SINAMICSG130 变频器

SINAMICSG130 变频器是一种变频装置，可以非常灵活地与相关选件组合，集成到客户机柜中或直接集成到机器设备内。通过丰富的电气选件实现传动系统的，从而满足客户的特定要求。配置和调试工作也因预定义的接口和参数而被大大简化。 特点： ? 采用了新半导体技术的 IGBT 和革新的冷却方式，因而结构非常紧凑，运行异常安静。 ? 因所有可更换部件的设计均基于方便接近、快速更换的原则，模块和功率器件可实现快速轻松地更换，从而提高了装置的使用效率。另外，通过“SparesOnWeb”工具，可方便地查看所订购传动的可用备件。 ? 一个标准的 PROFIBUS 通讯接口以及各种模拟量和数字量接口，可方便地集成到自动化系统中。 ? 图形化 LCD 的 AOP30 操作面板或装有 STARTER 调试工具的 PC 可以轻松地进行调试和参数设定。 ? 丰富的软件功能使之能胜任客户的各种要求。 ? 所有部件，从单独的零件到完整的变频装置，整个生产过程中均经严格的测试。这就了它们在安装、调试和运行过程中具有极高的可靠性。

• SIMOTION CX32-2 控制器扩展模块
• CBE30-2 通信板
• TB30 端子模板

SIMOTION CX32-2 控制器扩展模块是一个 SINAMICS S120 书本型变频调速柜模块。通过此模块，可将 SIMOTION D4x5-2 控制单元的驱动端计算性能加以扩展。

通过集成驱动器计算性能，SIMOTION D4x5-2 控制单元可以操作多 6 个伺服轴、6 个矢量轴或 12 个 V/f 轴。

利用 SIMOTION CX32-2 控制器扩展模块，通过多 6 个附加伺服轴、6 个矢量轴或 12 个 V/f 轴将驱动器计算性能进行扩展。这样就可以根据应用要求来增加多轴系统的轴数。

如果需要，还可在一个 SIMOTION D4x5-2 控制单元上操作多个 CX32-2 控制器扩展模块。

• CX32-2 控制器扩展模块的宽度为 25 mm，只需要很小的空间，因此非常适合在结构紧凑的机器上使用。
• CX32-2 控制器扩展模块通过 DRIVE-CliQ 连接到 SIMOTION D4x5-2，所以无需附加模块，便可实现驱动器的高性能、等时同步闭环控制。SIMOTION D4x5-2 模块上的通讯接口可用于其它连接。
• 控制器扩展模块的寻址与 PROFIBUS/PROFINET 上的寻址无关。这对于模块化机器概念十分有利。
• 简便的布线与组态
• 来自与 SIMOTION D4x5-2 相连的馈入部分的“控制运行”信号可极为方便地与 CX32-2 控制器扩展模块的驱动器互连。
• CX32-2 控制器扩展模块不需要有自己的 CF 卡。数据是在 SIMOTION D4x5-2 控制单元的 CF 卡上集中管理的。这样做有以下优势：
  • 模块更换简便（无需在 CX32-2 上进行操作，例如，更换存储卡）
  • 在固件升级期间，CX32-2 控制器扩展模块会自动通过 SIMOTION D4x5-2 控制单元的集成驱动器进行升级。
  • 通过 SIMOTION D4x5-2 进行集中许可证处理

Design

实例:12 轴系统，配有 SIMOTION D4x5-2 和 SIMOTION CX32-2 控制器扩展模块

SIMOTION CX32-2 控制器扩展模块通过 DRIVE-CLiQ 连接到 SIMOTION D4x5-2。

这样就可实现非常紧凑的多轴系统，例如，带有 12 个伺服轴。

如果需要，还可在一个 SIMOTION D4x5-2 控制单元上操作多个 SIMOTION CX32-2 控制器扩展模块。

• 一个 SIMOTION D425-2 上多可操作 3 个 CX32-2
• 一个 SIMOTION D435-2、D445-2 或 D455-2 上多可操作 5 个 CX32-2

原则上，也可连接第 4 个或第 6 个 CX32-2 控制器扩展模块。在此情况下，不能再将变频器/变频器组件连接至 SIMOTION D4x5-2 的集成驱动控制。所有变频器随后必须通过所连接的 控制器扩展模块来运行。例如，这在实现分布式、模块化机器概念时十分有用。

通过 SINAMICS S110/S120 控制单元以及 PROFIBUS 或 PROFINET，可执行附加驱动控制。

注意

SIMOTION CX32-2 控制器扩展模块只能与 SIMOTION D4x5-2 控制单元配套使用。不能与 SIMOTION D4x5 控制单元一起使用。

SIMOTION CX32 控制器扩展模块应用于 SIMOTION D435 和 D445-1 控制单元（订货号 6SL3040-0NA00-0AA0）。

模拟量输入模块将来自过程的的模拟量信号转换为可在控制器中进行内部处理的数字量信号。

该模块具有如下特点：

• 分辨率为 9-15 位 + 符号位（具有不同的转换时间），可以设置。
• 各种量程；
  电流/电压的默认设置是使用量程模块以机械方式设置的，可通过编程器和 STEP 7 的“Hardware configuration”进行细调。
• 中断能力；
  该模块将诊断和限值中断发送到控制器的 CPU。
• 诊断；
  该模块将综合诊断信息发送到 CPU。

