西门子变频器技术入门及实践

前言
随着电子技术、网络技术和人工智能的发展，工业自动化水平也越来越高。其中，变频驱动技术日趋成熟，变频器逐渐成为工业领域不可或缺的主要设备，应用也越来越广泛。相应地，需要工业自动化领域的工程技术人员，能够熟练操作、应用和维护这些驱动装置，才能更快更好更多地为社会创造价值。
本书以培养此类人才为目标，突出实用性和先进性，图文并茂，由浅入深，从理论到实际，从熟悉硬件到实际操作，循序渐进，以西门子G120变频器为例，指导初学者了解、熟悉和熟练操作变频器，从而培养出适应社会发展的变频器应用人才。
本书主要包含变频器基础知识、西门子G120变频器以及变频器实践三方面的内容。
基础知识部分包括变频器的产生、基本结构、工作原理、分类、优点和应用等，以及交流异步电动机的结构、工作原理、常用的参数、机械特性、铭牌数据、连接方式和调速方法。
西门子G120变频器部分从产品介绍、安装接线、基本调试、操作与设置、网络通信、保存设置、故障维护和调试软件等方面由表及里、由浅入深地进行介绍。
变频器实践部分依托一个简单的实践教学装置，循序渐进地完成一个综合任务。从简单的安装接线、恢复出厂设置、基本调试、对I/O端子进行设置，到变频器与PLC通信、变频器与PLC和触摸屏通信，终实现PLC和触摸屏共同控制变频器的起停及调速等功能。
本书为“北京联合大学教材资助项目”，由北京联合大学机器人学院刘长青编著。在编写过程中，得到了北京联合大学席巍、张东波、李明海、李军、郑业明、王淑芳等老师，以及王建平、王凯鑫和张丹等学生的大力支持，同时还获得了西门子自动化培训中心王世宁、王启学等老师的热心帮助，在此一并表示感谢！
本书在编写过程中参考了部分书籍和资料，在书后的参考文献中均已列出，这里向参考文献的作者表示衷心的感谢。鉴于作者的学识水平有限，本书的不妥之处在所难免，希望同行专家和使用本书的教师和读者提出宝贵意见，以期进一步完善。

编者

《西门子变频器技术入门及实践》主要介绍西门子G120及相关变频器的入门实践操作。本书的特点是从应用角度，先铺垫需要的变频器基础知识，然后以西门子G120变频器为例，按照认知的思维习惯，介绍变频器的硬件、安装、接线、基本调试、设置、通信、维护和调试软件等内容，并从简单的硬件安装开始，循序渐进地介绍变频器相关的实践操作。
本书内容图文并茂，浅显易懂，既可以作为大中专院校机电类和自动化类专业课教材，也可以作为工业自动化方向的工程技术人员的培训教材或参考书。

目录
前言
第1章绪论
11变频器的产生及概念
12变频器的基本结构
13变频器的工作原理
14变频器的分类
15变频器的优点及应用
第2章交流异步电动机
21交流异步电动机的结构
22交流异步电动机的工作原理
23转差率、极数和电磁转矩
24机械特性
25铭牌数据
26定子绕组线端连接方式
27三相异步电动机的调速方法
第3章西门子G120变频器
31西门子变频器产品
32G120内置式变频器
33G120分布式变频器和紧凑型变频器
第4章G120变频器安装与接线
41机械安装
42电气连接
第5章G120变频器的基本调试
51操作面板简介
52变频器参数
53调试前的准备工作及调试步骤
54恢复出厂设置
55使用操作面板BOP-2快速调试
56使用IOP调试变频器
57使用STARTER软件进行快速调试
第6章G120变频器的操作与设置
61变频器的功能
62设置I/O端子
63变频器控制
64设定值
65设定值处理
66电动机控制
67保护和监控
68安全功能
69其他功能
第7章G120变频器的网络通信
71通过 PROFIBUS 或 PROFINET通信
72PROFINET通信
73PROFIBUS
74其他通信方式
第8章G120变频器的保存和传送设置
81通过存储卡备份和传送设置
82将设置备份到 PC 上
83将设置备份到操作面板上
84写保护
85专有技术保护
第9章G120变频器的故障检测与维护
91报警与故障
911LED显示状态
912系统运行时间
913检测和维护的数据（I&M）
914报警
915故障
916报警和故障代码
92维护
921更换变频器组件
922固件升级与降级
923更换组件和固件升级后的简化验收
924变频器不响应或电动机不起动的应对措施
第10章STARTER软件简介
101STARTER软件安装要求
102STARTER软件界面
103切换语言
104设置通信参数
105创建项目
106组态变频器
107变频器联机
108STARTER软件的主要功能
第11章变频器操作实践
111变频器教学实践装置
1111机械结构
1112控制系统硬件设备
1113I/O设备
1114PLC的I/O地址分配
1115电气原理图
112实践1：G120变频器的安装及硬件接线
113实践2：对G120变频器恢复安全出厂设置
114实践3：对G120变频器恢复出厂设置
115实践4：使用操作面板对G120变频器进行基本调试
116实践5：使用STARTER软件对G120变频器进行基本操作
117实践6：对G120变频器的I/O端子进行设置
118实践7：通过PROFINET 通信方式访问G120变频器
119实践8：使用博途软件实现变频器与PLC的PN通信
1110实践9：通过PN方式实现PLC对变频器的控制
1111实践10：使用PN方式实现变频器、PLC与触摸屏通信
1112实践11：触摸屏和PLC对变频器的就地/远程控制
参考文献

《西门子变频器技术入门及实践》主要介绍西门子G120及相关变频器的入门实践操作。本书的特点是从应用角度，先铺垫需要的变频器基础知识，然后以西门子G120变频器为例，按照认知的思维习惯，介绍变频器的硬件、安装、接线、基本调试、设置、通信、维护和调试软件等内容，并从简单的硬件安装开始，循序渐进地介绍变频器相关的实践操作。
本书内容图文并茂，浅显易懂，既可以作为大中专院校机电类和自动化类专业课教材，也可以作为工业自动化方向的工程技术人员的培训教材或参考书。

配套资源：教学用PPT课件，教学大纲、微课视频