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SINAMICS 存儲卡

可以使用 SD 卡來復制變頻器參數或執(zhí)行固件更新。 建議使用 SINAMICS SD 卡。

SINAMICS V20 變頻器，機座號 FSA、FSB、FSC 和 FSD

SINAMICS V20 - 經濟、可靠和易于使用的變頻器，適合普通應用

今天，由于機器設備制造領域中的應用日益增多，需要提供具體的自動化與驅動解決方案，以便無需滿足太高相關要求就能將簡單運動序列實現自動化。

SINAMICS V20 是西門子提供的具有基本性能的緊湊性變頻器，可針對此類應用提供簡單且經濟有效的驅動解決方案。 SINAMICS V20 調試迅速，易于操作，堅固耐用且經濟高效，從而在同類產品中獨樹一幟。

該變頻器有四種機座號，功率范圍為 0.12 kW ~ 15 kW（0.16 hp ~ 20 hp）。

將成本降到低

組態(tài)、調試和運行成本必須保持在盡可能低的水平。 使用 SINAMICS V20，您可以實現想要的目標。 為提高能效，該變頻器采用了一種控制技術，用來通過自動磁通降低來取得佳能效。 不僅如此，它還可顯示實際電能消耗量，并具有其它集成節(jié)能功能。 這樣就能夠大幅削減能耗。

S7-300

一般步驟

S7-300自動化系統(tǒng)采用模塊化設計。它擁有豐富的模塊，且這些模塊均可以獨立地組合使用。

一個系統(tǒng)包含下列組件：

• CPU：
  不同的 CPU 可用于不同的性能范圍，包括具有集成 I/O 和對應功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和點對點接口的 CPU。
• 用于數字量和模擬量輸入/輸出的信號模塊 (SM)。
• 用于連接總線和點對點連接的通信處理器 (CP)。
• 用于高速計數、定位（開環(huán)/閉環(huán)）及 PID 控制的功能模塊（FM）。

根據要求，也可使用下列模塊：

• 用于將 SIMATIC S7-300 連接到 120/230 V AC 電源的負載電源模塊(PS)。
• 接口模塊 (IM)，用于多層配置時連接中央控制器 (CC) 和擴展裝置 (EU)。
  通過分布式中央控制器 (CC) 和 3 個擴展裝置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多達 32 個模塊。所有模塊均在外殼中運行，并且無需風扇。
• SIPLUS 模塊可用于擴展的環(huán)境條件：
  適用于 -25 至 +60℃ 的溫度范圍及高濕度、結露以及有霧的環(huán)境條件。防直接日曬、雨淋或水濺，在防護等級為 IP20 機柜內使用時，可直接在汽車或室外建筑使用。不需要空氣調節(jié)的機柜和 IP65 外殼。

設計

簡單的結構使得 S7-300 使用靈活且易于維護：

• 安裝模塊：
  只需簡單地將模塊掛在安裝導軌上，轉動到位然后鎖緊螺釘。
• 集成的背板總線： 
  背板總線集成到模塊里。模塊通過總線連接器相連，總線連接器插在外殼的背面。
• 模塊采用機械編碼，更換極為容易：
  更換模塊時，必須擰下模塊的固定螺釘。按下閉鎖機構，可輕松拔下前連接器。前連接器上的編碼裝置防止將已接線的連接器錯插到其他的模塊上。
• 現場證明可靠的連接：
  對于信號模塊，可以使用螺釘型、彈簧型或絕緣刺破型前連接器。
• TOP 連接：
  為采用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子連接的 1 線 - 3 線連接系統(tǒng)提供預組裝接線另外還可直接在信號模塊上接線。
• 規(guī)定的安裝深度：
  所有的連接和連接器都在模塊上的凹槽內，并有前蓋保護。因此，所有模塊應有明確的安裝深度。
• 無插槽規(guī)則:
  信號模塊和通信處理器可以不受限制地以任何方式連接。系統(tǒng)可自行組態(tài)。

擴展

若用戶的自動化任務需要 8 個以上的 SM、FM 或 CP 模塊插槽時，則可對 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）進行擴展：

