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更新时间：2024-05-08 07:10:00

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详细介绍

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西门子变频器SINAMICS G120的效率优化功能介绍如下：

　　1. 效率优化功能

　　西门子变频器SINAMICS G120的效率优化是在矢量控制中负载较轻时，为了提高电机效率，降低电机励磁损耗而采取的弱磁控制。可以降低电机损耗，减少电机噪声。效率优化适用于变转矩负载或轻载应用，与V/F控制中的ECO功能类似，目的均为降低电机磁通，提高电机效率;
　　2. 参数设置
　　西门子变频器SINAMICS G120的效率优化功能通过设置参数来实现，P1570，即磁通设定值;P1580，即效率优化。
　　3. 效率功能优化特点
　　西门子变频器SINAMICS G120的效率优化可以降低负载范围内的电机损耗，减少电机发车的噪音。它是一种主动弱磁的手段，用来达到节能的效果。只有在动态响应要求较低的应用中，才使用该功能。优化后的磁通量会与弱磁控制器输出的磁通量比较，较小的值起作用。效率优化功能会对弱磁产生影响，延长进入恒功率段的时间。

根据被控对象的功能要求，进一步确定系统的硬件构成。选择合适的输入设备（按键、操作开关、限位开关、传感器等）、输出设备（继电器、接触器、信号指示灯等执行机构）、输出设备启动的被控对象（电磁阀、电机等）。根据被控对象对PLC的动作要求和I/O设备所需点数选择合适的PLC。选择时，应考虑PLC的内存容量、I/O模块和电源模块，如果需要网络支持还应该考虑网络通信系统。

1、数字量

在时间上和数量上都是离散的物理量称为数字量。把表示数字量的信号叫数字信号。把工作在数字信号下的电子电路叫数字电路。

例如：

用电子电路记录从自动生产线上输出的零件数目时，每送出一个零件便给电子电路一个信号，使之记1，而平时没有零件送出时加给电子电路的信号是0，所在为记数。可见，零件数目这个信号无论在时间上还是在数量上都是不连续的，因此他是一个数字信号。小的数量单位就是1个。

2、模拟量

在时间上或数值上都是连续的物理量称为模拟量。把表示模拟量的信号叫模拟信号。把工作在模拟信号下的电子电路叫模拟电路。

例如：

热电偶在工作时输出的电压信号就属于模拟信号，因为在任何情况下被测温度都不可能发生突跳，所以测得的电压信号无论在时间上还是在数量上都是连续的。而且，这个电压信号在连续变化过程中的任何一个取值都是具体的物理意义，即表示一个相应的温度。

3．分配I/O点，绘制I/O连接图

将所要控制的设备或系统的输入/输出信号进行赋值，与PLC的输入/输出编号相对应，并画出I/O分配表或I/O连线图。

4．设计应用程序

包括设计控制系统流程图、梯形图或语句表。控制程序是整个控制系统的核心，是保证系统正常工作的关键。应认真选择编程方案。当控制系统复杂时，可将其分成多个相对独立的子任务，后将各子任务的程序合理地连接在一起。控制程序的设计必须经过反复调试、修改，直到能够满足要求为止。

5．设计控制平台、电气柜

画出电气控制主回路电气图；在设计主回路时要全面考虑各种保护和联锁等问题；在控制柜布置和敷线时，应采用抑制各种干扰信号的措施，同时注意防尘、防静电、防雷电等问题。

6．进行软件测试以及系统整体调试

程序输入PLC后，在将PLC连接到现场设备上去之前，应*行软件测试工作，以排除程序中的错误，同时也为整体调试打好基础，缩短整体测试的周期。

7．系统联机调试

在PLC软硬件设计和控制柜现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试。如果控制系统是由几个部分组成，则应先部调试，然后再进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可*行分段调试，然后再连接起来总调，直至调试成功为止。

8．编程控制系统技术文件

包括说明书、电气原理图、电气布置图、元件明细表、流程图或语句表以及必要的文字说明等。

西门子数控系统 ,西门子电源模块 ,西门子电缆 ,西门子接头<连接器》, 西门子网卡

西门子编程软件 ,西门子工控机

触摸屏是人机界面的一种，但是有区别的
人机界面（Human-Computer Interface,简写HCI，又称用户界面或使用者界面）：是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，是计算机系统的重要组成部分。它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。

