西門子6SE6420-2UD15-5AA1

 主要特征：
· 200V-240V ±10%，單相/三相，交流，0.12kW-45kW；
· 380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-250kW；
· 矢量控制方式，可構(gòu)成閉環(huán)矢量控制，閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制；
· 高過(guò)載能力，內(nèi)置制動(dòng)單元； 三組參數(shù)切換功能。
控制功能：
· 線性v/f控制，平方v/f控制，可編程多點(diǎn)設(shè)定v/f控制，磁通電流控制免測(cè)速矢量控制，閉環(huán)矢量控制，閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制，節(jié)能控制模式；
· 標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試軟件；
· 數(shù)字量輸入6個(gè)，模擬量輸入2個(gè)，模擬量輸出2個(gè)，繼電器輸出3個(gè)；
· 獨(dú)立I/O端子板，方便維護(hù)；
· 采用BiCo技術(shù)，實(shí)現(xiàn)I/O端口自由連接；
· 內(nèi)置PID控制器，參數(shù)自整定；
· 集成RS485通訊接口，可選PROFIBUS-DP/Device-Net通訊模塊；
· 具有15個(gè)固定頻率，4個(gè)跳轉(zhuǎn)頻率，可編程；
· 可實(shí)現(xiàn)主/從控制及力矩控制方式；
· 在電源消失或故障時(shí)具有"自動(dòng)再起動(dòng)"功能；
· 靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器，帶有起始段和結(jié)束段的平滑特性；
· 快速電流限制（FCL），防止運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘；
· 有直流制動(dòng)和復(fù)合制動(dòng)方式提高制動(dòng)性能。
保護(hù)功能：
· 過(guò)載能力為200％額定負(fù)載電流，持續(xù)時(shí)間3秒和150％額定負(fù)載電流，持續(xù)時(shí)間60秒；
· 過(guò)電壓、欠電壓保護(hù)；
· 變頻器、電機(jī)過(guò)熱保護(hù)；
· 接地故障保護(hù)，短路保護(hù)；
· 閉鎖電機(jī)保護(hù)，防止失速保護(hù)； 采用PIN編號(hào)實(shí)現(xiàn)參數(shù)連鎖。

 1．西門子變頻器的結(jié)構(gòu)及各部分的功能。 整流部分：主要是把三相交流電整成直流； 
直流回路部分：對(duì)整流部分出來(lái)的直流電壓進(jìn)行穩(wěn)壓和濾波 逆變部分：將直流回路的電壓逆變成可調(diào)頻的三相交流電  
2．在變頻器內(nèi)部有的電路板，分別起的作用   CUVC控制板：控制功能及參數(shù)設(shè)定 
  電源板：24V控制電源的提供，直流母線的采集 
  IVI背板：電流互感器，變頻器測(cè)溫線，與觸發(fā)板進(jìn)行通訊   整流單元觸發(fā)板：觸發(fā)晶閘管，將三相交流電整流成直流   IGBT觸發(fā)板：觸發(fā)IGBT，將直流電轉(zhuǎn)換為交流電  
3．西門子變頻器CUVC控制板上的端子功能 
4個(gè)可以作為輸入或輸出的IO端子（3.4.5.6）， 3個(gè)只能作為輸入的IO端子（7.8.9）。 兩個(gè)模擬輸入口（15.16和17.18），兩個(gè)模擬輸出口（19.20和21.22）  
4. 西門子變頻器中如何使其運(yùn)行在40HZ？ 
A．由面板直接給定40HZ 
B．由參數(shù)給固定頻率，比如將P443=45，將P405=40HZ 
C．由模擬信號(hào)給定，比如為模擬通道1給定，設(shè)置P632.1=4（4—20MA），在模擬通道中輸入16.8MA的電流值。  
5.在西門子變頻器參數(shù)中，控制字和狀態(tài)字的意思， 
并介紹以下參數(shù)的意思：P330、P443、P590、P571和P572、P578和P579。 控制字為變頻器的輸入型號(hào)，用來(lái)控制變頻器的啟動(dòng)，停止，快停，方向，變頻器內(nèi)部的參數(shù)等， 
狀態(tài)字為變頻器的輸出信號(hào)，用來(lái)顯示變頻器的運(yùn)行狀態(tài)，如準(zhǔn)備信號(hào)，運(yùn)行反饋信號(hào)，故障反饋等 
