西门子S7-1500授权代理商

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上海腾希电气技术有限公司在经营活动中精益求精，具备如下业务优势：
1、SIMATIC S7系列PLC：S7-200/S7-200SMART/S7-1200/S7-300/S7-400/ET200/S7-1500
2、逻辑控制模块 LOGO！230RC、230RCO、230RCL、24RC、24RCL等
3、SITOP系列直流电源 24V DC 1.3A、2.5A、3A、5A、10A、20A、40A
SIEMENS HMI触摸屏：TD200/TD400C/SMART700IE/SMART1000IE/TP700/TP1200/TP900/TP1500
SIEMENS 交、直流传动装置
1、 交流变频器及伺服：MM420/430/440、G120、G110、V10、V20、V60、V70、V80、V90及6SE70系列（FC、VC、SC）
2、全数字直流调速装置 6RA23、6RA24、6RA28、6RA70、6RA80系列
SIEMENS 数控伺服
1、数控系统：840D、802S/C、802SL、828D、801D ：6FC5210,6FC6247,6FC5357,6FC5211,6FC5200,6FC5510
2、伺服系统： 611A/U/D:6SN1123,6SN1145,6SN1146,6SN1118,6SN1110,6SN1124,6SN1125,6SN1128
3、伺服系统：S120: 6SL304、6SL3210、6SL3130、6SL3055、6SL3054
      SIEMENS/TENSEY
      西门子自动化与驱动产品合作伙伴
上海腾希电气技术有限公司
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联系人：张波（销售经理）
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西门子中国一级代理商产品**：
1．华北地区：北京、天津、河北、内蒙古（3个市，2个省）。
2．东北地区：辽宁、吉林、黑龙江、大连，齐齐哈尔（3个省、2市）。
3．华东地区：上海、江苏、浙江、安徽、福建、江西、山东、（7个省）。
4．华中地区：河南、湖北、湖南、广东、广西、海南、深圳（7个省、市）。
5．西南地区：重庆、四川、贵州、云南、西藏（5个省、市）。
6．西北地区：陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆、山西、（6个省、区）。

西门子V90伺服驱动器产品亮点：

        一、高性价比

        作为西门子**发布的一款标准型产品，西门子V90伺服驱动器驱动器将多种控制模式集于一体，支持外部脉冲位置控制、内部设定值位置控制、速度和扭矩控制，适用于多样化的应用场合。同时，全功率驱动器（0.4-7kW）还标配内置制动电阻。西门子V90伺服驱动器丰富且高度集成的模式，使其具有更高的性价比。

        二、伺服性能优化

        通过实时参数自动优化和自动谐振抑制功能，西门子V90伺服驱动器能够兼顾设备平滑运行和高动态性能。此外，它还支持较高为1MHz脉冲输入和20位高分辨率**值编码器，充分保证了高精度定位，降低低速脉动。伺服电机的3倍过载能力，以及驱动器与电机的较佳匹配，保证了更为优化的伺服性能，提高机器生产率和稳定性。

         三、操作简便

        西门子V90伺服驱动器在设计上充分考虑了产品易用性，采用直观简洁的SinamicsV-Assistant调试工具，方便快捷地实现参数设定、试运行、排障和监控等功能。西门子V90伺服驱动器提供丰富全面的接口，能满足多种应用需求；双通道脉冲接口可以便捷地实现驱动器与PLC或运动控制器的连接；端子在提供默认参数分配的基础上支持接口自定义，保证标准应用方便性的同时，也为特殊应用提供了灵活性。

        四、运行可靠

        西门子V90伺服驱动器采用高品质的PCB涂层，与之配套的SimoticsS-1FL6电机具有IP65防护等级，电机轴伸端标配油封。电缆连接口采用坚固的金属接头，确保驱动系统在严苛环境中也能稳定可靠地平稳运行。集成安全扭矩停止功能（STO）能更好的确保机器和操作人员的安全。

伺服系统：是一个闭环控制系统。变频器通常工作于开环控制，从速度还是精度上，变频器都无法和伺服相比。变频电机只是伺服电机的一个部分，伺服电机是在变频电机的基础上进行闭环的精确控制从而达到更理想的效果。 西门子公司不同类型的变频，传动，伺服，西门子备件产品用户可以根据自己的实际工艺要求和运用场合选择的型号订货。
西门子伺服电机损坏原因分析
三相交流伺服电动机应用广泛，但通过长期运行后，会发生各种故障，及时判断故障原因，进行相应处理，是防止故障扩大，保证设备正常运行的一项重要的工作。

