嘉峪关西门子变频器华东代理商
SMART LINE系列触摸屏通过MODBUS协议直接与v20变频器通讯
1. 概述
通常情况下，要实现HMI设备与西门子变频器v20的通讯，需要一个支持USS通讯或MODBUS通讯的PLC，比如S7-200系列PLC。其通讯电缆连接如图1所示。PLC的一个通讯端口与触摸屏连接，可以采用PPI协议通讯。PLC的另一个通讯端口与西门子v20变频器的RS485通讯端口连接，采用MODBUS协议通讯，PLC上编写MODBUS主站程序，西门子v20变频器为从站。
如果只需要对西门子v20变频器做简单的运行控制和变量监视，那么上述配置中PLC的作用仅为数据中转。这种情况下，触摸屏直接和西门子变频器v20通讯，不仅能够实现监控功能，而且可以少用一个PLC，节省成本。采用西门子的SMART LINE系列触摸屏能够实现与西门子变频器v20直接通讯的功能。SMART LINE触摸屏作为MODBUS主站，西门子v20变频器为从站。
2. 硬件设备及其安装
下面用一个实例来介绍Smart Line触摸屏与一台西门子变频器v20通过MODBUS通讯的实现方法。该例子中用到的主要硬件设备如表1所示，触摸屏组态软件为WinCC Flexible 2008 SP4 China。
表1 示例主要硬件设备
| 名称 | 订货号 | 数量 | 说明 |
| 触摸屏 | 6AV6648-0BE11-3AX0 | 1 | Smart 1000 IE |
| 24V电源 | 6EP1332-1SH51 | 1 | DC24V/4A |
| 变频器 | 6SL3210-5BE17-5UV0 | 1 | V20 变频器 0.75kW |
| 电机 | 1LA9060-4KA10-Z | 1 | 1LA9 电机 0.12kW |
| 参数 | 描述 | 工厂缺省值 | Cn011默认值 | 备注 |
| P0700[0] | 选择命令源 | 1 | 5 | RS485为命令源 |
| P1000[0] | 选择速度给定 | 1 | 5 | RS485为速度设定值 |
| P2023[0] | RS485协议选择 | 1 | 2 | MODBUS RTU协议 |
| P2010[0] | USS/MODBUS波特率 | 8 | 6 | 波特率为9600bps |
| P2021[0] | MODBUS地址 | 1 | 1 | 变频器MODBUS地址为1 |
| P2022[0] | MODBUS应答时时间 | 1000 | 1000 | 向主站发回应答的大时间 |
| P2014[0] | USS/MODBUS报文间断时间 | 2000 | 100 | 监控报文间断时间 |
P2021[0]=3 MODBUS设备地址为3（与触摸屏组态软件中设置的从站地址一致）
西门子变频器SINAMICS G120（CU2xx-2）：实现转矩限制下的速度控制
描述：在一些应用中，例如皮带传动，当起动和制动的时候通常需要限制力矩以防止电机堵转或皮带滑动。
问：如何在电机加速和制动的时候限制力矩？
答：该功能可以通过自由功能块（FFB）来实现。这个实例展示了在有编码器的矢量闭环（只针对CU250S-2）或无编码器的矢量闭环控制下如何通过转矩限幅限制转矩输出。假定的速度监控值是300转每分。当转速低于300转每分时转矩限制在40%。当转速高于300转每分时转矩限制在。
注意：这个常问问题对于配备CU2xx-2控制单元（固件版本4.x）的SINAMICS G120 / G120D / G120P变频器是有效的。* 该常问问题既不讲解如何调试系统也不讲解如何设置和优化矢量控制
参数化如下：
| 参数 | 描述 | 参数组号 | 数值 | 释义/作用 |
| p2155 | 转速阈值2 | 0 | 300 [rpm] |
设置用于与实际速度比较的速度阈值 设置下列信息的转速阈值： "|n_实际| > 转速阈值 2" (BO: r2197.2). |
| p2140 | 转速回差2 | 0 | x [rpm] |
定义转速阈值 2的转速回差 使用工厂设置，或者按需要更改 |
| p2900 | 固定值1 [%] | 0 | 40 [%] |
设定一个固定的百分比值 按需要更改该值 |
| p20218 | NSW 0输入 | 0 | p2900 |
设定实例NSW 0的输入量 X0的值 将NSW 0的输入 X0通过内部互连设置为p2900 |
| 1 |
设定实例 NSW 0的输入量 X1的值 将NSW 0的输入X1通过内部互连设置为 |
|||
| p20219 | NSW 0开关位 I | - | r2197.2 |
设定实例 NSW 0 开关位 I的信号源 将NSW0的开关位 I内部互连为 r2197.2 "|n_实际| > 转速阈值 2 p2155" |
| p20221 | NSW 0执行周期组 | - | 5 or 6 |
可调参数用于设置自由功能块 NSW 0被调用的执行周期组 设定NSW 0的执行周期组为 5或 6 |