在生产工程中，针对分布式故障安全应用而特别开发了SIMATIC S7故障安全型CPU和故障安全信号模块SIMATIC ET200S、ET200pro、ET200eco和ET200M。 故障安全I/O具有模块化结构，只有在实际需要时才能使用安全技术。 新系统替换了传统的机电部件，例如：

• 可自由编程，可安全地将传感器连接到执行器
• 可选择地安全关断执行器
• 在一个站中可采用故障安全模块和标准模块混合安装结构
• 单总线理念；
  通过一个总线(PROFIBUS DP、PROFINET)可以传送故障安全信号和标准信号

全集成自动化(TIA)

安全技术(安全集成)是全集成自动化的一个组件，它提供全集成的安全自动化和标准自动化(SIMATIC S7)。

当今，标准自动化(传统的PLC)和安全自动化(机电结构)是彼此分开的，这两种自动化正成长为一个统一的、集成的整体系统。

西门子作为一个自动化技术完整提供商，可以提供全面的自动化系统。

• 用于故障安全SIMATIC S7系统的数字量输入
• 对于连接：
  • 开关和 2 线制接近开关
  • NAMUR传感器和机械触点以及危险区域信号
• 具有安全集成功能，用于安全运行
• 用于故障安全操作
  • 集中式：带有 S7-31xF-2 DP
  • ET200M 分布式：带 SIMATIC IM 151-7 F-CPU、S7-31xF-2 DP、S7-416F-2 和 S7-400F/FH
• 在标准操作中，可以像 S7-300 模块一样使用

S7-200系列 PLC的存储器空间

S7-200 PLC的存储器空间大致分为三个空间，即程序空间、数据空间和参数空间。

1．程序空间

该空间主要用于存放用户应用程序，程序空间容量在不同的CPU中是不同的。另外CPU中的RAM区与内置EEPROM上都有程序存储器，但它们互为映像，且空间大小一样。

2．数据空间

该空间的主要部分用于存放工作数据称为数据存储器，另外有一部分作寄存器使用称为数据对象。

（1）数据存储器 它包括变量存储器（V），输入信号缓存区（输入映象存储器I），输出信号缓冲区（输出映象存储区Q），内部标志位存储器（M）又称内部辅助继电器，特殊标志位存储器（SM）。除特殊标志位外，其他部分都能以位、字节、和双字的格式自由读取或写入。

变量存储器（V）是保存程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果，所有的V存储器都可以存储在存储器区内，其内容可在与EEPROM或编程设备双向传送。

输入映象存储器（I）是以字节为单位的寄存器，它的每一位对应于一个数字量输入结点。在每个扫描周期开始，PLC依次对各个输入结点采样，并把采样结果送入输入映象存储器。PLC在执行用户程序过程中，不再理会输入结点的状态，它所处理的数据为输入映象存储器中的值。

输出映象存储器（Q）是以字节为单位的寄存器，它的每一位对应于一个数字输出量结点。PLC在执行用户程序的过程中，并不把输出信号随时送到输出结点，而是送到输出映象存储器，只有到了每个扫描周期的末尾，才将输出映象寄存器的输出信号几乎同时送到各输出结点。使用映象寄存器优点：①同步地在扫描周期开始采样所有输入点，并在扫描的执行阶段冻结所有输入值；②在程序执行完后再从映象寄存器刷新所有输出点，使被控系统能获得更好稳定性；⑧存取映象寄存器的速度高于存取I/O速度，使程序执行的更快；④I/O点只能以位为单位存取，但映象寄存器则能以位、字节、双字进行存取。因此，映象寄存器提供了更高的灵活性。另外对控制系统中个别I/O点要求实时性较高的情况下，可用直接I/O指令直接存取输入/输出点。

内部标志位（M）又称内部线圈（内部继电器等），它一般以位为单位使用，但也能以字、双字为单位使用。内部标志位容量根据CPU型号不同而不同。

特殊标志位（SM）用来存储系统的状态变量和有关控制信息，特殊标志位分为只读区和可写区，具体划分随CPU不同而不同。

（2）数据对象  数据对象包括定时器、计数器、高速计数器、累加器、模拟量输入/输出。

定时器类似于继电器电路中的时间继电器，但它的精度更高，定时精度分为lms，10ms和100ms三种，根据精度需要由编程者选用。定时器的数量根据CPU型号不同。

计数器的计数脉冲由外部输入，计数脉冲的有效沿是输入脉冲的上升沿或下降沿，计数的方式有累加1和累减1两种方式。计数器的个数同各CPU的定时器个数。

高速计数器与一般计数器不同之处在于，计数脉冲频率更高可达2kHz/7kHz，计数容量大，一般计数器为16位，而高速计数器为32位，一般计数器可读可写，而高速计数器一般只能作读操作。

