变频及伺服应用技术(西门子)(微课版)

本教材以G120变频器以及V90伺服驱动器为对象,并进一步引入新技术,如变频器调试软件Startdrive的使用、变频器的Profinet通信等
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郭艳萍 (主编) 978-7-115-60130-8

关于本书的内容有任何问题,请联系 王丽美

1、本教材拟与企业技术人员合作编写,重构任务内容与教材呈现方式,以实际工程案例为载体,采用项目引导,任务驱动方式,详细描述完成任务的实施过程,包含工具、手册、标准、接线、参数设置、程序以及职业素养要求等,满足职业教育“三教”改革的需求。
2、本教材以G120变频器以及V90伺服驱动器为对象,并进一步引入新技术,如变频器调试软件Startdrive的使用、变频器的Profinet通信等,所选内容技术先进,工程典型案例详实,满足智能制造业对先进变频及伺服技术发展的需求。
3、教材融入中高级电工、《智能运动控制系统集成与应用职业技能等级标准(2021年版)》“1+X”职业技能等级标准以及“现代电气控制系统安装调试”技能大赛项目内容,将价值引领融入教材,实现“岗、书、证、赛”融通,最终达到知识传授、能力培养 、价值塑造的教学目标。
4、配套资源丰富,视频以实际设备为载体录制,并有智慧职教MOOC平台助教助学,满足职业院校线上线下混合式教学模式改革的需求。
5、教材配置项目情境条件、教学环境设置和教学方法建议,为职业院校实训室建设以及“三教改革”提供重要参考。
6、每个任务均配有应知应会知识测试和专业岗位技能测试题,帮助学生随时检查学习效果。

内容摘要

本书以西门子G120变频器和V90伺服驱动器为载体,系统介绍了变频器和伺服驱动器的结构、工作原理、常用功能、运行操作,PLC与变频器的PROFINET通信,以及步进开环控制系统和伺服闭环控制系统的硬件电路、程序设计。本书分为4个模块,分别是认识变频器、变频器的运行功能预置和调试、PLC变频控制系统的应用、运动控制系统的应用。本书是以学习成果为导向的工作手册式教材,共设计了12个项目、21个任务,按照“引导问题→知识链接→项目实施→项目延伸→课堂笔记→项目评价→电子活页拓展知识→自我测评”的组织方式安排学习内容,每个任务实施过程详细、可操作性强,并配有微课视频。
本书可作为应用技术本科和高职院校自动化大类专业的变频器和运动控制课程的教材,也可作为各类工程技术人员、在职人员的培训和自学教材,以及各类企业设备管理人员的参考用书。

目录

模块1 认识变频器
导言

项目1.1 变频器的安装与接线 2
引导问题 2
知识链接 2
1.1.1 变频器的产生和应用 2
1.1.2 变频调速原理 3
1.1.3 通用变频器的基本结构 5
1.1.4 变频器的分类和控制方式 7
1.1.5 G120变频器的系统配置 9
项目实施 12
任务1 功率模块的安装与接线 12
任务2 控制单元的安装与接线 15
项目延伸 传感器与控制单元的接线 20
课堂笔记 21
项目评价 21
电子活页拓展知识 变频器的安装方式 22
自我测评 22



项目1.2 变频器的基本调试 24
引导问题 24
知识链接 24
1.2.1 G120变频器的常用参数 24
1.2.2 BOP-2操作面板 27
项目实施 29
任务1 使用BOP-2操作面板修改参数 29
任务2 手动控制变频器运行 30
任务3 使用Startdrive软件快速调试变频器 32
项目延伸 使用BOP-2操作面板快速调试变频器 42
课堂笔记 43
项目评价 44
电子活页拓展知识 静态识别和动态优化 45
自我测评 45


模块2 变频器的功能预置和调试
导言

项目2.1 模拟量给定功能调试 48
引导问题 48
知识链接 48
2.1.1 预定义接口宏 48
2.1.2 指令源和设定值源 49
2.1.3 双线制和三线制控制 51
项目实施 52
任务1 使用Startdrive软件调试宏12 52
任务2 输入/输出端子功能预置 58
任务3 电流给定的变频器正反转运行 65
项目延伸 三线制控制的变频器正反转运行 67
课堂笔记 68
项目评价 68
电子活页拓展知识 变频器的启动和制动功能 69
自我测评 69

项目2.2 电动电位器给定功能调试 71
引导问题 71
知识链接 电动电位器(MOP)功能及宏命令9 71
项目实施 73
任务 电动电位器功能的预置与运行 73
项目延伸 变频器的两地控制 74
课堂笔记 76
项目评价 77
电子活页拓展知识 多台变频器的同步运行 78
自我测评 78