P330：負(fù)載類型（0為線性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，1為拋物線特性，如風(fēng)機(jī)等） P443：為變頻器的速度給定源 
P590：用來(lái)選擇開(kāi)關(guān)量連接器的BICO參數(shù) 
P571和P572：用來(lái)選擇變頻器的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向。 P578和P579：用來(lái)選擇變頻器內(nèi)部的電機(jī)

 人機(jī)界面（Human Machine Interaction，簡(jiǎn)稱HMI），又稱用戶界面或使用者界面，是人與計(jì)算機(jī)之間傳遞、交換信息的媒介和對(duì)話接口，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分。是系統(tǒng)和用戶之間進(jìn)行交互和信息交換的媒介，它實(shí)現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。凡參與人機(jī)信息交流的領(lǐng)域都存在著人機(jī)界面。
人機(jī)界面是指人和機(jī)器在信息交換和功能上接觸或互相影響的領(lǐng)域或稱界面所說(shuō)人機(jī)結(jié)合面，
嵌入式人機(jī)界面
嵌入式人機(jī)界面
信息交換，功能接觸或互相影響，指人和機(jī)器的硬接觸和軟觸，此結(jié)合面不僅包括點(diǎn)線面的直接接觸，還包括遠(yuǎn)距離的信息傳遞與控制的作用空間。人機(jī)結(jié)合面是人機(jī)系統(tǒng)中的中心一環(huán)節(jié)，主要由安全工程學(xué)的分支學(xué)科安全人機(jī)工程學(xué)去研究和提出解決的依據(jù)，并過(guò)安全工程設(shè)備工程學(xué)，安全管理工程學(xué)以及安全系統(tǒng)工程學(xué)去研究具體的解決方法手段措施安全人機(jī)學(xué)。它實(shí)現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。凡參與人機(jī)信息交流的領(lǐng)域都存在著人機(jī)界面。大量運(yùn)用在工業(yè)與商業(yè)上，簡(jiǎn)單的區(qū)分為“輸入”（Input）與“輸出”（Output）兩種，輸入指的是由人來(lái)進(jìn)行機(jī)械或設(shè)備的操作，如把手、開(kāi)關(guān)、門、指令（命令）的下達(dá)或保養(yǎng)維護(hù)等，而輸出指的是由機(jī)械或設(shè)備發(fā)出來(lái)的通知，如故障、警告、操作說(shuō)明提示等，好的人機(jī)接口會(huì)幫助使用者更簡(jiǎn)單、更正確、更迅速的操作機(jī)械，也能使機(jī)械發(fā)揮大的效能并延長(zhǎng)使用壽命，而市面上所指的人機(jī)接口則多界狹義的指在軟件人性化的操作接口上。
特定行業(yè)的人機(jī)界面可能有特定的定義和分類，比如工業(yè)人機(jī)界面（Industrial Human-machine Interface或簡(jiǎn)稱Industrial HMI）。
人機(jī)交互：
人機(jī)交互、人機(jī)互動(dòng)（Human-Computer Interface，簡(jiǎn)寫HCI，又稱用戶界面或使用者界面）：是一門研究系統(tǒng)與用戶之間的互動(dòng)關(guān)系的學(xué)問(wèn)。系統(tǒng)可以是各種各樣的機(jī)器，也可以是計(jì)算機(jī)化的系統(tǒng)和軟件。人機(jī)交互界面通常是指用戶可見(jiàn)的部分。用戶通過(guò)人機(jī)交互界面與系統(tǒng)交流，并進(jìn)行操作。小如收音機(jī)的播放按鍵，大至飛機(jī)上的儀表板、或是發(fā)電廠的控制室。
人機(jī)交互（Human-Computer Interaction，簡(jiǎn)寫HCI）：是研究關(guān)于設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)和實(shí)現(xiàn)供人們使用的交互計(jì)算系統(tǒng)以及有關(guān)這些現(xiàn)象進(jìn)行研究的科學(xué)。
人機(jī)交互與人機(jī)界面是兩個(gè)有著緊密聯(lián)系而又不盡相同的概念。
人機(jī)交互與人機(jī)界面的關(guān)系：
