6GK7243-1EX01-0XE0功能介绍

在驱动单元中，每个模块都执行不同的任务

一个公共馈电模块从电网电源提供直流电路电压

一个驱动模块负责激活每台电机

每个驱动模块都由一个电源模块和一个闭环插入式单元组成

SINUMERIK 840 D 数控系统的数字控制单元 (NCU) 作为一个 50 mm 宽的模块集成到驱动单元中并在此获得电源

人机界面 (HMI) 
方便的人机界面服务已经集成在 S7-300 操作系统内。因此人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面 (hmi) 从 S7-300 中取得数据，S7-300 按用户的刷新速度传送这些数据。S7-300 操作系统自动地处理数据的传送。 
·诊断功能 
CPU 的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件 (例如 ：超时，模块更换，等等)。 
·口令保护 
多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改。 
·操作方式选择开关 
操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式。这样就防止非法删除或改写用户程序。

通讯

这是一个经济而有效的解决方案；方便用户的STEP7的用户界面提供了通讯组态功能，这使得组态非常容易、简单。

SIMATIC S7-300 具有多种不同的通讯接口：

·多种通讯处理器用来连接 AS-I 接口、和工业以太网总线系统 
·串行通讯处理器用来连接点到点的通讯系统 
·多点接口 (MPI) 集成在 CPU 中，用于同时连接编程器、PC 机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7 等自动化控制系统。 
CPU支持下列通讯类型： 
·过程通讯 
通过总线 (AS-I 或 PROFIBUS ) 对 I/O 模块周期寻址 (过程映象交换) 
·数据通讯 
在自动控制系统之间或人机界面 (HMI) 和几个自动控制系统之间，数据通讯会周期地进行或被用户程序或功能块调用。

结构

·DIN 标准导轨安装 
只需简单地将模块钩在 DIN 标准的安装导轨上，转动到位，然后用螺栓锁紧。 
·集成的背板总线 
背板总线集成在模块上，模块通过总线连接器相连，总线连接器插在机壳的背后。 
·更换模块简单并且不会弄错 
更换模块时，只需松开安装螺钉。很简单地拔下已经接线的前连接器。在连接器上的编码防止将已接线的连接器插到其他的模块上。 
·可靠的接线端子 
对于信号模块可以使用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子 
·TOP 连接 
采用一个带螺钉或夹紧连接的 1 至 3 线系统进行预接线。或者直接在信号模块上进行接线。 
·确定的安装深度 
所有的端子和连接器都在模块上的凹槽内，并有端盖保护，因此所有的模块都有相同的安装深度。 
·没有槽位的限制 
信号模块和通讯处理模块可以不受限制地插到任何一个槽上，系统自行组态。

是一种模块化的晶体管脉冲控制变频器

是一个用于多个轴及驱动器组合解决方案的紧凑式系统

可通过各种模块灵活适应特定应用

可通过其高性能模块适应每种电机

可通过模拟量或数字量设定点接口和多种闭环插入式单元来实现

是带有常见电网供电模块的系统

可在需要是进行扩展

SIMODRIVE 611 包括多个*的功能模块。电源连接是通过一排具有一定额定功率的馈电模块进行的，该电源连接可提供 600 V 直流电路电源以及电子电源。额定值符合电机规格的电源模块与 600 V 直流电路相连。闭环插入式单元随后使变频器模块形成一个采用数字或模拟技术的主轴模块或馈电模块。

可对驱动器进给轴、主轴驱动器和异步电机驱动器的类型进行组合以形成各个轴单元。

我们提供了全面的进给驱动器，转矩范围从 0.7 Nm 直至超过 145 Nm。对于主轴驱动器，SIMODRIVE 611 提供了 3.7 kW 至 100 kW 的连续额定功率。对于不带编码器的简单主轴驱动器（例如，木材加工机和高速磨床），SIMODRIVE 611 提供了闭环插入式单元，这种单元采用磁场定向闭环控制，适用于高达 60,000 转/分钟的转速

