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西门子在推出一款适合基本应用的单机变频器，即SINAMICS V20。该变频器由西门子中、德、英三国工程师共同设计研发，并在西门子数控（南京）有限公司生产。该款变频器结构紧凑、坚固耐用、调试迅速、操作简便且经济实用。西门子（）有限公司工业业务领域驱动技术集团副裁兼运动控制部经理裴安咨表示：“此次推出的变频器SINAMICS V20是西门子将全球科技系统应用到本地产品设计中的佳典范。西门子始终以市场的需求为依托，不断设计出适合本地需求的产品和解决方案。”

简单传动任务需要方便而经济实用的解决方案。Sinamics V20变频器具有两种供电方式，共四种外形尺寸，功率范围覆盖0.12kW至15kW，适用于拖动泵、风机、压缩机或输送机系统，以及加工与输送领域内的简单任务。这种紧凑型变频器可并排安装以节省安装空间。除了采用常规柜壁式安装外，还可进行穿墙式安装。由于无需其它模块或附加选件即可运行，大大缩短了安装时间。通过集成式操作员面板（BOP），可顺利地进行现场调试和操作。除了具有便于连接控制器的通用串行接口外，该终端还具有一个应用于电子控制器上的通用语言Modbus接口，可用于与第三方控制器进行通信。预制的接口和应用宏(即把一组命令组织在一起完成一个特定的任务)，便于进行面向应用的设置。对于额定功率高于7.5kW的变频器，该款变频器可将制动电阻器与集成的制动斩波器直接连接。

易于使用

Sinamics V20变频器的操作与调试一样方便，用户可以将已针对某个应用进行优化的参数方便地传输到其它变频器上。可以使用SD或MMC卡并通过BOP接口或电池供电的参数加载器来保存数据（变频器在没有主电源的条件下也能进行操作），并根据需要加载数据。也可以加载新固件。预定义的连接宏和应用宏（可用于泵、风机、压缩机以及传送带等）为特定应用提供了正确便捷的设置。Sinamics V20“保持运行模式”的自动调节功能可以让产品适应电源状况，以便在不稳定的电网上保持良好运行。输入电源的波动会在设备内部得到补偿，错误消息会自动得到识别。由于采用增强冷却设计以及配备带涂层PCB和高可靠性的电子元件，Sinamics V20在电气和机械方面都极为耐用，即使在恶劣环境条件下，性能也十分可靠。

