西門子6FC5410-0AY03-0AA2上海盟疆自動化（shimu）優(yōu)勢產(chǎn)品; PLC 、屏、變頻器、電纜及通訊卡、數(shù)控、網(wǎng)絡(luò)接頭、伺服驅(qū)動、 凡在公司采購西門子產(chǎn)品，均可質(zhì)保
一年，假一罰十，以客戶的需求為宗旨 , 以誠為本 , 精益求精是專業(yè)從事西門子工業(yè)自動化產(chǎn)品銷售和集成的優(yōu)良企業(yè)。

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SINUMERIK 810DE CCU3 模塊版本 2 帶系統(tǒng)軟件（出口） 256 KByte NC 存儲器 （大擴(kuò)展容量為 2.5 MByte） PLC：96KB（大 288KB） 針對 PROFIBUS-DP 準(zhǔn)備就緒

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1    V90 概述
SINAMICS V90是西門子推出的一款小型、高效便捷的伺服系統(tǒng)。它作為 SINAMICS 驅(qū)動系列家族的新成員，與SIMOTICS S-1FL6 伺服電機(jī)*結(jié)合，組成優(yōu)秀的伺服驅(qū)動系統(tǒng)，實現(xiàn)位置控制、速度控制和扭矩控制。通過優(yōu)化的設(shè)計，SINAMICS V90 確保了的伺服控制性能，經(jīng)濟(jì)實用、穩(wěn)定可靠，能用于貼標(biāo)機(jī)、包裝機(jī)、壓邊機(jī)等等伺服控制系統(tǒng)。
2    進(jìn)線電壓及功率范圍
SINAMICS V90 200V系列：
伺服控制器進(jìn)線電壓為1/3 AC 200V～240V，功率范圍從0.1kW ～ 2kW，與低慣量的1FL6電機(jī)相匹配。低慣量1FL6電機(jī)有8個功率段，4種軸高，功率從0.05kW ～ 2kW，額定轉(zhuǎn)矩范圍0.16~6.37Nm。
SINAMICS V90 400V系列：
伺服控制器進(jìn)線電壓為380V～480V，功率范圍從0.4～7Kw，與高慣量的1FL6電機(jī)相匹配。高慣量1FL6電機(jī)有11 個功率段，3種軸高，功率從0.4kW ～ 7kW，額定轉(zhuǎn)矩范圍從1.27～33.4Nm。
SINAMICS V90伺服控制器與1FL6電機(jī)對應(yīng)關(guān)系如表1所示。
注意：必須嚴(yán)格按照圖2-1中的對應(yīng)關(guān)系選擇驅(qū)動器。如果驅(qū)動器和電機(jī)不匹配將無法使用。
 

 

表1 V90與1FL6對應(yīng)關(guān)系

ASi網(wǎng)絡(luò)系列產(chǎn)品做為西門子分布式傳感器層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，具有安裝簡易，維護(hù)方便，價格低廉等特點，同時，做為網(wǎng)絡(luò)通訊的一種，還為傳感器在現(xiàn)場的大規(guī)模應(yīng)用提供了快速，安全的信號傳輸方式。其小安裝節(jié)點只有1個，因而能夠滿足現(xiàn)場絕大多數(shù)的工藝要求。同時，做為現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)的一種，ASi網(wǎng)絡(luò)也提供了故障安全產(chǎn)品和協(xié)議（ASi Safe），還提供了能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換的網(wǎng)關(guān)，使得故障安全產(chǎn)品還能應(yīng)用在Profibus或者ProfiNet網(wǎng)絡(luò)中。本文將介紹ASi網(wǎng)絡(luò)中如何實現(xiàn)ASi safe 以及在如何使用網(wǎng)關(guān)通過ASi網(wǎng)絡(luò)控制G120F 型變頻器的安全功能。

