西门子SINAMICS G120 S120变频器技术与应用

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《西门子SINAMICS G120/S120变频器技术与应用》从基础和实用出发，主要内容包括变频器基础知识、G120变频器的接线与操作、G120变频器的运行与功能、S120系统与接线、S120系统的运行与功能、G120/S120通信、变频器的常用外围器件与外围电路、G120/S120变频器的参数设置与调试、G120/S120变频器的报警与故障诊断以及工程应用。
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《西门子SINAMICS G120/S120变频器技术与应用》可以作为大中专院校机电类、信息类专业的变频器和伺服驱动系统教材,也可供入门和提高级别的工程技术人员使用。

前言
第1章变频器基础知识
1.1交流调速基础
1.1.1三相交流电动机的结构和原理
1.1.2三相异步电动机的机械特性和调速原理
1.2变频器概述
1.2.1变频器的发展
1.2.2变频器的分类
1.2.3变频器的应用
1.2.4主流变频器品牌的市场份额
1.3变频器的工作原理
1.3.1交-直-交变换技术
1.3.2变频变压的原理
1.3.3正弦脉宽调制波的实现方法
1.3.4交-直-交变频器的主电路
第2章G120变频器的接线与操作
2.1G120变频器配置
2.1.1西门子变频器概述
2.1.2G120变频器的系统构成
2.2G120变频器的接线
2.2.1G120变频器控制单元的接线
2.2.2G120变频器功率模块的接线
2.3G120变频器的接线实例
2.4G120变频器的基本操作
2.4.1西门子G120变频器常用参数简介
2.4.2用BOP-2基本操作面板设置SINAMICS G120变频器的参数
2.4.3BOP-2基本操作面板的应用
第3章G120变频器的运行与功能
3.1G120变频器的BICO和宏
3.1.1G120变频器的BICO功能
3.1.2预定义接口宏的概念
3.1.3G120C的预定义接口宏
3.2变频器正反转控制
3.2.1正反转控制方式
3.2.2二线制和三线制控制
3.2.3命令源和设定值源
3.3G120变频器多段速给定
3.3.1数字量输入
3.3.2数字量输出
3.3.3直接选择模式给定
3.3.4二进制选择模式给定
3.4G120变频器模拟量输入给定
3.4.1模拟量输入
3.4.2模拟量输出
3.4.3模拟量给定的应用
3.5G120变频器的电动电位器（MOP）给定
3.5.1G120变频器MOP给定的介绍
3.5.2G120变频器MOP给定的应用
3.6U/f控制功能
3.6.1U/f 控制方式
3.6.2转矩补偿功能
3.7矢量控制功能
3.7.1矢量控制实现的基本原理
3.7.2高性能变频器的自整定功能
3.8变频器的PID闭环控制功能
3.8.1PID控制原理简介
3.8.2G120变频器的闭环控制
3.8.3变频器的PID控制应用实例
第4章S120系统与接线
4.1S120驱动系统
4.2技术参数
4.2.1S120的系统组件
4.2.2S120的产品分类
4.3S120的接线
4.3.1控制单元CU320-2 PN
4.3.2控制单元CU320-2 DP
4.3.3编码器接口模块（SMC）
4.3.4端子模块（TM）
4.3.5控制单元适配器（CUA31/CUA32）
4.3.6整流模块
4.3.7逆变模块
4.3.8功率模块
第5章S120系统的运行与功能
5.1S120基本组态
5.2S120的工艺功能
5.2.1S120的机械系统 
5.2.2S120的限位
5.2.3S120的点动
5.2.4基本定位的回零（Homing/Reference）
5.2.5S120的MDI
5.2.6S120的程序步（Traversing Blocks）
5.3S120的DCC功能
5.3.1DCC入门知识
5.3.2DCC应用实例
第6章G120/S120通信
6.1PROFIdrive通信介绍
6.2SINAMICS通信报文结构解析
6.2.1SINAMICS通信报文类型
6.2.2SINAMICS通信报文解析
6.3G120变频器的USS通信
6.3.1USS通信介绍
6.3.2S7-1200 PLC与G120变频器的USS通信
6.4G120变频器的Modbus通信
6.4.1Modbus通信介绍
6.4.2S7-1200 PLC与G120变频器的Modbus通信
6.5G120/S120的PROFIBUS-DP通信
6.5.1PROFIBUS-DP通信介绍
6.5.2S7-1200 PLC与G120的PROFIBUS-DP通信
6.5.3S7-1200 PLC与S120的PROFIBUS-DP通信（速度模式）
6.6G120/S120的PROFINET通信
6.6.1PROFINET通信介绍
6.6.2S7-1200 PLC与G120变频器的PROFINET通信（速度模式）
6.6.3S7-1500 PLC与S120的 PROFINET通信（位置模式）
6.7HMI与G120/S120直接通信
第7章变频器的常用外围器件与外围电路
7.1变频器的配线和外围开关器件
7.1.1主电路的配线
7.1.2接触器的选用
7.1.3断路器的选用
7.1.4快速熔断器的选用
7.1.5电抗器的选用
7.1.6直流电抗器的选用
7.2变频器起动与正反转控制电路
7.2.1变频器的起动控制电路
7.2.2电动机的正反转控制电路
7.3变频器并联控制电路
7.3.1模拟电压输入端子控制的并联运行电路
7.3.2由升降速端子控制的同速运行电路
7.4停车方式与制动控制电路
7.4.1电动机四象限运行
7.4.2停车方式
7.4.3制动控制
7.4.4抱闸功能控制电路
7.5保护功能及其电路
7.5.1变频器的温度保护
7.5.2电动机的温度保护
7.5.3电动机的过电流保护
7.5.4报警及保护控制电路
7.6工频-变频切换控制电路
7.7工程案例
第8章G120/S120变频器的参数设置与调试
8.1G120的参数设置与调试
8.1.1智能操作面板（IOP）的应用
8.1.2用STARTER软件对G120设置参数和调试
8.1.3用TIA Portal软件对G120设置参数和调试
8.1.4用软件设置G120/S120变频器的IP地址
8.2S120的参数设置与调试
8.2.1用基本操作面板设置S120的参数
8.2.2用高级操作面板设置S120的参数
8.2.3用STARTER软件设置S120的参数
第9章G120/S120变频器的报警与故障诊断
9.1G120变频器的报警与故障诊断
9.1.1G120变频器的状态显示
9.1.2G120变频器的报警
9.1.3G120变频器的故障
9.1.4用TIA Portal软件诊断G120变频器的故障 
9.2S120变频器的故障诊断
9.2.1用LED灯诊断S120变频器的故障
9.2.2用驱动状态信息诊断S120变频器的故障
9.2.3用STARTER软件诊断S120变频器的故障
9.2.4用Web Server诊断S120变频器的故障
第10章工程应用
10.1工艺过程
10.2系统软硬件配置
10.3编写程序
参考文献

