本书详细介绍了西门子G120系列变频器应用技术，注重在生产过程自动化监控项目中由浅入深地介绍交流变频调速技术，以基于G120的行车变频系统项目的电气设计、组态编程、运行调试为主线展开。主要内容包括： 变频器项目应用认知、G120变频器应用于行车变频系统的电气设计、G120变频器的基本控制应用、Starter软件调试G120变频器、S71200 PLC通过I/O接口和PN两种方式控制行车变频系统的设计及调试，以及WinCC监控行车变频系统的设计及调试。

本书适用于以工作过程为导向、以项目教学为手段的理论实践一体化教学，可满足高职院校电气自动化、智能控制、机电一体化等专业学生学习交流变频调速技术的教学要求，也可作为变频器应用技术的工程培训教材和广大工程技术人员自学的参考资料。

当前，在智能装备制造、工厂自动化等领域，交流变频调速技术获得了广泛应用。为提高高职院校自动化类专业学生在交流变频调速方面的专业知识和操作技能，提升项目应用和职业能力，开设变频器应用技术课程是非常合适的。目前国内外变频器种类很多，尽管各有特点，但其项目应用的基本原理和方法是相似的。自本书第1版于2015年出版以后，西门子自动化在变频器领域进行了较大的升级更新，原教材依托的西门子变频器应用技术、通信技术、控制技术已不能适应当前新技术发展的需要，故亟须进行修订。

本书详细介绍了西门子G120系列变频器应用技术，按项目递进和任务驱动的方式组织内容编写，适用于以工作过程为导向，以项目教学为手段的理论实践一体化教学，可满足高职院校电气自动化、智能控制、机电一体化等专业学生学习交流变频调速技术的教学要求。

本书的特点是理论和实践相结合，突出项目应用性，并注重在生产过程自动化监控项目中介绍交流变频调速应用技术。全书由7个项目组成，每个项目包含2~4个任务，以行车变频系统的项目设计、组态编程、运行调试为主线展开。围绕核心内容变频器应用技术，相关项目涉及西门子S71200 PLC控制及工控机WinCC组态技术。本书也可作为变频器应用技术的工程培训教材和广大工程技术人员自学的参考资料。

本书的编写由常州信息职业技术学院变频器应用技术课程教学团队和常州文杰自动化设备有限公司（常州文杰变频器维修中心）合作完成，由常州信息职业技术学院研究员级高级工程师姚立波担任主编，闫珊、周连平担任副主编，常州文杰自动化设备有限公司变频器项目设计及维修资深专家江笑文、常州信息职业技术学院姜奕雯和孙传庆老师参与编写。其中，项目1、项目2由姚立波、周连平、江笑文共同编写，项目3由姚立波、闫珊共同编写，项目4由闫珊编写，项目5由姚立波、姜奕雯共同编写，项目6由姚立波、闫珊、孙传庆共同编写，项目7由姚立波编写，附录由周连平编写。全书由姚立波统稿，由常州信息职业技术学院智能装备学院史新民院长担任主审。江笑文对本书的编写提出了许多宝贵的意见和建议。

本书在编写过程中，得到了西门子（中国）有限公司周学林、林志恒等工程师的大力支持和帮助，常州信息职业技术学院王晶、陆晓昌、陆杰锋、林锋等老师也给予了大力支持，在此表示衷心的感谢。