项目2.3 固定转速给定功能调试 79
引导问题 79
知识链接 固定转速给定功能 79
项目实施 81
任务 二进制选择的多段速功能调试 81
项目延伸 直接选择的多段速功能调试 83
课堂笔记 84
项目评价 84
电子活页拓展知识 宏命令1、宏命令2和宏命令3 85
自我测评 85

项目2.4 变频器PID功能的预置与调试 87
引导问题 87
知识链接 PID工艺控制器 87
项目实施 90
任务 恒压供水的PID闭环控制 90
项目延伸 恒压供水的工频/变频切换控制 93
课堂笔记 94
项目评价 95
电子活页拓展知识 PID参数的整定方法 95
自我测评 96


模块3 PLC变频控制系统的应用
导言

项目3.1 数字量变频控制系统的安装与调试 98
引导问题 98
知识链接 98
3.1.1 PLC与变频器的连接方式 98
3.1.2 变频器的转速到达功能 99
项目实施 100
任务1 离心机PLC变频控制系统的安装与调试 100
任务2 风机PLC工频/变频切换控制系统的安装与调试 103
项目延伸 啤酒灌装输送带PLC控制系统的安装与调试 106
课堂笔记 108
项目评价 108
电子活页拓展知识 两台变频器的联锁控制 109
自我测评 109

项目3.2 模拟量变频控制系统的安装与调试 111
引导问题 111

知识链接 模拟量输入/输出模块SM1234 111
项目实施 114
任务 搅拌机PLC远程控制系统的安装与调试 114
项目延伸 搅拌机PLC本地/远程切换控制系统的安装与调试 118
课堂笔记 119
项目评价 120
电子活页拓展知识 宏命令15 120
自我测评 121

项目3.3 G120变频器的通信 122
引导问题 122
知识链接 PROFIdrive通信基础 122
项目实施 126
任务 G120变频器的PROFINET通信 126
项目延伸 运料小车的PROFINET通信控制 133
课堂笔记 134
项目评价 134
电子活页拓展知识 G120变频器的PROFIBUS通信 135
自我测评 136



模块4 运动控制系统的应用
导言

项目4.1 步进控制系统的应用 138
引导问题 138
知识链接 138
4.1.1 步进电机 138
4.1.2 步进驱动器 140
4.1.3 S7-1200 PLC的运动控制方式 143
项目实施 144
任务1 组态轴工艺对象 144
任务2 使用轴控制面板调试运动轴 153
任务3 单轴机械手定位控制系统的安装与调试 156
项目延伸 工作台自动往返定位控制系统的安装与调试 161
课堂笔记 161
项目评价 162
电子活页拓展知识 双轴机械手定位控制 163
自我测评 163

项目4.2 V90 PTI伺服控制系统的应用 164
引导问题 164
知识链接 164
4.2.1 伺服电机 164
4.2.2 伺服驱动器 166
4.2.3 V90 PTI外部脉冲位置控制模式 171
4.2.4 V90伺服驱动器的引脚功能及接线 173
4.2.5 V90 PTI版伺服驱动器的速度控制模式 177
项目实施 179
任务1 SINAMICS V-ASSISTANT调试软件的使用 179
任务2 输送站位置控制系统的安装与调试 186
项目延伸 传送带速度控制系统的安装与调试 192
课堂笔记 194
项目评价 194
电子活页拓展知识 V90 PTI版伺服驱动器的转矩控制 195
自我测评 195

项目4.3 V90 PN伺服控制系统的应用 197
引导问题 197
知识链接 197
4.3.1 V90 PN版伺服驱动器的控制模式和常用报文 197
4.3.2 V90 PN版伺服驱动器的速度控制 200
项目实施 202
任务 剪切机定长控制系统的安装与调试 202
项目延伸 FB285功能块在速度控制中的应用 214
课堂笔记 215
项目评价 215
电子活页拓展知识 V90 PN版伺服驱动器的EPOS控制 216
自我测评 217
参考文献 218

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作者介绍

郭艳萍,教授,九三学社社员,国家级职业教育电气自动化技术教师教学创新团队骨干成员。从教30年来,一直专注PLC与电气传动领域的应用技术研究。主编的《电气控制与PLC应用(第3版)》、《交直流调速系统(第3版)》、《变频及伺服应用技术(附微课视频)》入选“十三五”、“十四五”职业教育国家规划教材,其中《变频及伺服应用技术(附微课视频)》荣获首届全国教材建设奖优秀教材二等奖。获重庆市教学成果特等奖1项,国家级教学成果二等奖1项。

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