G120变频器在堆垛机上的应用

西门子SINAMICS家族具有丰富的产品线，如下图所示，从V系列、G系列到S系列，具有多种产品可选。

V系列：V20和V90，一款性价比很高的变频器和伺服电机。

G系列：G120C，G120，G120X，G120XA，G120D，G130，G150等通用变频器和风机泵变频器以及柜式变频器。

S系列：S110，S210，S120等中高端伺服电机。

2 G120变频器

G120变频器属于SINAMICS家族中标准型通用变频器，应用机型或者环境如下图所示。G120选型的时候在重载启动时，一定注意要高一个功率档。

G120变频器的基本组件分为3部分，如下图所示。

G120变频器的基本组件分为3部分，如下图所示。

对于功率单元有两个系列PM240-2和PM250，PM250具有电能反馈能力，PM240-2不具备。PM240-2功率范围从0.37Kw到250Kw，共7中尺寸，电压范围从单相200V、三相200V、三相380V-480V、三相500V-690V，基本能够满足绝大部分工艺需求。

对于控制单元有多种可以选择，大致分为CU230P-2，CU240E-2，CU240E-2F，CU250S-2，这三种从通讯总线协议上，每一种又可以三类，即Modbus/USS，Profinet，Profibus(有的驱动器具有can总线)，比如CU240E-2，CU240E-2 PN，CU240E-2 DP，CU250S-2 CAN。

对于操作面板，总的来说有两款可以选择，BOP-2和IOP-2。BOP面板只能够显示两行字符，IOP面板可以显示的比较多，支持中英文切换。两种面板都支持柜门安装。

3 CU250S-2

对于变频器需要接编码器做闭环控制，只能够选择CU250S-2控制单元，下图展示了编码器类型和接口。控制器具有3个编码器接口，其中一个DRIVE-CLiQ是西门子通讯协议的。

1是位置控制和转速控制都用这个编码器;

2是位置控制用编码器，速度控制没有编码器;

3是位置控制用一个编码器，速度控制用另外一个编码器。

4 调试软件

G120可以在博图(TIA)软件上调试，也可以在Starter软件调试，博图上调试需要按照插件starterdrive组件，调试界面是中文，starter软件调整参数比较方便，但界面是英文。

5 案例

本案例以堆垛机的一个水平轴为例，该异步电机的驱动器上接了两个编码器，其中一个在电机的后端，是增量编码器，另外一个是小车上装的激光尺编码器。

电机后端的编码器用作速度控制，激光尺用作位置控制编码器。在驱动器组态的时候，注意几个地方。

驱动器组态的时候，注意勾选基本定位器功能，启用该功能需要一个授权，若没有授权，则驱动器上ready指示灯会一直闪红灯，但不影响使用该功能。

后面IO配置包含电机配置按照正常配置即可，比较关键的一点是编码器参数的配置，因为可以给速度控制和位置各配置一个编码器，注意勾选两个编码器，将第一个编码器勾选为电机编码器，同时确定这两个编码器分别接在哪个接口。此案例电机后侧1024线的增量编码器。

将1024编码器器的详细参数点开将绝对值细分改为2即可。

对于位置控制的编码器，此案例选择的是劳易测的一款AMS 307i激光尺，原理如下图示。

我们在其手册可以找到，编码是格雷码，24位，分辨率0.1mm，供电电压18-30V，我们按照这个参数将其填入驱动器编码器2的配置中。

随后在机械参数配置中，将齿轮比配置一下，配置参数的时候需要减速器的参数，机械轮子的参数和编码器的参数。

驱动器参数配置完成，可以在控制面板中进行使能，点动，速度模式运行，定位模式运行，必要时修改控制回路参数。

基于Profibus或Profinet通讯总线的西门子变频和西门子PLC进行数据交互，是通过报文方式进行的，对于速度控制和位置控制都有相应的报文，当然也可以配置自由报文后自己配置报文格式。

CU250S-2控制器做位置位置控制，可以组态111报文，报文内容如下。

实际应用中不用个人去解析报文中的字或者位，可以利用西门子开发的功能块sina_pos，块的接口提供了使能，点动，定位等基本定位的功能。

通过PLC由报文给变频器位置和速度，变频器能够响应动作，实现小车快速精确定位功能。

对于堆垛机或者立库的应用，可以考虑利用变频器加编码器的方式实现。

审核编辑：汤梓红