人機(jī)交互是指人與機(jī)器的交互，本質(zhì)上是人與計(jì)算機(jī)的交互。或者從更廣泛的角度理解：人機(jī)交互是指人與含有計(jì)算機(jī)的機(jī)器的交互。具體來(lái)說(shuō)，人機(jī)交互用戶與含有計(jì)算機(jī)機(jī)器之間的雙向通信，以一定的符號(hào)

 西門子6SE6420-2UD15-5AA1

分布在兩條profibus網(wǎng)絡(luò)上。CPU上自帶的profibus-DP接口構(gòu)成 profibusⅠ線，CP 342-5接口模塊構(gòu)成profibusⅡ線。
    系統(tǒng)配置功能圖如圖所示:
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    系統(tǒng)中ET200S從站上采用的IM151-1接口模塊有兩種: 基本型和標(biāo)準(zhǔn)型，基本型的接口模塊所能掛接的電源管理模塊和I/O模塊個(gè)數(shù)范圍為2～12個(gè)，標(biāo)準(zhǔn)型的接口模塊其范圍為2～63個(gè)。所以當(dāng)從站I/O模塊較多時(shí)，宜選用標(biāo)準(zhǔn)型的接口模塊。接口模塊上帶有profibus地址設(shè)定撥碼開(kāi)關(guān)。
    系統(tǒng)中ET200eco從站中選用了8DI和16DI兩種模板，模板結(jié)構(gòu)緊湊，模板的供電采用7/8‘電源線，模板的通訊采用M12通訊接頭。接線靈活而快速，方便拔插。其接口模塊上帶有2個(gè)旋轉(zhuǎn)式編碼開(kāi)關(guān)用于profibus地址分配。
    網(wǎng)絡(luò)設(shè)備按照適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的程度，以及生產(chǎn)線的布局來(lái)考慮選用不同防護(hù)等級(jí)。控制箱中的模塊采用防護(hù)等級(jí)為20的ET200S I/O模塊，對(duì)應(yīng)每個(gè)控制箱的還有一個(gè)防護(hù)等級(jí)為67的ET200eco模塊，置于生產(chǎn)線滾輪下方，由于該模塊需要接觸到現(xiàn)場(chǎng)較為惡劣的生產(chǎn)環(huán)境，因此需要有防水防油防塵等功能。
    3 目標(biāo)控制系統(tǒng)
    3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線是一個(gè)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)順序裝配的流水線工藝過(guò)程。由于工藝的繁瑣性，工程的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)考慮采用分散控制和集中管理的分布式控制模式，采用以PLC為核心構(gòu)成的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，各獨(dú)立工位控制系統(tǒng)之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息、資源共享。該裝配線在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中較為關(guān)鍵，由于每個(gè)工位之間是流水線生產(chǎn)，因此每個(gè)環(huán)節(jié)的控制都必須具備高可靠性和一定的靈敏度，才能保證生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。從站中的每個(gè)ET200S站和其對(duì)應(yīng)的 ET200eco站共同構(gòu)成一個(gè)工位, ET200eco主要是采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)之用。ET200S站的模塊置于小型控制箱內(nèi), 對(duì)于工位的基本操作有兩種方式，就地控制箱手動(dòng)方式和就地自動(dòng)方式。由于每個(gè)控制工位的操作進(jìn)度不*，操作工可以按照裝配要求進(jìn)行手自動(dòng)切換。特殊情況下亦可通過(guò)手動(dòng)操作進(jìn)行工件位置的修正。