| p1522 | 转矩上限 | 0 | r20220 |
设定转矩上限的信号源 将转矩上限与NSW 0的输出内部互联 |
| p1523 | 转矩下限 | 0 | r20220 |
设定转矩下限的信号源 将转矩下限与NSW 0的输出内部互联 |
| p1525 | 转矩下限比例系数 | 0 | - |
设定转矩下限的比例系数 将转矩下限的比例系数设置为 -. |
西门子变频器SINAMICS G120的型号预览
6SL3054-7EF00-2BA0 SINAMICS G120 MULTIKARTE V4.5
6SL3054-7EG00-2BA0 SINAMICS G120 MULTIKARTE V4.6
6SL3054-7EH00-2BA0 SINAMICS G120 MULTIKARTE V4.7
6SL3243-0BA30-1CA0 SINAMICS CU230P-2 CAN
6SL3243-0BA30-1HA0 SINAMICS CU230P-2 HVAC
6SL3243-0BA30-1PA0 SINAMICS CU230P-2 DP
6SL3243-0BB30-1CA1 SINAMICS G120 CU230P-2 CAN
6SL3243-0BB30-1CA2 SINAMICS G120 CU230P-2 CAN
6SL3243-0BB30-1CA3 SINAMICS G120 CU230P-2 CAN
6SL3243-0BB30-1FA0 SINAMICS G120 CU230P-2 PN
6SL3243-0BB30-1HA1 SINAMICS G120 CU230P-2 HVAC
6SL3243-0BB30-1HA2 SINAMICS G120 CU230P-2 HVAC
6SL3243-0BB30-1HA3 SINAMICS G120 CU230P-2 HVAC
6SL3243-0BB30-1PA1 SINAMICS G120 CU230P-2 DP
6SL3243-0BB30-1PA2 SINAMICS G120 CU230P-2 DP
6SL3243-0BB30-1PA3 SINAMICS G120 CU230P-2 DP
6SL3243-6BB30-1HA2 SINAMICS G120 CU230P-2 BT
6SL3243-6BB30-1HA3 SINAMICS G120 CU230P-2 BT
西门子变频器SINAMICS G120的型号预览
6SL3244-0BB00-1BA0 SINAMICS G120 CU240B-2
6SL3244-0BB00-1BA1 SINAMICS G120 CU240B-2
6SL3244-0BB00-1PA0 SINAMICS G120 CU240B-2 DP
6SL3244-0BB00-1PA1 SINAMICS G120 CU240B-2 DP
6SL3244-0BB12-1BA0 SINAMICS G120 CU240E-2
6SL3244-0BB12-1BA1 SINAMICS G120 CU240E-2
6SL3244-0BB12-1FA0 SINAMICS G120 CU240E-2 PN
6SL3244-0BB12-1PA0 SINAMICS G120 CU240E-2 DP
6SL3244-0BB12-1PA1 SINAMICS G120 CU240E-2 DP
6SL3244-0BB13-1BA0 SINAMICS G120 CU240E-2 F
6SL3244-0BB13-1BA1 SINAMICS G120 CU240E-2 F
6SL3244-0BB13-1FA0 SINAMICS G120 CU240E-2 PN-F
6SL3244-0BB13-1PA0 SINAMICS G120 CU240E-2 DP-F
6SL3244-0BB13-1PA1 SINAMICS G120 CU240E-2 DP-F
西门子变频器SINAMICS G120的型号预览
6SL3246-0BA22-1BA0 SINAMICS CU250S-2
6SL3246-0BA22-1CA0 SINAMICS CU250S-2 CAN
6SL3246-0BA22-1FA0 SINAMICS CU250S-2 PN
6SL3246-0BA22-1PA0 SINAMICS CU250S-2 DP
西门子变频器SINAMICS G120的型号预览
6SL3544-0FB20-1FA0 SINAMICS G120D CU240D-2 PN
6SL3544-0FB20-1PA0 SINAMICS G120D CU240D-2 DP
6SL3544-0FB21-1FA0 SINAMICS G120D CU240D-2 PN-F
6SL3544-0FB21-1FB0 SINAMICS G120D CU240D-2 PN-F PP
6SL3544-0FB21-1PA0 SINAMICS G120D CU240D-2 DP-F
