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在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，變頻器與伺服系統(tǒng)發(fā)揮著舉足輕重的作用，不僅實(shí)現(xiàn)了對電機(jī)轉(zhuǎn)速的精確控制，還大幅提高了生產(chǎn)效率。本書就是一本介紹變頻器與伺服驅(qū)動系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識和實(shí)用技能的圖書。本書從基礎(chǔ)和實(shí)用出發(fā)，涵蓋的主要內(nèi)容包括：變頻器的工作原理；SINAMICS G120變頻器的接線與操作；SINAMICS G120變頻器的運(yùn)行與功能；SINAMICS G120變頻器的外圍電路；SINAMICS V90伺服驅(qū)動系統(tǒng)與接線；SINAMICS V90伺服驅(qū)動系統(tǒng)的運(yùn)行與功能；SINAMICS G120/V90伺服系統(tǒng)的通信及其應(yīng)用。
本書內(nèi)容豐富、重點(diǎn)突出，強(qiáng)調(diào)知識的實(shí)用性，同時(shí)配有豐富的動畫、微課和課件等電子資源輔助讀者學(xué)習(xí)。
本書可作為大中專院校機(jī)電類、信息類專業(yè)的變頻器和伺服驅(qū)動系統(tǒng)教材，也可供入門和提高級別的工程技術(shù)人員參考使用。

1）基于實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的深度解析：本書作者具有深厚的企業(yè)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，將變頻器、步進(jìn)與伺服系統(tǒng)的理論知識與實(shí)際操作無縫融合。書中不僅詳細(xì)解析了這些系統(tǒng)的基本原理，還深入剖析了多個(gè)工業(yè)應(yīng)用中的實(shí)際案例與解決方案，使學(xué)習(xí)內(nèi)容直接對接工程實(shí)踐，極大地增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的針對性和實(shí)用性。
2）系統(tǒng)性與全面性：本書內(nèi)容結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，邏輯清晰，全面覆蓋了變頻器、步進(jìn)電機(jī)及伺服系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識和實(shí)用技能特別是對西門子主流產(chǎn)品SINAMICS G120/V90進(jìn)行了詳盡講解，滿足了從初學(xué)者到高級工程師不同層次的學(xué)習(xí)需求。
3）強(qiáng)化工程實(shí)踐能力：書中不僅傳授理論知識，更寶貴的是分享了向老師在實(shí)際工程項(xiàng)目中積累的豐富經(jīng)驗(yàn)和技巧，包括故障排查、性能優(yōu)化、參數(shù)調(diào)整等實(shí)用技能。通過具體實(shí)例，讀者能夠迅速掌握解決實(shí)際問題的方法和策略，有效提升工程實(shí)踐能力。
4）圖文并茂，直觀易懂：書中大量采用圖表、示意圖和操作步驟說明，將復(fù)雜的技術(shù)問題以直觀易懂的方式呈現(xiàn)給讀者。這種圖文并茂的編排方式，有助于讀者快速理解技術(shù)要點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)效率。
5）緊跟技術(shù)前沿與趨勢：在介紹傳統(tǒng)技術(shù)的同時(shí)，本書不忘關(guān)注并融入工業(yè)自動化領(lǐng)域的最新技術(shù)動態(tài)和發(fā)展趨勢，如數(shù)字化、智能化等前沿技術(shù)。有助于讀者在掌握基礎(chǔ)技能的同時(shí)，拓寬視野，緊跟時(shí)代步伐，為未來職業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
6）用實(shí)例引導(dǎo)讀者：本書大部分章節(jié)通過精選實(shí)例進(jìn)行講解，如用例子說明工程創(chuàng)建的實(shí)現(xiàn)全過程。特別是重點(diǎn)例子均附有詳細(xì)的軟硬件配置方案圖、接線圖和程序代碼，且所有程序均已在PLC上驗(yàn)證通過，確保了內(nèi)容的準(zhǔn)確性和可靠性。這些實(shí)例不僅實(shí)用性強(qiáng)，而且易于讀者進(jìn)行工程移植和應(yīng)用實(shí)踐。

前言
