套装 西门子运动控制系统 共3册 运动控制系统 伺服控制 伺服系统 伺服电机 变频控制 变频调速 自动化工程师 电气

商品名称：

西门子运动控制系统 共3册(《运动控制系统应用指南》 《西门子小型伺服驱动系统应用指南》 《运动控制系统应用及实例解析》 )

作 者：

游辉胜 顾和祥

市 场 价：

284.00元

ISBN 号：

9787111651437； 9787111663348； 9787111695127

出 版 社：

机械工业出版社

《运动控制系统应用指南》

序

前言

第1章运动控制概论1

1.1运动控制系统的应用背景1

1.2运动控制系统的组成1

1.3运动控制系统的功能2

1.4运动控制器的种类3

1.5运动控制系统的基本原理5

第2章运动控制器及其低压电器6

2.1运动控制器6

2.1.1PLC的应用场合6

2.1.2PLC的工作原理7

2.1.3PLC的内部结构8

2.2西门子PLC的运动控制功能11

2.2.1SIMATIC S7-200 SMART PLC11

2.2.2SIMATIC S7-200 SMART PLC运动控制向导13

2.2.3SIMATIC S7-200 SMART PLC运动控制指令25

2.2.4SIMATIC S7-1200/1500 PLC28

2.2.5SIMATIC S7-1200 PLC控制脉冲型伺服运动控制向导29

2.2.6SIMATIC S7-1500 PLC控制总线型伺服运动控制向导37

2.2.7SIMATIC S7-1200/1500 PLC运动控制指令49

2.3低压电器52

2.3.1指示灯53

2.3.2开关53

2.3.3低压断路器54

2.3.4熔断器56

2.3.5接触器58

2.3.6控制继电器59

2.3.7热继电器61

2.3.8传感器62

2.4人机界面64

第3章变频调速系统66

3.1变频调速的基本原理66

3.2三相异步电动机的基本原理66

3.2.1三相异步电动机的主要用途和分类66

3.2.2三相异步电动机的基本结构66

3.2.3三相异步电动机的等效电路67

3.2.4三相异步电动机的调速70

3.2.5三相异步电动机的制动控制73

3.3变频器73

3.3.1变频器的组成74

3.3.2变频器的工作原理74

3.3.3变频器的控制方式74

3.4西门子变频调速系统75

3.4.1SINAMICS V20变频器75

3.4.2SINAMICS G120C变频器81

3.4.3SINAMICS V20变频器和SINAMICSG120C变频器通信85

第4章伺服控制系统89

4.1伺服驱动器原理概述90

4.1.1伺服电动机矢量控制原理90

4.1.2坐标变换原理92

4.1.3PWM控制方法93

4.2编码器97

4.3网络通信98

4.4西门子伺服控制系统99

4.4.1SINAMICS V90 PTI伺服驱动器脉冲型的组成及功能99

4.4.2SINAMICS V90伺服驱动器PROFINET通信总线型的组成及功能108

4.4.3SINAMICS V90伺服驱动器的安全功能114

4.4.4SINAMICS V90伺服驱动器的调试工具115

4.4.5SIMOTICS 1FL6伺服电动机119

第5章伺服控制系统的优化121

5.1伺服控制系统的基本控制理论122

5.1.1信号的描述方法122

5.1.2系统阶跃响应特性125

5.1.3系统开环频域响应特性128

5.1.4系统闭环频域响应特性129

5.1.5系统频域响应的测量方法130

5.1.6控制系统的基本模型130

5.2伺服控制系统的基本优化方法140

5.2.1伺服控制系统的基本环路140

5.2.2PID控制器原理142

5.2.3电流环优化143

5.2.4机械传动系统144

5.2.5速度环优化151

5.2.6位置环优化165

5.3SINAMICS V90伺服驱动器的优化方法175

5.3.1基于频域响应Bode图的优化176

5.3.2一键自动优化178

5.3.3实时自动优化180

5.3.4自动优化策略181

5.3.5位置指令响应183

5.3.6插补轴优化方法183

5.3.7机械谐振抑制188

5.3.8低频振动抑制189

第6章运动控制系统的应用194

6.1伺服电动机的选型194

6.2电气控制柜的设计196

6.2.1电气控制柜的设计原则196

6.2.2直流24V电源的设计要求198

6.2.3防护要求199

6.2.4冷却设计201

6.3接地设计205

6.3.1接地的分类205

6.3.2低压系统的接地形式206

6.3.3接地209

6.3.4电磁兼容性的设计212

6.3.5西门子驱动器的接地屏蔽要点213

6.4运动控制系统的设计调试要点217

6.4.1电动机的起停控制217

6.4.2SINAMICS V20变频器或SINAMICSG120C变频器与SIMATIC S7-200 SMARTPLC之间的USS通信222

6.4.3SINAMICS V20变频器或SINAMICSG120C变频器与SIMATIC S7-200 SMARTPLC之间的Modbus通信227