SINAMICS V20 1AC 220V变频器 （无内置滤波器）

6SL3210-5BB11-2UV1           0.12 KW

6SL3210-5BB12-5UV1           0.25KW

6SL3210-5BB13-7UV1           0.37KW

6SL3210-5BB15-5UV1           0.55KW

6SL3210-5BB17-5UV1           0.75KW

6SL3210-5BB21-1UV0           1.1KW

6SL3210-5BB21-5UV0           1.5KW

6SL3210-5BB22-2UV0            2.2KW

6SL3210-5BB23-0UV0            3KW

SINAMICS V20 1AC 220V FSA变频器（无内置滤波器）

6SL3210-5BB11-2UV0              0.12KW

6SL3210-5BB12-5UV0              0.25KW

6SL3210-5BB13-7UV0              0.37KW

6SL3210-5BB15-5UV0              0.55KW

6SL3210-5BB17-5UV0              0.75KW

6SL3210-5BB18-0UV0               0.75KW

SINAMICSV20 3AC 380V变频器（无内置滤波器）

6SL3210-5BE13-7UV0                0.37KW

6SL3210-5BE15-5UV0                0.55KW

6SL3210-5BE17-5UV0                0.75KW

6SL3210-5BE21-1UV0                1.1KW

6SL3210-5BE21-5UV0                1.5KW

6SL3210-5BE22-2UV0                 2.2KW

6SL3210-5BE23-0UV0                 3KW

6SL3210-5BE24-0UV0                 4KW

6SL3210-5BE25-5UV0                 5.5KW

6SL3210-5BE27-5UV0                 7.5KW

6SL3210-5BE31-1UV0                   11KW

6SL3210-5BE31-5UV0                   15KW

6SL3210-5BE31-8UV0                   18.5KW

6SL3210-5BE32-2UV0                   22KW

概述

SINAMICS V20——经济、可靠、易用的基本型变频器

基本型变频器SINAMICS V20向小型OEM客户提供适合的经济型解决方案。SINAMICS V20有四种外形尺寸可供选择（FSA~FSD），提供三相400V和单相230V进线两种规格，分别可覆盖0.12~3kW，0.37~15kW的功率范围。高可靠性设计，创新的冷却设计，经久耐用。

无需调试软件，通过简单参数设定即可实现预定功能。内置常见的连接宏与应用宏，简化操作，开箱即用。丰富的I/O接口，直观的LED面板显示，完善的集能，可以方便地应用在风机、泵、传送装置及搅拌机、混料机等设备中。同时，创新的节能方式及节能结果显示，真正意义上节省费用。

设计

典型应用

风机、泵类应用

? 离心泵

? 风扇

? 压缩机等

SINAMICS V20提供强大的常见的风机、泵类应用功能及强大的保护功能，非常适合此类应用。

? 水泵气穴保护

? 针对水泵堵塞的多脉冲高转矩启动以及防堵模式

? 用于调节工艺数值的PID控制器（例如，温度、压力、水平、流量）

? 多泵控制功能通过额外增加两个定速驱动（级联）来扩大流量范围

? 霜冻和冷凝保护功能防止电机在极端环境条件下受潮

搬运类应用

? 带式输送机

? 辊式输送机

?  链式输送机

SINAMICS V20丰富了在启动加速和制动停止应用上的功能，大大方便了搬运类的应用。

? 斜坡时间可调，平稳加速，减少对对齿轮单元、轴承、滚筒和辊轴的压力

? 单脉冲高转矩启动功能适用于带有较高启动转矩的传送带

? 通过使用制动电阻或直流制动功能实现动态性能

? 通过监控负载转矩实现皮带损坏检测

加工类应用

?  加工制造业中的单个驱动。例如，轧钢机，搅拌机，捏炼机，破碎机，搅动机，离心分离机等

?  加工机器中带机械连动抽的主要驱动。例如，用于加工纺织品，绳索和线缆的环锭纱纺机，编织机等

对于连续加工类应用，SINAMICS V20强大的功能充分满足在高性能和节能方面的需求。

? 异常不停机模式能够保证不间断的加工生产，从而实现较高的生产率

? 通过共直流母线对再生能量进行转换

? 单脉冲高转矩启动功能适用于带有较高启动转矩的机器

? 适合于纺织的摆频功能

产品亮点及客户受益

易于安装

? 安装方式多样

-    壁挂式安装及穿墙式安装均可实现紧凑的并排安装

-    无需额外组件即可正常运行

? 通讯灵活

-   变频器端子可用作通讯端口

-  连接宏中预设了用于USS和MODBUS RTU通讯的参数，调试便捷

? 制动高效

-    集成直流制动，复合制动
-    通过制动单元及制动电阻可实现能耗制动，且制动电阻占空比可在5 %到100 %之间  调节
-    ≥ 7.5 kW的变频器集成内置制动模块，此类变频器可以直接连接制动电阻

易于使用

? 参数克隆/版本升级

-    使用BOP（基本操作面板）接口模块或参数下载器（使用参数下载器可不接主电源）能够轻松实现两台变频器之间的参数传输，缩短及简化调试过程

? 宏方法

-  内置常用的连接宏与应用宏，简化配置，快速调试

? 稳定可靠

-    更宽的电压范围、更好冷却设计以及带涂层的PCB板大大提升了变频器在恶劣环境中的稳定性
-     保证在以下总线电压范围内可靠运行：
-    1AC 200 V … 240 V (-10 % / +10 %)
-    3AC 380 V … 480 V (-15 % / +10 %)
-    运行时的环境温度高可达60 °C