    安裝在各工位的分布式I/O模塊ET200S和ET200eco通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)元件和傳感器將系統(tǒng)主要的監(jiān)控參數(shù)（主要是開(kāi)關(guān)量）采集進(jìn)來(lái)，ET200S和ET200eco將現(xiàn)場(chǎng)模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為高精度的數(shù)據(jù)量，通過(guò)zui高速度可達(dá)12M的Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)將采集數(shù)據(jù)上傳到*控制器，控制器根據(jù)具體工藝要求進(jìn)行處理，再通過(guò)Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)將控制輸出下傳給ET200S，實(shí)現(xiàn)各工位的控制流程。 PROFIBUS是應(yīng)用zui廣泛的過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)。PROFIBUS有三種類型:FMS、DP和PA。PROFIBUS-FMS可用于通用自動(dòng)化;PROFIBUS-DP用于制造業(yè)自動(dòng)化;PROFIBUS-PA用于過(guò)程自動(dòng)化。使用PROFIBUS過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)可以使硬件、工程設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試和維修費(fèi)用節(jié)省40%以上。PROFIBUS-DP的技術(shù)性能使它可以應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化的一切領(lǐng)域，包括冶金、化工、環(huán)保、輕工、制藥等領(lǐng)域。除了安裝簡(jiǎn)單外，它有*的傳輸速率，可達(dá)12Mbits/s，通訊距離可達(dá)到1000米，如果加入中繼器可以將通訊距離延長(zhǎng)到數(shù)十公里，具有多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（總線型、星型、環(huán)型）可供選擇。在一個(gè)網(wǎng)段上zui多可連接Profibus-DP從站即ET200S或是ET200eco 32個(gè)。
    整個(gè)控制系統(tǒng)根據(jù)工藝劃分由轉(zhuǎn)臺(tái)、舉升臺(tái)、舉升轉(zhuǎn)移臺(tái)、翻轉(zhuǎn)機(jī)五種工位組成。各部分可獨(dú)立完成各自的控制任務(wù)，并通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)和上位監(jiān)控系統(tǒng)的連接，由上位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各部分的協(xié)調(diào)控制。

    裝配I線工程PLC控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)具有下列特點(diǎn):
（1）計(jì)算機(jī)集成自動(dòng)化過(guò)程控制系統(tǒng)，分布式、高可靠性、高穩(wěn)定性。
（2）從站作為相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)分散控制各個(gè)工位的運(yùn)行。
    3.2 系統(tǒng)控制要點(diǎn)
   （1）該系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)主站CPU下兩條profibus網(wǎng)絡(luò)所帶的從站有44個(gè)之多，在利用Simatic Manager編程軟件進(jìn)行硬件配置時(shí)，根據(jù)S7-300CPU中CPU31XC的地址分配的參數(shù)規(guī)范，對(duì)于數(shù)字量輸入輸出，其地址分配的參數(shù)范圍為0.0～127.7。因此在進(jìn)行硬件配置時(shí), S7～300CPU自帶的profibus-DP接口上的profibus I線上的模塊數(shù)字量I/O地址一般規(guī)定在0.0～127.7的范圍中,如有超出則采用間接尋址的方式來(lái)處理。profibus Ⅱ線上的模塊的數(shù)字量I/O地址無(wú)論處在哪個(gè)范圍中,都必須采用間接尋址方式。
