供应详情
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SIMATIC S7-200 SMART，CPU ST20， 标准 CPU，DC/DC/DC， 机载 I/O： 12 个 24V DC 数字输入；8 DO 24V DC； 电源：直流 20.4-28.8V DC， 程序存储器/数据存储器 20 KB | |
| 一般信息 | ||
| 产品类型标志 | CPU ST20 DC/DC/DC | |
| 附带程序包的 | ||
| ● 工程系统 | STEP 7 Micro/WIN SMART | |
| 安装方式/安装 | ||
| 导轨安装 | 是; 标准导轨 | |
| 电源电压 | ||
| 电源的电压类型 | 24 V DC | |
| 额定值 (DC) | ||
| ● DC 24 V | 是 | |
| 允许范围，下限 (DC) | 20.4 V | |
| 允许范围，上限 (DC) | 28.8 V | |
| 额定值 (AC) | ||
| ● AC 120 V | 否 | |
| ● AC 230 V | 否 | |
| 输入电流 | ||
| 耗用电流，最大值 | 720 mA; 24 V DC | |
| 接通电流，最大值 | 11.7 A; 28.8 V 时 | |
| 输出电流 | ||
| 电流输出，最大值 | 300 mA; 24 V DC 传感器电源 | |
| 用于背板总线 (DC 5 V)，最大值 | 1.4 A; 最大 5 V DC，用于 EM 总线 | |
| 功率损失 | ||
| 功率损失，最大值 | 20 W | |
| 存储器 | ||
| 存储器类型 | DDR | |
| 闪存 | 是 | |
| RAM | 是 | |
| 用于用户数据的可用存储器 | 8 kbyte | |
| 存储器大小 | 12 kbyte; 程序存储器 | |
| 微型存储卡 | 是; microSDHC 卡（可选） | |
| CPU-处理时间 | ||
| 对于位运算，典型值 | 150 ns; / 说明 | |
| 对于字运算，典型值 | 1.2 µs; / 说明 | |
| 对于浮点运算，典型值 | 3.6 µs; / 说明 | |
| 地址范围 | ||
| 外设地址范围 | ||
| ● 输入端 | 144 byte; 256 位数字量输入和 56 字模拟量输入 | |
| ● 输出端 | 144 byte; 256 位数字量输出和 56 字模拟量输出 | |
| 时间 | ||
| 时钟 | ||
| ● 类型 | 硬件时钟，未缓冲 | |
| ● 硬件时钟（实时时钟） | 是 | |
| ● 缓冲持续时间 | 7 d | |
| ● 每日偏差，最大值 | 4 s; 25 °C 时在 120s/月范围内 | |
| 数字输入 | ||
| 数字输入端数量 | 12 | |
| 输入电压 | ||
| ● 输入电压类型 | DC | |
| ● 额定值 (DC) | 24 V | |
| ● 对于信号“0” | I0.0 到 I0.3 < 1 V DC；I0.4 到 I2.7 < 5 V DC | |
| ● 对于信号“1” | I0.0 到 I0.3 > 4V；I0.4 到 I2.7 > 15V | |
| 输入电流 | ||
| ● 对于信号“1”，典型值 | 4 mA | |
| 导线长度 | ||
| ● 屏蔽，最大值 | 500 m; 50 m 屏蔽，HSC 输入端 | |
| ● 未屏蔽，最大值 | 300 m | |
| 数字输出 | ||
| 数字输出端数量 | 8; 晶体管 | |
| ● 其中的快速输出端 | 3 | |
| 短路保护 | 否 | |
| 输出端的通断能力 | ||
| ● 电阻负载时的最大值 | 0.5 A | |
| ● 照明负载时的最大值 | 5 W | |
| 导线长度 | ||
| ● 屏蔽，最大值 | 500 m | |
| ● 未屏蔽，最大值 | 150 m | |
| 接口 | ||
| 工业以太网接口数量 | 1 | |
| RS 485 接口数量 | 1 | |
| 1. 接口 | ||
| 接口类型 | 以太网 | |
