西门子S120驱动系统介绍课件.ppt

1、DHI DCWDHI DCWDHI DCWDHI DCWDHI DCWDHI DCW西门子西门子西门子西门子西门子西门子S120S120S120驱动系统介绍驱动系统介绍驱动系统介绍驱动系统介绍驱动系统介绍驱动系统介绍大连重工大连重工大连重工大连重工大连重工大连重工 起重集团有限公司起重集团有限公司起重集团有限公司起重集团有限公司起重集团有限公司起重集团有限公司起重机设计院起重机设计院起重机设计院起重机设计院起重机设计院起重机设计院 崔海丰崔海丰崔海丰崔海丰崔海丰崔海丰201120112011201120112011年年年年年年3 3 3 3 3 3月月月月月月DHI DCWDHI DCWDHI

2、 DCW目目 录录一、一、一、一、一、一、SINAMICS S120SINAMICS S120SINAMICS S120SINAMICS S120SINAMICS S120SINAMICS S120系统的硬件组成系统的硬件组成系统的硬件组成系统的硬件组成系统的硬件组成系统的硬件组成 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 结构配置总图结构配置总图结构配置总图结构配置总图结构配置总图结构配置总图 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 电源模块电源模块电源模块电源模块电源模块电源模块 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 电机模块电机模块电机模块电机模块电机模块电机模块

3、 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 控制单元控制单元控制单元控制单元控制单元控制单元CU320CU320CU320CU320CU320CU320 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 编码器模块编码器模块编码器模块编码器模块编码器模块编码器模块二、二、二、二、二、二、SINAMICS S120SINAMICS S120SINAMICS S120SINAMICS S120SINAMICS S120SINAMICS S120系统的调试系统的调试系统的调试系统的调试系统的调试系统的调试 2.1 PLC2.1 PLC2.1 PLC2.1 PLC2.1 PLC2.1 PLC控制部

4、分控制部分控制部分控制部分控制部分控制部分 2.1.1 PLC2.1.1 PLC2.1.1 PLC2.1.1 PLC2.1.1 PLC2.1.1 PLC系统组态系统组态系统组态系统组态系统组态系统组态 2.1.2 DP2.1.2 DP2.1.2 DP2.1.2 DP2.1.2 DP2.1.2 DP报文设置报文设置报文设置报文设置报文设置报文设置 2.1.3 S7-3002.1.3 S7-3002.1.3 S7-3002.1.3 S7-3002.1.3 S7-3002.1.3 S7-300与与与与与与SINAMICS S120SINAMICS S120SINAMICS S120SINAMICS

5、S120SINAMICS S120SINAMICS S120之间的之间的之间的之间的之间的之间的DPDPDPDPDPDP通讯通讯通讯通讯通讯通讯 2.2 S1202.2 S1202.2 S1202.2 S1202.2 S1202.2 S120组态及参数调试组态及参数调试组态及参数调试组态及参数调试组态及参数调试组态及参数调试 2.2.1 S1202.2.1 S1202.2.1 S1202.2.1 S1202.2.1 S1202.2.1 S120的系统组态的系统组态的系统组态的系统组态的系统组态的系统组态 2.2.2 Starter2.2.2 Starter2.2.2 Starter2.2.2

6、Starter2.2.2 Starter2.2.2 Starter调试软件的其他功能调试软件的其他功能调试软件的其他功能调试软件的其他功能调试软件的其他功能调试软件的其他功能DHI DCWDHI DCWDHI DCW1.1 结构配置总图 DRIVE-CLiQDRIVE-CLiQDRIVE-CLiQ动力电源动力电源动力电源动力电源动力电源动力电源大大大车车车逆逆逆变变变器器器小小小车车车逆逆逆变变变器器器副副副起起起逆逆逆变变变器器器主主主起起起逆逆逆变变变器器器SLMSLMSLMPLCPLCPLCET-200MET-200MET-200MMP277MP277MP277大大大车车车逆逆逆变变变器