• 中央控制器和3個擴展機架多可連接32個模塊：
  總共可將 3 個擴展裝置（EU）連接到中央控制器（CC）。每個 CC/EU 可以連接八個模塊。
• 通過接口模板連接：
  每個 CC / EU 都有自己的接口模塊。在中央控制器上它總是被插在 CPU 旁邊的插槽中，并自動處理與擴展裝置的通信。
  • 通過 IM 365 擴展：
    1 個擴展裝置遠擴展距離為 1 米；電源電壓也通過擴展裝置提供。
  • 通過 IM 360/361 擴展：
    3 個擴展裝置， CC 與 EU 之間以及 EU 與 EU 之間的遠距離為 10m。
• 單獨安裝：
  對于單獨的 CC/EU，也能夠以更遠的距離安裝。兩個相鄰 CC/EU 或 EU/EU 之間的距離：長達 10m。
• 靈活的安裝選項：
  CC/EU 既可以水平安裝，也可以垂直安裝。這樣可以大限度滿足空間要求。

通信

S7-300 具有不同的通信接口：

• 連接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網總線系統(tǒng)的通信處理器。
• 用于點到點連接的通信處理器
• 多點接口 (MPI), 集成在 CPU 中；
  是一種經濟有效的方案，可以同時連接編程器/PC、人機界面系統(tǒng)和其它的 SIMATIC S7/C7 自動化系統(tǒng)。

PROFIBUS DP進行過程通信

SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS DP 主站/從站接口的 CPU,可構建一個高速的分布式自動化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。

從用戶的角度來看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

以下設備可作為主站連接：

• SIMATIC S7-300
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S7-400
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC C7 
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 C7 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，帶IM 308
• SIMATIC 505

出于性能原因，每條線路上連接的主站不得超過 2 個。

以下設備可作為從站連接：

• ET 200 分布式 I/O 設備
• S7-300，通過 CP 342-5
• CPU 313C-2 DP, CPU 314C-2 DP, CPU 314C-2 PN/DP, CPU 315-2 DP, CPU 315-2 PN/DP, CPU 317-2 DP, CPU 317-2 PN/DP and CPU 319-3 PN/DP
• C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP, C7-635, C7-636
• 現場設備

雖然帶有 STEP 7 的編程器/PC 或 OP 是總線上的主站，但是只使用 MPI 功能，另外通過 PROFIBUS DP 也可部分提供 OP 功能。

通過 PROFINET IO 進行過程通信

SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFINET 接口的 CPU 連接到 PROFINET IO 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS 接口的 CPU,可構建一個高速的分布式自動化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。

從用戶的角度來看，PROFINET IO 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

可將下列設備作為 IO 控制器進行連接：

• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC ET 200
  （使用配備 PROFINET 接口的 CPU）
• SIMATIC S7-400
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

可將下列設備作為 IO 設備進行連接：

• ET 200 分布式 I/O 設備
• ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• 現場設備

通過 AS-Interface 進行過程通信

S7-300 所配備的通信處理器 (CP 342-2) 適用于通過 AS-Interface 總線連接現場設備（AS-Interface 從站）。

更多信息，請參見通信處理器。

通過 CP 或集成接口（點對點）進行數據通信

通過 CP 340/CP 341 通信處理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口，可經濟有效地建立點到點連接。有三種物理傳輸介質支持不同的通信協(xié)議：

• 20 mA (TTY)（僅 CP 340/CP 341）
• RS 232C/V.24（僅 CP 340/CP 341）
• RS 422/RS 485

可以連接以下設備：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動化系統(tǒng)和其他公司的系統(tǒng)
• 打印機
• 機器人控制
• 掃描器，條碼閱讀器，等