由于编者水平有限，书中难免存在许多不足之处，敬请广大读者批评、指正。

编者2020年12月

项目1变频器项目应用认知

目标要求

任务1.1认识变频器

1.1.1变频器概述

1.1.2变频调速工作原理

1.1.3变频器的基本结构

1.1.4变频器的选择原则

1.1.5变频器的安装

1.1.6变频器的应用领域

任务1.2西门子G120变频器概述

1.2.1西门子G120变频器简介

1.2.2G120变频器驱动电机运行

项目报告

项目2G120变频器应用于行车变频系统的电气设计

目标要求

任务2.1行车变频系统项目背景及控制方案

2.1.1项目背景及控制要求

2.1.2系统控制方案

任务2.2G120变频器I/O控制行车变频系统的应用设计

2.2.1变频器主回路的电气线路连接

2.2.2变频器的I/O接口及接线

2.2.3行车变频系统的主回路电气设计

2.2.4行车变频系统I/O控制电气设计

项目报告

项目3G120变频器的基本控制应用

目标要求

任务3.1G120变频器面板设置参数及快速调试

3.1.1BOP2面板设置参数及操作模式选择

3.1.2快速调试变频器

任务3.2G120变频器的宏及使能/正反转操作

3.2.1G120变频器宏的基本概念

3.2.2G120变频器宏的设置及调试

3.2.3变频器的使能、电机正反转及速度给定控制

任务3.3I/O方式监控行车变频系统的参数设置

项目报告

项目4Starter调试G120变频器

目标要求

任务4.1Starter软件概述

4.1.1Starter软件简介

4.1.2Starter软件操作界面及主要功能

任务4.2Starter建立与G120变频器的通信

4.2.1网络与接口设置

4.2.2通信与调试

任务4.3Starter参数设置及下载

4.3.1G120变频器初始化及快速调试

4.3.2G120变频器参数设置

任务4.4Starter调试G120变频器

4.4.1仿真调试变频器

4.4.2Starter仿真调试行车变频系统

项目报告

项目5S71200 PLC I/O控制行车变频系统的设计及调试

目标要求

任务5.1西门子S71200 PLC概述

5.1.1S71200 PLC简介

5.1.2I/O接口电路

5.1.3博途软件简介

任务5.2建立一个S71200 PLC项目

5.2.1S71200 PLC编程技术

5.2.2使用博途软件建立一个S71200 PLC项目

5.2.3项目编译、下载及测试

任务5.3S71200 PLC I/O控制行车变频系统设计及调试

5.3.1PLC I/O控制变频器概述

5.3.2PLC I/O控制变频器的电气连接

5.3.3PLC I/O控制行车变频系统的电气连接

5.3.4系统软件设计及调试

项目报告

项目6S71200 PLC PN控制行车变频系统的设计及调试

目标要求

任务6.1PROFINET通信概述及控制字、状态字

6.1.1工业以太网及PROFINET通信简介

6.1.2控制字及状态字

任务6.2博途组态S71200 PLC与G120变频器

6.2.1G120变频器在线访问及控制面板调试

6.2.2S71200 PLC与G120变频器硬件及网络组态

6.2.3G120变频器监控编程及测试

任务6.3S71200 PLC读写G120变频器参数

6.3.1周期性通信参数访问

6.3.2非周期性通信参数访问

6.3.3周期性通信读写G120变频器参数

6.3.4非周期性通信读写G120变频器参数

任务6.4基于PN控制的行车变频系统设计及调试

6.4.1系统网络架构及电气连接

6.4.2系统变量设计

6.4.3系统编程及调试

项目报告

项目7WinCC监控行车变频系统的设计及调试

目标要求

任务7.1认识WinCC对G120变频器的组态监控

7.1.1西门子组态技术简介

7.1.2行车变频系统HMI组态监控的网络架构及配置

任务7.2WinCC组态监控S71200 PLC

7.2.1创建行车变频系统监控项目

7.2.2建立WinCC与S71200 PLC的通信

任务7.3行车变频系统的组态监控设计及调试

7.3.1系统监控要求

7.3.2过程变量建立

7.3.3人机界面组态

7.3.4系统运行及调试

项目报告

参考文献

附录A变频器的故障诊断

附录B变频器的运行维护

本书源自企业真实工程项目，所有项目的操作步骤非常详细，均经实验室真实设备操作验证，学习者只要按步骤操作即可，非常方便和简捷。

姚立波，男，1968年生，研究员级高工，硕士研究生，常州信息职业技术学院电子与电气工程学院副教授，负责江苏省品牌专业电气自动化技术专业建设，2016年国家精品资源共享课《工控应用技术》主持人。