节约成本

?  运行过程中节能——ECO模式

-    内置用于V/f和V2/f控制的节能模式通过自动调节磁通电流实现节能 
-    变频器支持以kWh、CO2甚至当地货币单位来显示能耗数值

?  运行过程中节能——DC共联

-    相同额定功率的SINAMICS V20变频器可以共用同一直流总线，能量再利用
-    减少对能耗制动以及外接组件的需求

?  运行过程中节能——休眠模式

-   变频器和电机仅在工厂或机器需要时才运行
-   节能，延长电机使用寿命

主要性能数据

小型自动化解决方案

西门子SIMATIC 自动化产品与SINAMICS 驱动产品结合，为机器制造商带来的小型自动化解决方案，覆盖用户对于人机交互、自动化控制以及驱动的全方位需求。

SINAMICS V20通过集成的USS或MODBUS可实现与SIMATIC PLC的灵活通讯，便捷高效。有利于用户提升机器设备的性能，降低开发成本，大幅缩短机器设备的上市时间，真正有效地提高用户的市场竞争力。

? 基于统一的PLC库以及变频器中预定义的宏实现简单的系统配置
? 仅需一根电缆连接SINAMICS V20与USS或MODBUS RTU端口
? 控制器与变频器的无缝融合，高效便捷

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用PLC实现步进电机的直接控制 步进电机的可编程控制器直接控制，可使组合机床自动生产线控制系统的成本显著下降。文章介绍了用PLC控制步进电机驱动的数控滑台方法，伺服控制、驱动及接口以及步进电机PLC控制的软件逻辑。 1 概述 在组合机床自动线中，一般根据不同的加工精度要求设置三种滑台（1）液压滑台，用于切削量大，加工精度要求较低的粗加工工序中；（2）机械滑台，用于切削量中等，具有一定加工精度要求的半精加工工序中；（3）数控滑台，用于切削量小，加工精度要求很高的精加工工序中。可编程控制器（简称PLC）以其通用性强、可靠性高、指令系统简单、编程简便易学、易于掌握、体积小、维修工作少、现场接口安装方便等一系列优点，被广泛应用于工业自动控制中。特别是在组合机床自动生产线的控制及CNC机床的S、T、M功能控制更显示出其的性能。PLC控制的步进电机开环伺服机构应用于组合机床自动生产线上的数控滑台控制，可省去该单元的数控系统使该单元的控制系统成本降低70~90%，甚至只占用自动线控制单元PLC的3~5个I/O接口及<1KB的内存。特别是大型自动线中可以使控制系统的成本显著下降。 2 PLC控制的数控滑台结构 一般组合机床自动线中的数控滑台采用步进电机驱动的开环伺服机构。采用PLC控制的数控滑台由可编程控制器、环行脉冲分配器、步进电机驱动器、步进电机和伺服传动机构等部分组成，见图1。 图1 伺服传动机构中的齿轮Z1、Z2应该采取消隙措施，避免产生反向死区或使加工精度下降；而丝杠传动副则应该根据该单元的加工精度要求，确定是否选用滚珠丝杠副。采用滚珠丝杠副，具有传动效率高、系统刚度好、传动精度高、使用寿命长的优点，但成本较高且不能自锁。 3 数控滑台的PLC控制方法 数控滑台的控制因素主要有三个： 3.1 行程控制 一般液压滑台和机械滑台的行程控制是利用位置或压力传感器（行程开关/死挡铁）来实现；而数控滑台的行程则采用数字控制来实现。由数控滑台的结构可知，滑台的行程正比于步进电机的转角，因此只要控制步进电机的转角即可。