7、器器CU320CU320CU320CU320CU320CU320SMC30SMC30SMC30SMC30SMC30SMC30一、一、一、一、一、一、SINAMICS S120SINAMICS S120SINAMICS S120SINAMICS S120SINAMICS S120SINAMICS S120系统的硬件组成系统的硬件组成系统的硬件组成系统的硬件组成系统的硬件组成系统的硬件组成DHI DCWDHI DCWDHI DCW 1.2 1.2 电源模块电源模块 Sinamics S120 DC/AC Sinamics S120 DC/AC Sinamics S120 DC/AC的电源模块有三种

8、：的电源模块有三种：的电源模块有三种：1 1 1、基本型电源模块、基本型电源模块、基本型电源模块(BLM):(BLM):(BLM):整流但没有回馈功能。整流但没有回馈功能。整流但没有回馈功能。2 2 2、非调节型电源模块、非调节型电源模块、非调节型电源模块(SLM):(SLM):(SLM):整流且有回馈功能整流且有回馈功能整流且有回馈功能 ,但不能调节直流母线电压。但不能调节直流母线电压。但不能调节直流母线电压。3 3 3、调节型电源模块、调节型电源模块、调节型电源模块(ALM):(ALM):(ALM):整流且有回馈功能，并整流且有回馈功能，并整流且有回馈功能，并能自动调节母线电压，使直流母线

9、电压不受电网能自动调节母线电压，使直流母线电压不受电网能自动调节母线电压，使直流母线电压不受电网波动而能保持稳定。波动而能保持稳定。波动而能保持稳定。DHI DCWDHI DCWDHI DCW非调节型电源模块外形图非调节型电源模块外形图电源模块：将交流转变为直流，并实现能量回馈。电源模块：将交流转变为直流，并实现能量回馈。电源模块：将交流转变为直流，并实现能量回馈。DHI DCWDHI DCWDHI DCW非调节型电源模块连接图非调节型电源模块连接图 X9 X9 X9：1 1 1：P24VP24VP24V2 2 2：M M M3 3 3，4 4 4：分路接触器控制：分路接触器控制：分路接触器控

10、制5 5 5，6 6 6：未占用：未占用：未占用7 7 7，8 8 8：预充电接触器反馈：预充电接触器反馈：预充电接触器反馈L1L1L1，L2L2L2，L3L3L3：预充电和风扇：预充电和风扇：预充电和风扇电源的连接电源的连接电源的连接（最大预充电电流）（最大预充电电流）（最大预充电电流）X41 X41 X41：1 1 1：EP M1EP M1EP M12 2 2：EP+24VEP+24VEP+24V SLM SLM SLM启动：启动：启动：给出启动信号后，通过给出启动信号后，通过给出启动信号后，通过L1L1L1，L2L2L2，L3L3L3进行预充电，大约进行预充电，大约进行预充电，大约2 2

11、 23S3S3S后，充电完成，后，充电完成，后，充电完成，X9X9X9：3 3 3，4 4 4点变为闭点，控制分路接触点变为闭点，控制分路接触点变为闭点，控制分路接触器吸合，电源通过器吸合，电源通过器吸合，电源通过U1U1U1，V1V1V1，W1W1W1进入整流装置。进入整流装置。进入整流装置。注意：注意：注意：L1L1L1，L2L2L2，L3L3L3画法错误，现场送电前检查。画法错误，现场送电前检查。画法错误，现场送电前检查。DHI DCWDHI DCWDHI DCW 电机模块即电机模块即电机模块即 Motor Module Motor Module Motor Module 是为相连的电机

12、提供电能的功率是为相连的电机提供电能的功率是为相连的电机提供电能的功率部件（部件（部件（DC-AC DC-AC DC-AC 逆变器）。驱动装逆变器）。驱动装逆变器）。驱动装置中的直流母线为电机模块供电。置中的直流母线为电机模块供电。置中的直流母线为电机模块供电。电机模块必须通过电机模块必须通过电机模块必须通过 DRIVE-DRIVE-DRIVE-CLIQ CLIQ CLIQ 与控制单元相连，控制单与控制单元相连，控制单与控制单元相连，控制单元中储存有控制和调节功能。元中储存有控制和调节功能。元中储存有控制和调节功能。1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 电机模块电机模块电机模块电机模