随着计算机技术的发展，以可编程序控制器、变频器调速和计算机通信等技术为主体的新型电气控制系统已经逐渐取代传统的继电器电气控制系统，并广泛应用于各行业。变频器和伺服驱动是20世纪70年代随着电力电子技术、脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation,PWM）控制技术的发展而产生驱动装置，此应用技术在有的文献上也称为“运动控制”。由于其通用性强、可靠性好、使用方便，目前已在工业自动化控制的很多领域得到了广泛的应用。随着科技的进一步发展，变频器和伺服驱动产品性能日益提高且价格不断下降，变频器和伺服驱动产品应用将更加广泛。
由于西门子变频器和伺服系统功能强大，虽然价格高，但市场占有率很高，因此本书将以西门子变频器和伺服系统为例进行介绍。本书在编写时，力求尽可能简单和详细，用较多的简单案例引领读者入门，让读者读完入门部分后，能完成简单的工程。应用部分精选工程的实际案例，供读者模仿学习，提高读者解决实际问题的能力。为了使读者能更好地掌握相关知识，我们在总结长期教学经验和工程实践的基础上，联合相关企业人员，共同编写了本书，力争使读者通过“看书”就能学会变频器和伺服驱动技术。
在编写过程中，我们将一些生动的操作实例融入教材中，以提高读者的学习兴趣。本书与其他相关书籍相比，具有以下特点。
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本书由向晓汉和唐克彬主编，全书共分10章。第1章由无锡职业技术学院的郑贞平编写；第3章由无锡职业技术学院的黎雪芬编写；第4章由无锡雪浪环境科技有限公司的刘摇摇编写；第5、7、8章由无锡职业技术学院的向晓汉编写；第6章由无锡职业技术学院的钱晓忠编写；第9章由付东升和曹英强编写；第2、10章由华蓥市经济和信息化局的唐克彬编写。参加本书编写的还有无锡职业技术学院胡俊平、张楠等。本书由向晓汉、无锡职业技术学院的奚茂龙教授任主审。
由于编者水平有限，缺点和错误在所难免，敬请读者批评指正，编者将万分感激！