一、通电后电动机不能转动，但无异响，也无异味和冒烟
1．故障原因①电源未通（至少两相未通）；②熔丝熔断（至少两相熔断）；③过流继电器调得过小；④控制设备接线错误。 2．故障排除
①检查电源回路开关，熔丝、接线盒处是否有断点，修复；
②检查熔丝型号、熔断原因，换新熔丝；③调节继电器整定值与电动机配合；④改正接线。

 二、通电后电动机不转有嗡嗡声
1．故障原因
①转子绕组有断路（一相断线）或电源一相失电；
②绕组引出线始末端接错或绕组内部接反；③电源回路接点松动，接触电阻大；④电动机负载过大或转子卡住；⑤电源电压过低；⑥小型电动机装配太紧或轴承内油脂过硬；⑦轴承卡住。 2．故障排除①查明断点予以修复；②检查绕组极性；判断绕组末端是否正确；③紧固松动的接线螺丝，用万用表判断各接头是否假接，予以修复；④减载或查出并消除机械故障，⑤检查是否把规定的面接法误接；是否由于电源导线过细使压降过大，予以纠正，⑥重新装配使之灵活；更换合格油脂；⑦修复轴承。

 三、电动机起动困难，额定负载时，电动机转速低于额定转速较多
1．故障原因
①电源电压过低；②面接法电机误接；③转子开焊或断裂；④转子局部线圈错接、接反；③修复电机绕组时增加匝数过多；⑤电机过载。 2．故障排除①测量电源电压，设法改善；②纠正接法；③检查开焊和断点并修复；④查出误接处予以改正；⑤恢复正确匝数；⑥减载。

四、电动机空载电流不平衡，三相相差大
1．故障原因①绕组首尾端接错；②电源电压不平衡；③绕组存在匝间短路、线圈反接等故障。 2．故障排除①检查并纠正；②测量电源电压，设法消除不平衡；③消除绕组故障。

五、电动机运行时响声不正常有异响
1.故障原因①轴承磨损或油内有砂粒等异物；②转子铁芯松动；③轴承缺油；④电源电压过高或不平衡。 2.故障排除①更换轴承或清洗轴承；②检修转子铁芯；③加油；④检查并调整电源电压。

六、运行中电动机振动较大
1.故障原因
①由于磨损轴承间隙过大；②气隙不均匀；③转子不平衡；④转轴弯曲；⑤联轴器（皮带轮）同轴度过低。 2.故障排除①检修轴承，必要时更换；②调整气隙，使之均匀；③校正转子动平衡；④校直转轴；⑤重新校正，使之符合规定。

七、轴承过热
1．故障原因①滑脂过多或过少；②油质不好含有杂质；③轴承与轴颈或端盖配合不当（过松或过紧）；④轴承内孔偏心，与轴相擦；⑤电动机端盖或轴承盖未装平；⑥电动机与负载间联轴器未校正，或皮带过紧；⑦轴承间隙过大或过小；⑧电动机轴弯曲。 2．故障排除①按规定加润滑脂（容积的1/3-2/3）；②更换清洁的润滑滑脂；③过松可用粘结剂修复，过紧应车，磨轴颈或端盖内孔，使之适合；④修理轴承盖，消除擦点；更多精彩内容请关注微信号技成培训⑤重新装配；⑥重新校正，调整皮带张力；⑦更换新轴承；⑧校正电机轴或更换转子。

八、电动机过热甚至冒烟
1.故障原因：①电源电压过高；②电源电压过低，电动机又带额定负载运行，电流过大使绕组发热；③修理拆除绕组时，采用热拆法不当，烧伤铁芯；④电动机过载或频繁起动；⑤电动机缺相，两相运行；⑥重绕后定于绕组浸漆不充分；⑦环境温度高电动机表面污垢多，或通风道堵塞； 2.故障排除：①降低电源电压（如调整供电变压器分接头）；②提高电源电压或换粗供电导线；③检修铁芯，排除故障；④减载；按规定次数控制起动；⑤恢复三相运行；⑥采用二次浸漆及真空浸漆工艺；⑦清洗电动机，改善环境温度，采用降温措施。

1  摘要

本文主要介绍了如何使用 S7-1500PLC 连接 SINAMICS V90 伺服系统实现位置闭环控制。其中对 S7-1500 相关模块的组态，工艺对象的组态，V90 的相关参

数设置以及相关的接线作了简要介绍。

2  简介

2.1  S7-1500  运动控制功能

S7-1500 运动控制功能支持旋转轴、定位轴、同步轴和外部编码器等工艺对象。并拥有轴控制面板以及全面的在线和诊断功能有助于轻松完成驱动装置的调试和

优化工作。

S7-1500 支持多种连接方式。可以使用 PROFIBUS DP 和 PROFINET IO 连接驱动装置和编码器，也可以使用模拟量输出模块（AQ）连接带模拟设定值接口