人机交互（Human-Computer Interaction, 简写HCI）：是研究关于设计、评价和实现供人们使用的交互计算系统以及有关这些现象进行研究的科学。

人机交互与人机界面是两个有着紧密联系而又不尽相同的概念。

答案
在人和机器的互动过程（Human Machine Interaction）中，有一个层面，即我们所说的界面（interface）。从心理学意义来分，界面可分为感觉（视觉、触觉、听觉等）和情感两个层次。用户界面设计是屏幕产品的重要组成部分。界面设计是一个复杂的有不同学科参与的工程，认知心理学、设计学、语言学等在此都扮演着重要的角色。用户界面设计的三大原则是：置界面于用户的控制之下；减少用户的记忆负担；保持界面的*性。

人机界面与人们常说的“触摸屏"有什么区别？从严格意义上来说，两者是有本质上的区别的。因为“触摸屏"仅是人机界面产品中可能用到的硬件部分，是一种替代鼠标及键盘部分功能，安装在显示屏前端的输入设备；而人机界面产品则是一种包含硬件和软件的人机交互设备。在工业中，人们常把具有触摸输入功能的人机界面产品称为“触摸屏"，但这是不科学的。触摸屏是人们对"带触摸功能人机界面"的通俗叫法! 真正的触摸屏是"可以用手触摸操作的一块透明玻璃"而已!可以用来替代鼠标. 修改人机界面相关知识，什么是人机界面人机界面（HMI）基本概念和问题一、人机界面（HMI）产品基本常识 1. 人机界面产品的定义

1.连接可编程序控制器（PLC）、变频器、直流调速器、仪表等工业控制设备，利用显示屏显示，通过输入单元（如触摸屏、键盘、鼠标等）写入工作参数或输入操作命令，实现人与机器信息交互的数字设备,由硬件和软件两部分组成。HMI为英文Human-Machine Interface的缩写。

2. 人机界面（HMI）产品的组成及工作原理人机界面产品由硬件和软件两部分组成，硬件部分包括处理器、显示单元、输入单元、通讯接口、数据存贮单元等，其中处理器的性能决定了HMI产品的性能高低，是HMI的核心单元。根据HMI的产品等级不同，处理器可分别选用8位、16位、32位的处理器。HMI软件一般分为两部分，即运行于HMI硬件中的系统软件和运行于PC机Windows操作系统下的画面组态软件（如JB－HMI画面组态软件）。使用者都必须先使用HMI的画面组态软件制作“工程文件"，再通过PC机和HMI 产品的串行通讯口，把编制好的“工程文件"下载到HMI的处理器中运行。图1 人机界面硬件构成图2 人机界面软件构成

确认了计算机IP地址与面板IP地址在同一网段后，使用 DOS的 Ping 命令确定计算机与面板的物理链路是否正常。点击计算机的 “开始菜单à运行"或点击键盘上的 “Windows键+R键" ，在弹出的 “运行" 窗口中输入cmd 然后点击确定，如下图。

在弹出的 MS- DOS 窗口中输入 “ping 面板IP地址"（ping和IP地址之间有空格），看到丢失（lost）后的数字为 0 时，说明物理链路正常，如下图，如果丢失（lost）后的数字不等于0，那么需要重新检查两台设备的IP地址是否在同一网段，并且更换其他网线重新执行ping命令直到丢失（lost）后的数值为0时才可进行下一步。

确认物理链路正常后，打开计算机的控制面板，将右上角的查看方式改为大图标，然后找到 “设置PG/PC 接口"或“Set

PLC存在I/O响应延迟问题,尤其在快速响应设备中应加以注意,四,输出有继电器型,晶体管型(高速输出时宜选用),输出可直接带轻负载(LED指示灯等);五,输入/断开的时间要大于PLC扫描时间;六,PLC输出电路中没有保护。

数据是不会丢失的,但用户实际使用PLC的环境情况不尽相同,例如电容的容量下降,RAM电源回路有灰尘,油泥等形成放电回路等,这会加快PLC断电后电容的放电速度,从而使时间不好把握,如果在带电的情况下更换电池就可保程序*。

