西门子6SL3120-1TE15-0AB0

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1 简单抱闸控制特点
S120抱闸控制主要分为简单抱闸控制和扩展抱闸控制，可根据应用场合不同而灵活选用。本文主要介绍简单抱闸控制。
S120 简单抱闸控制的特点主要有：
? 通过顺序控制自动激活
? 静态P1227（零速P1228）检测监控
? 强制释放抱闸（p0855，p1215），包括有条件或无条件释放抱闸
? 无条件关闭抱闸（p0858 = 1）
? 取消“使能速度控制器”信号后的抱闸应用（p0856 = 0）

2抱闸功能描述
“简单抱闸控制”专门用于电机抱闸的控制。当驱动不激活时，保持抱闸用于保护驱动装置，以免出现不希望的运动，如位能性的负载或垂直运行的负载出现的危险。
释放和保持抱闸的触发命令通过控制单元（CU）的DRIVE-CLiQ 传送至电机模块，直接把信号互连到电机模块上并进行监控。然后电机模块执行动作并激活保持抱闸的输出。可在
SINAMICS S120/S150 参数手册（功能图2701，2704）中看到详细的顺序控制框图。通过
参数p1215可配置抱闸控制的运行规则，图1所示为简单抱闸控制的顺序图。

打开抱闸的过程：
(1) 当符合启动条件后，控制单元发出ON命令，接触器开始闭合，设备开始预充电。完
成后，开始建立励磁；
(2) 励磁完成后，打开抱闸的输出信号为1；
(3) 此处还可以通过p0855=1强迫释放抱闸命令；
(4) 打开抱闸的输出信号为1，r0899.12=1， 可以控制抱闸装置。此时电机并不会立即加
速，否则会出现溜钩的现象；
(5) 延迟时间p1216到达之后，电机立即加速，直到稳定状态。 p1216的时间需根据现
场情况调节。

关闭抱闸的过程：
(1) 当控制单元发出OFF命令后，电机速度开始下降；
(2) 电机实际速度或设定速度小于p1226所设定的值；
(3) 延迟p1227或p1228时间后，关闭抱闸的输出信号为1；
(4) 此处还可以通过p0858 = 1强迫输出关闭抱闸命令；
(5) 关闭抱闸的输出信号为1，r0899.13=1， 可以控制抱闸装置。此时变频器输出电流仍
存在，否则会出现溜钩的现象；
(6) 延迟时间p1217到达之后，变频器脉冲封锁，输出电流立即降到0。 p1217的时间
需根据现场情况调节。

图1 简单抱闸控制的顺序图

3 抱闸调试过程
如果电机模块具有内部集成的抱闸控制并连接有抱闸装置时，可通过设置参数p1215 = 1激活简单抱闸控制。
如果电机模块没有内部集成的抱闸控制，可通过设置参数p1215 = 3激活抱闸控制，此时需要将“开闸”或/和“关闸”信号互联到CU的输出点上，由此输出点来控制开抱闸。
注意：
? 简单抱闸控制不能应用于维护性的抱闸控制，当应用抱闸控制时一定要考虑特殊
的工艺要求和机械条件以保证人员的安全。
? 当电机有抱闸装置时，设置P1215=0，在启动设备时将导致抱闸装置的损坏。
? 只有书本型功率单元和模块型功率单元有安全抱闸继电器时，才能激活抱闸控制
监测（p1278 = 0）。

抱闸配置：
在STARTER或SCOUT调试软件中，添加一个驱动，然后配置驱动参数。在图2所示抱闸配置界面中，根据实际情况选择1或者3。

图2 选择基本抱闸

在驱动的目录树下选择“Functions”?“Brake control”，打开抱闸设置界面，如图3所示。

图3 基本抱闸配置

参数设置：
对于参数p1215，可以有以下几种设置方式：
? p1215=0，不使用报闸功能
? p1215=1，基本报闸控制模块集成的抱闸
? p1215=2，电机报闸一直打开
? p1215=3，外部报闸控制装置
p1216为释放抱闸时间，p1217为关闭抱闸时间。一般地，关闭抱闸命令和释放抱闸命令连接一个BICO参数即可，通常连接r0899.12。

关闭抱闸配置：
如图4所示，点击“Close brake”按钮，进入关闭抱闸设置界面。可以设置零速检测阈值（p1266），零速检测监控时间（p1227）和脉冲抑制延迟时间（p1228）。
通过参数p0858设置强制关闭抱闸，可连接至一个开关量，如果此信号为1，则强制关闭抱闸。