在S7-200CPU中有4个32位累加器，即AC0～AC3，用它可把参数传给子程序或任何带参数的指令和指令块。此外，PLC在响应外部或内部的中断请求而调用中断程序时，累加器中的数据是不会丢失的，即PLC会将其中的内容压入堆栈。因此，用户在中断程序中仍可使用这些累加器，待中断程序执行完返回时，将自动从堆栈中弹出原先的内容，以恢复中断前累加器的内容。但应注意，不能利用累加器作主程序和中断子程序之间的参数传递。

模拟量输入/输出可实现模拟量的A/D和D/A转换，而PLC所处理的是其中的数字量。

3．参数空间

用于存放有关PLC组态参数的区域，如保护口令、PLC站地址、停电记忆保持区、软件滤波、强制操作的设定信息等，存贮器为EEPROM。

Overview

• 将 SIMATIC S7-400 连接到工业以太网
  • 多协议运行，用于 ISO、TCP/IP、UDP 与 PROFINET IO 协议
  • 可调节的 Keep Alive 功能
• 两个独立的接口（集成的网络分离）：
  • 千兆以太网接口，带有 RJ45 端口，10/100/1000 Mbit/s 全双工/半双工，具有自动侦测功能
  • PROFINET 接口，带有四个 RJ45 端口，10/100 Mbit/s 全双工/半双工，通过 4 端口交换机执行自动感测和自动交叉功能
• 通过两个接口进行通讯
  • 开放式通讯（ISO、TCP/IP 和 UDP），使用 UDP 多点传送，包括两个接口之间的路由
  • 编程器/OP通讯：
    通过 S7 路由的交叉网络
  • S7 通讯（客户端、器、多路复用），包括两个接口之间的路由
  • IT 通讯：
    HTTP 通讯支持通过自己的 web 页访问过程数据；
    电子邮件客户端功能，直接从用户程序发送包含身份验证信息的电子邮件；
    FTP 通讯支持程序控制的 FTP 客户端通讯；
    通过 FTP 器访问数据块
• 通过 PROFINET 接口进行通讯
  • PROFINET IO 控制器，具有实时属性（RT 和 IRT）
  • PROFINET CBA
  • 通过 DHCP、简单的 PC 工具或通过用户程序（例如 HMI）进行 IP 地址分配
  • 支持 PROFINET IO 设备的优先启动
  • 使用 STEP 7 组态
• 介质冗余 (MRP)；
  在采用环形拓扑结构的以太网网络内，CP 支持介质冗余程序 MRP。
• 通过可组态的 IP 访问列表进行访问保护
• 无需编程器即可进行模板更换；
  所有信息都保存在 C-PLUG 中（即使是用于 IT 功能的文件系统）。
• 丰富的诊断功能，可用于机架中的所有模板
• 通过 SNMP V1 MIB-II，集成在网络管理系统中
• 运行于冗余 S7 通讯或 DP 主站通讯的 SIMATIC H 系统。
• 在与 SIMATIC S7-400 CPU 416F 一起使用的故障安全型应用程序 (PROFIsafe) 中操作

• 用于简便、快捷地对S7-400模板进行接线

可提供下列内容：

• 前连接器： 
  更换模板时无需重新接线
• TOP 连接： 
  用于快速、无故障地连接传感器和执行器，连接距离可达30m
• Flexible(柔性)连接： 
  可以快速、直接地将SIMATIC S7-400连接到控制柜中的每个控制单元上

数据在存储器中存取的方式

1．位、字节、字和双字

二进制数的1位（bit）只有0和1两种不同的取值，可用来表示开关量（或称数字量）的两种不同的状态，如触点的断开和接通，线圈的通电和断电等。如果该位为1，则表示梯形图中对应的编程元件的线圈“得电”，其常开触点闭合、常闭触点断开，以后称该编程元件为1状态，或称该编程元件ON。反之亦反。

8位二进制数组成1个字节（Byte），其中的第0位为低位（LSB），第7位为高位（MSB）。两个字节组成1个字（Word），两个字组成1个双字。

2．数据的存取方式

（1）“位”存取方式：位存储单元的地址由字节地址和位地址组成，如I3.2，其中的区域标识符“I”表示输入（Input），字节地址为3，位地址为2。如图：

这种存取方式称为“字节·位”寻址方式。

（2）“字节”存取方式：输入字节IB3（Byte）由I3.0~I3.7这8位组成。

（3）“字”存取方式：相邻的两个字节组成一个字，一个字中的两个字节的地址必须连续，且低位字节在一个字中应该是高8位，高位字节在一个字中应该是低8位。IW14表示由IB14和IB15组成的1个字，IW14中的I为区域标识符，W表示字（Word），14为起始字节的地址。IW14中的IB14应该是高8位，IB15应该是低8位。

（4）“双字”存取方式：相邻的四个字节表示一个双字，四个字节的地址必须连续。低位字节在一个双字中应该是高8位。ID12表示由IB12~IB15组成的双字，I为区域标识符，D表示存取双字（Double Word），12为起始字节的地址。ID12中的IB12应该是高8位，IB15应该是低8位。