6.4.4SINAMICS G120C变频器与SIMATICS7-200 SMART PLC之间的PROFINET通信230

6.4.5SINAMICS V20变频器或SINAMICS G120C变频器与SIMATIC S7-1200 PLC之间的USS通信235

6.4.6SINAMICS V20变频器或SINAMICS G120C变频器与SIMATIC S7-1200 PLC之间的Modbus通信240

6.4.7SINAMICS G120C变频器与SIMATIC S7-1200 PLC之间的PROFINET通信244

6.4.8SINAMICS V90 PN伺服驱动器与SIMATIC S7-1500 PLC之间的位置控制（HSP）246

6.4.9SINAMICS V90 PN伺服驱动器与SIMATIC S7-1500 PLC之间的位置控制（GSD）254

6.4.10SINAMICS V90 PN伺服驱动器与SIMATIC S7-1200 PLC之间的PROFINET通信（功能块）256

6.4.11SINAMICS V90 PN伺服驱动器与SIMATIC S7-200 SMART PLC之间的位置控制263

6.4.12SINAMICS V90 PN伺服驱动器附加报文750的应用269

附录伺服电动机选型的计算274

附录A基本运动原理274

附录B圆盘型负载的伺服电动机选型282

附录C滚珠丝杠型负载的伺服电动机

选型285

参考文献288

《西门子小型伺服驱动系统应用指南》

序

前言

第 1章 概论 ···································· 1 

1.1 交流伺服驱动系统 ·······························1 

1.2 西门子交流伺服驱动系统······················1 

1.3 西门子小型伺服驱动系统······················3

第 2章 SINAMICS V90伺服驱动系统 ··· 6 

2.1 SINAMICS V90伺服驱动系统的优点 ·······6 

2.2 SINAMICS V90脉冲型伺服驱动器 ··········9 

2.2.1 SINAMICS V90 PTI伺服驱动器硬件接································9 

2.2.2 SINAMICS V90 PTI伺服驱动器的通用功能 ··································· 12 

2.2.3 SINAMICS V90 PTI伺服驱动器外部脉冲位置控制 ····························· 13 

2.2.4 SINAMICS V90 PTI伺服驱动器内部位置控制 ··································· 17 

2.2.5 SINAMICS V90 PTI伺服驱动器速度控制 ······························· 20 

2.2.6 SINAMICS V90 PTI伺服驱动器转矩控制 ································· 22 

2.2.7 SINAMICS V90 PTI伺服驱动器混合控制 ····························· 22 

2.2.8 SINAMICS V90 PTI伺服驱动器 RS485 通信控制 ·························· 23 

2.3 SINAMICS V90总线型伺服驱动器 ········ 24 

2.3.1 SINAMICS V90 PN伺服驱动器硬件接口 ···························· 24 

2.3.2SINAMICS V90 PN伺服驱动器 PROFINET通信 ·························· 26 

2.3.3SINAMICS V90 PN伺服驱动器速度控制 ·························· 31 

2.3.4 SINAMICS V90 PN伺服驱动器基本定位器控制 ··································· 32 

2.4 SINAMICS V90伺服驱动器非周期通信 ·· 37 

2.5 SINAMICS V90伺服驱动器调试工具 ····· 40 

2.5.1 V-ASSISTANT调试软件 ················ 41 

2.5.2 TIA Portal调试软件 ······················ 50 

2.6 SINAMICS V90伺服驱动器的安全功能 ·· 62 

2.6.1 SINAMICS V90伺服驱动器与 SIMATIC S7-1200F PLC安全功能的连接 ··················· 62 

2.6.2 SINAMICS V90伺服驱动器与 ET200S安全功能的连接 ················ 62 

2.6.3 SINAMICS V90伺服驱动器与 SIRIUS 3SK1安全继电器安全功能的连接 ········63 

2.6.4 SINAMICS V90伺服驱动器与急停开关安全功能的连接 ····················· 64 