1 ASi網(wǎng)絡(luò)介紹
AS-interface(AS-i) 是執(zhí)行器（actuator）與傳感器（sensor）接口（interface）的簡稱。是工業(yè)現(xiàn)場總線系統(tǒng)中底層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，主要用于連接現(xiàn)場的傳感器和執(zhí)行結(jié)構(gòu)。
ASi總線連接電纜為黃色的扁平電纜，電源電纜為黑色的扁平電纜，由于ASi網(wǎng)絡(luò)即能傳輸電源又能傳輸信號，因而節(jié)省了大量的現(xiàn)場布線。同時，由于ASi連接方便，又節(jié)省了大量的人力成本以及維護(hù)成本，因而是現(xiàn)場總線應(yīng)用中非常經(jīng)濟(jì)實用的一種。

圖1 現(xiàn)場總線的“金字塔”模型

1．1 ASi 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
ASi具有多種組網(wǎng)方式，使用非常靈活，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇梢允切切危偩€型以及樹型。整個網(wǎng)絡(luò)可以從任何一個節(jié)點向外擴(kuò)展。例如（圖3、圖4、圖5）：

圖2 線形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

圖3 星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

圖4 樹型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

其中線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜唵?，所有的連接的從站節(jié)點均串聯(lián)在ASi總線上；星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?，較廣泛分布的從站節(jié)點均連接到主站上，其中少量的節(jié)點還可以串聯(lián)在一起；而樹型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是星形網(wǎng)絡(luò)的一種拓展，所有的網(wǎng)絡(luò)分支均可連接到“根”節(jié)點。

1．2 ASI網(wǎng)絡(luò)連接
ASi網(wǎng)絡(luò)中至少應(yīng)包括主站，電源以及ASi從站，ASi網(wǎng)絡(luò)是一種單主站系統(tǒng)（圖5）。
一個AS-Interface網(wǎng)絡(luò)可以支持31個標(biāo)準(zhǔn)站或62個A/B站。其中標(biāo)準(zhǔn)站和A/B站可以結(jié)合在一起使用。網(wǎng)絡(luò)中多可以使用4個沒有地址的站點： 例如safety monitors，ground fault monitoring module等。如果網(wǎng)絡(luò)中使用中繼器將網(wǎng)絡(luò)隔離成不同的網(wǎng)段，則每個網(wǎng)段多可以有4個沒有地址的站點。但這些站點都需要占用標(biāo)準(zhǔn)從站的地址，即此時標(biāo)準(zhǔn)站的數(shù)目將相應(yīng)的減少。

圖5 ASi網(wǎng)絡(luò)

ASi網(wǎng)絡(luò)還可以做為一個子網(wǎng)，通過網(wǎng)關(guān)連接到上層的Profibus或者ProfiNet網(wǎng)絡(luò)中（圖6）。此時ASi主站既做ASi網(wǎng)絡(luò)的主站，同時又是上層網(wǎng)絡(luò)的從站。

西門子6FC5410-0AY03-0AA2

圖6 ASi網(wǎng)絡(luò)連接到Profibus或者ProfiNet網(wǎng)絡(luò)

1．3 ASI網(wǎng)絡(luò)拓展
（1）在沒有額外中繼設(shè)備的情況下，每個ASi網(wǎng)段的通訊距離是100米。如果通過中繼器進(jìn)行拓展，則多可以串聯(lián)2個中繼器，線型網(wǎng)絡(luò)距離達(dá)到300米。但每個網(wǎng)段都需要一個單獨的電源供電（圖7）。

圖7 每個網(wǎng)段100米

（2）使用“Extension Plug（拓展插頭）”進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓展時，可將網(wǎng)絡(luò)距離加倍，增加到200米，但中間不能使用任何中繼設(shè)備（圖8）。

圖8 使用拓展插頭進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓展

（3）當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中既有“Extension Plug（拓展插頭）”又有中繼器時，可以將中繼器加在“Extension Plug（拓展插頭）”的后面，但不能串聯(lián)，因而多可將網(wǎng)絡(luò)拓展到600米（圖9）。