西门子变频器SINAMICS G120的型号预览
6SL3546-0FB21-1FA0 SINAMICS G120D CU250D-2 PN-F
6SL3546-0FB21-1FB0 SINAMICS G120D CU250D-2 PN-F PP
6SL3546-0FB21-1PA0 SINAMICS G120D CU250D-2 DP-F
F01工艺控制软件包简明调试
F01是专门为了实现多种复杂的定位控制而设计的软件包，该软件包已经集成在MC装置的主控制板中，如果用户想要使用该功能，则需要购买PIN码来激活（详细信息请见如何激活F01功能文档）。
F01 包含如下功能：
Set up ----位置模式下的速度控制
Homing---- 原点设定功能
MDI --- 手动数据输入定位方式
Control ----速度模式
Automatic---自动程序模式
Roll feed ---进给工艺控制
Angle synchronous--- 角同步控制
该软件包分为几个部分（对应MC说明书功能图799-850）：
o 系统数据 -U501一共包含50个数据，分为MD1—MD50，可以设定一些系统数据。
o 控制字 - U710 一共32bit ，可以实现对工艺包的控制操作。
o 各模式的配置参数。
2 启用F01功能
在参数U977中输入PIN码激活F01功能。西门子提供500小时的免费使用时间，输入 U977.1= 0727, U977.2 = 0101。如果使用500小时的免费授权，可以通过r825查看授权已经使用时间，在时间到达后，免费的授权将失效。更改U977的PIN授权码后重新上电，既可终止工艺软件。
通过n978可以查看F01的状态：
n978.1 = 2 500小时已经激活
n978.1 = 1 激活
n978.1 = 0 没有激活
激活F01后，需要再激活使用的功能
U953.30 = ___(20) 控制字，如果使用，也可以单独定义
U953.32 = ___(20) 定位功能
U953.34 = ___(20) 虚轴功能
U953.31 = ___(20) 实轴功能
以上参数为20，表示功能禁止，小于20激活，设定为4
3 F01功能接口参数配置
F01的接口参数可以分为4类：
电机编码器接口
外部编码器接口
控制命令接口
位置控制器接口
要实现F01的控制功能，首先需要完成这些接口参数的设定，控制命令根据用户的需要来自行设定，其余接口参数的设定如下：
• 电机编码器作为位置控制反馈：（编码器连接在C槽接口板）
U535 = 120
U529 = 70
U539 = 122
U538 = 122
U537.02=215
P172 = 302
P173 = 302
P174 = 301
P175.01 = 303
P175.02 = 304
P184 = 303
P179 = 308
P177 = 307
• 外部编码器作为位置控制反馈：（编码器连接不在C槽接口板）
U535 = 125
U529 = 71
U539 = 127
U538 = 217
U537.02=215
P155.01 = 302
P156.01 = 302
P157.01 = 301
P158.01 = 303
P158.02 = 304
P167.01 = 303
P162.01 = 308
P160.01 = 30
4 控制字
对于F01的操作都是通过控制字来完成的，系统提供的控制字通过U710来设定。
U710 .01---- [TGL_I] MDI模式程序改变立即生效
U710 .02---- [RIE] 使能读入程序代码，Automatic 模式使用
U710 .03---- [STA] 启动命令
U710 .04---- [CRD] 清除剩余目标位置
U710 .05---- [ACK_M] 复位M功能
U710 .06---- [FUM] 设定位置等于实际位置
U710 .07---- [RST] 工艺软件复位
U710 .08---- [SIST] 选择单个程序运行方式
U710 .09-U710.16 [MDI_NO] [PROG_NO] 选择MDI和Automatic 模式的程序块号码
U710 .17- U710 .24 OVERRIDE
0 ... 255 = 0 ... 255 % (64h = 100d = 100 %)
可以设定速度的百分数，但是仅当U708设定0时才生效，否则以U708的百分数为准。
U710 .25---- [BLSK] 跳转NC程序的特殊表示语句
U710 .26---- [J_BWD] 前进命令
U710 .27---- [F_S] 快速慢速切换
U710 .28---- [J_FWD] 后退命令
U710 .29- U710 .32 模式设定
0 = No operating mode
1 = Set up
2 = Homing
3 = MDI
4 = Control