13、块电机模块电机模块DHI DCWDHI DCWDHI DCW电机模块连接图电机模块连接图 X41 X41 X41：1 1 1：EP M1EP M1EP M1 2 2 2：EP+24VEP+24VEP+24V X41 X41 X41为装机装柜型为装机装柜型为装机装柜型,在书本型中为在书本型中为在书本型中为X21X21X21。X21:3:EP+24VX21:3:EP+24VX21:3:EP+24V 4:EP M1 4:EP M1 4:EP M1 X9 X9 X9：1 1 1：P24VP24VP24V 2 2 2：M M M DHI DCWDHI DCWDHI DCW1.4 1.4 控制单元控制单元

14、CU320CU3204 4 4个个个DRIVE-CLIQDRIVE-CLIQDRIVE-CLIQ口口口:X100X100X100X103X103X103数字输入数字输入数字输入/输出通道输出通道输出通道:X122,X132X122,X132X122,X13224V24V24V电源电源电源:X124:X124:X124控制单元控制单元控制单元CU320CU320CU320：整个驱动系统的控制部分：整个驱动系统的控制部分：整个驱动系统的控制部分DHI DCWDHI DCWDHI DCW控制单元控制单元CU320CU320的内部连接图的内部连接图X122:1:DI0X122:1:DI0X122:1:

15、DI0 2:DI1 2:DI1 2:DI1 3:DI2 3:DI2 3:DI2 4:DI3 4:DI3 4:DI3 5:M1 5:M1 5:M1 6:M 6:M 6:M 7:DI/DO8 7:DI/DO8 7:DI/DO8 8:DI/DO9 8:DI/DO9 8:DI/DO9 9:M 9:M 9:M 10:DI/DO10 10:DI/DO10 10:DI/DO10 11:DI/DO11 11:DI/DO11 11:DI/DO11 12:M 12:M 12:M 其中其中其中M1M1M1，M2M2M2为相应端子的公为相应端子的公为相应端子的公共端；共端；共端；M M M为为为24V24V24V的负

16、端。的负端。的负端。X132:1:DI4X132:1:DI4X132:1:DI4 2:DI5 2:DI5 2:DI5 3:DI6 3:DI6 3:DI6 4:DI7 4:DI7 4:DI7 5:M2 5:M2 5:M2 6:M 6:M 6:M 7:DI/DO12 7:DI/DO12 7:DI/DO12 8:DI/DO13 8:DI/DO13 8:DI/DO13 9:M 9:M 9:M 10:DI/DO14 10:DI/DO14 10:DI/DO14 11:DI/DO15 11:DI/DO15 11:DI/DO15 12:M 12:M 12:MDHI DCWDHI DCWDHI DCW1.4 1

17、.4 编码器模块编码器模块 X500:DRIVE-CLIQX500:DRIVE-CLIQX500:DRIVE-CLIQ接口接口接口 X524:24VX524:24VX524:24V电源电源电源编码器模块：编码器模块：编码器模块：将编码器信号转换成将编码器信号转换成将编码器信号转换成DRIVE-CLiQDRIVE-CLiQDRIVE-CLiQ 可识别的信号，可识别的信号，可识别的信号，若电机含有若电机含有若电机含有DRIVE-CLiQDRIVE-CLiQDRIVE-CLiQ 接口，则不需要此模块。接口，则不需要此模块。接口，则不需要此模块。DHI DCWDHI DCWDHI DCW编码器连接方式

18、一编码器连接方式一DHI DCWDHI DCWDHI DCW注意注意注意:1:1:1、编码器供电电压可通过参数设置为、编码器供电电压可通过参数设置为、编码器供电电压可通过参数设置为5V5V5V或或或24V24V24V。如果参。如果参。如果参 数设置错误，可能导致编码器损坏。数设置错误，可能导致编码器损坏。数设置错误，可能导致编码器损坏。2 2 2、将、将、将X531X531X531：2 2 2与与与X521X521X521：2 2 2，4 4 4，6 6 6短接。短接。短接。编码器连接方式二编码器连接方式二DHI DCWDHI DCWDHI DCWDRIVE-CLIQDRIVE-CLIQ连接连

