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| 应用领域 | 医疗卫生,生物产业,地矿,道路/轨道/船舶 |
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产品简介
详细介绍
西门子6SL3320-1TG31-2AA3 西门子6SL3320-1TG31-2AA3
采用一台*控制器的全新系统结构
每个电子协同型驱动装置都可协同进行工作，以便完成用户的驱动任务。上位控制器可使驱动装置产生所需的协调运动。这就要求控制器与所有驱动装置之间应实现循环数据交换。迄今为止，这种数据交换必须通过一个现场总线实现，安装和设计费用相应较高。而 SINAMICS S120 变频调速柜则采取了一条不同的途径：一个*控制器对所有连接的轴进行驱动控制，并且还可在驱动装置之间或者在轴之间实现技术性的逻辑互连。由于全部所需数据均存储在*控制器中，这些数据无需进行传输。在一个控制器内即可交叉轴连接，利用一个鼠标，使用 STARTER 调试工具即可进行便捷的组态。
SINAMICS S120 变频调速柜控制器可自动执行简单的技术功能任务
CU310?2 DP 或 CU310?2 PN 控制单元可用于单机驱动
CU320?2 控制单元专为多轴应用而设计
借助于 SIMOTION D 的功能更加强大的控制单元 D410、D425-2、D435-2、D445?2 和 D455-2（按照性能进行分级），可完成复杂运动控制任务。
这些控制单元均基于面向对象的
SINAMICS S120 标准固件，该固件包含所有较常用的控制模式，可升级以满足的性能要求。
驱动控制以组态方便的驱动对象形式来提供：
进线整流控制，
用于广泛的异步（感应）电机应用 - 可靠的“矢量控制”和
用于具有苛刻动态要求的永磁同步电机 -“伺服控制”
而 V/f 控制模式可用于简单应用，如含有 SIEMOSYN 电机的成组驱动
驱动对象
一个驱动对象就是一个独立软件功能，它带有自己的参数，如有必要，还带有自己的故障消息和报警。
通过 SIMOTION 对工艺功能加以扩展
SIMOTION D 控制单元支持多驱动器的协调运动控制。除驱动对象外，还可在这些控制单元上实现工艺对象。可将这些对象进行分组以形成工艺功能包，并提供扩展的运动控制功能（如同步操作、凸轮盘、路径插补等）或工艺功能（如凸轮控制器、温度或压力控制）。SIMOTION D 中集成有符合 IEC 61131?-3 的 PLC，这意味着该系统不仅能够控制运动序列，而且还可控制包括 HMI 及 I/O 的整台机器。
全面的开环和闭环控制功能
广泛的标准功能（如设定点输入、数据组切换、控制器优化、动态缓冲等）确保了*的运行可靠性和优异的应用灵活性。
关键开环和闭环控制功能概览
闭环控制类型 S120
开环控制类型 S120
书本型/机架型 S120 的主要功能
备注，说明
进给控制
书本尺寸
带/不带电源传感器的电流控制
不带/带电源传感器的VDC控制
装机装柜型变频调速柜
带电源传感器的电流控制
带电源传感器的VDC控制
书本型/制动
基本模式
*整流
智能模式
整流和再生回馈
电源识别
控制器优化
谐波滤波器
自动重新启动
电源传感器是 VSM 10 电压检测模块；“电流”是输入电流；3 相输入频率
矢量控制
异步电机
转矩控制，带/不带编码器
转速控制，带/不带编码器
转矩电机
转矩控制，带编码器
转速控制，带/不带编码器
异步电机（感应电机），扭矩电机
位置控制，带编码器
直线/抛物线特性
固定频率特性（纺织）
独立电压设定点输入
数据组切换
扩展设定点输入
电机识别
电流/转速控制器优化
工艺控制器
基本定位器
自动重新启动
快速重新起动，带/不带编码器
动态缓冲
同步
静态
制动控制
可实现带 V/f 控制模式的混合操作；因此，V/f 控制模式在揤ector Control斍韵笾薪龃娲⒁淮
可在“伺服”和“矢量”模式中将位置控制选择为一个功能模块。
同步电机（1FK 和 1FT）和直线电机仅可在伺服模式中运行。
侍服控制
异步电机
转矩控制，带编码器
转速控制，带/不带编码器
同步电机、直线电机和转矩电机
转矩控制，带编码器
转速控制，带编码器
用于所有电机型号