（2）切割机主要传动系统

● 切割机的行走：一台SIEMENS MICROMASTER 440型变频器拖动两台0.75kW电机，电机带热开关保护，每台电机带有一个电磁抱闸线圈，行程控制是由一个增量型编码器和行程限位开关组成。
● 切枪的行走驱动：每个切枪的行走是由一台SIEMENS MICROMASTER 440型变频器拖动1台0.3kW电机进行的，切枪行走的位置分别由两个增量型编码器和接近开关控制。
● 切割机的升降系统：切割车的升降是由一台变极调速电机（285/1375rpm 0.28/2.3kW）采用接触器正反转双绕组六抽头进行驱动的，行程控制是由限位开关组成的。

4 Profibus现场总线

4.1 现场总线的定义及特点

现场总线，按照国际电工委员会IEC/SC65C的定义，是指安装在制造或过程区域的现场装置之间、以及现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行和多点通讯的数据总线。以现场总线为基础而发展起来的全数字控制系统称作FCS。

现场总线作为连接控制系统中现场级装置和控制设备的双向数字通讯网络，与传统的DCS系统相比其优点是明显的：增强了现场信息的集成能力；抗能力增加、系统可靠性进步；安装便捷、可维护性好；具有开放性、互操纵性、互换性、可集成性；降低了工程本钱；具有IP67防护等级，可现场安装；能自动诊断故障部位。

4.2 Profibus总线

Profibus是一种国际化、开放式、不依靠于设备生产商的现场总线标准。广泛适用于制造业自动化．流程产业自动化和楼宇、交通电力等其他领域自动化。中心处理器（如PLC/PC）通过高速串行总线同分散的现场设备（如I/O、变频器、阀门）进行通讯，多数数据交换采用周期方式。PROFIBUS-DP 是用于现场设备级的高速数据传输，通讯介质采用屏蔽的双绞铜线电缆，共用一根导线对，通讯速率可选用9.6kbit～12Mbit/s，通讯间隔可达12km。PROFIBUS总线的通讯能力强，与变频器的通讯多可有10个字的通讯能力。

4.3 Profibus-DP的数据通讯格式

Profibus-DP总线方式答应在PLC和传动装置（变频器、运动控制器）之间进行快速的数据交换。对传动装置的存取总是按照主-从方式进行的，传动装置总是从站，且每个从站本身都有明确的地址。PROFIBUS周期性传输的报文结构如图3所示。

图3 Profibus-DP报文结构

4.4 Profibus-DP的用户数据

对于传动装置可用数据区被划分成2个数据区，它们以各自的报文进行数据传送。
（1）过程数据区（PZD）：控制字和设定值；或状态字和实际值。
（2）参数区（PKW）：用于读写参数，读出故障信息等。PKW和PZD共有五种结构形式即：PPO1、PPO2、PPO3、PPO4、PPO5，其传输的字节长度及结构形式各不相同。

根据自动化网络中传动装置的任务不同，在PLC和变频器通讯方式配置时要对PPO进行选择。MM440变频器仅支持PPO1、PPO3两种结构，在切割机系统中采用了PPO1型通讯报文（4PKW+2PZD），它的报文结构如图4所示，图4中符号的意义如下，PKW：参数标识符；PZD：过程数据；PKE：参数标识符；IND：索引；PWE：:参数值；STW：控制字；ZSW：状态字；HSW：主设定值；HIW：主实际值

西门子CPU模块6ES7516-3FN02-0AB0参数详细

1自由通讯方式

　　该方式通过串行数据传输指令RS来完成主站与从站之间的数据交换，可以实现无协议的自由通讯。许多接口设备如变频器、仪表等…若配备RS-485串行通讯，且该设备之通讯格式也有公开即可由PLC使用者以RS指令设计程序来传输PLC与接口设备之间数据。

　　3.2MODBUS通讯方式（GB/Z 19582）

　　MODBUS协议是目前上公开的标准串行通迅协议，也是中华人民共和国国家标准化指导性技术文件GB/Z 19582：基于Modbus协议的工业自动化网络规范。台达PLC通讯符合MODBUS协议，并且台达其它产品如变频器、温控仪、司服控制器等485通讯均符合MODBUS协议，对于符合MODBUS之通讯格式的产品，台达PLC提供了更加便利的通讯指令MODRD 、MODWR、MODRW来实现数据的读写，程序编写中不需关注传送的字符，校验码的转换等等，只需要确定通讯地址及写入读出的数据即可，不过在多指令读写时需要考虑通讯时序问题，避免通讯冲突。