19、接 X400X400X400X402:X402:X402:为装机装柜型电机模块的为装机装柜型电机模块的为装机装柜型电机模块的端子；端子；端子；X200X200X200X203:X203:X203:为书本型电机模块的端子为书本型电机模块的端子为书本型电机模块的端子 一般接线规则：一般接线规则：一般接线规则：在在在CU320CU320CU320上，一根上，一根上，一根DRIVE-CLiQDRIVE-CLiQDRIVE-CLiQ 最多只能连接最多只能连接最多只能连接161616个接点个接点个接点 一排最多连接一排最多连接一排最多连接8 8 8个接点个接点个接点 不能有环型连接不能有环型连接不能有环型

20、连接 接点之间不能重复连接接点之间不能重复连接接点之间不能重复连接推荐接线：推荐接线：推荐接线：DHI DCWDHI DCWDHI DCW二、二、SINAMICS S120SINAMICS S120的调试的调试2.1 PLC2.1 PLC2.1 PLC2.1 PLC2.1 PLC2.1 PLC控制部分控制部分控制部分控制部分控制部分控制部分2.1.1 PLC2.1.1 PLC2.1.1 PLC系统组态系统组态系统组态1 1 1 1 1 1、S7S7S7S7S7S7中安装中安装中安装中安装中安装中安装GSDGSDGSDGSDGSDGSD文件（文件（文件（文件（文件（文件（GSD_S120_S15

21、0_bis_V26GSD_S120_S150_bis_V26GSD_S120_S150_bis_V26GSD_S120_S150_bis_V26GSD_S120_S150_bis_V26GSD_S120_S150_bis_V26）；）；）；）；）；）；2 2 2 2 2 2、硬件组态中，各驱动系统、硬件组态中，各驱动系统、硬件组态中，各驱动系统、硬件组态中，各驱动系统、硬件组态中，各驱动系统、硬件组态中，各驱动系统DPDPDPDPDPDP地址设定；地址设定；地址设定；地址设定；地址设定；地址设定；PLCPLCPLC硬件组态示意图：硬件组态示意图：硬件组态示意图：DHI DCWDHI DCWDH

22、I DCW2.1.2 DP2.1.2 DP报文设置报文设置 DP报文是指通讯过程中，S7-300与SINAMICS S120交换的数据字的数量及各字的含义。根据不同的应用来选择相应的报文。另外，针对整流单元ALM与SLM、BLM模块的控制，需要激活370 报文，如果使用小功率SLM模块，不需要在对电源模块进行控制，默认它已经被激活。Drive object通讯报文格式类型(p0922)SLM370，999CU320390，391，999DHI DCWDHI DCWDHI DCW 双轴模块对应的两个对象所选择的报文结构为标准报文2（Standard telegram 2，PZD4/4）。PZD

23、4/4 意即S120发送/接受各为4个字。DHI DCWDHI DCWDHI DCW2.1.3 S7-3002.1.3 S7-300与与SINAMICS S120SINAMICS S120之间的之间的DPDP通讯通讯 PLC通过PROFIBUS周期性通讯方式将控制字1(CTW1)和主设定值(NSETP_B)发送至驱动器。用用用用用用DPDPDPDPDPDP总线对电机启、停及速度控制：总线对电机启、停及速度控制：总线对电机启、停及速度控制：总线对电机启、停及速度控制：总线对电机启、停及速度控制：总线对电机启、停及速度控制：（1 1 1）控制字中）控制字中）控制字中Bit0Bit0Bit0做电机的

24、启、停控制；做电机的启、停控制；做电机的启、停控制；（2 2 2）主设定值为速度设定值，）主设定值为速度设定值，）主设定值为速度设定值，400040004000（十六进制）对应（十六进制）对应（十六进制）对应50HZ50HZ50HZ；发送的最高；发送的最高；发送的最高频率（最大值）为频率（最大值）为频率（最大值）为7FFF7FFF7FFF；（3 3 3）当组态的报文结构）当组态的报文结构）当组态的报文结构PZD=2PZD=2PZD=2或者自由报文或者自由报文或者自由报文999999999时，频率设定值为一个字，时，频率设定值为一个字，时，频率设定值为一个字，在在在S7-300S7-300S7-