5 = Automatic positioning
6 = Automatic single block
11 = Synchronous operation
也可以根据需要自行定义控制字，通过U530来选择双字连接器，格式参考U710来进行定义。
控制单元CU240S DP F的PROFIBUS DP地址的相关设定
本文是关于控制单元CU240S DP F的PROFIBUS DP地址设定的说明，固件版本为V2.1。
SINAMICS G120变频器是模块化的传动产品，主要由控制单元CU和功率模块PM构成。控制单元CU包括CU240E、CU240S、CU240S DP、CU240S DP F、CU240S PN等，功率模块PM包括PM240、PM250和PM260等。控制单元CU240S DP F不仅集成了PROFIBUS DP通讯功能，DP地址参数为P0918，而且集成了PROFIsafe的安全保护功能，PROFIsafe 的地址参数为P9810，未集成安全保护功能的控制单元没有参数P9810。CU240S DP F内部有两个处理器P1和P2，P1为传动处理器，P2为通讯处理器，传动处理器P1存贮了所有传动功能参数，同时存贮了安全保护功能参数P9601~P9692；通讯处理器P2只存贮安全保护功能参数P9801~P9892，只有把传动处理器P1和通讯处理器P2中相对应的安全保护功能参数设置一致才能激活安全功能。P1和P2的分工是传动处理器P1作为主处理器，通讯处理器P2作为从处理器，P1和P2之间要相互读取PROFIBUS DP地址参数P0918和PROFIsafe 地址参数P9180的信息。
设置PROFIBUS DP地址参数P0918的值分两种情况：
• 设定PROFIBUS DP地址参数P0918为1~125中任意值。即使没有使能安全功能，通讯处理器P2仍然会读取传动处理器P1的PROFIBUS DP地址信息，而且马上会报故障F1625和报警A0710，目的是提醒用户SINAMICS G120变频器需要断电，并重新上电，以便通讯处理器P2接受传动处理器P1新的PROFIBUS DP地址。
• 设定PROFIBUS DP地址参数P0918为0或者126。G120变频器马上会报故障F1625和报警A0705，即使G120变频器断电再重新上电后，故障仍无法消除，说明PROFIBUS DP地址设置错误，需要重新设置。在以上控制单元CU240S DP F的PROFIBUS DP地址设置中，如果设置PROFIsafe地址参数P9810为1~65534中任意值，则修改PROFIBUS DP地址值不会影响参数P9810的值，即参数P9810的值是独立的，参数P9810和P0918的值可以不相等。如果设置PROFIsafe地址参数P9810为0，则通讯处理器P2自动把PROFIsafe地址参数P9810刷新为传动处理器P1中PROFIBUS DP地址参数P0918的值，即P9810==P0918。控制单元CU240S DP F的PROFIBUS DP地址设定的方法有两种，一种是通过硬件拨码开关设置PROFIBUS DP地址，见图1；另一种是通过修改参数P0918设置PROFIBUS DP地址，见图2。需要声明的是，通过硬件拨码开关设置PROFIBUS DP地址的级别优先于修改参数P0918的值。
CUMC的速度控制模式的参数设置
西门子变频器6SE70 MC的速度控制模式：
1. V/F速度控制模式
> 具体参数设置如下：
• 选择V/F控制模式：P290=1
• 主给定连接器：P320=KK075
• 主给定设定：P443=MainSetpoint
> 控制环节：
• 斜坡函数发生器：P462、P464
• 速度限幅：P452、P453，P454
• Imax controller：P331、P332、P333
> V/F特性曲线：
• 电压提升：P325（0.00~100.00V）
• V/F特性曲线1：P326.01~04――频率设定 P327.01~04――对应的电压设定
• V/F特性曲线2：P328.01~04――频率设定 P329.01~04――对应的电压设定
2. 矢量控制下的速度模式
> 具体参数设置如下：
• 选择矢量控制：P290=0
• 禁止旁路RFG：P210=0，P213=0，P772=1
• 选择编码器类型：P130=？
• 设置速度主给定：P443=MainSetpoint
> 速度上升/下降时间设定：P462、P464
> 正负速度限幅：P452、P453
> 速度控制器：P235、P240
> 正负转矩限幅：P263、P264（本地调节） P265、P266（可远程控制）
> 正负电流限幅：P128、P275
3.当选用快速调试模式时：
• P60=3
> 电机型号选择：
• P095―――同步伺服电机，1FK6/1FK7、1FT6、1FS6等
• P096―――同步伺服电机型号代码
• P097―――异步伺服电机，1PH4/1PH7，1PL6等具体型号代码