特殊功能塊包括在通信功能手冊的供貨范圍之內。

使用多點接口 (MPI) 進行數據通信

MPI（多點接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于簡單的網絡任務。

• MPI 可以同時連接多個配有 STEP 7 的編程器/PC、HMI 系統(tǒng)（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。
• 全局數據：
  “全局數據通信”可以在聯(lián)網的 CPU 間周期性地進行數據交換。 一個 S7-300 CPU 可與多達 4 個數據包交換數據，每個數據包含有 22 字節(jié)數據，可同時有 16 個 CPU 參與數據交換（使用 STEP 7 V4.x）。 
  例如，可以允許一個 CPU 訪問另一個 CPU 的輸入/輸出。只可通過 MPI 接口進行全局數據通信。
• 內部通信總線(C-bus)：
  CPU 的 MPI 直接連接到 S7-300 的 C 總線。因此，可以通過 MPI 從編程器直接找到與 C 總線連接的 FM/CP 模塊的地址。
• 功能強大的通信技術：
  • 多達 32 個 MPI 節(jié)點。
  • 使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每個 CPU 有多個通信接口。
  • 使用編程器/PC、SIMATIC HMI 系統(tǒng)和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每個 CPU 有多個通信接口。
  • 數據傳輸速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
• 靈活的組態(tài)選項：
  可靠的組件用于建立 MPI 通信： PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的總線電纜、總線連接器和 RS 485 中繼器。使用這些組件，可以根據需求實現設計的調整。例如，任意兩個MPI節(jié)點之間多可以開啟10個中繼器，以橋接更大的距離。

通過 CP 進行數據通信

SIMATIC S7-300 通過 CP 342 和 CP 343 通信處理器可以連接到 PROFIBUS 和工業(yè)以太網總線系統(tǒng)。

可以連接以下設備：

• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
• 編程器
• PC 機
• SIMATIC HMI 人機界面系統(tǒng)
• 數控裝置
• 機器人控制
• 工業(yè)PC
• 驅動控制器
• 其它廠商設備

S7-300F

S7-300F 能夠以兩種 I/O 設計的方式運行：

• ET 200M 中的 I/O 設計：
  故障安全數字量/模擬量輸入和輸出模塊用于集中式或分布式應用（Cat.4/SIL3 只能與隔離模塊一起使用）
• ET 200S PROFIsafe 中的 I/O 設計：
  故障安全數字量輸入和輸出模塊可用于分布式應用

STARTER 調試工具操作簡便，可用于：

• 調試
• 故障診斷

此軟件可作為獨立 PC 應用軟件運行，也可作為與 TIA 兼容的程序集成在 SIMATIC STEP 7 中或集成到 SCOUT 工程組態(tài)系統(tǒng)中（適用于 SIMOTION）。其基本功能和操作在兩種情況下是相同的。

除 SINAMICS 變頻器外，STARTER 還支持 MICROMASTER 4 設備。

使用項目向導，可以將驅動系統(tǒng)添加到項目結構樹中。

面向解決方案的對話窗導航功能可以向初學者提供支持，同時，圖形化顯示功能可在設置驅動參數時幫助理解。

調試由向導功能進行引導，該向導可完成驅動系統(tǒng)中的所有基本設置。因此，作為驅動器組態(tài)過程的一部分，只需設置一些參數，便可啟動和運行電機。

所需的各個設置使用基于圖形的參數化界面，界面也可精確顯示驅動系統(tǒng)的運行原理。

可獨立設置的示例包括：

• 如何使用端子
• 總線接口
• 設定值通道（例如，固定設定值）
• 閉環(huán)轉速控制（例如，斜坡函數發(fā)生器、極限值等）
• BICO 互連
• 故障診斷

專家們可以使用專家列表明確、快速地隨時訪問單獨的參數。對常用參數的個別編輯可保存在專用的用戶列表和監(jiān)控表中。

此外，還有下列功能可用于：

• 控制器設置的自（取決于驅動設備）
• 設置和跟蹤記錄 ¹⁾
  用于記錄 2 × 8 個信號的功能
  • 測量光標功能
  • 大量觸發(fā)功能
  • 多個 Y 刻度
  • 當前控制器周期時鐘內的采樣時間

診斷功能提供以下信息：

• 控制/狀態(tài)字
• 參數狀態(tài)
• 運行條件
• 通信狀態(tài)

性能特點

• 操作方便：進行少量設置就可成功進行調試：電機開始運轉
• 面向解決方案的對話框用戶引導功能可使調試過程得以簡化
• 自功能可減少手動所用的時間

系統(tǒng)要求

必須滿足以下低系統(tǒng)要求：

• 硬件
  • 采用 Pentium III 處理器的編程器或 PC，處理器速度至少 1 GHz（建議 > 1 GHz）
  • 工作存儲器 2 GB（建議 4 GB）
  • 屏幕分辨率 1024×768 像素，16 位色深
  • 可用硬盤空間：小 5 GB
• 軟件
  • Microsoft Internet Explorer V6.0 或更高版本
  • 32 位操作系統(tǒng)：
    Microsoft Windows 7 Professional SP1
    Microsoft Windows 7 Ultimate SP1
    Microsoft Windows 7 Enterprise SP1（標準安裝）
  • 64 位操作系統(tǒng)：
    Microsoft Windows 7 Professional SP1
    Microsoft Windows 7 Ultimate SP1
    Microsoft Windows 7 Enterprise SP1（標準安裝）
    Microsoft Windows Server 2008 R2 SP1
    Microsoft Windows 10 Pro
    Microsoft Windows 10 Enterprise