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以可編程序控制器（PLC）、變頻器調(diào)速和計(jì)算機(jī)通信等技術(shù)為主體的新型電氣控制系統(tǒng)已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的繼電器電氣控制系統(tǒng)，并廣泛應(yīng)用于各行業(yè)。變頻器和伺服驅(qū)動是20世紀(jì)70年代隨著電力電子技術(shù)、PWM控制技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的驅(qū)動裝置，也稱為運(yùn)動控制。由于其通用性強(qiáng)、可靠性好、使用方便，目前已在工業(yè)自動化控制的很多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，變頻器和伺服驅(qū)動產(chǎn)品的性能日益提高、價(jià)格不斷下降，其產(chǎn)品應(yīng)用將更加廣泛。
西門子變頻器和伺服系統(tǒng)是歐系產(chǎn)品的杰出代表，其功能強(qiáng)大，雖然價(jià)格高，但市場占有率仍很高。因此本書以西門子變頻器和伺服系統(tǒng)為例介紹變頻器、步進(jìn)與伺服應(yīng)用技術(shù)。本書在內(nèi)容編排時(shí)，力求盡可能簡單和詳細(xì)，用較多的例子引領(lǐng)讀者入門，并能完成簡單的工程。應(yīng)用部分精選實(shí)際工程案例，供讀者模仿學(xué)習(xí)，以提高讀者解決實(shí)際問題的能力，力爭使讀者通過看書就能學(xué)會變頻器和伺服驅(qū)動技術(shù)。
本書在編者總結(jié)長期的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，聯(lián)合相關(guān)企業(yè)人員共同編寫。本書具有以下特點(diǎn)：
1）基于實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的深度解析：本書作者具有深厚的企業(yè)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，將變頻器、步進(jìn)與伺服系統(tǒng)的理論知識與實(shí)際操作無縫融合。書中不僅詳細(xì)解析了這些系統(tǒng)的基本原理，還深入剖析了多個(gè)工業(yè)應(yīng)用中的實(shí)際案例與解決方案，使學(xué)習(xí)內(nèi)容直接對接工程實(shí)踐，極大地增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的針對性和實(shí)用性。
2）系統(tǒng)性與全面性：本書內(nèi)容結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，邏輯清晰，全面覆蓋了變頻器、步進(jìn)電機(jī)及伺服系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識和實(shí)用技能特別是對西門子主流產(chǎn)品SINAMICS G120/V90進(jìn)行了詳盡講解，滿足了從初學(xué)者到高級工程師不同層次的學(xué)習(xí)需求。
3）強(qiáng)化工程實(shí)踐能力：書中不僅傳授理論知識，更寶貴的是分享了向老師在實(shí)際工程項(xiàng)目中積累的豐富經(jīng)驗(yàn)和技巧，包括故障排查、性能優(yōu)化、參數(shù)調(diào)整等實(shí)用技能。通過具體實(shí)例，讀者能夠迅速掌握解決實(shí)際問題的方法和策略，有效提升工程實(shí)踐能力。
4）圖文并茂，直觀易懂：書中大量采用圖表、示意圖和操作步驟說明，將復(fù)雜的技術(shù)問題以直觀易懂的方式呈現(xiàn)給讀者。這種圖文并茂的編排方式，有助于讀者快速理解技術(shù)要點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)效率。
5）緊跟技術(shù)前沿與趨勢：在介紹傳統(tǒng)技術(shù)的同時(shí)，本書不忘關(guān)注并融入工業(yè)自動化領(lǐng)域的最新技術(shù)動態(tài)和發(fā)展趨勢，如數(shù)字化、智能化等前沿技術(shù)。有助于讀者在掌握基礎(chǔ)技能的同時(shí)，拓寬視野，緊跟時(shí)代步伐，為未來職業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
6）用實(shí)例引導(dǎo)讀者：本書大部分章節(jié)通過精選實(shí)例進(jìn)行講解，如用例子說明工程創(chuàng)建的實(shí)現(xiàn)全過程。特別是重點(diǎn)例子均附有詳細(xì)的軟硬件配置方案圖、接線圖和程序代碼，且所有程序均已在PLC上驗(yàn)證通過，確保了內(nèi)容的準(zhǔn)確性和可靠性。這些實(shí)例不僅實(shí)用性強(qiáng)，而且易于讀者進(jìn)行工程移植和應(yīng)用實(shí)踐。
7）豐富的多媒體教學(xué)與自學(xué)資源：本書不僅適合作為高校相關(guān)專業(yè)的教學(xué)用書，也是工程技術(shù)人員自學(xué)提升的寶貴資源。書中配備了豐富的動畫、微課等多媒體教學(xué)資源，幫助讀者更直觀地理解技術(shù)要點(diǎn)。