> 编码器型号选择
• P130
> 选择控制类型：
• V/F开环控制：P367＝0
• 速度闭环控制：P367＝3
> 选择调节点和命令源
• P368
> 快速调试参数辨识开始：
• P370＝1
• P060 =1
西门子变频器MM440运行于端子控制起停及AOP做给定方式
问题：如何通过端子控制西门子变频器MM440的起停，而通过AOP面板调速？
回答：通常情况下，采用AOP控制单台变频器时，设置参数P700=4，P1000=1，AOP操作面板的起停/点动/反转及速度调节功能有效。但若希望通过端子控制MM440的起停（即P700=2），而通过AOP调节速度时，AOP的速度调节无效。此时可通过设P700=4但同时修改开关量输入的功能及控制命令源来解决问题。
例如：若开关量输入1为ON/OFF1，开关量输入2为反转，AOP面板的上升/下降键调节速度，则参数设置如下：P700=4；P701=1；P702=12；P840=722.0；P842=722.1；P1000=1。
西门子变频器SINAMICS G120：两个G120D PN驱动的时钟同步耦合，通过 EPOS模块提高变频器功率
描述：为了使额定驱动功率达到15KW，可以通过西门子变频器SINAMICS G120D将两个PM 250D功率单元并联耦合（主从耦合）使用。
问：如何通过并联两个西门子变频器SINAMICS G120D来提高变频器功率？
答：为了保证通讯不会在主从应用中导致死区时间，西门子变频器SINAMICS G120D装置的并联必须通过时钟同步（同步的）*来实现。
可以通过两种途径实现：通过PROFIBUS的点对点通讯 。通过SIMATIC S7 CPU同步地耦合两个西门子变频器SINAMICS G120D。
*注意：西门子变频器SINAMICS G120D并非工作在同步方式，需要SIMATIC S7为西门子变频器SINAMICS G120D提供一个同步定位点。因此，PN网络必须工作在同步方式。因为西门子变频器SINAMICS G120D不能通过参数化来实现同步方式，必须创建一个选项来正确地组态PN网络。为了达到这个目的，SIMATIC ET 200S站实际上是在硬件组态中配置的，它也是同步PN网络中的另一个组成部分。为了使CPU不会停止工作，相应的错误处理OB需要编入控制程序中。
实例描述
用带有虚拟IRT配置的ET站通过OB 61块同步耦合SINAMICS G120D
驱动轴的主从闭环速度/转矩控制
用EPOS功能块定位耦合的驱动轴
例子中用到的设备
2个7.5 KW的SINAMICS G120D PM 250D
西门子变频器SINAMICS G120D CU 250D-2 PN F用作EPOS主轴
西门子变频器SINAMICS G120D CU 240D-2 PN F用作从动轴–或者作为闭环速度控制的轴，也可以作为主轴SIMATIC S7 CPU
步骤 1组态和调试
参照应用实例 "通过PROFINET IRT控制（开环）S120的速度"
注意：与SINAMICS S120不同，两个西门子变频器SINAMICS G120 PN CU和SIMATIC S7 ET 200S HS需要参数化配置。CU必须配置通讯报文–主轴配置为111报文，从轴因为有EPOS功能需要配置为350报文(之后这些报文都需要进行扩展加入转矩设定值)。
| 章节 | 描述 | 步骤 | 描述 |
| 4.1 | SIMATIC S7 CPU硬件组态 | 步骤1-5* | 项目实例中使用SIMATIC S7 CPU 317-2 PN/DP |
| 4.2 | SINAMICS 驱动的硬件组态 | SINAMICS 可以通过OM (Object Manager，Drive ES BASIC， hardware catalog) 进行配置或者通过GSD文件。在该实例中，传动轴是通过OM配置的。 | |
| *注意：为了防止表中章节4.3（配置同步通讯）步骤 4之后出现报错， 必须按如下顺序执行这些步骤。 | |||
| 4.3 | 配置同步通讯 | 步骤 5 和 6 | 为了实现同步通讯， PROFINET IRT必须启用。因此，PN 接口必须同步并且需要配置 PROFINET网络拓扑结构。 |
| 步骤 1-4 | |||
| 步骤 7-9 | |||
| 步骤 10 和11 | ET 200S HS站必须插入到项目中。如果在其他地方不需要，可以通过SFB 14块将其停用； CPU上的SF LED 灯也需要处理。 | ||
| 步骤 12-15 |
EPOS主轴可以类似地按照 /EPOS/实例中演示的那样配置。 然而， 111报文必须要扩展用户自定义，其中要包含转矩设定值。 |
注意：不论通过端子还是PROFIsafe方式，变频器的安全功能都是可以使用的；但是，必须考虑应用实例（"通过PROFINET IRT控制（开环）S120的速度 "）的限制条件，必须使用SIMATIC S7 F CPU 。