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图4 关闭抱闸设置

释放抱闸配置：
如图5所示，点击“Release brake”按钮，进入释放抱闸设置界面。通过参数p0855设置强制释放抱闸，可连接至一个开关量，如果此信号为1，则强制释放抱闸。

图5 释放抱闸设置

4 重要参数
列出关于抱闸控制的一些重要参数，可以根据不同应用场合进行灵活设置：
? r0056.4                                 励磁完成
? r0060             CO                 设定值滤波器前的速度设定值
? r0063             CO                 实际值滤波后的实际速度值（伺服）
? r0063[0…2]   CO                速度实际值
? r0108.14        CO                 扩展抱闸控制
? p0855[C]       BI                  无条件释放抱闸
? p0856            BI                   速度控制器使能
? p0858            BI                  无条件关闭抱闸
? r0899.12       BO                 开抱闸指令
? r0899.13       BO                 关抱闸指令
? p1215                                 电机抱闸配置
? p1216                                 释放抱闸时间
? p1217                                 关闭抱闸时间
? p1226                                 零速检测阈值
? p1227                                 零速检测监视时间
? p1228                                 脉冲抑制延迟时间
? p1278                                 抱闸控制诊断评估

1 概述

    根据通讯接口的不同，SINAMICS S120的控制单元分两类：

· 支持PROFINET IO的控制单元：CU310-2 PN，CU320-2 PN

· 支持PROFIBUS DP的控制单元：CU310-2 DP，CU320-2 DP

    对于支持PROFIBUS DP通讯的控制单元，可以使用Y-Link模板将CU3x0-2 DP接入到S7-400H冗余系统中。

    对于支持PROFINET IO通讯的控制单元，在固件版本V4.8之前，一直没有相应的解决方案。但从固件版本V4.8开始，SINAMICS S120增加了一个新功能，开始支持与S7-400H冗余系统的PROFINET通讯。一个带有3个CU310-2 PN的S7-400H系统连接示意图，如图1-1所示。

图1-1  连接示意图：S7-400H与S120的PROFINET通讯

    S7-400H系统由两个相互冗余的控制器组成，两个CPU一用一备，双方通过光纤连接，保持数据同步。如果一个CPU故障停机，另一个CPU会立即投用，这大大降低了系统停机的风险，提高了系统可靠性。S120配合S7-400H系统使用时，同样具有以上优点，在一个CPU出现故障时S120无需停机，在切换CPU的过程中，上一个连接的设定值将被冻结并仍然有效。

    但是，目前这种配置不支持PROFINET IRT模式，不支持设备共享（Shared Device），而且只能使用控制单元的板载PN接口实现系统冗余。

2 通讯连接与配置

2.1 硬件需求

在SINAMICS S120配合S7-400H系统进行PN通讯时，需要以下硬件：

· SIMATIC S7-400H控制系统

带有PROFINET接口的H-CPU，型号为 41xH

· SINAMICS S120控制单元

带PROFINET接口的 控制单元，CU310-2 PN 或 CU320-2 PN

2.2 通讯拓扑

S120与S7-400H的PROFINET冗余通讯连接有两种拓扑结构。

2.2.1 不使用交换机的通讯拓扑

不使用交换机时，可以将S120控制单元上的两个PN接口分别与S7-400H系统的两个CPU相连接，如图2-1所示。

图2-1 不使用交换机：S120与S7-400H的连接拓扑

2.2.2 使用交换机的通讯拓扑

可以使用交换机同时与S7-400H系统的两个CPU相连接，S120控制单元只使用一个PN接口与交换机相连接，如图2-2所示。

图2-2 使用交换机：S120与S7-400H的连接拓扑

2.3  硬件组态示例

使用SIMATIC PCS7软件可以完成项目硬件组态和后续调试。以2.2节中图2-1与图2-2的拓扑为例，其硬件组态如图2-3所示。

图2-3 硬件组态示例

面临的挑战

为了在日益激烈的竞争市场中确保盈利要求，制造商需要灵活机智的供应链，同步的生产流程和实时的工厂可视性。

由于在生产过程中的决定总是会影响到企业的盈利水平。企业应当统筹考虑生产指标和业务绩效，以便使自身有能力适应或应对市场的变化，来增加效率、降低成本、改善客户满意度。

这就需要一个综合集成式的IT基础设施，可以控制所有的生产要素，包括物料、设备、人事、规范和程序等，并能与业务和运营系统相结合。

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