本書由向曉漢主編。第1章由無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院的齊斌編寫；第2章由無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院的黎雪芬編寫；第3、4章由龍麗編寫；第5~9章由無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院的向曉漢編寫。本書由無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院的奚茂龍教授主審。
由于編者水平有限，書中缺點(diǎn)和錯(cuò)誤在所難免，敬請讀者批評指正，萬分感激！

編者

第1章變頻器基礎(chǔ)知識
1.1交流調(diào)速基礎(chǔ)
1.1.1三相交流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理
1.1.2三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性和調(diào)速原理
1.2變頻器概述
1.2.1變頻器的發(fā)展
1.2.2變頻器的分類
1.2.3變頻器的應(yīng)用
1.2.4主流變頻器品牌的市場份額
1.3變頻器的工作原理
1.3.1交-直-交變換技術(shù)
1.3.2變頻變壓的原理及實(shí)現(xiàn)方法
1.3.3正弦脈寬調(diào)制波的實(shí)現(xiàn)方法
1.3.4交-直-交變頻器的主電路
習(xí)題
第2章SINAMICS G120變頻器的接線與參數(shù)設(shè)置
2.1SINAMICS G120變頻器的配置
2.1.1西門子變頻器概述
2.1.2SINAMICS G120變頻器的系統(tǒng)構(gòu)成
2.2SINAMICS G120變頻器的接線
2.2.1SINAMICS G120變頻器控制單元的接線
2.2.2SINAMICS G120變頻器功率模塊的接線
2.3SINAMICS G120變頻器的接線實(shí)例
2.4SINAMICS G120變頻器的參數(shù)設(shè)置
2.4.1SINAMICS G120變頻器的常用參數(shù)
2.4.2用BOP-2設(shè)置SINAMICS G120變頻器的參數(shù)
2.4.3用Starter軟件設(shè)置SINAMICS G120變頻器的參數(shù)
2.4.4用TIA Portal軟件設(shè)置SINAMICSG120變頻器的參數(shù)
2.4.5SINAMICS G120變頻器參數(shù)的上傳和下載
2.5SINAMICS G120變頻器的基本操作
習(xí)題
第3章SINAMICS G120變頻器的運(yùn)行與功能
3.1SINAMICS G120變頻器的BICO和宏功能
3.1.1SINAMICS G120變頻器的BICO功能
3.1.2預(yù)定義接口宏的概念
3.1.3SINAMICS G120的預(yù)定義接口宏
3.2變頻器正、反轉(zhuǎn)控制
3.2.1正、反轉(zhuǎn)控制方式
3.2.2二線制和三線制控制
3.2.3命令源和設(shè)定值源
3.3SINAMICS G120變頻器多段轉(zhuǎn)速/頻率設(shè)定控制及應(yīng)用
3.3.1數(shù)字量輸入
3.3.2數(shù)字量輸出
3.3.3直接選擇模式設(shè)定
3.4SINAMICS G120變頻器模擬量輸入頻率/轉(zhuǎn)速設(shè)定控制及應(yīng)用
3.4.1模擬量輸入
3.4.2模擬量輸出
3.4.3模擬量轉(zhuǎn)速設(shè)定的應(yīng)用
3.5SINAMICS G120變頻器的MOP（電動電位器）頻率/轉(zhuǎn)速設(shè)定及應(yīng)用
3.5.1SINAMICS G120變頻器的MOP頻率/轉(zhuǎn)速設(shè)定
3.5.2SINAMICS G120變頻器MOP頻率/轉(zhuǎn)速設(shè)定的應(yīng)用
3.6PLC與SINAMICS G120變頻器通信及應(yīng)用
3.6.1USS通信
3.6.2S7-1200 PLC與SINAMICS G120變頻器的USS通信
3.6.3Modbus通信
3.6.4S7-1200 PLC與SINAMICS G120變頻器的Modbus通信
3.6.5PROFINET通信
3.6.6SINAMICS通信報(bào)文解析
3.6.7S7-1200 PLC與SINAMICS G120變頻器的PROFINET通信
3.7U/f控制功能
3.7.1U/f控制方式
3.7.2轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償功能
3.8矢量控制功能
3.8.1矢量控制實(shí)現(xiàn)的基本原理
3.8.2高性能變頻器的自整定功能
3.9變頻器的PID閉環(huán)控制功能
3.9.1PID控制原理
3.9.2SINAMICS G120變頻器的閉環(huán)控制
3.9.3變頻器的PID控制應(yīng)用
實(shí)例
習(xí)題
第4章S7-1200/1500 PLC對步進(jìn)驅(qū)動系統(tǒng)的控制
4.1步進(jìn)驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理
