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西門子變頻器代理商西門子變頻器代理商
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產(chǎn)品簡介
《銷售態(tài)度》：質(zhì)量保證、誠信服務(wù)、及時到位！
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產(chǎn)品介紹
西門子變頻器代理商
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SIEMENS西門子上海朕鋅電氣設(shè)備有限公司
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地址：上海市金山區(qū)楓灣路500號
前言
西門子的故障安全系統(tǒng)提供了盡可能全系列的產(chǎn)品供客戶選擇，ET200S系列產(chǎn)品做為高性價比的一款產(chǎn)品，在分布式IO中一直被廣泛應(yīng)用，因而也有著全系列相應(yīng)的故障安全模板滿足各種安全應(yīng)用的場合，這里介紹的是故障安全型電機啟動器的調(diào)試和使用方法，供大家參考。關(guān)于ET200S的基本使用方法，這里不再詳細(xì)介紹，請參考相關(guān)手冊。
1 ET200S 故障安全型電機啟動器模板的硬件單元
ET200S 做為分布式IO系統(tǒng)的從站（或主站）所需要的基本硬件包括：接口模板（IM），電源模板（PS），端子模板（TM）。具體到含有故障安全型電機啟動器模板的應(yīng)用，還需要如下硬件組件：
表1 故障安全型ET200S 電機啟動器模板組件
2 ET200S的故障安全型電機啟動器的站配置
配置含有故障安全型電機啟動器的ET200S站與配置普通的ET200S站相同，但故障安全系統(tǒng)需要考慮系統(tǒng)的安全等級，這里給出達(dá)到SIL3 / category 4 的典型的硬件配置（圖2）：
圖1 配置故障安全型電機啟動器和故障安全電子模板的ET200S站，達(dá)到SIL3 / category 4
可以看到，I/O模板以及電機啟動器模板均是故障安全型的。但請注意，DI/DO的電源模板必須是普通的電源模板。且在同一個電源組內(nèi)，普通的電機啟動器模板與安全型電機啟動器模板不能混合使用，此時需要使用額外的電源模板（PM-D F PROFIsafe）進(jìn)行隔離。
由于ET200S的配件比較多，選擇起來比較復(fù)雜，因而建議使用ET200S配置工具（ET200S CFG Tools）進(jìn)行硬件的配置，這里給出相應(yīng)模板的訂貨號信息以供訂貨時參考。
| 型號 | 訂貨號 | 描述 |
| F-DS1E-X | 3RK1301-0AB13-0AA4 | Fail-safe direct starter; 0.3 ... 3 A |
| F-RS1E-X | 3RK1301-0AB13-1AA4 | Fail-safe reversing starter; 0.3 ... 3 A |
| TM for PM-D F | 3RK1903-3AA00 | Terminal module for power module PM-D F PROFIsafe V2 |
| TM for F-DS1E-X | 3RK1903-3AC00 | Terminal module for direct starter F with cable connection |
| TM for F-RS1E-X | 3RK1903-3AD10 | Terminal module for reversing starter F wire cable connection |
| PM-D F | 3RK1903-3BA01 | PM-D F PROFIsafe power module |
| TM-P15S23-A0 | 6ES7138-4CA01-0AA0 | PM-E DC 24V power module for electronic modules, with diagn. |
| F DI | 6ES7138-4FA03-0AB0 | Electronic module, 4/8F-DI, DC 24V, PROFIsafe (1 pc.) |
| F DO | 6ES7138-4FB02-0AB0 | Electronic module, 4F-DO, DC 24V/2A, PROFIsafe (1 pc.) |
| IM151 | 6ES7151-1BA02-0AB0 | IM 151 high-feature for conn. of ET200S to PROFIBUS DP |
| TM-P15S23-A0 | 6ES7193-4CD20-0AA0 | Terminal module for AUX1 supply; screw connection |
| TM-E30S46-A1 | 6ES7193-4CF40-0AA0 | Terminal module for electron.mod.30mm; screw term.; AUX1 |