25、300中可用中可用中可用“MOVE”MOVE”MOVE”指令进行数据传送；当组态的报文结构指令进行数据传送；当组态的报文结构指令进行数据传送；当组态的报文结构222，频率设定值为两个字时，在频率设定值为两个字时，在频率设定值为两个字时，在S7-300S7-300S7-300中对中对中对PZDPZDPZD（过程数据）读写参数时（过程数据）读写参数时（过程数据）读写参数时需调用需调用需调用SFC14SFC14SFC14和和和SFC15SFC15SFC15。SFC14(“DPRD_DAT”)SFC14(“DPRD_DAT”)SFC14(“DPRD_DAT”)用于读用于读用于读ProfibusProf

26、ibusProfibus从站的数据。从站的数据。从站的数据。SFC15(“DPWR_DAT”)SFC15(“DPWR_DAT”)SFC15(“DPWR_DAT”)用于将数据写入用于将数据写入用于将数据写入ProfibusProfibusProfibus从站。从站。从站。DHI DCWDHI DCWDHI DCW2.2 S1202.2 S120组态及参数调试组态及参数调试 SINAMICS S120的调试软件为Starter 或者是Scout,常用的DP通讯卡CP5512等。STARTER调试工具可以对部件进行参数化、编程和调试。在安装Starter与Scout之前，需要安装Step-7软件的最

27、新版本，例如Starter V4.1.5 需要Step7 V5.4 SP4。2.2.1 S1202.2.1 S1202.2.1 S1202.2.1 S1202.2.1 S1202.2.1 S120的系统组态的系统组态的系统组态的系统组态的系统组态的系统组态STARTER STARTER STARTER 主要能实现以下功能：主要能实现以下功能：主要能实现以下功能：硬件组态和识别（电子铭牌）硬件组态和识别（电子铭牌）硬件组态和识别（电子铭牌）参数的设置参数的设置参数的设置 动态特性的调试动态特性的调试动态特性的调试 故障诊断故障诊断故障诊断 程序的下装和上载程序的下装和上载程序的下装和上载DHI

28、DCWDHI DCWDHI DCWSinamics S120 创建项目方式一、离线创建方式：1.打开STARTER，建一个新项目；2.设定PROFIBUS-DP 接口；3.插入驱动单元,对其连接的硬件(电源模块、电机模块、编码器、电机等)进行逐个配置；4.存储项目，在线连接，将项目下载到SINAMICS S120 中。二、在线创建方式：1.打开STARTER，建一个新项目；2.设定PROFIBUS-DP接口；3.插入驱动单元，在线，将编程器与驱动器连接起来；4.自动配置驱动系统；5.离线，手动配置不带Drive-CLiQDrive-CLiQ 接口的组件；6.编译、存盘，然后在线、下载。DHI

29、DCWDHI DCWDHI DCW2.2.2 Starter2.2.2 Starter调试软件的其他功能调试软件的其他功能1)使用控制面板(Control panel)进行电机辩识，控制电机转向以及 转速；2）对CU320的输入/输出点进行设置；3）通过参数表直接修改参数功能；4）根据导航Drive Navigator来对控制链路的各个环节进行设定以及监控；5）数据记录(Trace)功能对驱动器以及电机的各种状态参数进行记录，方便故障诊断以及性能判断；6）操作面板（BOP）。DHI DCWDHI DCWDHI DCW1）控制面板(Control panel)如果采用如果采用如果采用ALMALM

30、ALM、BLMBLMBLM或者是或者是或者是16 kW16 kW16 kW以上以上以上(包含包含包含16kW)16kW)16kW)的的的SLMSLMSLM模块，在使模块，在使模块，在使能驱动之前，要先激活整流单元能驱动之前，要先激活整流单元能驱动之前，要先激活整流单元infeedinfeedinfeed模块。模块。模块。2 2 2、电机辩识：、电机辩识：、电机辩识：a a a）将参数）将参数）将参数P1910=1P1910=1P1910=1（静态辩识）；（静态辩识）；（静态辩识）；P1960=2/4P1960=2/4P1960=2/4（动态辩（动态辩（动态辩识）；识）；识）；b b b）接受控

31、制权，使能）接受控制权，使能）接受控制权，使能EnableEnableEnable，按启动按钮。，按启动按钮。，按启动按钮。优化完成后必须执行优化完成后必须执行优化完成后必须执行优化完成后必须执行优化完成后必须执行优化完成后必须执行copy RAM to ROMcopy RAM to ROMcopy RAM to ROMcopy RAM to ROMcopy RAM to ROMcopy RAM to ROM。1 1 1、P340=1P340=1P340=1（电机模型计算）。（电机模型计算）。（电机模型计算）。3 3 3、操作电机运行：、操作电机运行：、操作电机运行：a a a）接受控制权）接