4.1.1步進(jìn)電動機(jī)
4.1.2步進(jìn)電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理
4.1.3步進(jìn)驅(qū)動器的工作原理
4.2S7-1200/1500 PLC對步進(jìn)驅(qū)動系統(tǒng)的速度和位置控制
4.2.1S7-1200/1500 PLC運(yùn)動控制指令
4.2.2S7-1200/1500 PLC對步進(jìn)驅(qū)動系統(tǒng)的速度控制
4.2.3S7-1200/1500 PLC對步進(jìn)驅(qū)動系統(tǒng)的位置控制
習(xí)題
第5章伺服驅(qū)動系統(tǒng)基礎(chǔ)
5.1伺服系統(tǒng)概述
5.1.1伺服系統(tǒng)的概念
5.1.2伺服系統(tǒng)的應(yīng)用場合
5.1.3伺服系統(tǒng)的行業(yè)應(yīng)用
5.1.4主流伺服系統(tǒng)品牌
5.2伺服電動機(jī)
5.2.1直流伺服電動機(jī)
5.2.2交流伺服電動機(jī)
5.3伺服驅(qū)動器
5.3.1伺服驅(qū)動器的控制電路
5.3.2偏差計(jì)數(shù)器和位置增益
5.4編碼器
5.4.1編碼器簡介
5.4.2增量式編碼器
5.4.3絕對值編碼器
5.4.4編碼器應(yīng)用
習(xí)題
第6章SINAMICS V90伺服驅(qū)動系統(tǒng)與接線
6.1西門子伺服系統(tǒng)
6.2SINAMICS V90伺服驅(qū)動系統(tǒng)
6.2.1SINAMICS V90伺服驅(qū)動器
6.2.2SIMOTICS S-1FL6伺服電動機(jī)
6.3SINAMICS V90伺服驅(qū)動系統(tǒng)的選件
6.3.1進(jìn)線濾波器
6.3.2熔斷器和斷路器
6.3.3SD卡
6.3.4制動電阻
6.4SINAMICS V90伺服驅(qū)動系統(tǒng)的接口與接線
6.4.1SINAMICS V90伺服驅(qū)動系統(tǒng)的主電路接線
6.4.2SINAMICS V90伺服驅(qū)動系統(tǒng)的控制電路接線
6.4.3SINAMICS V90伺服系統(tǒng)（脈沖版本）的控制回路的接線
6.4.4電動機(jī)的抱閘
6.5SINAMICS V90伺服驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)
6.5.1SINAMICS V90伺服驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)概述
6.5.2SINAMICS V90伺服驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)說明
6.6SINAMICS V90伺服驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置
6.6.1用BOP設(shè)置SINAMICS V90伺服驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)
6.6.2用V-ASSISTANT軟件設(shè)置SINAMICSV90伺服驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)
習(xí)題
第7章SINAMICS V90伺服驅(qū)動系統(tǒng)的速度、位置和轉(zhuǎn)矩控制及應(yīng)用
7.1S7-1200/1500 PLC與SINAMICSV90伺服驅(qū)動系統(tǒng)的速度控制
7.1.1S7-1200/1500 PLC通過I/O地址控制SINAMICS V90伺服驅(qū)動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)速度控制
7.1.2S7-1200/1500 PLC通過FB285函數(shù)塊控制SINAMICS V90伺服驅(qū)動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)速度控制
7.1.3S7-1200/1500 PLC通過高速脈沖控制SINAMICS V90伺服驅(qū)動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)速度控制
7.2速度限制
7.3S7-1200/1500 PLC與SINAMICS
V90伺服驅(qū)動系統(tǒng)的位置控制
7.3.1S7-1200/1500 PLC通過TO的方式控制SINAMICS V90 PN伺服驅(qū)動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)定位
7.3.2S7-1200/1500 PLC控制伺服系統(tǒng)的往復(fù)運(yùn)動
7.3.3S7-1200/1500 PLC通過高速脈沖控制SINAMICS V90伺服驅(qū)動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)定位
7.

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