| 物理组成 | RJ45 | |
| 电位隔离 | 是; 隔离的变压器，1500V AC | |
| 传输速率的自动计算 | 是; 10/100 Mbit/s | |
| 自动协商 | 是 | |
| 自动交叉 | 是 | |
| 2. 接口 | ||
| 接口类型 | RS 485（最大 187.5 Mbps） | |
| 通讯功能 | ||
| S7 通讯 | ||
| ● 提供支持 | 是 | |
| ● 作为服务器 | 是 | |
| ● 作为客户端 | 是 | |
| 调试功能测试 | ||
| 强制 | ||
| ● 强制 | 是 | |
| 集成功能 | ||
| 计数器数量 | 4; 对于单相，200 kHz 时为 4 个 HSC；对于 A/B 相，100 kHz 时为 2 个 HSC | |
| PID 调节器 | 是; PID 闭环控制功能：连续控制器输出，二进制控制器输出，自动/手动模式，最多 8 个回路 | |
| EMV | ||
| 抗静态放电干扰的能力 | ||
| ● 抗静态放电干扰的能力符合 IEC 61000-4-2 | 是 | |
| — 空气放电时的试验电压 | 8 kV | |
| — 接触放电时的试验电压 | 4 kV | |
| 针对高频电磁场的抗干扰能力 | ||
| ● 针对高频射线的抗干扰性，符合 IEC 61000-4-3 | 是; 10 V/m，80 至 1000 MHz（符合 IEC 61000-4-3）；10 V/m，900 MHz，1.89 GHz,50 % ED（符合 IEC 61000-4-3） | |
| 与导线相关的抗干扰能力 | ||
| ● 电源导线的抗干扰能力符合 IEC 61000-4-4 | 是; 2 kV 符合 IEC 61000-4-4，脉冲 | |
| ● 信号导线的抗干扰能力，符合 IEC 61000-4-4 | 是; ±2 kV 符合 IEC 61000-4-4，脉冲 | |
| 针对通过高频场引起的导线干扰量的抗干扰能力 | ||
| ● 针对高频馈电的抗干扰性，符合 IEC 61000-4-6 | 是; 10 V，150 kHz 到 80 MHz（根据 IEC 61000-4-6） | |
| 依据 EN 55 011 标准抑制无线电干扰辐射 | ||
| ● 极限值等级 A 适用于工业领域中的应用 | 是; EN 61000-6-4，发射干扰：在工业领域中使用。 | |
| 电缆传导的干扰辐射和电缆传导的干扰 | ||
| ● 通过电源电缆/交流电电缆的干扰发射 | EN 61000-6-4，发射干扰：在工业领域中使用。 | |
| 防护等级和防护类别 | ||
| 防护等级符合 EN 60529 | ||
| ● IP20 | 是 | |
| 标准、许可、证书 | ||
| CE 标记 | 是 | |
| 环境要求 | ||
| 露天情况下 | ||
| ● 最大落差 | 0.3 m; 五个，在发货包装内 | |
| 运行中的环境温度 | ||
| ● 最小值 | 0 °C | |
| ● 最大值 | 55 °C | |
| ● 水平安装，最小值 | 0 °C | |
| ● 水平安装，最大值 | 55 °C | |
| ● 垂直安装，最小值 | 0 °C | |
| ● 垂直安装，最大值 | 45 °C | |
| 运输/储存时的环境温度 | ||
| ● 最小值 | -40 °C | |
| ● 最大值 | 70 °C | |
| 气压符合 IEC 60068-2-13 标准要求 | ||
| ● 存放/运输，最小值 | 660 hPa | |
| ● 存放/运输，最大值 | 1 080 hPa | |
| 参考海平面的运行高度 | ||
| ● 安装高度，最小值 | -1 000 m | |
| ● 安装高度，最大值 | 2 000 m | |
| 相对空气湿度 | ||
| ● 25 °C 时无冷凝运行，最大值 | 95 % | |
| 组态 | ||
| 编程 | ||
| 编程语言 | ||
| — KOP | 是 | |
| — FUP | 是 | |
| — AWL | 是 | |
| 尺寸 | ||
| 宽度 | 90 mm | |