2.6.5 多伺服驱动器与急停开关安全功能的连接 ·················· 64 

2.7 SINAMICS V90 伺服驱动系统的制动 ····· 64 

2.7.1 SINAMICS V90伺服驱动系统的制动方法 ··········· 65 

2.7.2 制动过程的计算 ·························· 66 

2.7.3 制动电阻的选择原则 ····················· 68 

2.7.4 制动单元的核算 ·························· 69 

2.7.5 驱动器最大制动能力的估算 ············ 71 

2.8 SINAMICS V90伺服驱动系统的选型工具 ····················· 72第 

3章 运动控制功能 ······················· 81 

3.1 SIMATIC S7-1500 系列 PLC ················· 81 

3.2 电子齿轮同步 ·································· 82

3.2.1 电子齿轮运动控制向导 ·················· 82 

3.2.2 电子齿轮运动控制指令 ·················· 84 

3.3 电子凸轮同步 ······················ 88 

3.3.1 电子凸轮运动控制向导 ·················· 88 

3.3.2 电子凸轮运动控制指令 ·················· 91 

3.4 测量输入 ·························· 92 

3.4.1 测量输入运动控制向导 ·················· 92 

3.4.2 测量输入运动控制指令 ·················· 95 

3.5 凸轮输出 ········································ 98 

3.5.1 凸轮输出运动控制向导 ··············

《运动控制系统应用及实例解析》

序

前言

第1章 运动控制概述1

1.1 运动控制的定义1

1.2 描述运动控制的三个维度2

1.2.1 运动学维度2

1.2.2 运动特征维度2

1.2.3 运动轴维度3

1.3 运动控制常用名词3

1.4 运动控制类型及特点11

1.4.1 风机泵类控制11

1.4.2 传送及进给类控制12

1.4.3 物料加工及处理类控制13

1.5 运动控制的发展14

1.5.1 硬件及软件的发展14

1.5.2 运动控制功能的发展15

第2章 运动控制的解决方案16

2.1 运动控制系统的组成16

2.2 运动控制的典型应用17

2.2.1 卷曲应用17

2.2.2 追同步应用17

2.2.3 角同步应用18

2.3 运动控制的功能实现18

2.3.1 驱动器集成运动控制功能19

2.3.2 控制系统实现运动控制功能19

第3章 基于驱动器的控制功能20

3.1 V/F控制20

3.1.1 V/F控制概述20

3.1.2 控制要点21

3.1.3 V/F控制调试示例23

3.2 开环速度矢量控制27

3.2.1 开环速度矢量控制概述27

3.2.2 开环速度矢量控制控制要点28

3.2.3 开环速度矢量控制调试示例29

3.3 闭环速度矢量控制36

3.3.1 闭环速度矢量控制概述36

3.3.2 闭环速度矢量控制控制要点36

3.3.3 闭环速度矢量控制调试示例36

3.4 定位控制42

3.4.1 定位控制概述42

3.4.2 定位控制要点42

3.4.3 定位控制调试示例43

3.5 驱动器集成的常用功能55

3.5.1 Vdc控制器55

3.5.2 PID工艺控制器58

3.5.3 摩擦特性曲线61

3.6 驱动器集成的软件编程功能63

3.6.1 自由功能块63

3.6.2 驱动控制图表（DCC）功能66

3.6.3 通过SINAMICS DCB Studio软件创建DCC功能块库74

第4章 基于系统的运动控制功能81

4.1 定位功能81

4.1.1 驱动器内集成的定位功能81

4.1.2 示例：西门子S7-1200 PLC控制SINAMICS V90伺服驱动器实现基本定位86

4.1.3 控制器通过工艺对象TO实现定位功能95

4.1.4 示例：西门子S7-1500 PLC通过工艺对象与SINAMICS V90伺服驱动器实现定位功能99

4.2 电子齿轮（Gear）同步106

4.2.1 应用场合106

4.2.2 示例：西门子S7-1500T PLC与SINAMICS S210伺服驱动系统实现电子齿轮同步107

4.3 电子凸轮（CAM）同步113

4.3.1 定义及基本概念113

4.3.2 示例：西门子S7-1500 PLC和SINAMICS V90伺服驱动器实现凸轮同步118

4.4 转矩同步122

4.4.1 应用场合122

4.4.2 控制方案123

4.4.3 示例：西门子S7-1500 PLC与SINAMICS S120伺服驱动器实现转矩同步127

4.5 夹紧功能132

4.5.1 功能概述132