位置控制，带编码器
直线/抛物线特性
固定频率特性（纺织）
独立电压设定点输入
数据组切换
设定点输入
电机识别
阻尼应用
工艺控制器
基本定位器
制动控制
可实现带 V/f 控制模式的混合操作；因此，V/f 控制模式在揤ector Control斍韵笾薪龃娲⒁淮
可在“伺服”和“矢量”模式中将位置控制选择为一个功能模块。
BICO 技术
每个驱动对象都包含大量输入和输出变量，这些变量可使用 Binector-Connector 技术 (BICO) 进行任意和独立互连。一个 Binector 就是一个逻辑信号，其值为 0 或 1。一个 Connector 是一个数值，如实际转速或电流设定点。
驱动个控制图 (DCC)
用于 SINAMICS S120 的 DCC 驱动控制图可对驱动级的闭环过程控制、逻辑和算术功能进行简便的图形化组态。
它可以方便地组态 SIMOTION 运动控制系统以及 SINAMICS S120 驱动系统的技术功能。
用户友好的 DCC 编辑器支持控制回路结构的方便图形组态和清晰显示。
相关块库中含有大量闭环控制、计算和逻辑模块以及更加复杂的控制和功能模块。
因此，SINAMICS S120 的驱动控制图为直接在变频器中解决驱动级开环和闭环控制任务提供了便利的基础。
功能模板
基本定位器“Epos”可作为一个另外激活的功能模块在所有 SINAMICS S120 控制单元上调用。基本定位器可用于解决基本运动控制任务，无需使用一个外部控制器。
工艺控制器设计为 PID 控制器。它适用于针对调节灌装液位、温度、张力、压力、流量和调节臂位置等变量执行控制功能。
S7-1200与变频器的连接
1.1本例程的系统配置
本例程中用到的硬件： S7-1200（CPU 1214C）、G120 ( 控制单元CU240B-2 )、一台装有TIA Portal软件的PC机、CM1241模块、电源模块、标准RJ45网线。
1.2 硬件连接
1.2.1硬件连线
本例程中的硬件间的结构如下图所示：
图1-1
1.2.2 PLC与控制单元通信端口之间的连接
用电缆将CU240B-2 Modbus 通讯接口与PLC通信模块连接起来，如下图所示。
图1-2
2 变频器设置
2.1 地址设置
可以通过控制单元上的地址开关，也可以通过参数 P2021 或 STARTER 中“Control Unit / Communication / Field bus”页面来确定变频器的 Modbus-RTU 地址。
只有所有地址开关都设为“OFF”(0)时，P2021 或 STARTER 中的设置才有效。否则，Modbus-RTU 地址为地址开关所设置的地址。
2.2 参数设置
除了设置地址之外，还需要对其他一些变频器的通信参数进行设置，才可以进行MODBUS通信。具体需要设置的参数如表2-1所示：
表2-1
| 参数 | 描述 |
| P0015 = 21 | 变频器宏程序 选择 I/O 配置 |
| p2030 = 2 | 现场总线协议选择 2： Modbus |
| p2020 | 现场总线波特率 设置范围是 4800 bit/s … 187500 bit/s，出厂为 19200 bit/s |
| p2024 | Modbus 计时
|
| p2029 | 现场总线错误统计 指现场总线接口上接收错误的统计、显示 |
| p2040 | 过程数据监控时间 指没有收到过程数据时发出报警的延时。 注： 该时间必须根据从站数量、总线波特率加以调整，出厂为 100 ms。 |
3 PLC组态和编程
3.1 创建项目
首先创建一个项目，点击创建新项目，输入名称，路径等信息。
图3-1
3.2 硬件组态
按照新手上路的提示首先选择设备和网络，进行硬件组态。
图3-2
点击添加新设备，添加相应型号的设备，修改设备名称，选择版本号，点击添加。
图3-3
在弹出的设备与网络的右侧硬件目录中，找到通信模块-点到点-CM1241(RS485)，加入CM1241通信模块。
图3-4
双击设备视图中的RS485端口，设置端口组态，本例程配置如下图。
图3-5
在左侧的项目树-设备-在线访问-Broadcom NetXtreme。。。（本例程PC机所使用的网卡），双击更新可使用的设备，搜索到连接的设备。
图3-6
3.3 编程
