)移電機或舉升電機,此外還有32個生產(chǎn)線傳輸電機,。每個工位均由一個ET200S和一個ET200eco從站組成,用于該工位的I/O點數(shù)據(jù)采集和發(fā)送以及分散控制。
    2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能
    系統(tǒng)包括操作員站,、工程師站,、自動化系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場I/O站等幾個部分。
    系統(tǒng)各部分功能:
    操作員站:提供全漢化人機界面,，實現(xiàn)控制系統(tǒng)的監(jiān)控操作功能（操作,、顯示、報表,、報警,、趨勢），并且可以在人機界面上直接查看對應(yīng)的step7源程序,。
    工程師站:用于系統(tǒng)的組態(tài)和維護,。
    自動化系統(tǒng):使用SIMATIC控制器完成回路調(diào)節(jié)和邏輯運算。
    現(xiàn)場I/O站:使用現(xiàn)場總線技術(shù),，在設(shè)備現(xiàn)場直接采集現(xiàn)場儀表的信號,控制現(xiàn)場的執(zhí)行機構(gòu),。
    現(xiàn)場總線ProfiBus:用于連接控制單元與操作員站以及管理網(wǎng)絡(luò)。
    本系統(tǒng)采用PLC300CPU和CP342-5,、CP343-1的接口模塊相連構(gòu)成系統(tǒng)的主站,。CP342-5是用于連接S7-300和 profibus-DP的主/從站接口模塊，CP 343-1是用于連接S7-300和工業(yè)以太網(wǎng)的接口模塊,。在該控制系統(tǒng)中,，除了上述主站外，從站是由 22個ET200S和22個ET200eco組成,，分別分布在兩條profibus網(wǎng)絡(luò)上,。CPU上自帶的profibus-DP接口構(gòu)成 profibusⅠ線，CP 342-5接口模塊構(gòu)成profibusⅡ線,。
    系統(tǒng)配置功能圖如圖所示:
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    系統(tǒng)中ET200S從站上采用的IM151-1接口模塊有兩種: 基本型和標準型,，基本型的接口模塊所能掛接的電源管理模塊和I/O模塊個數(shù)范圍為2～12個，標準型的接口模塊其范圍為2～63個,。所以當從站I/O模塊較多時,，宜選用標準型的接口模塊。接口模塊上帶有profibus地址設(shè)定撥碼開關(guān),。
    系統(tǒng)中ET200eco從站中選用了8DI和16DI兩種模板,，模板結(jié)構(gòu)緊湊，模板的供電采用7/8‘電源線,，模板的通訊采用M12通訊接頭,。接線靈活而快速，方便拔插,。其接口模塊上帶有2個旋轉(zhuǎn)式編碼開關(guān)用于profibus地址分配,。
    網(wǎng)絡(luò)設(shè)備按照適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的程度，以及生產(chǎn)線的布局來考慮選用不同防護等級,?？刂葡渲械哪K采用防護等級為20的ET200S I/O模塊，對應(yīng)每個控制箱的還有一個防護等級為67的ET200eco模塊，置于生產(chǎn)線滾輪下方,，由于該模塊需要接觸到現(xiàn)場較為惡劣的生產(chǎn)環(huán)境,，因此需要有防水防油防塵等功能

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（1）. 在STEP7 Micor/WIN軟件中（S7-200的編程軟件），對于模擬量輸入通道設(shè)有軟件濾波功能,，如圖所示,，具體請參見《S7-200 ? LOGO? SITOP 參考》->系統(tǒng)塊-模擬量濾波。

但是,，在系統(tǒng)塊中設(shè)置模擬量通道濾波時,，RTD和TC模塊占用的模擬量通道，應(yīng)禁止濾波功能,。

西門子6SL3040-1MA00-0AA0

（2） EM231 TC和RTD模塊上,，均有24V電源指示燈和SF故障指示燈。如圖所示：（a）若24V電源指示燈=OFF,，則說明該模塊沒有24V工作電源,；（b）若SF紅燈閃爍,，原因可能是：模塊內(nèi)部軟件檢測出外接斷線,，或者輸入超出范圍。

注：具體請參見：《S7-200 ? LOGO? SITOP 參考》->EM231 RTD/EM231 TC,。

AO模擬量輸出模塊

S7-200的擴展模塊里,，分別有2路、4路的模擬量輸出模塊EM232,。根據(jù)接線方式（M-V或M-I）選擇輸出信號類型,，電壓：±10V，電流：0~20mA（4~20mA）,。