那么二者之间就没有什么区别了,保养编辑设备定期测试,调整(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。

还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控,它适合中型或大型控制系统,西门子中型机有S7-300:处理速度0,8~1,2ms,存贮器2k,数字量1024点,模拟量128路,网络PROFIBUS,工业以太网,MPI

西门子6SE6430-2UD38-8FB0

普通PLC内部CPU数量有一个或者多个，但程序通常是进行一个处理，多个CPU的功能是把程序中的逻辑运算、算数运算、通讯功能等分担实现，也就是协作处理。

安全PLC内部CPU数量至少两个或者多个，两个CPU的功能是：分别对同一个程序各执行一次，然后把记过放在一起比较，如果结果一直，就会进行输出，如果不*，则选择安全的结果输出（通常意义上的不输出或者停机）

因此只有具备冗余设计的CPU才能称之为安全PLC。

当I/O模块选妥后，依据所规划之I/O点使用情形，由PLC的CPU系统自动设定I/O地址，或由使用者自定I/O模块的地址。

（3）梯形图程序的编写与系统配线

在确定好实际的I/O地址之后，依据系统需求的功能，开始着手梯形图程序的编写。同时，I/O之地址已设定妥当，故系统之配线亦可着手进行。

（4）梯形图程序的仿真与修改

在梯形图程序撰写完成后，将程序写入PLC，便可先行在PC与OpenPLC系统做在线连接，以执行在线仿真作业。倘若程序执行功能有误，则必须进行除错，并修改梯形图程序。

（5）系统试车与实际运转

在线上程序仿真作业下，若梯形图程序执行功能正确无误，且系统配线亦完成后，便可使系统纳入实际运转，项目计划亦告完成。

（6）程序注释和归档

为确保日后维修的便利，要将试车无误可供实际运转的梯形图程序做批注，并加以整理归档，方能缩短日后维修与查阅程序之时间。这是职业工程师的良好习惯，无论对今后自己进行维护，或者移交用户，这都会带来的便利，而且是你的职业水准的一个体现。

以上工作中，复杂的系统规划可能需要几天甚至更长的时间，但一个简单的系统规划在一个具有良好的职业习惯的编程工程师手中，可能只需要几个小时。

这里要强调一个问题，是十分简单但却几乎每个项目都会发生的，那就是对PLC的接线。这往往是经验不足的工程师常常忽略的一个问题。其实，现场调试大部分的问题和工作量都是在接线方面。有经验的工程师首先应当检查现场的接线。通常，如果现场接线是由用户或者其它的施工人员完成的，则通过看其接线图和接线的外观，就可以对接线的质量有个大致的判断。然后要对所有的接线进行一次完整而认真的检查。现场由于接线错误而导致PLC被烧坏的情况屡次发生，在进行真正的调试之前，一定要认真地检查。即便接线不是你的工作，检查接线也是你的义务和责任，而且，可以省去你后面大量的时间。

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PLC现场安装的注意事项的安装步骤

到了现场后，进行系统安装前，需要考虑安装环境是否满足PLC的使用环境要求，这一点可以参考各类产品的使用手册。但无论什么PLC，不都能装设在下列场所：含有腐蚀性气体之场所，阳光直接照射到的地方，温度上下值在短时间内变化急遽的地方，油、水、化学物质容易侵入的地方，有大量灰尘的地方，振动大且会造成安装件移位的地方。

如果必须要在上面的环境使用，则要为PLC制作合适的控制箱，采用规范和必要的防护措施。如果需要在野外极低温度下使用，可以使用有加热功能的控制箱。如何做这些防护箱或控制箱，各制造商和和资格的系统集成商将会为客户提供相应的供应和设计。

在使用控制箱时，在控制箱内OpenPLC安装的位置要注意如下事项：控制箱内空气流通是否顺畅（各装置间须保持适当的距离），变压器、马达控制器、变频器等是否与PLC保持适当距离，动力线与信号控制线是否分离配置，组件装设之位置是否利于日后之检修，是否需预留空间，供日后系统扩充使用。