圖9 網(wǎng)絡(luò)中同時使用拓展插頭和中繼器

2 ASIsafe 介紹
在標(biāo)準(zhǔn)AS-I 網(wǎng)絡(luò)中加入Safety，需要：Safety monitor和Safe slaves。
對于已存在的網(wǎng)絡(luò)，通過ASIsafe可以更容易的實現(xiàn)與安全相關(guān)的功能的擴(kuò)展而無需使用故障安全型的PLC或者特殊的主站。
DP / AS-i F-Link 將ASIsafe 網(wǎng)絡(luò)集成到PROFIBUS 或 PROFINET的安全網(wǎng)絡(luò)中。通過PROFIsafe， DP / AS-i F-Link 將ASIsafe網(wǎng)絡(luò)連接到安全控制器。DP / AS-i F-Link將AS-i主站（網(wǎng)關(guān)）與safety monitor結(jié)合在一起。此時的網(wǎng)絡(luò)中需要：
1） DP / AS-i F-Link
2） Safe slaves

2．1 DP / AS-i F-Link
通過DP / AS-i F-Link 實現(xiàn)安全功能包括：
1） PROFIBUS DP主站做為安全控制器通過DP / AS-i F-Link 與 AS-i slaves通訊。 AS-i通訊內(nèi)容在PROFIBUS DP 主站中被劃分為兩個相鄰的數(shù)據(jù)區(qū)：分別為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)區(qū)和 PROFIsafe 數(shù)據(jù)區(qū)。 DP / AS-i F-Link 是 PROFIBUS DP-V1 的從站和AS-i 主站，從而實現(xiàn)通過PROFIBUS DP來訪問 AS-I 數(shù)據(jù)。
2）DP / AS-i F-Link可以將與安全相關(guān)的輸入數(shù)據(jù)從ASIsafe從站通過PROFIsafe協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)到PROFIBUS DP 主站。無需額外的安全電纜或者安全監(jiān)視器等設(shè)備。
3）二進(jìn)制或者模擬量都可以被傳輸。安全從站是提供故障安全輸入的設(shè)備，例如急停按鈕，光柵，激光掃描儀等。這些設(shè)備高可以達(dá)到Category 4 （ EN 954-1 ），SIL3（ IEC 61508 ）或者PL e （ EN ISO 13849-1 ）的安全等級。
4）安全數(shù)據(jù)是通過動態(tài)的，安全的傳輸協(xié)議在安全從站與DP / AS-i F-Link 之間傳輸?shù)?。在每個周期， DP / AS-i F-Link 將按照事先定義的算法從每個連續(xù)變化的從站數(shù)據(jù)中預(yù)算一個特定的報文。

圖11 DP / AS-i F-Link的工作原理

通過DP / AS-i F-Link 以及IE/PB Link 等網(wǎng)橋，我們可以將ASI 網(wǎng)絡(luò)連接到Profibus或者Profinet網(wǎng)絡(luò)中，同時通過ASIsafe 以及Profisafe等協(xié)議的保證，可以將ASIsafe 信號傳輸?shù)揭蕴W(wǎng)上的其它故障安全的站點實現(xiàn)控制功能（圖12）。

圖12 ASIsafe 網(wǎng)絡(luò)與Profibus以及Profinet的連接

 

2．2 ASIsafe 網(wǎng)絡(luò)器件
相關(guān)ASIsafe的網(wǎng)絡(luò)器件包括：

1） DP/ASI F link

? 緊湊型的，安全相關(guān)的DP與ASI網(wǎng)關(guān)。做為ASIsafe的 主站，不再需要額外的ASI主站； ? 可以集成在STEP7中進(jìn)行組態(tài)，也可以通過手動進(jìn)行 參數(shù)設(shè)置； ? 可以滿足 Category 4 (EN 954-1) / SIL 3(IEC 61508) / PL e (EN ISO 13849-1)的安全應(yīng)用。

2） 安全ASI模板

? IP20/IP65/IP67的防護(hù)等級； ? 緊湊型設(shè)計，輸入點數(shù)較少，帶有 標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出。

3） 急停裝置

? IP65/IP67防護(hù)等級； ? 可以直接連接到ASI網(wǎng)絡(luò)； ? 金屬或者塑料設(shè)計； ? 按鈕、指示燈、蘑菇頭以及選擇開關(guān)可以 任意組合，只需一根網(wǎng)線。