AI/AO模擬量輸入輸出模塊

(A) CPU模塊本體集成的2路AI和1路AO

S7-200只有CPU 224XP和CPU224XPsi,，本體集成有模擬量通道。其中,，2路AI是：電壓信號±10V,，1路AO是：電壓信號0~10V；或者電流信號0~20mA(4~20mA),，輸出信號類型可以通過硬件接線來選擇,。

(B) EM235模擬量輸入輸出模塊

EM235模塊有4路AI和1路AO。通過撥碼開關(guān)設(shè)置來選擇4路AI通道的輸入信號程,，如下表所示,，這個模塊可以測量毫伏級（mV）的信號；1路AO是：電壓信號 ±10V,；或電流信號0~20mA（4~20mA）,，可以根據(jù)硬件接線方式（M-V或M-I）選擇輸出信號類型。

注：模塊上的電位計是用來調(diào)節(jié)輸入信號和轉(zhuǎn)換數(shù)值的放大關(guān)系，在模塊出廠時已經(jīng)設(shè)置好了,，如無需要,，請不要隨意更改。

常見問題分析

A．模擬量輸入與數(shù)字量的對應(yīng)關(guān)系：

模擬量信號（0~10V,，0~5V或0~20mA）在S7-200 CPU內(nèi)部用0~32000的數(shù)值表示（注：4~20mA對應(yīng)6400~32000）,，這兩者之間有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，如圖所示：

B．模擬量模塊的硬件接線介紹

（1）CPU 224 XP集成有2路電壓輸入,，接線方法見a：分別為A+和M,、B+和M，此時只能輸入±10V 電壓信號,。

CPU 224XP還集成有1路模擬量輸出信號,。電流輸出如圖b，將負載接在I和M端子之間,；電壓輸出如圖c,，將負載接在V和M端子之間。

（2）模擬量輸入的接線方式

以4AI EM231模塊為例,，分別介紹電壓,、電流型輸入信號的接線方式，如圖所示,。注意：此接線圖是一個示意圖,，表述的是不同的接線方式，并不是指該模塊只有A通道可以接入電壓,，B通道必須懸空,，C和D通道只能接入電流。

當您的信號為電壓輸入時可以參考接線方法a,，以此類推,。

方式a. 電壓輸入方式：信號正接A+；信號負接A-,；

方式b. 未用通道接法（不要懸空）：未用通道需短接,，如B+和B-短接；

方式c. 電流輸入方式（四線制）：信號正接C+,，同時C+與RC短接,；信號負接C-，同時C-和模塊的M端短接,。

方式d. 電流輸入方式（兩線制）：信號線接D+,，同時D+與RD短接；電源M端接D-,，同時和模塊的M端短接,。

注：具體請參見：《S7-200 ? LOGO? SITOP 參考》->模擬量模塊接線,。

（3）電流型信號輸入接線方式

電流型信號的接線方式，分為四線制,、三線制,、二線制接法。這里討論的“幾線制",，是以傳感器或儀表變送器是否需要外供電源來區(qū)別的,，而并不是指EM231模塊需要幾根信號線，或該變送器的信號線輸出,。

a. 四線制-電流型信號的接法：

四線制信號是指信號設(shè)備本身外接供電電源,，同時有信號+、信號-兩根信號線輸出,。供電電源可有220VAC或24VDC,，接線如圖所示：

b. 三線制-電流型信號的接法：

三線制信號是指信號設(shè)備本身外接供電電源，只有一根信號線輸出,，該信號線與電源線共用公共端,，通常情況是共負端的。接線如圖所示：

注：若設(shè)備的24VDC供電電源與EM231模塊的供電電源不是同一個電源,，那么,，需要將模塊的M端與該通道的負端引腳短接（如，M和C-短接）,。這是為了使模塊與測量通道工作在同一的參考電壓,，也就是等電位,。下面的二線制接法同理,。

c. 二線制-電流型信號的接法：

二線制信號是指信號設(shè)備本身只有兩根外接線，設(shè)備的工作電源由信號線提供,，即其中一根線接電源,，另一根線是信號輸出。接線如圖所示：

C．224XP本體集成的AI,，能否接電流信號0~20mA,？

1、概述
優(yōu)化電機功能可以在項目配置中選擇,，配置結(jié)束后通過施加使能命令開始優(yōu)化,；也可以在項目配置結(jié)束后，通過專家參數(shù)方式完成,。