4.5.2 示例：西门子S7-1500 PLC和SINAMICS V90伺服驱动器实现夹紧工艺133

4.6 卷曲功能142

4.6.1 系统组成142

4.6.2 卷曲常用的三种张力控制方式144

4.6.3 卷曲功能的实时卷径计算148

4.7 横切和飞剪150

4.7.1 系统组成与工艺151

4.7.2 示例1：西门子SIMOTION和SINAMICS S120伺服驱动器实现横切功能154

4.7.3 示例2：西门子S7-1500T和SINAMICS S120伺服驱动器实现横切功能158

第5章 实例应用1162

5.1 全自动丝网印刷烫金一体机162

5.1.1 丝网印刷机设备概述162

5.1.2 丝网印刷机电气系统配置164

5.1.3 丝网印刷机运动控制解决方案165

5.1.4 丝网印刷机运动控制技术要点解析171

5.2 凹版印刷机178

5.2.1 凹版印刷机设备概述178

5.2.2 凹版印刷机电气系统配置179

5.2.3 凹版印刷机运动控制解决方案179

5.2.4 凹版印刷机运动控制技术要点解析182

5.3 机组式柔版印刷机184

5.3.1 柔版印刷机设备概述184

5.3.2 柔版印刷机电气系统配置185

5.3.3 柔版印刷机运动控制解决方案185

5.3.4 柔版印刷机运动控制技术要点解析189

第6章 实例应用2191

6.1 枕式包装机191

6.1.1 枕式包装机设备概述191

6.1.2 枕式包装机电气系统配置192

6.1.3 枕式包装机运动控制解决方案192

6.1.4 枕式包装机运动控制技术要点解析193

6.2 糖果包装机197

6.2.1 糖果包装机设备概述197

6.2.2 糖果包装机电气系统配置198

6.2.3 糖果包装机运动控制解决方案198

6.2.4 糖果包装机运动控制技术要点解析201

6.3 多列立式条状包装机204

6.3.1 多列立式条状包装机设备概述204

6.3.2 多列立式条状包装机电气系统配置204

6.3.3 多列立式条状包装机运动控制解决

方案204

6.3.4 多列立式条状包装机运动控制技术要点解析210

第7章 实例应用3211

7.1 大型高速薄膜分切机211

7.1.1 薄膜分切机设备概述211

7.1.2 薄膜分切机电气系统配置212

7.1.3 薄膜分切机运动控制解决方案212

7.1.4 薄膜分切机运动控制技术要点解析219

7.2 横切机222

7.2.1 横切机设备概述222

7.2.2 横切机电气系统配置223

7.2.3 横切机运动控制解决方案224

7.2.4 横切机技术要点解析227

7.3 恒张力绕线机228

7.3.1 恒张力绕线机设备概述228

7.3.2 恒张力绕线机电气系统配置229

7.3.3 恒张力绕线机运动控制解决方案229

7.3.4 恒张力绕线机运动控制技术要点解析233

第8章 实例应用4234

8.1 袋装弹簧机234

8.1.1 袋装弹簧机设备概述234

8.1.2 袋装弹簧机电气系统配置235

8.1.3 袋装弹簧机运动控制解决方案235

8.

《运动控制系统应用指南》

本书共6章及附录，分别介绍了运动控制的基础理论；西门子运动控制器的功能及其应用，在运动控制中所涉及的低压电器；变频控制系统的原理及SINAMICS V20变频器及SINAMICS  G120C变频器的功能；伺服控制原理及SINAMICS V90伺服控制系统的功能；伺服控制系统的优化原理和方法；伺服电动机的选型原则及基本计算；电气设计中的直流24V电源、防护、冷却、接地等设计要求；西门子变频器、伺服驱动系统及运动控制系统的使用技巧。

本书可供通用机械设备制造相关的设计、调试、维护等技术及管理人员阅读，也可以作为中、高职学校和大专院校、高校相关专业的教学参考用书。

《西门子小型伺服驱动系统应用指南》

本书主要介绍了SINAMICS V90伺服驱动系统的功能及应用技巧。

本书共分为5章，分别介绍了伺服驱动系统的组成；伺服驱动系统的优点、硬件接口、控制功能、通信原理、调试工具、安全功能、制动校核和选型工具等；电子齿轮、电子凸轮、测量输入和凸轮输出等运动控制功能；脉冲型伺服驱动器的脉冲控制功能及应用案例，总线型伺服驱动器的周期和非周期通信、回参考点详解、巧用附加报文类型和固定点停止功能及应用案例；定位、同步、测量输入和凸轮输出的应用技巧等。

本书可供通用机械设备制造相关的设计、调试、维护等技术及管理人员阅读，也可以作为中高职相关专业和技能培训学校的教学参考用书。

《运动控制系统应用及实例解析》

本书分为四部分，第壹部分为运动控制概述，主要讲解了运动控制基本知识、系统组成、类型、特点以及常用名词。第二部分为运动控制功能与应用，介绍了如速度控制、位置控制、转矩平衡、卷曲、飞剪、横切和位置同步等典型应用。第三部分为实例应用解析，涉及印刷、包装、物流、金属加工、汽车和起重等众多行业，每个实例均包括设备概述、系统配置、解决方案及技术要点分析。第四部分为运动控制虚拟调试，通过实例重点介绍了如何运用TIA博途软件、SIMIT软件和NX MCD软件进行产品的选型及虚拟调试。

本书可供从事与运动控制相关的系统集成商、设备制造商、电气工程师以及相关的电气工程技术人员阅读，也可以作为大专院校、高等院校相关专业学生和教师的参考用书。