支持的虛擬化平臺：

STARTER（V4.5 SP1 及更高版本）可安裝在虛擬機中。為此，請選擇可使用下面指定版本或較新版本的虛擬平臺：

• VMware vSphere Hypervisor (ESXi) 6.0
• VMware workstation 11
• VMware player Pro 7.0

使用以下來賓操作系統(tǒng)，可以在所選的虛擬化平臺中安裝 STARTER：

• Windows 7 Professional/Ultimate/ Enterprise (32/64 位)
• Windows 10 Professional/Enterprise (64 位)

¹⁾ 取決于驅動裝置不支持 MICROMASTER 4、SINAMICS G110、SINAMICS G120（固件版本 <V4.4）、SINAMICS G110D 和 SINAMICS G120D（固件版本 < V4.5）。

• 具有不同的性能等級，滿足不同的應用領域。
• 5種故障安全型CPU (CPU 315F-2 DP, CPU 315F-2 PN/DP, CPU 317F-2 DP, CPU 317F-2 PN/DP, CPU 319F-3 PN/DP)
• 4 個 CPU，也適用于 -25 °C 至 +60 °C 的寬環(huán)境溫度范圍 (SIPLUS)

可用于 S7-300 的其他故障安全 CPU：

• 分布式故障安全 CPU ET 200S（IM151-7F、IM151-8F）
• 故障安全軟控制器 WinAC RTX F

CPU 315F-2 DP 具有以下特點：

• 微處理器；
  處理器處理一條二進制指令的時間為 50 ns；處理每個浮點運算的時間為 0.45 μs。
• 存儲器：
  384 KB 高速 RAM，用于安全型程序段和標準程序段；如果執(zhí)行安全型程序段，則必須考慮增加的存儲器空間要求（5 倍以上）。 在 384 KB RAM 中，128KB 數據存儲器可用于標準應用。SIMATIC 微型存儲卡（大 8 MB）作為程序的裝載存儲器，還允許將項目（包括符號和注釋）存儲在 CPU 中。
• 靈活的擴展能力：
  多可以多達 32 個模塊，（4 層配置）
• MPI 多點接口：
  集成 MPI 接口多可以同時建立與 S7-300/400 或編程器、PC、操作員面板的 16 路連接。在這些連接中，始終分別為 編程器和操作員面板各保留一個連接。通過“全局數據通信”，MPI 可以用來建立多 16 個 CPU 組成的簡單網絡。
• PROFIBUS DP 接口： 
  帶有 PROFIBUS DP 主/從接口的 CPU 315F-2 DP 可以用來建立高速、易用的分布式自動化系統(tǒng)。 從用戶的角度，以處理集中式 I/O 的相同方式（相同的組態(tài)、編址和編程）處理分布式 I/O。
  通過集成式 PROFIBUS DP 接口，可以連接帶有故障安全 I/O 模塊的分布式 I/O。ET 200M 的故障安全型 I/O 模塊還可以安裝在安全型中央組態(tài)中。 
  基于 PROFIsafe 行規(guī)執(zhí)行 F-CPU 和故障安全型 I/O 模塊之間的安全通信。

• 具有集成技術/運動控制功能的 SIMATIC CPU
• 具有標準 CPU 315-2 PN/DP 的完整功能（CBA 除外）
• 用于系列機器、專用機器以及工廠中的跨領域自動化任務
• 理想用于同步運動，例如與虛擬/實際主設備的耦合、減速器同步、凸輪盤、路徑插補或印刷標記修正
• 具有不同運動學的三維路徑插補
• 位置和壓力控制液壓軸
• 在具有集中式和分布式 I/O 的生產線上作為集中式控制器使用
• 帶有集成 I/O，可實現高速技術功能（例如，凸輪切換、參考點采集）
• PROFIBUS DP (DRIVE) 接口，用來實現驅動部件的等時同步連接
• 用于 2 端口交換機的 PROFINET 接口
• PROFINETI/O控制器，用于在PROFINET上運行分布式I/O
• 控制任務和運動控制任務使用相同的 S7 用戶程序(無需其它編程語言即可實現運動控制)
• 需要“S7 technology”選件包（V4.2 SP3 及更高版本）