| 高度 | 100 mm | |
| 深度 | 81 mm | |
| 重量 | ||
| 重量，约 | 320 g | |
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西门子工业自动化与驱动集团合作伙伴 |
广州三合自动化设备有限公司 |
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联 系 人： |
阿 拉 雷 |
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电 话 ： |
o 2 o - 3 9 o o 8 7 5 9 |
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手 机： |
1 7 7 2 8 (微*)1 9 8 3 3 1 |
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传 真： |
o 2 o - 3 9 o o 8 7 5 9 |
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商务 QQ : |
2 3 8 2 1 1 9 6 6 8 |
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公司地址： |
广州市南沙区金岭北路252号1704房 |
1.G120变频器的CANopen通信功能
1.1 支持CANopen通信的G120变频器
G120系列变频器中有以下两种控制单元（或变频器）支持CANopen通信：
1. CU230P-2 CAN控制单元；
2. 订货号倒数第二位为C的G120C变频器，例如6SL3210-1KE11-8U C 0；
1.2 G120变频器的CANopen通信功能
G120 CANopen通信符合以下子协议：
支持1个SDO服务（作为SDO服务器）；
支持最多8个RPDO和8个TPDO ；
支持同步数据传输模式；
支持节点护卫/心跳协议（作为心跳生产者）；
作为NMT从节点；
通信速率10K、20K、50K、125K、250K、500K、800K、1M bit/s；
EDS文件下载地址：48351511
2.PDO通信服务基本原理
CANopen 的实时数据传输通过“过程数据对象PDO（Process Data Object）”进行传输。
数据从一个生产者传到一个或多个消费者。每个PDO最多传送8 个字节数据（例如：一个 PDO 可以传输最多 64 个数字 I/O 值，或者 4 个 16 位的 A/D 值）。有两种PDO ，发送PDO（TPDO）和接收PDO（RPDO）。
图2-1 PDO服务通信模型
PDO 报文由COB-ID 标识，生产者发出的TPDO带有相应的COB-ID，消费者如果希望接收该PDO的数据必须将其RPDO的COB-ID设置为与生产者TPDO的COB-ID相同的值。
每个 PDO 在对象字典中用 2 个对象描述：
更详细PDO通信服务信息请参考其它CANopen协议相关资料。
3.自由PDO映射实例
本实例介绍如何采用自由PDO映射方式实现带转矩限幅的速度控制功能。本实例并不考虑采用何种CANopen控制器以及如何配置CANopen控制器，只针控制单元CU230P-2 CANopen通信的参数设置进行介绍。变频器通用技术以及调试方法本实例也不进行介绍请参考其它文档。
3.1 功能说明
CU230P-2通过RPDO1和RPDO2共接收4个字的过程数据数据，包括控制字、速度设定值、正转矩限幅、负转矩限幅。通过TPDO1和TPDO2共发送6个字的过程数据，包括状态字、速度实际值、输出电流、直流母线电压、故障编号、报警编号。
表3-1 RPDO 的COB-ID及映射关系
| COB-ID | 映射1 | 映射2 | 映射3 | 映射4 | |
| RPDO1： | 202Hex |
6040 Hex （控制字） |
5800 Hex （速度设定值） |
0 Hex | 0 Hex |
| RPDO2： | 302 Hex |
5801 Hex （正转矩限幅） |
5802 Hex （负转矩限幅） |