在左边的设备中找到S7-1200/程序块，打开主程序（Main[OB1]）。在右边的指令栏里选择通信/通信处理器/MODBUS，添加MB_COMM_LOAD和MB_MASTER。
图3-7
在弹出的调用选项中，定义一个背景数据块。
图3-8
使用同样的方法，再加入一个MB_MASTER模块，同样定义背景数据块。
图3-9
分别按照图3-10、图3-11设置MB_COMM_LOAD和MB_MASTER模块。
图3-10
图3-11
其中，MB_COMM_LOAD与MB_MASTER指令的参数说明，请参考表3-1，表3-2。
表3-1 MB_COMM_LOAD指令的参数
| 参数 | 声明 | 数据类型 | 存储区 | 说明 |
| REQ | Input | BOOL | I、Q、M、D、L | 在上升沿执行指令 |
| PORT | Input | UINT | I、Q、M、D、L 或常量 | 通信端口的 ID： 在设备组态中插入通信模块后，端口 ID 就会显示在 PORT 框连接的下拉列表中。 也可以在变量表的“常量” (Constants) 选项卡中引用该常量。 |
| BAUD | Input | UDINT | I、Q、M、D、L 或常量 | 波特率选择： 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 76800, 115200 所有其它值均无效。 |
| PARITY | Input | UINT | I、Q、M、D、L 或常量 | 奇偶校验选择： 0 – 无 1 – 奇校验 2 – 偶校验 |
| FLOW_CTRL | Input | UINT | I、Q、M、D、L 或常量 | 流控制选择： 0 –（默认值）无流控制 1 – 通过 RTS 实现的硬件流控制始终开启（不适用于 RS485 端口） 2 - 通过 RTS 切换实现硬件流控制 |
| RTS_ON_DLY | Input | UINT | I、Q、M、D、L 或常量 | RTS 延时选择： 0 -（默认值）到传送消息的*个字符之前，激活 RTS 无延时。 1 至 65535 – 到传送消息的*个字符之前，“激活 RTS”以毫秒为单位的延时（不适用于 RS-485 端口）。应用 RTS 延时必须与 FLOW_CTRL 选择无关。 |
| RTS_OFF_DLY | Input | UINT | I、Q、M、D、L 或常量 | RTS 关断延时选择： 0 –（默认值）传送后一个字符到“取消激活 RTS”之间没有延时。 1 至 65535 – 在发送消息的后一个字符到“取消激活 RTS”之间以毫秒为单位的延时（不适用于 RS-485 端口）。应用 RTS 延时必须与 FLOW_CTRL 选择无关。 |
| RESP_TO | Input | UINT | I、Q、M、D、L 或常量 | 响应超时： “MB_MASTER”允许等待从站响应的时间（毫秒） 如果从站在此时间内没有响应，则“MB_MASTER”将重复该请求，或者在发送了数目的重试后终止请求并返回错误。 5 ms 至 65535 ms（默认值 = 1000 ms）。 |
| MB_DB | Input | VARIANT | D | “MB_MASTER”或“MB_SLAVE”指令的背景数据块的引用。 在程序中插入“MB_SLAVE”或“MB_MASTER”之后，数据块标识符会显示在 MB_DB 框连接的下拉列表中。 |
| DONE | Output | BOOL | I、Q、M、D、L | 指令的执行已完成且未出错。 |
| ERROR | Output | BOOL | I、Q、M、D、L | 错误： 0 – 未检测到错误 1 – 表示检测到错误。 在参数 STATUS 中输出错误代码。 |
| STATUS | Output | WORD | I、Q、M、D、L | 端口组态错误代码 |
表3-2 MB_MASTER指令的参数
| 参数 | 声明 | 数据类型 | 存储区 | 说明 |
| REQ | Input | BOOL | I、Q、M、D、L | 请求输入： 0 – 无请求 1 – 请求将数据发送到 Modbus 从站 |
