【待你发声】话题七：基于西门子驱动的模块化分布式设计

该话题将在8月22日的1847工业专家会议中由技术论坛资深版主yming大家分享。乐工和您分享通过介绍模块化设计的思路、方法和相关实现过程，帮助理解模块化这一重要的工程设计理念，并且可以解决诸多现场应用的困难，实现更加便捷可靠的工程项目。

分享主要内容：

● 早期的设计和存在的问题  

模块化分布式设计需要机电一体化为基础。要从机械设计的功能模块化着手。单靠电气控制设计是不完善的。

● 从机械结构模块化到分布式控制的设计

机械设计的模块绑定西门子驱动；西门子的USS/PB/PN驱动装置，也是IO设备。模块化分布式设计，大大减少了EMC问题。

● 设计过程关键点的分享

多驱动器速度控制的按比例速度同步实现方法；

多驱动速度控制中，级间的PID微调实现方法；

多驱动器DIO，AIO作为IO控制器PLC的IO实现方法；

利用驱动器内置的自由功能块、工艺控制器完成模块功能，减少PLC负荷的实例；

● 驱动模块化分布式设计要点和总结

欢迎大家留问题，与乐工交流！

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好，只要有时间，一定光顾这个讲座哈。

西家传动模块化的结构设计理念，特别适合非标设备的项目设计与应用。特别是西家传动的系统集成商们，特别喜欢的有一种模式。

乐工发挥余热！

其实，我是机械工程师，大部分时间是机械设计（产线的设计）；当然也学过自动化控制；八十年代，进修机电一体化工程师。

在西门子技术论坛上，绝大部分网友，都是自动化工程师和驱动工程师。我想告诉大家的是：

• 我在产线设计过程中，深深地体会到：模块化分布式产线系统的设计，不是自动化与驱动工程师能完成的。需要从系统整体的机械设计就“植入”功能模块化的理念。客户花钱买的是实现产品的功能。不同的产品，需要的功能是不同的。产线配置的功能模块因此不同。

• 西门子的驱动器不同于其他厂家的驱动器；它的DIO，AIO端子，就是IO控制器PLC的远程IO。它们作为驱动高干扰源集成的IO，有比普通IO模块更高的抗干扰能力；为啥不好好利用呢？

• 西门子的驱动器，大部分集成了自由功能块，工艺控制器。很容易将闭环做在驱动器中。很大程度上减轻了IO控制器PLC的负荷。

• 分享上述功能具体实现的一些方法。

  （其实，还有不少可以分享的。在MicroMaster440 USS、PB网络下实现的。不过要打开Windows XP 电脑。 抽时间整理发布。）

算好时间光临光看，期待乐工的精彩呈现。

听君一席话胜读十年书！

很多集大成者，都是学机械出身的。

学机械专业的都是高手！

为什么有些IO控制端不都接在变频器上，可以做以下几点总结：

1、客户电工诊断很难，说真的我还没见过甲方电工很牛的（可以是2号点导致的）

2、PLC软件工程师太懒了，一个触摸屏，变频器报文的变频器都不做全，电工能难查看

3、万一现场出现故障，甲方电工可能去监控下PLC，或者看看传感器，很少有人去搞变频器，在弄弄参数，查看当前变频器IO的状态，而且，调试完毕后，变频器屏幕大部分都锁定

4、现场外包的电工看图纸都费劲，接变频器都害怕烧坏变频器端子，还是让他烧坏IO模块吧，这样也能替换，修变频器的时间很长的

先这样，后面留给大家补充

确实，可能会出现甲方“电工”的问题。

我通常的解决办法：

1、给用户有详细的操作、维修手册、说明书。一份交验收存档，一份塑封交现场。现场安装，包括甲方维修参与；包括端子压接实操等。而不是甩给他们一些西门子手册。

2、多机驱动产线，通常都是有HMI（触摸屏）的。既然已经知道驱动的IO就是IO控制器（PLC）的IO，那么，驱动的IO状态就在你的PLC的IO映像区中。在HMI上用一屏把它们状态显示出来。（说实话，有些设备，我干脆把维修检查要点直接做在HMI中，手册都有了，粘贴复制。）更进一步，这些1200/1500/驱动S120都有www用户页面，网络中插入个无线Wi-Fi，直接在设备模块现场就能看见维修操作顺序说明。