　　3.3台达PLCzui有特色的通讯命令EASY LINK

　　基于MODBUS通讯协议，台达EP/EH系列PLC机型提供了更为方便快捷的通讯方式——EASYLINK。EASY LINK通讯是台达PLCzui有特色的通讯命令，可以提供主站与32个从站通讯，每个从站读写各100项数据的能力，且不需要复杂编程即可高速快捷的完成通讯控制，节省大量的编程时间。

　　综合比较上述三种通讯方式，自由通讯方式的编程zui为复杂，但它可以与非MODBUS协议的设备通讯，设备选择自由灵活不受限制；MODBUS通讯方式的编程则简单的多，且也具有一定的编程灵活性，如可优先与某个从站通讯；而EASY LINK通讯方式是针对符合MODBUS协议互连设备zui简单的通讯方式，几乎不需要编程即可完成，不需要考虑半双工通讯方式中通讯时序问题，只需要读出写入数据的寄存器和数据项数，启动LINK连接即可完成设备之间的数据通讯。因此对于符合MODBUS协议的设备建议采用LINK通讯方式。

为了保证变频器的运行，必须由经过认证合格的人员进行安装和调试，这些人员应*
按照本使用说明书中规定的警告进行操作。
¾ 要特别注意遵守关于在危险电压设备上工作的常规和地方性安装和导则(例如，
EN 50178)，而且要遵守有关正确使用工具和人身防护装置(PPE)的规定。
¾ 即使变频器不处于运行状态，其电源输入线、直流回路端子和电动机端子上仍然可能带有危
险电压。因此，断开开关以后还必须等待 5 分钟，保证变频器放电完毕，再开始安装工作。
¾ 变频器可以一个挨一个地并排安装，中间不需要空隙。当一台变频器安装在另一台变频器之
上时，必须保证不超过规定的条件。
无论如何，至少要留有下面规定的间隙：
♦ 框架尺寸为 A、B、C时 上部和下部：100 mm
♦ 框架尺寸为 D、E时 上部和下部：300 mm
♦ 框架尺寸为 F时 上部和下部：350 mm
♦ 框架尺寸为 FX和 GX时 上部：250 mm
下部：150 mm
前面：40 mm(FX)，50 mm(GX)
¾ 如果卸下了前面的盖板(仅指框架尺寸为 FX和 GX的 MM 440变频器)，风机的叶片便显
来。当风机正在转动时，存在着造身伤害的危险。
¾ IP20仅用于防直接，故总是将这些使用的部件置于保护柜内。
从运输托盘上卸下变频器(仅指框架尺寸为 FX 和 GX 的 MM 440 变频器)
运输中，是用两个铁质的固定卡件将变频器固定在运输托盘上。
警 告
注意，变频器的重心不在它的中部，因此，在起吊运输托盘时，设备有可能突然改变位置，并倒向
一侧。
1. 将吊车的起吊钢缆与变频器上的起吊环结牢(2个吊耳，见图 2-9和图 2-10)。
2. 将前盖板顶部的两个紧固螺栓卸下。
3. 拧松运输托盘上铁质固定卡件的螺栓，将变频器吊离运输托盘。
4. 在安装工作结束，并接线完毕以后，将前盖板的两个紧固螺栓固定在门的底部

一、MicroMaster420是全新一代模块化设计的多功能标准变频器。它友好的用户界面，让你的安装、操作和控制象玩游戏一样灵活方便。全新的IGBT技术、强大的通讯能力、**的控制性能、和高可靠性都让控制变成一种乐趣。 主要特征 

200V-240V ±10%，单相/三相，交流，0.12kW-5.5kW； 380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-11kW； 模块化结构设计，具有多的灵活性； 标准参数访问结构，操作方便。 控制功能 