0 Hex | 0 Hex |
表3-2 TPDO 的COB-ID及映射关系
| COB-ID | 映射1 | 映射2 | 映射3 | 映射4 | |
| RPDO1： | 182Hex |
5810 Hex （控制字） |
5811 Hex （速度实际值） |
5812 Hex （输出电流） |
5813 Hex （直流电压） |
| RPDO2： | 282 Hex |
5814 Hex （故障编号） |
5815 Hex （报警编号） |
0 Hex | 0 Hex |
3.2 硬件接口
本实例采用G120控制单元 CU230P-2 CAN V4.3.2 订货号6SL3243-0BB30-1CA1。
图3-1 CU230P CANopen物理接口 图3-2 管脚分配
3.3 CAN接口设置
使用珠海销售西门子SMARTPLC模块6ES7288-1ST20-0AA0STARTER软件和BOP-2操作面板均可对CAN接口进行设置。在STARTER中使用控制单元树状视图的“Communication ”中“CAN”功能设置CAN接口。使用BOP-2面板设置请参考下图中对应的参数号。
> “CAN interface”选项卡中，设置通信速率和节点ID。(注意：只有在变频器重新上电后，节点 ID 和波特率的修改才会生效。断电前请执行“copy RAM to ROM”保存修改的参数)。
1) P2030 = 4激活CAN
2) P8622 通信速率
3) P8620 节点ID
(注意：如果硬件DIP开关设置的节点ID为0，那么由P8620设置节点ID。否则P8620为只读，显示由硬件DIP开关设置的节点ID)
图3-3 CAN interface选项卡
> “Standard Identifier” 选项卡中，可修改SYNC和Emergency服务的COB-ID，SDO和NMT服务的COB-ID是不能修改的。
4) P8603 紧急事件COB-ID
5) P8602同步对象COB-ID
图3-4 Standard Identifier选项卡
> “Network Management”选项卡中，可以设置CAN接口的运行状态。在修改CAN接口配置时，应将CAN接口运行状态设置为“Preoperational”预运行状态。
6) P8685 CAN接口运行状态
0: 正在初始化
4: 停止
5: 运行
127: 预运行
128: 复位节点
129: 复位通信
图3-5 Network Management选项卡
> “Monitoring functions” 选项卡中，可设置节点的监控功能。“Heartbeat”和“Node guarding”不能同时激活。设置为“0ms”时功能被禁止。另外还可以设置在出现通信错误时CAN节点的动作。
7) P8606 心跳时间 珠海销售西门子SMARTPLC模块6ES7288-1ST20-0AA0
8) P8604[0]节点护卫时间
9) P8604[1]节点护卫生命因子
10) P8609[0]出现通信故障时的响应
图3-6 Monitoring functions选项卡
本实例只对CAN接口的基本参数通信速率和节点ID进行了设置，对于节点保护心跳协议等功能请根据实际应用进行设置。
3.4 自由PDO映射设置
使用STARTER软件只能通过专家列表配置PDO映射参数，双击控制单元树状视图的"Expert list"可以打开专家列表。使用BOP-2面板调试请参考以下步骤中对应的参数号。
> 将PDO映射方式修改为自由映射，P8744= 2；
> 修改RPDO1通信参数和映射参数：
> 修改RPDO2通信参数和映射参数：
> 修改TPDO1通信参数和映射参数：
> 修改TPDO2通信参数和映射参数：
按照以上步骤设置自由PDO映射后，变频器自动将CANopen对象映射到变频器过程数据中，映射关系请参考下表。也可通过r8750查看接收数据映射关系，r8751查看发送数据映射关系。
表3-3 接收数据映射关系 表3-4 发送数据映射关系
| CANopen对象 | G120 过程数据 | CANopen对象 | G120 过程数据 | |
| 6040 | r2050.0（PZD1） | 5810 | P2051[0]（PZD1） | |