除了上述注意事项之外，还有其它注意事项要留意。

首先比较重要的是静电的隔离。静电是无形的杀手，但可能因为不会对人造成生命危险，所以许多人常常忽视它。在中国的北方、干燥的场所，人体身上的静电都是造成静电损坏电子组件的因素。虽然你被静电打到的话，只不过是轻微的酥麻，但这对PLC和其它任何电子器件就足以致命了。

除此之外，安全PLC中的CPU的检测具有时钟检测，监视时钟，序列检查，存储器检查。

时钟测量:在处理器电路中，有两个不同的振荡器交叉检查它们的行为，每个处理器使用一个时钟检查另外一个是否运行。如果在一个确定的周期里，检测到对方没有运行，CPU就会进入安全状态。固件每秒钟会检查两个振荡器的精度。

监视时钟：一个硬件和一个固件的监视时钟检查PLC的活动和执行用户逻辑的执行时间。这和常规的PLC系统是相同的。

序列检查：序列检查监视CPU操作系统不同部分的执行。

存储器检查：所有静态存储器区，包括Flash存储器和RAM，使用循环冗余码（CRC）进行检测，并且双码执行。动态存储器区由双码执行保护，周期性进行检测。在冷启动时，这些检测重新进行初始化。

从上面的分析可以看出，安全PLC的诊断和检测比常规的PLC的检测要多很多，所以相对来说，硬件和软件的设计更复杂。当然，检测和诊断的范围也更广范，更细致。

2.相异

安全PLC通常都有两个处理器，通常处理器是由两个不同厂家进行的提供，比如一个摩托罗拉，一个因特尔，同时进行解码和执行。这种差异性提供了失效检测的下列优点：

1.两个可执行码独自生成，编译的差异性使得在代码生成时，容易检测系统失效。

2.两个生成码由不同的处理器执行，因此，CPU能够在代码执行时，检测出系统失效和PLC的随机失效。

3.两个独立的存储器区用于两个处理器，因此，CPU能够检测出RAM的随机失效，而这在每个扫描周期的全部RAM检查时测不出来。

3.自检测

安全PLC的自检测体现在方方面面，包含CPU处理的自检测，电源监视的自检测，安全输入输出点的电路板状况自检测

功率模块 PM230
功率部件的选择取决于功率需求和具体应用。

• 集成 A 级滤波器的 PM230，防护等级 Schutzart IP55/UL Type12，0.37 kW ~ 90 kW
• 集成 B 级滤波器的 PM230，防护等级 Schutzart IP55/UL Type12，0.37 kW ~ 90 kW
该模块采用了更*的 IGBT 技术和脉宽调制功能，从而确保可靠而又灵活的电机运行。丰富的保护功能为功率模块和电机提供了高度保护。
功率单元 PM230 只会产生很小的电源谐波失真和表观功率损耗。除了具备能源方面的优势外，该组件还有助于环境保护。

根据信号与系统的理论，数字阶梯状信号可以看作理想冲激采样信号和矩形脉冲信号的卷积，那么由卷积定理，数字信号的频谱就是冲激采样信号的频谱与矩形脉冲频谱（即Sa函数）的乘积。这样，用Sa函数的倒数作为频谱特性补偿，由数字信号便可恢复为采样信号。由采样定理，采样信号的频谱经理想低通滤波便得到原来模拟信号的频谱

在了解了程序结构和编程方法的基础上，就要实际地编写PLC程序了。编写PLC程序和编写其他计算机程序一样，都需要经历如下过程。

1．对系统任务分块

分块的目的就是把一个复杂的工程，分解成多个比较简单的小任务。这样就把一个复杂的问题化为多个简单的小问题，便于编制程序。

2．编制控制系统的逻辑关系图

从逻辑关系图上，可以反映出某一逻辑关系的结果，这一结果又应该导出哪些动作。这个逻辑关系可以是以各个控制活动顺序为基准，也可以是以整个活动的时间节拍为基准。逻辑关系图反映了控制过程中控制作用与被控对象的活动，也反映了输入与输出的关系。