表1 故障安全型電機啟動器模板訂貨信息
3 組態(tài)和調(diào)試
3.1 軟件組態(tài)
我們通過一個實例來介紹如何在STEP7中組態(tài)ET200S F 電機啟動器模塊。
所需軟件：
STEP7 V5.4 SP3
Distributed safety V5.4 SP4
3.1.1 STEP7 中的項目
1）首先在STEP7中建立一個S7 400項目，項目名為ET200S_F_MS。
圖2 新建S7 400項目
2）硬件組態(tài)
雙擊硬件組態(tài)（Hardware），在硬件列表中選擇F型CPU，這里使用的是CPU 416F。注意，由于項目中將使用F型的模板，并且要使用其安全性能，因而這里需要選擇F型的CPU。當(dāng)然，根據(jù)所連接從站的不同，需要選擇CPU是否是只有Profibus接口或者帶有Profinet接口。
圖3 選擇F型CPU
這里我們使用的是Profibus的從站，因而雙擊DP口，新建Profibus網(wǎng)絡(luò)。
圖4 新建Profibus 網(wǎng)絡(luò)
接下來組態(tài)F參數(shù)。雙擊CPU，打開屬性頁面。選擇“F Parameters”屬性頁，為安全程序設(shè)置密碼。該密碼在修改F程序時會被提示，保護(hù)了安全程序不會被沒有*的訪問者隨意修改。（在實例中的密碼設(shè)置為“1”）
圖5 為F程序設(shè)置密碼
密碼設(shè)置后，點擊“OK”，可以看到F參數(shù)。這些參數(shù)是CPU處理F程序時的基本信息，一般是系統(tǒng)自動分配的，不建議做修改，選擇確認(rèn)即可。
圖6 系統(tǒng)F參數(shù)
接下來選擇“Protection”屬性。同樣，出于保護(hù)的需要，需要為故障安全的程序設(shè)置程序修改的權(quán)限密碼，防止沒有*的訪問者隨意從/向CPU讀/寫故障安全的程序。同時，由于西門子的F型的CPU同時可以做為普通的CPU使用，因而，如果程序中包含故障安全程序時，需要將“CPU contains safety program”激活，否則，CPU就是一款普通的CPU，無法處理故障安全的程序。
圖7 設(shè)置CPU讀/寫密碼
接下來組態(tài)ET200S的從站。在Profibus DP的硬件目錄下，找到ET200S，選擇接口模板IM151，將其連接到之前建立的Profibus網(wǎng)絡(luò)上。其中選擇的電機啟動器以及其電源模板均是故障安全型的。
圖8 組態(tài)ET200S從站
下面為每個故障安全模板設(shè)置參數(shù)。
雙擊ET200S從站上的電源模板PM-D PROFIsafe，可以看到該模板的參數(shù)設(shè)置。其中：
F_dest_address 是系統(tǒng)自動分配給安全型模板的（這里分配的地址是200），做為故障安全系統(tǒng)處理該模板時的尋址地址，該地址對應(yīng)的DIP開關(guān)設(shè)置為：0011001000，在該模板側(cè)面有實際的DIP開關(guān)，應(yīng)該按照這里分配的DIP開關(guān)進(jìn)行設(shè)置；
F-monitoring time(ms) 是F-CPU監(jiān)控F I/O模板的通訊時間，一般也是系統(tǒng)自動分配的，但可以按照系統(tǒng)實際配置進(jìn)行修改。如需修改時，請參考s7fcotib.xls 文件。該文件可以通過西門子進(jìn)行下載：support.automation.siemens.com
圖9 電機啟動器故障安全型電源模板PM-D F PROFIsafe參數(shù)設(shè)置
雙擊電機啟動器模塊，設(shè)置故障安全參數(shù)。
首先是地址參數(shù)，這里設(shè)置的是I/O地址。
圖10 電機啟動器模塊地址參數(shù)設(shè)置
接下來打開參數(shù)設(shè)置頁面。
圖11 安全型電機啟動器參數(shù)設(shè)置
其中電壓、電流等參數(shù)（1）可以根據(jù)實際使用的電機的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，而其中的一些保護(hù)動作（2）也可以根據(jù)工業(yè)要求進(jìn)行設(shè)定，這里不一一介紹了。
其中與安全相關(guān)的設(shè)置主要時safety shutdown group（SG）的分配。通過該參數(shù)，可以將該電機啟動器模板分配一個電源組，以便進(jìn)行故障安全的電機電源關(guān)斷動作。每一個模板只能分配一個SG，zui多可以分配6個SG。
圖12 安全關(guān)斷組的分配
而在故障安全型電機啟動器模板的安裝底板（TM）上，也有一組用于分配SG的跳線，跳線可以插拔，從而進(jìn)行硬件的SG分配，而通過硬件設(shè)置的SG應(yīng)該與在軟件中分配的SG相*。
圖13 安裝底板（TM）上硬件SG的分配
圖14 SG分配后的底板
分配SG后，可以選擇組診斷。對應(yīng)故障安全型模板，一般都要求激活診斷選項。