| 5800 | r2050.1（PZD2） | 5811 | P2051[1]（PZD2） | |
| 5801 | r2050.2（PZD3） | 5812 | P2051[2]（PZD3） | |
| 5802 | r2050.3（PZD4） | 5813 | P2051[3]（PZD4） | |
| 5814 | P2051[4]（PZD5） | |||
| 5815 | P2051[5]（PZD6） | |||
3.5 过程数据互联
> 控制字自动互联
表3-5 控制字位含义
| 位15..8 | 位7 | 位6..4 | 位3 | 位2 | 位1 | 位0 |
| 未用 | 故障复位 | 未用 | 脉冲使能 | OFF3停车 | OFF2停车 | ON/OFF1 |
> 主设定值与转矩限幅过程数据互联
> 发送过程数据互联
注意：上述设定后，经过CANopen传输的速度设定、转矩限幅值、速度实际值、输出电流以及直流母线电压均为经过标准化的16位有符号整数。标准化方法：变频器接收或发送的十进制有符号整数16384对应于100%的基准量。G120变频器常用的基准参数：P2000基准转速、P2001基准电压、P2002基准电流、P2003基准转矩。
关键词
本次合作，其意义不仅是引进了新的软件平台，更在推动院校专业建设与教学改革；提高人才培养的针对性和有效性；促进科研成果转化；引导建立符合教育规律的人才评价体系等方面影响深远。栾 艳,北方渠道经理 Siemens PLM Software数字化技术也代表了未来工业的发展方向。所以，将相关工程软件引入工程实践教育，采用虚实结合的教学方式很有必要。栾 艳,北方渠道经理 Siemens PLM Software
Siemens PLM Software的优势在于覆盖领域 广，包含产品设计到制造的全过程，同时结合西门子在自动化领域的优势，为虚实结合提供了一整套可行方案。王 健美,清华大学基础工业训练中心
清华大学（Tsinghua University）是中国著名高等学府，坐落于北京西北郊风景秀丽的清华园，是中国高层次人才培养和科学技术研究的重要基地。随着制造业的持续发展和技术变革，人才资源总量稳步增长，人才结构、人才素质和人才培养体系逐步改善，制造业人才工作取得了新进展。《中国制造2025》强调要健全完善中国制造从研发、转化、生产到管理的人才培养体系，为推动中国制造业从大国向强国转变提供人才保障。
西门子将数字化的力量融入各行各业，在深化与中国企业合作推进“中国制造2025”的同时，西门子也一贯注重回馈社会、关注教育；Academic Partner Program-“教育合作伙伴项目”是Siemens PLM Software公司的数字 化技术人才培养全球战略项目，旨在通过与国内知名的工科院校展开合作，在师资培训、工程教育和学科建设等领域推动设计制造管理教学方面达到国际领先水平，并在中国高等院校普及和应用，和高校合作共同培养未来的高素质数字化人才。
在当前新技术、新业态、新产业为特点的新经济蓬勃发展形势下，要求高校培养具备更高工程实践能力、创新能力、跨界整合能力的高素质复合型人才。2016年12月，教育部、人力资源和社会保障部、工业和信息化部联 合印发了《制造业人才发展规划指南》。2017年2月，教育部发布《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》。纷纷针对当前我国工程教育与新兴产业、新经济发展、企业实际需求有所脱节，产教融合不够深入，工程教育实践环节薄弱等问题，提出深化工程教育改革，提升工程技术人才培养能力的建设目标。目前，随着制造业人才工作的推进，人才结构、人才素质和人才培养体系逐步改善，制造业人才培养体系逐步完善。制造业企业在培养高端人才中的主体作用开始得到发挥，一批高校紧贴市场需求，与企业密切合作，在加快培养后备制造业人才方面发挥了重要基础作用。清华大学与西门子的合作就是其中的代表。
