西門子6SN1118-0NH01-0AA1

西門子CNC控制器和CNC系統(tǒng)-SINUMERIK是可滿足各種需求的創(chuàng)新型數(shù)控系統(tǒng)
西門子CNC控制器和CNC系統(tǒng)-SINUMERIK 自動化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計,，具有可擴(kuò)縮性,，融合了用于機(jī)床的多種產(chǎn)品,。無論是否部署用于標(biāo)準(zhǔn)化車床和銑床，作為功能強(qiáng)大的,、基于驅(qū)動的數(shù)控系統(tǒng),，或作為基于 PC 的解決方案，選擇該數(shù)控系統(tǒng)都會使設(shè)備運(yùn)行更富有創(chuàng)新性,，更具競爭力,。

西門子其它驅(qū)動技術(shù)：西門子提供的驅(qū)動技術(shù)系列產(chǎn)品在可謂，包括西門子變頻器SINAMICS,、西門子電機(jī)SIMOTICS,、減速器、減速電機(jī),、聯(lián)軸器,、混合驅(qū)動等系列，以及運(yùn)動控制SIMOTION等,，涵蓋所有扭矩范圍,、性能等級和電壓等級。

創(chuàng)新的電路設(shè)計可以降低電源諧波,。無需在電源饋入端使用一個可選的輸入電抗器,。這樣就節(jié)省了空間以及設(shè)計和采購成本。

變頻器和電機(jī)之間的允許電纜長度的不同而受到限制,。如果連接了輸出電抗器,，那么可以使用更長的電纜（請參見“負(fù)載側(cè)功率組件"部分）。

框架型號為 FSD 到 FSF 的 PM250 電源模塊可帶或不帶 A 級集成式進(jìn)線濾波器,。

對于框架型號為 FSC 且?guī)в?A 級集成式進(jìn)線濾波器的 PM250 電源模塊,，可使用一個附加的 B 級基本濾波器來實(shí)現(xiàn) B 級（參見“進(jìn)線側(cè)功率組件"部分）

存儲器區(qū)域

根據(jù)發(fā)送應(yīng)答器芯片的制造商，ISO 發(fā)送應(yīng)答器配置的存儲器包含不同大小的用戶存儲器,。

典型大小為 112 字節(jié),、256 字節(jié)、992 字節(jié) EEPROM 或 2000 字節(jié) FRAM,。每個 ISO 發(fā)送應(yīng)答器芯片具有 8 字節(jié)長的序列號（UID,，只讀）。通過一個讀命令將 UID 以 8 字節(jié)值的形式傳送到長度為 8 的地址 FFF0,。

OTP 區(qū)域

對于 OTP 區(qū)域,，始終在存儲區(qū)末尾保留 16 字節(jié)的地址空間。塊的劃分方式取決于芯片（見技術(shù)參數(shù)）,。因此需注意,，當(dāng)使用 OTP 區(qū)域時，用戶數(shù)據(jù)的相應(yīng)地址對應(yīng)用不可用,。

總共提供 4 個塊地址（“映射"地址）：

FF80 FF84 FF88 FF8C

如果向具有有效長度（4,、8,、12 和 16 字節(jié)，取決于塊地址）的塊地址寫入數(shù)據(jù),，則可防止寫入的數(shù)據(jù)日后被改寫,。

設(shè)計和功能
可選模塊
• 在性能范圍中更佳模塊化5個不同的CPU，具有的基本功能和集成的Freeport通訊接口
• 用于各種功能的一系列擴(kuò)展模塊：
－數(shù)字/模擬擴(kuò)展,，可升級至具體要求,，作為從站的PROFIBUS通訊
－作為主站的AS-Interface通訊
－確切的溫度測量
－
－遠(yuǎn)程診斷
－以太網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)通訊
－SIWAREX MS
稱重模塊
• HMI功能
• 帶有Micro/WIN附加指令庫的STEP 7-Micro/WIN軟件
• 引人注目的系統(tǒng)工程－目前的特點(diǎn)是用于完整自動化任務(wù)的各種不同要求的尺寸和更佳的解決方案

主要特點(diǎn)
• 突出數(shù)據(jù)記錄用記憶卡，配方管理,，STEP 7-Micro/WIN的項(xiàng)目節(jié)約,，以及各種格式的文件存儲
• PID自動調(diào)諧功能
• 用于擴(kuò)展通訊選項(xiàng)的2個內(nèi)置串口，例如：與其它制造商的設(shè)備配套使用（CPU 224 XP, CPU 226）
• 具有內(nèi)置模擬輸入/輸出的CPU 224 XP

實(shí)時響應(yīng)
*的技術(shù)直至更后的細(xì)節(jié)確保我們的CPU發(fā)揮杰出的實(shí)時響應(yīng)率：
• 4個或6個獨(dú)立的硬件計數(shù)器,，每個30 kHz,，帶有CPU 224 XP的2 x 200 kHz，例如：通過增量編碼器或者高速記錄過程事件的路徑監(jiān)測
• 4個獨(dú)立的報警輸入,，輸入濾波時間0.2毫秒至程序起動－更大過程安全
• 對應(yīng)用程序快速事件大于0.2 ms信號的脈沖捕捉功能
• 2個脈沖輸出,，每個 20 kHz，或者具有脈沖寬度調(diào)制和脈沖無脈沖設(shè)定點(diǎn)的CPU 224 XP 的2 x 100 kHz－例如：用于控制步進(jìn)電機(jī)
• 2個定時中斷,，在1ms處開始,，以1ms的增量進(jìn)行調(diào)節(jié)－用于迅速變化過程的無擾控制
• 快速模擬輸入－具有25 μs的信號轉(zhuǎn)換，12位分辨率
• 實(shí)時時鐘