32、受控制权）接受控制权,使能使能使能EnableEnableEnable；b)b)b)输入电机转速（输入电机转速（输入电机转速（-为反向）；为反向）；为反向）；c c c）启动。）启动。）启动。(0%(0%(0%200%n200%n200%n可调可调可调)DHI DCWDHI DCWDHI DCW2）CU320的输入/输出点的设置DI2:SLMDI2:SLMDI2:SLM复位；复位；复位；DI3:SLMDI3:SLMDI3:SLM使能。使能。使能。DHI DCWDHI DCWDHI DCWDO8DO8DO8：副起制动器控制点；：副起制动器控制点；：副起制动器控制点；DO9:DO9:DO9:小车制

33、动器控制点；小车制动器控制点；小车制动器控制点；DO10:DO10:DO10:一号大车制动器控制点；一号大车制动器控制点；一号大车制动器控制点；DO11:DO11:DO11:二号大车制动器控制点。二号大车制动器控制点。二号大车制动器控制点。DHI DCWDHI DCWDHI DCW3）参数表功能每个电源模块、电机模块、每个电源模块、电机模块、每个电源模块、电机模块、CU320CU320CU320模块都有自己的参数表模块都有自己的参数表模块都有自己的参数表 1为参数号；2为参数所属数据组类别(M为电机数据组)；3为参数解释；4为参数当前值；5为参数的单位；6表示参数的修改条件；7表示参数设置的最

34、大与最小值。DHI DCWDHI DCWDHI DCW4）导航Drive Navigator功能导航Drive Navigator对控制链路的各个环节进行设定以及监控。例例例1 1 1：起升制动器的控制（开闸）：起升制动器的控制（开闸）：起升制动器的控制（开闸）DHI DCWDHI DCWDHI DCW起升制动器的控制（关闸）起升制动器的控制（关闸）起升制动器的控制（关闸）DHI DCWDHI DCWDHI DCW加减速时间设置DHI DCWDHI DCWDHI DCW5 5）数据记录）数据记录 (Trace)(Trace)功能功能 数据记录(Trace)功能对驱动器以及电机的各种状态参数进行

35、记录，方便故障诊断以及性能判断。1 1 1、打开、打开、打开TraceTraceTrace页面；页面；页面；2 2 2、选择要、选择要、选择要TraceTraceTrace的信号参数；的信号参数；的信号参数；3 3 3、设置记录数据的采样时间；、设置记录数据的采样时间；、设置记录数据的采样时间；4 4 4、设置、设置、设置TraceTraceTrace总时间长度；总时间长度；总时间长度；5 5 5、选择、选择、选择TraceTraceTrace的触发条件；的触发条件；的触发条件；6 6 6、开始、开始、开始TraceTraceTrace。DHI DCWDHI DCWDHI DCW6 6）操作面

36、板（）操作面板（BOPBOP）BOP功能：改变驱动对象，启动或停止驱动轴；实现参数的修改和显示；显示故障信息并复位故障。左上角两个位置：显示被激活的传动对象左上角两个位置：显示被激活的传动对象左上角两个位置：显示被激活的传动对象1 1 1、改变传动对象：、改变传动对象：、改变传动对象：a a a）按下）按下）按下“FN”FN”FN”和和和“”，左上角光标闪烁；，左上角光标闪烁；，左上角光标闪烁；b b b）使用）使用）使用“”选择需要的传动对象；选择需要的传动对象；选择需要的传动对象；c c c）按）按）按“P”P”P”确认。确认。确认。2 2 2、参数显示：、参数显示：、参数显示：a a a）按）按）按“P”P”P”；b b b）使用）使用）使用“”选择需要设置的参数；选择需要设置的参数；选择需要设置的参数；c c c）按）按）按“FN”FN”FN”，显示参数，显示参数，显示参数r0000r0000r0000；d d d）按）按）按“P”P”P”，切换到运行显示状态。，切换到运行显示状态。，切换到运行显示状态。DHI DCWDHI DCWDHI DCW