线性v/f控制，平方v/f控制，可编程多点设定v/f控制； 磁通电流控制（FCC），可以改善动态响应特性； IGBT技术，数字微处理器控制； 

数字量输入3个，模拟量输入1个，模拟量输出1个，继电器输出1个； 集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP通讯模块/Device-Net模板； 具有7个固定频率，4个跳转频率，可编程； "捕捉再起动"功能； 

在电源消失或故障时具有"自动再起动"功能； 

灵活的斜坡函数发生器，带有起始段和结束段的平滑特性； 快速电流限制（FCL），防止运行中不应有的跳闸； 有直流制动和复合制动方式提高制动性能； 采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接。 保护功能 

过载能力为150％额定负载电流，持续时间60秒； 过电压、欠电压保护 变频器过温保护； 

接地故障保护，短路保护； I2t电动机过热保护； 

采用PTC通过数字端接入的电机过热保护； 采用PIN编号实现参数连锁； 

闭锁电机保护，防止失速保护。     

  二、MicroMaster430是全新一代标准变频器中的风机和泵类变转矩负载专家。功率范围7.5kW至250kW。它按照要求设计，并使用内部功能互联（BiCo）技术，具有高度可靠性和灵活性。控制软件可以实现功能：多泵切换、手动/自动切换、旁路功能、断带及缺水检测、节能运行方式等。 主要特征 

380V-480V±10%，三相，交流，7.5kW-250kW； 风机和泵类变转矩负载； 牢固的EMC（电磁兼容性）设计； 控制信号的快速响应； 控制功能 

线性v/f控制，并带有增强电机动态响应和控制特性的磁通电流控制（FCC），多点 v/f控制； 

内置PID控制器； 

快速电流限制，防止运行中不应有的跳闸； 

数字量输入6个，模拟量输入2个，模拟量输出2个，继电器输出3个； 具有15个固定频率，4个跳转频率，可编程； 采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接； 

集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP通讯模块； 灵活的斜坡函数发生器，可选平滑功能； 

三组参数切换功能：电机数据切换，命令数据切换； 风机和泵类功能： 多泵切换 旁路功能 

手动/自动切换 断带及缺水检测 节能方式 保护功能 

过载能力为140％额定负载电流，持续时间3秒和110％额定负载电流，持续时间60秒； 过电压、欠电压保护； 变频器过温保护； 

接地故障保护，短路保护； I2t电动机过热保护； PTC/KTY电机保护。 

  三、MicroMaster440是全新一代可以广泛应用的多功能标准变频器。它采用高性能的矢量控制技术，提供低速高转矩输出和良好的动态特性，同时具备*的过载能力，以满足广泛的应用场合。创新的BiCo（内部功能互联）功能有*的灵活性。 主要特征 

200V-240V ±10%，单相/三相，交流，0.12kW-45kW； 380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-250kW； 矢量控制方式，可构成闭环矢量控制，闭环转矩控制； 高过载能力，内置制动单元； 控制功能 

线性v/f控制，平方v/f控制，可编程多点设定v/f控制，磁通电流控制免测速矢量控制，闭环矢量控制，闭环转矩控制，节能控制模式； 标准参数结构，标准调试软件； 

数字量输入6个，模拟量输入2个，模拟量输出2个，继电器输出3个； 独立I/O端子板，方便维护； 

采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接； 内置PID控制器，参数自整定； 

集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP/Device-Net通讯模块； 具有15个固定频率，4个跳转频率，可编程； 可实现主/从控制及力矩控制方式

在电源消失或故障时具有"自动再起动"功能； 

灵活的斜坡函数发生器，带有起始段和结束段的平滑特性； 快速电流限制（FCL），防止运行中不应有的跳闸； 有直流制动和复合制动方式提高制动性能。 保护功能 

过载能力为200％额定负载电流，持续时间3秒和150％额定负载电流，持续时间60秒； 过电压、欠电压保护； 变频器、电机过热保护； 接地故障保护，短路保护； 闭锁电机保护，防止失速保护； 采用PIN编号实现参数连锁

实时数据库系统的设计

实时数据库是组态软件的核心，实时数据库能够及时准确地获取现场数据是整个工业控制系统正常工作的基本前提。实时数据库管理系统是事务调度中心，数据采集事务、图形显示事务、报警事务、历史存盘事务等都由实时数据库系统中的事务调度系统完成，从而达到监控的实时性、正确性和*性。
 