> 如有必要需對變頻器*行參數(shù)工廠復(fù)位（P0010=30,、P0970=1）。

優(yōu)化順序:
1).完成項目配置并依照電機銘牌正確輸入電機額定數(shù)據(jù)及編碼器類型
2).執(zhí)行電機數(shù)據(jù)計算P340
3).電機數(shù)據(jù)靜態(tài)辨識P1910
4).依照實際工藝要求使用STARTER 中的Trace 功能調(diào)整速度環(huán)參數(shù)（調(diào)試方法參照《SINAMICS S120 快速入門》）
5).電機數(shù)據(jù)及控制數(shù)據(jù)動態(tài)優(yōu)化P1960

電機優(yōu)化條件：電機冷態(tài),，抱閘沒有閉合,、有效措施確保機械系統(tǒng)無危險

2,、優(yōu)化過程

a.電機數(shù)據(jù)計算
P340是基于電機銘牌數(shù)據(jù)的計算（定/轉(zhuǎn)子阻抗感抗等）該過程不必使能變頻器。計算結(jié)束后P340自動恢復(fù)為0,。

b.電機數(shù)據(jù)靜態(tài)辨識
P1910用于電機數(shù)據(jù)靜態(tài)辨識,，該過程需要使能變頻器。辨識過程中
1. 變頻器有輸出電壓,，輸出電流,，
2. 電機可能轉(zhuǎn)動大210?

P1910 = -3 接受識別結(jié)果
P1910 = -2 辨識過程中，若變頻器發(fā)現(xiàn)編碼器反向則報故障F07933,，此時應(yīng)檢查電機或編碼器方向若正確則設(shè)定P1910= -2接受正確方向,。若不正確則需修改電機接線并重新執(zhí)行辨識過程。
P1910 = -1數(shù)據(jù)辨識但不接受
P1910 = 0 禁止數(shù)據(jù)辨識
P1910 = 1 數(shù)據(jù)辨識并接受辨識結(jié)果

P1910=1 將計算：定子冷態(tài)阻抗P350,、轉(zhuǎn)子冷態(tài)阻抗P354,、定子漏感P356、轉(zhuǎn)子漏感P358,、主電感P360,。

電機數(shù)據(jù)靜態(tài)辨識步驟：
i. 設(shè)P1910=1
ii. 使能 ON/OFF1
辨識結(jié)束后P1910自動恢復(fù)為0

速度環(huán)動態(tài)特性的優(yōu)化:
依照實際工藝要求使用STARTER 中的Trace 功能優(yōu)化速度P1460/P1470、P1662/P1472（調(diào)試方法參照《SINAMICS S120 快速入門》）

c.電機數(shù)據(jù)動態(tài)辨識
電機數(shù)據(jù)動態(tài)辨識由P1959 + P1960配合使用

出廠默認值P1959. 1,、2,、5、6,、7,、9、10 都已激活
P1960 = -3 接受識別結(jié)果
P1960 = -2 辨識過程中,，若變頻器發(fā)現(xiàn)編碼器反向則報故障F07933,，此時應(yīng)檢查電機或編碼器方向若正確則設(shè)定P1910= -2接受正確方向。若不正確則需修改電機接線并重新執(zhí)行辨識過程,。
P1960 = -1數(shù)據(jù)辨識但不接受
P1960 = 0 禁止數(shù)據(jù)辨識
P1960 = 1 數(shù)據(jù)辨識并接受辨識結(jié)果

電機數(shù)據(jù)動態(tài)辨識,，需要使能變頻器。辨識過程將完成：
? 計算磁化曲線
? 計算系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量與電機轉(zhuǎn)動慣量比例（P342）等

動態(tài)辨識步驟：

1. 電機空載以精確計算電機動態(tài)數(shù)據(jù)（如電機的轉(zhuǎn)動慣量等）,。

2. 電機帶載優(yōu)化,，帶載后系統(tǒng)總的轉(zhuǎn)動慣量等發(fā)生變化需執(zhí)行p1959=4, P1960=1以完成動態(tài)優(yōu)化。

3. 如果項目配置時選擇了擴展的給定通道（Extended Setpoint）斜坡函數(shù)發(fā)生器有效,，建議在做空載優(yōu)化時通過設(shè)置P1958=0 取消（P1958僅在電機數(shù)據(jù)動態(tài)辨識時有效）,，同時不要使用旋轉(zhuǎn)方向禁止功能P1959.14=1、P1959.15=1,。

4. 若電機帶載后需要測試系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量,，則需根據(jù)負載及機械設(shè)備的實際情況設(shè)定斜坡上升下降時間P1958≠0，然后執(zhí)行P1960=1,、P1958=4,，優(yōu)化過程中只有電流及速度限幅有效