3．绘制各种电路图

绘制各种电路的目的，是把系统的输入/输出所设计的地址和名称联系起来，这是很关键的一步。在绘制PLC输入电路时不仅要考虑到信号的连接点是否与命名*，还要考虑到输入端的电压和电流是否合适，也要考虑到在特殊条件下运行的可靠性与稳定条件等问题。特别要考虑到能否把高压引导到PLC的输入端，因为这样会对PLC造成比较大的伤害。在绘制PLC的输出电路时，不仅要考虑到输出信号的连接点是否与命名*，还要考虑到PLC输出模块的带负载能力和耐电压能力。此外，还要考虑到电源的输出功率和极性问题。在整个电路的绘制中，还要考虑设计的原则，努力提高其稳定性和可靠性。虽然用PLC进行控制方便、灵活，但是在电路的设计上仍需要谨慎、全面。因此，在绘制电路时要考虑周全，何处该装按钮，何处该装开关，都要一丝不苟。

4．编制PLC程序并进行模拟调试

在绘制完电路图之后，就可以着手编制PLC程序了。当然可以用上述方法编程。在编程时，除了要注意程序要正确、可靠外，还要考虑程序要简捷、省时、便于阅读、便于修改。编好一个程序块要进行模拟实验，这样便于查找问题，便于及时修改，不要整个程序完成后一起调试。

5．制作控制台与控制柜

在绘制完电器、编完程序之后，就可以制作控制台和控制柜了。在时间紧迫的时候，这项工作也可以和编制程序并列进行。在制作控制台和控制柜的时候要注意选择开关、按钮、继电器等器件的质量，规格必须满足要求。设备的安装必须注意安全、可靠。比如，屏蔽问题、接地问题、高压隔离等必须妥善处理。

6．现场调试

现场调试是整个控制系统完成的重要环节。任何程序的设计很难说不经过现场调试就能使用的。只有通过现场调试才能发现控制回路和控制程序不能满足系统要求之处；只有通过现场调试才能发现控制电路和控制程序发生矛盾之处；只有进行现场调试才能后实地测试和后调整控制电路和控制程序，以适应控制系统的要求。

7．编写技术文件

经过现场调试以后，控制电路和控制程序基本被确定了，这个系统的硬件和软件基本没有问题了。这时就要全面整理技术文件，包括整理电路图、PLC程序、使用说明及帮助文件。到此，工作基本结束。

---安全扭矩断开（STO）

---安全停机1（SS1，时间和加速控制）

---安全停机2（SS2）

---安全运行停止（SOS）

---安全限速（SLS）

---安全速度监控（SSM）

---安全方向（SDI）

集成安全功能的控制方式：

PROFIsafe安全协议控制单元或功率单元上的端子TM54F基本功能是是否扩展功能是否是

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集成安全功能的介绍，请参见产品目录D21.3.CN.2012第2/6 – 2/9页：
http://www.ad.siemens.com.cn/download/docMessage.aspx?Id=4149

详细使用请参见手册《Safety Integrated 功能手册》：

捕捉再启动

此功能将电机模块自行切换到一个正在旋转的电机上。例如在设备故障恢复后，此时电机仍然在旋转（通常大转动惯量），通过该功能可以自动搜索当前转速，并从该值起加速到zui终的转速设定值，从而防止发生过流的情况。此功能可在带/无编码器运行中激活。捕捉再启动的顺序为：

1.通过参数 p1200 激活“捕捉重启"；

p1200捕捉再启动的方式0未激活(默认值)1总是有效（在设定值方向启动）2在接通/ 故障/OFF2 后有效（在设定值方向启动）3在故障/OFF2 后有效（在设定值方向启动）4总是有效（仅在设定值方向启动）5在接通/ 故障/OFF2 后有效（在设定值方向启动）6在故障/OFF2 后有效（仅在设定值方向启动）

2.如果使用的是异步电机，必须在查找电机前经历一段去磁时间。在无编码器运行中，首先搜索当前转速。搜索从zui大转速 + 25% 的转速开始。在带编码器运行中，即实测转速实际值，会省略搜索这一过程。

3.使用异步电机时，确定转速后会立即首*行励磁(p0346)。

4.斜坡功能发生器中的当前转速设定值被设为当前的转速实际值。