2.1实时数据库的存储策略

设计实时数据库系统时，考虑到时空矛盾，应该优先考虑系统的效率。实时数据库是组态软件的核心，应该根据组态软件对不同类型的数据所要求的响应速度以及数据量的大小来制定数据的存储策略。为此，我们采用传统的数据库系统、文件管理系统和内存缓冲区三者相结合的方法，利用多种存储介质来构建组态软件的实时数据库。

（1）对于需要*保存的非共享数据(如采样值的数模转换系数、控制组态值等)采用文件管理系统直接存取。

（2）对于数据量大而工控软件无特殊要求的共享数据(如操作者纪录等)，将其存放在外存数据库中。外存数据库采用Microsoft SQL Server数据库，由实时数据库提供的接口函数对它进行操作。

（3）对于每个采样周期都要更新的数据。这样，通过使用外存数据库(Microsoft SQL Server数据库)、文管系统和内存数据库(实时数据库)，既保证了数据的共享性、独立性、安全性、完整性，又节约了内存，保证了系统的响应速度。

在电源消失或故障时具有"自动再起动"功能； 

过载能力为150％额定负载电流，持续时间60秒； 过电压、欠电压保护 变频器过温保护； 

接地故障保护，短路保护； I2t电动机过热保护； 

采用PTC通过数字端接入的电机过热保护； 采用PIN编号实现参数连锁； 

闭锁电机保护，防止失速保护。     

线性v/f控制，并带有增强电机动态响应和控制特性的磁通电流控制（FCC），多点 v/f控制； 

内置PID控制器； 

快速电流限制，防止运行中不应有的跳闸； 

三组参数切换功能：电机数据切换，命令数据切换； 风机和泵类功能： 多泵切换 旁路功能 

手动/自动切换 断带及缺水检测 节能方式 保护功能 

接地故障保护，短路保护； I2t电动机过热保护； PTC/KTY电机保护。 

数字量输入6个，模拟量输入2个，模拟量输出2个，继电器输出3个； 独立I/O端子板，方便维护； 

采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接； 内置PID控制器，参数自整定； 

西门子CPU模块6ES7517-3FP00-0AB0参数详细

RUN 状态下的存储器要求

                为了保证整个下载操作中数据的一致性和基本操作正常，CPU 要求工作存储器中以及
                SIMATIC 存储卡上留有足够的可用空间。仅当创建新文件后，才会删除因 CPU 中加载软
                件更改而受到影响的文件。因此，SIMATIC 存储卡中所需的空闲存储空间约为，存储卡
                中待加载的所有程序对象所需的空间。

                如果 SIMATIC 存储卡中的存储空间不足，则在下载到 CPU 的操作过程中，STEP 7 中将
                显示以下消息：“存储卡存储空间不足，无法存储该数据量。"(There is insufficient
                memory on the memory card for this amount of data.)。

                在这种情况下，为了确保更改仍可加载到 CPU 中，建议采用以下一种/多种处理方式：

                ●  在 RUN 状态下下载

                  –  通过 Web 服务器，删除存储卡中不再需要的文件（如，csv 文件、面板备份等）。

                  –  好好在 RUN 状态下分多步下载大量更改，或在每次更改后执行下载。

 
                
                     说明

                     在 RUN-Redundant 系统状态下 RUN-Redundant 加载到 S7-1500R/H 冗余系统的
                     CPU
                     在执行写入功能之前，系统不会检查 CPU 的 SIMATIC 存储卡上是否有足够的可用
                     空间来执行此功能。写入功能是 PG/PC 的在线功能，例如加载/删除块和测试功
                     能，在 RUN-Redundant 系统状态下加载修改的用户程序。
                     如果 CPU 的 SIMATIC 存储卡存储空间不足：
                     •  受影响的 CPU 切换为 STOP 模式。
                        – 如果所选 CPU（目标加载 CPU）的 SIMATIC 存储卡存储空间不足，CPU
                          会切换为 STOP 模式。另一 CPU 通过之前的用户程序切换到 RUN 状态（冗
                          余系统 → RUN-Solo 系统状态）。
                        – 如果另一 CPU 的存储空间不足，CPU 会切换为 STOP 模式。所选 CPU
                          （（目标加载 CPU）通过修改过的用户程序切换到 RUN 状态（冗余系统 →
                          RUN-Solo 系统状态）。
                     •  ERROR LED 指示灯红色闪烁（临时错误）
                     •  对应的错误消息会输入到诊断缓冲区中。
                     如果之后另一 CPU 的 SIMATIC 存储卡可用存储空间不足，则此 CPU 仍保持 RUN
                     状态。CPU 会像标准 CPU 一样进行响应。