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   （2）關(guān)于接觸器的硬件互鎖。對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)工位，轉(zhuǎn)臺(tái)有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩種工作狀態(tài)，因此轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)電機(jī)需要有一個(gè)負(fù)荷開(kāi)關(guān)和兩個(gè)接觸器一并來(lái)控制（而舉升電機(jī)一般只需要一個(gè)負(fù)荷開(kāi)關(guān)和對(duì)應(yīng)的一個(gè)接觸器即可進(jìn)行控制），接觸器分正轉(zhuǎn)接觸器和反轉(zhuǎn)接觸器，輸入端為380AV。正轉(zhuǎn)接觸器的三相電壓A、B、 C分別和反轉(zhuǎn)接觸器的C、B、A短接。如圖2所示，當(dāng)程序在執(zhí)行過(guò)程中，若存在某些漏洞使得正轉(zhuǎn)接觸器和反轉(zhuǎn)接觸器的輸出點(diǎn)同時(shí)置1時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)正轉(zhuǎn)接觸器和反轉(zhuǎn)接觸器各自的A相和C相短接，造成接觸器短路損壞，主電源開(kāi)關(guān)跳閘。為了避免這種事故的發(fā)生，首先保證程序中不能出現(xiàn)兩個(gè)接觸器同時(shí)置1的情況，其次即是采用接觸器上硬件互鎖，如圖2所示，點(diǎn)Q1、點(diǎn)Q2是輸出控制點(diǎn)，Q1兩端本應(yīng)接在正向接觸器的兩個(gè)輸入端子，同理， Q1兩端本應(yīng)接在正向接觸器的兩個(gè)輸入端子，但是改接成如圖所示。接觸器上有自帶的一個(gè)常開(kāi)點(diǎn)和一個(gè)常閉點(diǎn)，互鎖中只需用到常閉點(diǎn)，當(dāng)輸出點(diǎn)Q1閉合時(shí)，正向接觸器上常閉點(diǎn)隨之?dāng)嚅_(kāi)，則Q2輸出點(diǎn)兩端之間不可能形成回路，也就不會(huì)出現(xiàn)短路跳閘的事故。
   （3）該項(xiàng)目中涉及到的變量數(shù)目較多，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況隨時(shí)可能有更改，為了便于管理，采取S7程序界面和Wincc人機(jī)界面共用一套變量。這樣可以將建立變量的工作量減少一半，也將出錯(cuò)概率減少一半。先安裝step7軟件，之后自定義安裝Wincc軟件，將Wincc通訊組件安裝完整。然后在 step7軟件中插入OS站，可點(diǎn)擊右鍵打開(kāi)并編輯Wincc項(xiàng)目。在Wincc項(xiàng)目中需要引用變量的位置進(jìn)行變量選擇，出現(xiàn)變量選擇對(duì)話框，即可在 step7項(xiàng)目變量表中選擇需要的變量，從而保證人機(jī)界面和下位機(jī)所用變量的*性。
    3.3 系統(tǒng)控制功能
   （1）手自動(dòng)回路的切換
    在Wincc人機(jī)界面上可以很方便地知道每個(gè)工位的手自動(dòng)狀態(tài)，但是手自動(dòng)狀態(tài)的切換是在從站的控制箱面板上實(shí)現(xiàn)的。在自動(dòng)狀態(tài)下，工位的操作全由下位控制，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制機(jī)械的操作流程。在手動(dòng)狀態(tài)下，操作具有自保護(hù)功能，在某些機(jī)械操作動(dòng)作下通過(guò)軟件互鎖可杜絕相應(yīng)的危險(xiǎn)動(dòng)作的發(fā)生。
   （2）安全保護(hù)
    上位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)定了若干級(jí)操作密碼，管理員和操作員分別有自己的操作權(quán)限，且操作員在進(jìn)行操作時(shí)有必要的警告提示框和信息提示框出現(xiàn)。
   （3）查詢?cè)闯绦虼a
    當(dāng)上位機(jī)畫面顯示某個(gè)工位出現(xiàn)故障時(shí)，可從畫面直接點(diǎn)擊按鈕進(jìn)入相應(yīng)的下位機(jī)梯形圖程序界面，即可迅速查找出故障的根本原因，節(jié)省了維修時(shí)間。
   （4）故障報(bào)警和報(bào)表打印
    當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，報(bào)警框中會(huì)出現(xiàn)提示，并伴隨有聲音報(bào)警。操作員可根據(jù)需要打印與生產(chǎn)相關(guān)的報(bào)表信息。