定時中斷
• 1至255ms,，具有1 ms的分辨率
• 例如：在轉(zhuǎn)四分之一圈后,，以3000 RPM的轉(zhuǎn)速可以在螺釘插入機(jī)上記錄和處理信號?？梢詫?shí)現(xiàn)非常記錄,，例如：擰緊扭矩，以確保螺釘?shù)母丫o固,。

快速計數(shù)器
• 彼此,、其他操作和程序周期均獨(dú)立運(yùn)行
• 當(dāng)達(dá)到用戶可選擇的計算值時,，中斷觸發(fā)－從檢測到輸入信號到切換輸出的反應(yīng)時間為300 μs
• 當(dāng)增量位置編碼器用于確切時的4邊緣評估
• 模塊化可擴(kuò)展性
報警輸入
• 4個獨(dú)立的輸入
• 用于快速連續(xù)登記信號
• 用于信號檢測的200 μs–500 μs 響應(yīng)時間/用于信號輸出的300 μs
• 對正向和/或負(fù)向信號邊沿的響應(yīng)
• 在一個隊列中更多16次中斷，取決于優(yōu)先順序

相對較大的電源內(nèi)阻對負(fù)載來講有兩點(diǎn)不利,，首先是不利于負(fù)載穩(wěn)壓電路作業(yè),，更為不利的是負(fù)載電流的任何改變都會導(dǎo)致直流電源輸出的起伏，這種起伏對測驗(yàn)成果的影響同脈沖與噪聲對測驗(yàn)成果形成的影響*相同,。

電動控制：指控制系統(tǒng)的輸出是通過電氣量或電子信號來進(jìn)行的,，所控制的對象是電動執(zhí)行元件,比如繼電器、步進(jìn)開關(guān),、電磁閥,、伺服驅(qū)動器和變頻器等等，絕大部分的自動控制多多少少都會有電動控制元件,。
二,、 人機(jī)界面產(chǎn)品問答
1、人機(jī)界面與人們常說的“觸摸屏"有什么區(qū)別,？從嚴(yán)格意義上來說,，兩者是有本質(zhì)上的區(qū)別的。因?yàn)椤坝|摸屏"僅是人機(jī)界面產(chǎn)品中可能用到的硬件部分,，是一種替代鼠標(biāo)及鍵盤部分功能,，安裝在顯示屏前端的輸入設(shè)備；而人機(jī)界面產(chǎn)品則是一種包含硬件和軟件的人機(jī)交互設(shè)備,。在工業(yè)中,，人們常把具有觸摸輸入功能的人機(jī)界面產(chǎn)品稱為“觸摸屏"，但這是不科學(xué)的,。
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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(fù)載接在I和M端子之間,；電壓輸出如圖c，將負(fù)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(dāng)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(jī)功能可以在項(xiàng)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(xiàng)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(xiàng)目配置并依照電機(jī)銘牌正確輸入電機(jī)額定數(shù)據(jù)及編碼器類型
2).執(zhí)行電機(jī)數(shù)據(jù)計算P340
3).電機(jī)數(shù)據(jù)靜態(tài)辨識P1910
4).依照實(shí)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(jī)數(shù)據(jù)及控制數(shù)據(jù)動態(tài)優(yōu)化P1960

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

2、優(yōu)化過程

a.電機(jī)數(shù)據(jù)計算
P340是基于電機(jī)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(jī)數(shù)據(jù)靜態(tài)辨識
P1910用于電機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(shí)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(jī)數(shù)據(jù)動態(tài)辨識
電機(jī)數(shù)據(jù)動態(tài)辨識由P1959 + P1960配合使用

出廠默認(rèn)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)轉(zhuǎn)動慣量比例（P342）等

動態(tài)辨識步驟：

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

2. 電機(jī)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(xiàng)目配置時選擇了擴(kuò)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(jī)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(jī)帶載后需要測試系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量，則需根據(jù)負(fù)載及機(jī)械設(shè)備的實(shí)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,。

5. 選擇優(yōu)化項(xiàng)目

• 設(shè)P1960+P1959

• 使能 ON/OFF1

電機(jī)辨識過程中電機(jī)會加速至大轉(zhuǎn)速,，優(yōu)化過程中只有大電流P640和大轉(zhuǎn)速P1082有效,，辨識結(jié)束后P1960自動恢復(fù)為0。

注：若機(jī)械系統(tǒng)沒有條件執(zhí)行電機(jī)空載優(yōu)化,，可直接進(jìn)行帶載優(yōu)化,，此時必須考慮機(jī)械條件限制如：
機(jī)械負(fù)載慣性
機(jī)械強(qiáng)度
運(yùn)動速度
位移的限制等
對于前三種情況（機(jī)械負(fù)載慣性、機(jī)械強(qiáng)度,、運(yùn)動速度）可適當(dāng)調(diào)整P1958,、P640、P1082,，通過使用斜坡上升/下降時間,、速度限制、電流限制來減少機(jī)械承受的壓力做輔助保護(hù),。
對于第四種情況（機(jī)械位置有限制）則好不做動態(tài)優(yōu)化或可通過P1959.14和P1959.15做限位,。

優(yōu)化完成后必須存儲參數(shù)到CF卡上：
可通過STARTER調(diào)試軟件執(zhí)行 copy RAM to ROM或設(shè)定參數(shù)P971=1、P977=1

S120驅(qū)動第三方伺服電機(jī)必要的電機(jī)數(shù)據(jù)：
P305,、P311,、P314、P316,、P322,、P323、P400,、P341,、P350、P353,、P356