 若用户的自动化任务需要 8 个以上的 SM、FM 或 CP 模块插槽时，则可对 S7-300（除 CPU312
和 CPU 312C 外）进行扩展：
控制器和3个扩展机架多可连接32个模块：
总共可将 3 个扩展装置（EU）连接到控制器（CC）。每个 CC/EU可以连接八个模块。 通过
接口模板连接：每个 CC / EU 都有自己的接口模块。在控制器上它总是在 CPU 旁边的插
槽中，并自动处理与扩展装置的通信。 通过 IM 365 扩展：

1 个扩展装置远扩展距离为 1 米；电源电压也通过扩展装置提供。 通过 IM 360/361 扩展：
3 个扩展装置， CC 与 EU 之间以及 EU 与 EU 之间的远距离为 10m。 单独安装：
对于单独的 CC/EU，也能够以更远的距离安装。两个相邻 CC/EU 或 EU/EU 之间的距离：长达
10m。 灵活的安装选项：
CC/EU 既可以水平安装，也可以垂直安装。这样可以大限度空间要求。
通信
S7-300 具有不同的通信接口：
连接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网总线的通信处理器。 用于点到点
连接的通信处理器 多点接口 (MPI), 集成在 CPU 中；是一种经济有效的方案，可以同时连接编程器
/PC、人机界面和其它的 SIMATIC S7/C7自动化。
（1） 每半年或季度检查PLC柜中接线端子的连接情况，若发现松动的地方及时重新坚固连接；
（2） 对柜中给主机供电的电源每月重新测量工作电压；
设备定期清扫
（1） 每六个月或季度对PLC进行清扫，切断给PLC供电的电源把电源机架、CPU主板及输入/输出
板依次拆下，进行吹扫、清扫后再依次原位安装好，将全部连接恢复后送电并启动PLC主机。认真清
扫PLC箱内卫生；
（2） 每三个月更换电源机架下方过滤网；
检修前

1） 检修前好工具；
（2） 为保障元件的功能不出故障及模板不损坏，必须用保护装置及认真作防静电工作；
（3） 检修前与调度和操作工联系好，需挂检修牌处挂好检修牌；
设备拆装顺序及
（1） 停机检修，必须两个人以上监护操作；
（2） 把CPU前面板上的选择开关从“运行"转到“停"位置；
（3） 关闭PLC供电的总电源，然后关闭其它给模坂供电的电源；
（4） 把与电源架相连的电源线记清线号及连接位置后拆下，然后拆下电源机架与机柜相连的
螺丝，电源机架就可拆下；
（5） CPU主板及I/0板可在模板下方的螺丝后拆下；
（6） 安装时以相反顺序进行；
检修工艺及技术要求
（1） 测量电压时，要用数字电压表或精度为1%的表测量
（2）电源机架，CPU主板都只能在主电源切断时取下；
（3） 在RAM模块从CPU取下或CPU之前，要断开PC的电源，这样才能保证数据不混乱；
（4） 在取下RAM模块之前，检查一下模块电池是否正常工作，如果电池故障灯亮时取下模块RAM
（5） 输入/输出板取下前也应先关掉总电源，但如果生产需要时I/0板也可在可编程控制器运行时
取下，但CPU板上的QVZ（超时）灯亮；
（6） 拨插模板时，要格外小心，轻拿轻放，并运离产生静电的物品；
（7） 更换元件不得带电操作；
（8） 检修后模板安装一定要安插到位