的驱动装置并通过工艺模块（TM）,读出编码器的信息。本文中所涉及的例子就是使用*二种方式。

                                                                        图 2-1 连接方式示意

2.2  SINAMICS V90

SINAMICS V90 是西门子推出的一款小型、高效便捷的伺服系统，可以实现位置控制、速度控制和扭矩控制。

使用 V90 的速度控制功能可以与 S7-1500 运动控制功能配合使用，接收 S7-1500 模拟量模块发出的+-10V 模拟量信号做为速度给定，并通过 PTO 功能反馈

位置信号给 S7-1500，在 S7-1500PLC 中实现闭环位置控制。

3  应用项目配置

3.1  S7-1500  组态

3.1.1  组态硬件配置

由于需要模拟量输出信号来控制速度给定，并接收来自 V90 的脉冲反馈信号，所以 S7-1500 系统中至少要配置 1 块模拟量输出模块和 1 块高速计数模块，考

虑到 V90 给出的位置反馈信号是 5V 差分信号，S7-1500 系统中也要配置能够接收 5V 差分信号的高速计数模块。还需要 1 块数字量输出模块来为 V90 提供使能

信号。

　　　　　　　　　图 3-1 S7-1500 模块配置

　　　　　　　　　　　　　表 3-1 模块配置列表

3.1.2  组态工艺对象

驱动装置组态

首先在工艺组态中添加一个定位轴，工艺对象一般的组态方法请参考《S7-1500运动控制使用入门》。文档链接为：

//support.*/CN/view/zh/106497710 。这里只描述针对于本例的组态。

由于 V90 接收的是+-10V 模拟量信号，所以模拟量输出模块也要设置输出范围为+-10V。驱动装置类型选择“连接模拟量驱动装置”并在“输出”后面选择模

拟量输出的变量名称。为了在 PLC 内激活使能时（如激活 MC_Power 功能块Enable 管脚）能够把使能信号传递给 V90，勾选激活启用输出，并且选择输出

变量名称。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图 3-2 驱动装置选择

需要注意的是输出只能选择变量名称而不能选择**地址，所以必须提前定义好变量名称。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图 3-3 定义变量名称

只有定义好的变量名称才能在选择 PLC 变量时显示出来

                                       图 3-4 选择变量

位置反馈组态

在本地模块的 TM PosInput2_1 中选择参数设定。

设置通道操作模式为运动控制的位置检测（必须这样设置，才能在随后的编码器连接中选择高速计数模块 TM PosInput2_1 及其通道号）。编码器信号类型选择

增量编码器（A、B、N），反向选择暂不勾选，如果在调试时 PLC 给出的速度给定方向与编码器反馈方向相反，就可以勾选反向来校正编码器反馈方向。

建议信号评估选择四重，这样可以增加位置反馈信号的精度。由于 V90 可以提供信号 N（0 脉冲信号），所以参考标记 0 的信号选择增量编码器的信号 N。接

口标准选择 RS422、对称。

                                                                             图 3-5 高速计数模块组态

组态编码器连接时选择通过工艺模块（TM）进行连接，并且在选择工艺模块中选择高速计数器通道 0。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图 3-6 选择编码器连接

编码器类型选择增量式旋转式。单转步数填写 V90 每转输出脉冲个数的 4 倍（信号评估选择了四重），这里填写 4096（4*1024）。增量实际值中的位填写0。

                                       图 3-7 填写编码器参数

3.2  V90  配置

3.2.1  V90  输入输出信号

V90 的参数很多，更详细的参数含义及设置方式请参考 V90 操作说明，其链接为： //support.*/CN/view/zh/93005218 。这里只描述与

本例相关的参数设置。

V90 支持速度控制方式，在此方式下 V90 接收来自 S7-1500 的+-10V 模拟量速度给定信号，并把位置值通过 RS422 标准的脉冲信号反馈给 S7-1500，在 S7-

1500 中实现闭环位置调节。这种模式下 V90 本身不设置位置闭环。使能信号也需要 S7-1500 提供，这样可以保证在 S7-1500 建立位置闭环的同时，把使能信

号发给 V90。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图 3-8 速度模式下的 V90 输入输出信号

3.2.2  V90  相关参数设置

本中使用 SINAMICS V-ASSISTANT 软件来设置 V90 的参数。首先要设置 V90操作模式为速度模式，即设置参数 p29003 为 2。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图 3-9 设置速度控制模式