作为国内顶尖的工程类院校，清华大学通过校企合作的方式推进培养体系与课程改革。清华大学基础工业训练中心作为面向本科生的工程训练基地，近年来，在新经济形势下，全面提升学生实践能力、创新能力、跨学科交叉培养等方面，做出了有益的探索：（1）在教学内容上，不断引入新技术，先后拓展了增材制造、机器人、大数据等新方向，并在实践教学中融合信息化手段。这些新的教学内容和手段，有效激发了学生的创新思维与能力，在学生中反响良好。（2）在教学模式上，在以工科生为主的工程训练基础上，拓展了面向全校学生的工程文化素质教育，形成了集合工程教育、通识教育、创新教育为一体的综合型教育形态，不仅为培养卓越工程师服务，也为培养复合型创新人才服务。（3）在教学体系上，训练中心遵循清华大学“四位一体”大学使命、与“一体两翼”实施路径的创新创业理念，在教务处的领导下，于2016年9月联合校多个院系共同成立技术创新辅修专业，形成国内首个国内第一个专门面向双创教学的辅修专业，系统性开展创新创业教育。
西门子是工业4.0的主要推行者，其所提出的“数字化双胞胎”对实现虚拟世界与物理世界的融合提供了有效的解决方案。西门子产品的优势在于覆盖领域广，包含产品设计到制造的全过程，同时结合西门子在自动化领域的优势，为虚实结合提供了一整套可行方案。
2016年，基础工业训练中心先后引入了西门子公司的Siemens PLM Software系列软件，旨在打通从设计到制造的产品全生命周期价值链，通过具体产品为牵引，实现学生全面参与产品研制全过程，建立对制造流程的系统认知。
清华大学基础工业训练中心统筹规划、具体实施全校工程实践教学和相关科研工作，因此如何将数字化平台以及虚拟仿真技术引入到工程技术人才培养中，是基础工业训练中心一直在探索的内容。本着“虚实结合、能实不虚、各有侧重”的原则，基础工业训练中心充分注重实践与仿真的结合。通过仿真，实现抽象概念的形象化，帮助学生了解工作原理，掌握理论知识点。再回到实践中去，应用知识，加深理解。通过这种方式，学生在实践中能够起到事半功倍的效果，也有效规避了由于认识不清晰、操作不熟练等带来的安全隐患等问题。基于对数字化工厂相关教学目标的需求，清华大学基础工业训练中心引进Siemens PLM Software软件平台。
清华引入的Siemens PLM Software包括三个核心部分：NX、Teamcenter和Tecnomatix。NX软件是集成产品设计、工程与制造于一体的解决方案，是完整、灵活且有效的产品设计、工程和制造解决方案。Teamcenter作为统一的产品生命周期管理平台将人员、流程与知识有机地联系起来，从而加速实施过程、提高生产效率，并加强企业内外的协同；数字化制造解决方案Tecnomatix，则把各种制造学科，从工艺布局规划和设计、工艺过程仿真和验证、制造执行和产品工程连接起来。三者的深度结合，可以实现从产品的设计、制造、仿真，车间的生产布局、设备的运行情况及整个产品生命周期的各环节的仿真和验证。
自2016年开始，基础工业训练中心开始使用Siemens PLM Software软件平台。西门子的机器人仿真软件ROBCAD已经用于本科生工程实践训练。基于该软件平台的其余课程还在陆续建设中。目前，在基础工业训练中心的公共机房和展示中心的电脑中安装该软件平台，并面向全校学生开放使用。学生可以利用该软件平台自主进行多种形式的科研活动，不仅有课堂教学，还有SRT 项目、竞赛、创新创业活动等。以基础工业训练中心开设的“工业机器人仿真与实践”实验单元为例。学生先在西门子公司ROBCAD软件平台上，实现工业机器人的运动控制、运动路径规划、工具操作等内容。基于一个简单实例，把抽象的内容通过图形化地方式直观展示出来，一步步地帮助学生理解坐标系、位姿、路径规划、操作空间等基本概念和实现方法。在实际操作中，由于有了上述知识做基础，学生能够很快上手，实现机器人的操作；同时也对示教编程、离线编程等方式有了体会。同时有效降低了由于知识点不明晰带来的误操作等潜在安全隐患。
作为珠海销售西门子SMARTPLC模块6ES7288-1ST20-0AA0综合教育项目的一部分，西门子不仅提供了NX、Teamcenter以及Tecnomatix软件套装，还提供了教材、讲义、西门子的官方课程等全方位的支持服务。基于西门子强大的行业经验和丰富的应用实例，通过为教师提供软件应用相关培训，并提供相关培训文档，为教师开展教学活动提供参考。在实践环节中，西门子代理商技术人员协助开发相关案例并提供西门子PLM系列教材。
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