由步进电机的工作原理和特性可知步进电机的转角正比于所输入的控制脉冲个数；因此可以根据伺服机构的位移量确定PLC输出的脉冲个数： n= DL/d （1） 式中 DL——伺服机构的位移量（mm），d ——伺服机构的脉冲当量（mm/脉冲） 3.2 进给速度控制 伺服机构的进给速度取决于步进电机的转速，而步进电机的转速取决于输入的脉冲频率;因此可以根据该工序要求的进给速度,确定其PLC输出的脉冲频率: f=Vf/60d (Hz) （2） 式中 Vf——伺服机构的进给速度(mm/min) 3.3 进给方向控制 进给方向控制即步进电机的转向控制。步进电机的转向可以通过改变步进电机各绕组的通电顺序来改变其转向;如三相步进电机通电顺序为A-AB-B-BC-C-CA-A…时步进电机正转;当绕组按A-AC-C-CB-B-BA-A…顺序通电时步进电机反转。因此可以通过PLC输出的方向控制信号改变硬件环行分配器的输出顺序来实现，或经编程改变输出脉冲的顺序来改变步进电机绕组的通电顺序实现。 4 PLC的软件控制逻辑 由滑台的PLC控制方法可知，应使步进电机的输入脉冲数和脉冲频率受到相应的控制。因此在控制软件上设置一个脉冲数和脉冲频率可控的脉冲信号发生器；对于频率较低的控制脉冲，可以利用PLC中的定时器构成，如图2所示。脉冲频率可以通过定时器的定时常数控制脉冲周期，脉冲数控制则可以设置一脉冲计数器C10。当脉冲数达到设定值时，计数器C10动作切断脉冲发生器回路，使其停止工作。伺服机构的步进电机无脉冲输入时便停止运转，伺服执行机构定位。当伺服执行机构的位移速度要求较高时，可以用PLC中的高速脉冲发生器。不同的PLC其高速脉冲的频率可达4000~6000Hz。对于自动线上的一般伺服机构，其速度可以得到充分满足。 图2 5 伺服控制、驱动及接口 5.1 步进电机控制系统的组成 步进电机的控制系统由可编程控制器、环行脉冲分配器和步进电机功率驱动器组成，其结构见图1。 控制系统中PLC用来产生控制脉冲；通过PLC编程输出一定数量的方波脉冲，控制步进电机的转角进而控制伺服机构的进给量；同时通过编程控制脉冲频率——既伺服机构的进给速度；环行脉冲分配器将可编程控制器输出的控制脉冲按步进电机的通电顺序分配到相应的绕组。PLC控制的步进电机可以采用软件环行分配器，也可以采用如图1所示的硬件环行分配器。采用软环占用的PLC资源较多，特别是步进电机绕组相数M>4时，对于大型生产线应该予以充分考虑。采用硬件环行分配器，虽然硬件结构稍微复杂些，但可以节省占用PLC的I/O口点数，目前市场有多种芯片可以选用。步进电机功率驱动器将PLC输出的控制脉冲放大到几十~上百伏特、几安~十几安的驱动能力。一般PLC的输出接口具有一定的驱动能力，而通常的晶体管直流输出接口的负载能力仅为十几~几十伏特、几十~几百毫安。但对于功率步进电机则要求几十~上百伏特、几安~十几安的驱动能力，因此应该采用驱动器对输出脉冲进行放大。 5.2 可编程控制器的接口 如伺服机构采用硬件环行分配器，则占用PLC的I/O口点数少于5点，一般仅为3点。其中I口占用一点，作为启动控制信号；O口占用2点，一点作为PLC的脉冲输出接口，接至伺服系统硬环的时钟脉冲输入端，另一点作为步进电机转向控制信号，接至硬环的相序分配控制端，如图3所示；伺服系统采用软件环行分配器时，其接口如图4。 6 应用实例与结论 将PLC控制的开环伺服机构用于某大型生产线的数控滑台，每个滑台仅占用4个I/O接口，节省了CNC控制系统，其脉冲当量为0.01~0.05mm,进给速度为Vf=3~15m/min,完全满足工艺要求和加工精度要求。