本例中使用 V90 的 X8 接口的 DI1 作为使能输入，即设置参数 p29301 为 1。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图 3-10 设置使能信号

设置 V90 每转线数，也就是电机每圈的脉冲个数。为了与 S7-1500 中的参数相相对性（四重评估，每转步数 4096），这里设置为 1024。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图 3-11 设置每转线数

3.3  S7-1500  与V90

3.3.1使能信号连接

在本例中针对 DO 模块的* 0通道，DO 模块的 1 端子与 V90 X8 接口的 5 端子相连、DO 模块的 10 端子与 V90 X8 接口的 3 端子相连。DO 模块的 9 端子和

10 端子分别要连接 24V+和 0V。其中 DO 模块的 10端子与 V90 X8 接口的 3 端子连接还起到两个系统的等电位连接的作用。

                                 图 3-12 使能信号的连接

3.3.2  速度给定连接

AO 模块输出+-10V 电压信号，针对于* 0 通道 1、2 端子短接后连接 V90 X8 端口的 19 端子，3、4 端子短接后连接 V90 X8 端口的 20 端子。

　　　　　　　　　　　　　　图 3-13 速度给定连接

3.3.3  位置反馈连接

分别连接 V90 X8 端口的 15、16 端子到 TMPosInput 模块 1、2 端子；40、41到 3、4 端子；42、43 到 5、6 端子。

3.4  式 使用分布式I/O ET200SP  连接V90

除了前面所描述的使用 S7-1500 *机架模块以外，还可以使用 ET200SP 上的模块连接 V90。新一代的分布式 I/O ET200SP 使用简单，结构紧凑，性能**，

支持 PROFINET 网络；可以实现更灵活的配置。

　　　　　　　　　　　　　　图 3-15 使用分布式 I/O ET200 SP

本例中 ET200SP 站点上的模块见下表。

                                               表 3-2 模块配置列表

3.4.1  设置等时同步

闭环运动控制必须有很好的实时性，所以必须设置等时同步。

在网络视图中用鼠标双击连接线“PN/IE_1”在下边的“属性”、“常规”页面内选择“同步域”、“Sync-Domain_1”，设置“PLC_1.PROFINET 接口_1”

的“同步角色”为“同步主站”，设置“IO_device-1”的“RT 等级”为“IR

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图 3-16 设置等时同步

还需要设置实际的网络拓扑，在拓扑视图中拖拽连接两个设备的实际网络接口。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　图 3-17 设置网络拓扑

在“IO_device_1”的设备视图中选择“属性”、“常规”、“等时同步模式”页面，然后勾选站点以及站点上模块的“等时同步模式”，如下图所示：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图 3-18 设置模块的等时同步

3.4.2  置 设置OB91  的循环时间

OB91 是 S7-1500 运动控制的核心组织块，为了更好的实现运动控制功能，需要把 OB91 的循环时间同步到总线。具体操作过程是鼠标在 OB91 上点击右键，在

弹出的菜单中选择属性，就会弹出以下页面。在页面中选择“同步到总线”。可根据应用情况选择“因子”，增加“因子”可减轻 CPU 负荷，但会影响控制效果。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图 3-19 设置 OB91 的循环时间

3.4.3  工艺组态与接线

工艺组态中把驱动接口和编码器反馈接口分别设置到 ET200SP 的模块上，具体的模块组态方法和工艺组态方法与 3.1.2 章节描述的一样。

IO 模块与 V90 的接线与前面所描述的*机架上的模块接线类似，具体参考模

块手册。

TM PosInput 1：

//support.*/CN/view/zh/89295917/0/zh

AQ2XU/I HS

//support.*/CN/view/zh/73108773/0/zh

3.5  设备调试

至此 S7-1500 与 V90 的组态配置与接线都已经初步完成，可以打开工艺对象的调试界面进行调试，然后就可以编写控制程序了。具体内容可参考帮助文档，这

里不再详述。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图 3-20 调试

4  文章声明

本文仅针对 S7-1500 连接 V90 实现闭环运动控制进行了简单的描述，目的是为了能够让初次接触该系统的用户能够快速的建立控制系统，本文无法替代 S7-

1500 运动控制的相关硬件手册和功能手册。更多关于该功能的使用信息请通过条目号 90075558 下载功能手册。

关于上海腾希：上海腾希电气技术有限公司是一家专业从事西门子PLC、V90、V20、数控系统、触摸屏等西门子西门子工控产品销售和维

修、服务为一体的综合性的西门子代理商，主要经营产品有西门子S7-200　SMART、S7-1200、S7-1500等西门子PLC代理，西门子V90、V20

变频器及伺服系统代理，西门子触摸屏代理。