CPU 運行需要 SIMATIC 微型存儲卡 (8 MB)。

CPU 315-3 PN/DP 主要在需使用帶大容量存儲器的控制器并且需滿足很高處理速度以及運動控制要求的機器上使用，例如：

• 生產線/裝配線
• 紙箱裝配器
• 碼堆機
• 搬運系統(tǒng)
• 飛剪
• 罐裝設備
• 包裝設備
• 貼標機
• 輥道輸送系統(tǒng)
• 帶插補功能的 Portal

多可控制 8 根軸。 與精確的單軸定位相結合，該模塊主要適用于復雜的運動序列（如聯(lián)軸器），以形成一個虛擬或實際主站、齒輪傳動、凸輪以及印刷標記校正系統(tǒng)。

由于容量較高，因此 CPU 315T-3 PN/DP 適合使用 SIMATIC 工程工具，例如：

• 用SCL編程
• S7-GRAPH 加工步驟編程

框架規(guī)格 FSA 的電源濾波器

通過使用下面所示的 B 級進線濾波器，可使用不帶集成濾波器的 230 V SINAMICS V20 變頻器以及一根 5 m 屏蔽輸出電纜來實現 EN 61800-3 類別 C1。請注意，框架型號 FSB 和 FSC 的 230 V 濾波變頻器可在使用 25 m 屏蔽輸出電纜但不使用外部濾波器的情況下達到 EN 61800-3 類別 C2。

通過使用下面所示的 B 級進線濾波器，可使用帶或不帶集成濾波器的 400 V SINAMICS V20 變頻器以及一根 25 m 屏蔽輸出電纜來實現 EN 61800-3 類別 C2。

經濟實用 – 眾多集成功能可用來降低機器成本

集成的控制模式

SINAMICS V90 驅動器具有各種集成控制模式，滿足廣泛應用的要求：

• 脈沖串輸入位置控制模式 (PTI)
• 內部位置控制模式 (IPos)
• 速度控制模式
• 轉矩控制 
  

集成的定位功能

• 可以輸入位置、速度和加速度設定值
• 集成參考功能
• 前饋和反饋或者將用于選擇位置的數字量輸入進行組合
• 來自外部數字量輸入的定位步使能信號
• 及相對定位。

可使用 PLC 實現點到點定位，無需定位功能。

適用于所有框架規(guī)格的集成式制動電阻器

• 所有框架規(guī)格都集成有制動電阻器，用于耗散高速制動時的再生功率。
• 大多數應用無需使用額外制動電阻器就能實現。
  

集成抱閘開關

• 集成抱閘開關 – 如果使用帶有抱閘的電機，則可將抱閘直接連接到驅動器。
• 無需使用外部繼電器，就可連接抱閘。
  

的伺服性能 – 快速，平穩(wěn)，定位精確

自動調諧

自動控制回路參數?？梢栽谡{試系統(tǒng)時以及在運行中切換負載時使用此功能。這樣，廣泛應用中的機器設備就可以實現高動態(tài)性能和平穩(wěn)運行。

自動抑制機器共振

激活此功能后，變頻器會識別機械共振頻率并使用濾波器自動抑制這些頻率。運行期間的振動和噪音降低。
這樣就能確保機器具有較高動態(tài)響應，同時振動減小。

1 MHz 脈沖串設定值和 20 位編碼器分辨率

• 命令脈沖串輸入的工作頻率高達 1 MHz
• 值編碼器，20 位分辨率
• 定位精度高，轉速波紋低
  

的系統(tǒng)性能

在保持系統(tǒng)平穩(wěn)運行的同時，可實現快速加速和制動，確保較高的機器生產力。

• 變頻器和電機具有 300 % 過載能力
• 電機扭矩波動小
• 電機和變頻器完美相互協(xié)調

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