4）位置開關(guān)等

? IP65防護(hù)等級； ? 直接連接； ? 執(zhí)行器或者鎖機(jī)構(gòu)可分離； ? 金屬或者塑料設(shè)計。

5）光電感應(yīng)設(shè)備（光柵、激光掃描儀）

? IP65防護(hù)等級； ? 激光掃描：Cat3、SIL2或者PLd等級； ? 光柵：Cat4、SIL3或者PLe等級。

6）編址器

? ASI設(shè)備的地址設(shè)定； ? 讀 ID code； ? 參數(shù)設(shè)定，ASI 電壓測量； ? 存配置信息。

3 ASIsafe與G120F的應(yīng)用

圖13 ASisafe與G120F

在本應(yīng)用中，使通過ASIsafe將ASI網(wǎng)絡(luò)中的安全模板連接在一起，然后通過DP/ASi F link 將ASIsafe 集成到Profisafe中，通過DP連接到Safety PLC以及G120F，從而控制G120F的安全功能。
首先通過編址器，為每一個ASi設(shè)備進(jìn)行地址設(shè)定。設(shè)地址時，應(yīng)該保證每個設(shè)備是單獨連接在網(wǎng)絡(luò)中或者直接連接在編址器上。

3．1 硬件連線
ASI總線的連接較為簡單。由于ASI信號電纜為扁平電纜，且有方向性，因而連接不易出錯。這里介紹一下ASI安全型模板的接線。
在本應(yīng)用中，使用到了兩種ASI安全型模板，分別是：K45(3RK1405-1BG00-0AA2)和
S22(3RK1205-0BE00-0AA2)。
對于這兩種F信號的輸入模板，需要注意其F-IN信號的連接方式。否則該模板將不能正常工作：

1） S22(3RK1205-0BE00-0AA2) 對于該模板，具有2個F-IN通道，因而可以 實現(xiàn)1oo1或者1oo2的連接，從而達(dá)到SIL2/ SIL3的安全等級應(yīng)用。 對于SIL2的應(yīng)用，雖然模板只需要連接一個 F-IN通道，但模板本身還是檢測兩個通道， 因此注意將另外一個通道短接（圖14）；

圖14 SIL2的接線方式

 

對于SIL3的應(yīng)用，需要使用雙觸點或者兩個 單觸點，注意不能使用一個單觸點并聯(lián)在兩 個通道上的接線方式（圖15）。

圖15 SIL3的接線方式

 

2） K45（3RK1405-1BG00-0AA2）
同樣注意SIL2和SIL4的接線方式：

圖16 SIL2的接線方式 

西門子軟起動器
3RW30471BB04
3RW30471BB14
3RW30472BB04
3RW30472BB14
3RW30141CB04
3RW30141CB14
3RW30161CB04
3RW30161CB14
3RW30241AB04
3RW30241AB05
3RW30241AB14
3RW30241AB15
3RW30251AB04
3RW30251AB05
3RW30251AB14
3RW30251AB15
3RW30261AA12
3RW30261AB04
3RW30261AB05
3RW30261AB14
3RW30261AB15
3RW30341AB04
3RW30341AB05
3RW30341AB14
3RW30341AB15
3RW30351AA12
3RW30351AB04
3RW30351AB05
3RW30351AB14
3RW30351AB15
3RW30361AB04
3RW30361AB05
3RW30361AB14
3RW30361AB15
3RW30441AB04
3RW30441AB05
3RW30441AB14
3RW30441AB15
3RW30451AA12
3RW30451AB04
3RW30451AB05
3RW30451AB14
3RW30451AB15
3RW30461AB04
3RW30461AB05
3RW30461AB14
3RW30461AB15
3RW31241CB14
3RW31241CB15
3RW31251CB14
3RW31251CB15
3RW31261CB14
3RW31261CB15
3RW33460EC34
3RW34520DC24
3RW34520DC25
3RW34520DC34
3RW34520DC35
3RW34520D4
3RW34520D5
3RW34540DC24
3RW34540DC25
3RW34540DC34
3RW34540DC35
3RW34540D5
3RW34550DC25
3RW34550DC34
3RW34550DC35
3RW34550D5
3RW34560DC34
3RW34560DC35
3RW34570DC25
3RW34580DC25
3RW34580DC34