| MB_ADDR | Input | UINT | I、Q、M、D、L 或常量 | Modbus RTU 站地址： 默认地址范围： 0 至 247 扩展地址范围： 0 至 65535 值“0”已预留，用于将消息广播到所有 Modbus 从站。 只有 Modbus 功能代码 05、06、15 和 16 支持广播。 |
| MODE | Input | USINT | I、Q、M、D、L 或常量 | 模式选择： 请求类型： 读取、写入或诊断： 有关详细信息，请参见 Modbus 功能表。 |
| DATA_ADDR | Input | UDINT | I、Q、M、D、L 或常量 | 从站中的起始地址： Modbus 从站中将供访问的数据的起始地址。 可在 Modbus 功能表中找到有效地址。 |
| DATA_LEN | Input | UINT | I、Q、M、D、L 或常量 | 数据长度： 要在该请求中访问的位数或字数。 可在 Modbus 功能表中找到有效长度。 |
| DATA_PTR | Input | VARIANT | M、D | 指向 CPU 的数据块或位存储器地址，从该位置读取数据或向其写入数据。 对于数据块，必须使用“标准 - 与 S7-300/400 兼容”访问类型进行创建。 |
| DONE | Output | BOOL | I、Q、M、D、L | 0: 事务未完成 1: 事务完成，且无任何错误 |
| BUSY | Output | BOOL | I、Q、M、D、L | 0: 当前没有“MB_MASTER”事务正在处理中 1: "MB_MASTER" 事务正在处理中 |
| ERROR | Output | BOOL | I、Q、M、D、L | 0: 无错误 1: 出错，错误代码由参数 STATUS 来指示 |
| STATUS | Output | WORD | I、Q、M、D、L | 执行条件代码 |
3.4 下载
编译，确认无误后，点击下载。在弹出的“扩展的下载到设备”中，选择PG/PC接口类型，以及PG/PC接口。选择设备，并点击下载。
图3-12
在弹出的下载预览中，查看将要覆盖的内容，选择统一下载，并点击下载。
图3-13
3.5 监视
点击转到在线，并点击启动监视，此时即可通过PLC给变频器进行MODBUS通信。
图3-14
4 MODBUS通信控制变频器
4.1 使用MODBUS通信控制变频器启停
如下图所示，打开Tag_1，使能MB_MASTER。使能完成之后，关闭Tag_1。
图4-1
如图4-2，将MODE改为1（即写入数据），DATA_ADDR写入40101（主设定值寄存器号），DATA_PTR写入1000（给定值的写入值）。然后REQ使用一个脉冲沿来发送给定值。此时，变频器的给定值已经改为1000。
然后将DATA_ADDR写入40100（控制字寄存器号），DATA_PTR写入047E（停车），然后REQ使用一个脉冲沿来发送停车命令。再将DATA_ADDR写入40100（控制字寄存器号），DATA_PTR写入047F（启动），然后REQ使用一个脉冲沿来发送启动命令。
图4-2
注意：
MB_COMM_LOAD使能完成之后，一定要将Tag_1关闭，否则MB_MASTER模块将无法使用。
变频器启动位需要一个上升沿，所以先给其停车命令，然后发送启动命令，利用上升沿来启动变频器。
4.2 使用MODBUS通信修改和查看变频器参数
现在，以参数P1120加速时间为例，对参数的修改和查看进行讲解。
首先，进行读参数的演示。将MODE输入改为0（即读参数模式），将DATA_ADDR中写入40322（即加速时间的寄存器号），然后REQ使用脉冲沿来发送一个读请求。此时，可以接收到参数P1120中的数据位1000（即加速时间为10s）。
图4-3
然后进行写参数：将MODE输入改为1（即写参数模式），将DATA_ADDR中写入40322（即加速时间的寄存器号），在DATA_PTR中写入500，然后REQ使用脉冲沿来发送一个写请求。此时，已经将500写入了参数P1120之中，加速时间改为5s。
图4-4
控制单元中的 Modbus 寄存器和对应的参数如下表所示：
表4-1 Modbus 寄存器和对应的参数
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