3、模块化分布式设计的要点就是驱动就在模块内，在驱动上检查要比 现场-中控 跑来跑去方便得多。一条生产线只需配1-2个BOP，出问题才用得到。

4、设备模块的操作简图、接线图（不是原理图）塑封后就放在它的控制柜内。你信么，我柜内的很大部分线缆根本不用线号打标，用颜色就区分功能了。找相同颜色接线就可以了。

我们这里、用户那里，车间检查故障的都不是电工、也不是操作者，（打工的不关心这事儿。）都是班组长。

（85年我去英国培训时就获得的经验。）

现在的SINAMICS G系列S系列，不像MicroMaster4；端子都和PLC似的，接插件，成组拔下来就好。

以上一些话题的方法，都会在演讲中涉及到。

多驱动器DIO，AIO作为IO控制器PLC的IO实现方法。

这部分内容是我们维护工作重点，能否结合Starter多讲一些。谢谢！

为了搞清G120端点DIO，专门拆开看看各端点。

有几点要说明一下：

• 西门子驱动（从基本型V系列、通用型G系列到高性能S系列）从来没说过要6级电工才能操作。实际上，八级电工也未必能行。而是说需要经过培训的“工程师”。这么多年经验证明，实际上，现场维护，中专生经过培训就完全可以胜任！

• 知晓这两个概念：

  1、Know Why （为什么要这样做）这是要详细交给操作者的。就像西门子的各种手册。对用户（甲方）交代细节、越透明、越明确越好。让用户知道有哪些功能，如何使用，效益最大，确保安全使用。

  2、Know How （如何实现的）这是无需用户知道的；或是有条件交给用户的。就像西门子的PLC、驱动是如何做出来的。在我们这里，就是如同：轧辊槽型的设计方法；配方的调整方法；复合材料制造方法、装配方法等等。

  你给用户一套槽型图纸、一套配方，控制器PLC中的配方库都不成为 Know How。只有那些当出现形变、配方材料成分变化，如何调整的方法，才成为KnowHow。或你的程序里有一套实用的、出现成分变化，自动调整配方的算法，才有可能是需要保密的KnowHow。事实上，更多KnowHow的是材料。就像结构上，大部分用普通级结构钢，应力集中处用高强钢；如果你没有相应的焊接材料。就只能全部使用高强钢。成本就上来了。竞争力下降。包括我们使用的轧辊复合材料的方法。

  这就是机电一体化的设计。程序从来不需要加密。

说实话，G120的控制器；我还真没拆过（因为还没坏过，手头没有坏件可拆）

谢谢你啊！

不过，G120不像MM4，这应该是控制板，下方集成了IO部分。左下侧白色块是输出继电器，右下是光耦隔离的6路DI和模拟量AD。上方是控制器，最下是通讯接口。（我看出来的。）

关于STARTER是使用问题么？想以哪个型号为例？

看看能否解答你的疑惑？

我们使用是CU240E-2PN,PM240-2.

从维护的角度来说吧：

联机或上传驱动参数集到STARTER项目中。离线查看。

在STARTER点击导航、点击现场总线FB按钮：

首先，看到是驱动接收的IO控制器报文。

展开PZD1的控制字1，就看到所有控制位。如果有7xx的参数，就是有端子DIO，AIO信号的连接。

点击发送选项卡：就看到变频器发送给IO控制器的返回报文。

这些控制字，状态字PZD，在PLC上都在IO映像区中（与PLC自己的IO一样）统一分配的。

这里的重点是要理解报文中 模拟量的值是hex4000=100.00%；不是有量纲的实际值！

可表示的范围是-200%至+199.99%；是一个INT，有符号的16位整数。

具体的实际值（转速、电压、电流、转矩、功率）要参考P2000-P2004:

你说的我有同感，干这行干到后来越来越胆小。应该学的东西多，用到的东西也多。

现在的SINAMICS G系列S系列，不像MicroMaster4；端子都和PLC似的，接插件，成组拔下来就好。

老师，好像接插件不大好拔下来，也许我们没有找到好的方法。我们都是拿螺丝刀硬撬。如图

哦，不是在这儿撬。是与S7 1200/S7 200那样侧面撬。有个小缺口。

图片，我再好好找。