圖15 參數(shù)設(shè)定結(jié)果
據(jù)此可以設(shè)置其它安全型電機啟動器模板的參數(shù)。
然后編譯保存硬件組態(tài)。由于之前在CPU的選項中選中了“CPU contains safety program”選項，因而CPU會對故障安全選項進(jìn)行單獨的編譯，因而編譯時會出現(xiàn)安全程序的編譯進(jìn)程。如果沒有錯誤，則硬件組態(tài)結(jié)束。此時，可以先將硬件組態(tài)進(jìn)行下載。
西門子變頻器代理商
圖16 安全程序的編譯進(jìn)程
此時，在SIMATIC Manager下，多出了幾個打黃色標(biāo)簽的FB和DB塊，這些都是編譯后系統(tǒng)生成的安全模塊的參數(shù)塊。
3）程序編制
打開SIMATIC Manager，進(jìn)行程序編制。
首先新建一個功能FC，創(chuàng)建語言選擇F-CALL。
圖17 創(chuàng)建F-CALL
然后創(chuàng)建功能塊FB，創(chuàng)建語言選擇F-FBD。
圖18 創(chuàng)建F-FB
為該FB生成一個背景數(shù)據(jù)塊，同樣也是F-DB。
圖19 創(chuàng)建背景數(shù)據(jù)塊F-DB
此時可以編制F的程序了。關(guān)于F 型電機啟動器的程序編制非常簡單，只需要控制SG的關(guān)斷狀態(tài)即可。
雙擊打開F-FB（例子里是FB1）。
圖20 編程控制SG1
在硬件組態(tài)中，電源模板PM-D F的輸出地址為0..4，其中第0字節(jié)就是對應(yīng)控制SG的地址，因而可以通過程序控制Q0.0 來控制SG1即可。同樣，Q0.1~Q0.5則對應(yīng)SG2~SG6。
當(dāng)然，對于故障安全型的模板，都可能存在因故障導(dǎo)致的“鈍化”，在程序中可以進(jìn)行監(jiān)控，以及進(jìn)行“去鈍化”的操作。關(guān)于模板“（去）鈍化”操作，可在相關(guān)文檔中查閱相關(guān)信息。
圖21 程序中進(jìn)行模板的“鈍化”監(jiān)測以及“去鈍化”
保存程序，退回到SIMATIC Manager畫面。
選擇CPU，在菜單中選擇對故障安全程序進(jìn)行編譯。
圖22 選擇編譯F 程序
此時將出現(xiàn)F程序的編譯畫面。
圖23 F程序編譯選擇
如果項目是*次進(jìn)行編譯，則首先需要建立F-Runtime group。選擇該按鈕，新建F運行組。
圖24 新建F運行組
這里可以選擇系統(tǒng)的F-CALL，以及調(diào)用哪個FB中的F程序，包括zui大的F程序掃描周期。
選擇OK進(jìn)行確認(rèn)。然后選擇“Compile”進(jìn)行F程序的編譯。
圖25 F程序的編譯
編譯成功后，仍然需要通過F程序編譯器中的下載“Download”操作將F程序下載到F-CPU中。
圖26 下載F程序
程序下載后，不會馬上被執(zhí)行，還需要在OB35中對F-CALL進(jìn)行調(diào)用，然后CPU才能處理F程序。
圖27 調(diào)用F-CALL
將OB35下載到CPU中，至此，整個項目可以正常運行。
在變頻器應(yīng)用中，為了防止電機由于過電流或外部原因?qū)е逻^熱而被損壞，設(shè)定電機的溫度保護(hù)功能。即當(dāng)電機的溫度超過一定值時，變頻器跳閘(OFF2)。通常情況下，溫度保護(hù)有以下兩種方式：
通過電機的溫度模型對電機進(jìn)行保護(hù);
當(dāng)我們對變頻器進(jìn)行快速調(diào)試時，變頻器會根據(jù)電機相關(guān)參數(shù)，如功率、電流等參數(shù)來建立電機溫度模型。對于西門子標(biāo)準(zhǔn)電機，電機模型數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確，但對于第三方電機，在完成快速調(diào)試之后，建議用戶做電機參數(shù)自動識別，如參數(shù)(P0340, P1910)，建立電機等效電路數(shù)據(jù)，以便更好地計算電機內(nèi)部能量損失。
在變頻器運行過程中，變頻器會實時監(jiān)控實際輸出電流，通過I2t 計算來判斷電機是否過溫，當(dāng)I2t 計算結(jié)果超過P0614 (對于MM420), P0604(對于 MM440,MM430)里所限定的溫度時，變頻器會采取在P0610中所設(shè)定的措施，如報警、跳閘等。如下圖1所示：
圖 1 電機溫度保護(hù)模型
注：利用電機溫度模型對電機進(jìn)行溫度保護(hù)是西門子標(biāo)準(zhǔn)傳動中所有產(chǎn)品具備的功能。
通過溫度傳感器進(jìn)行外部保護(hù)
常見的溫度傳感器有兩種：PTC; KTY84。
1）PTC 傳感器：
PTC(Positive-Temperature-Characteristic)傳感器是一個具有正溫度特性的電阻。在常溫下，PTC 電阻的阻值不高（50-10O歐姆）。一般情況下，電動機里是把三個PTC 溫度傳感器串聯(lián)連接起來（根據(jù)電動機制造廠家的設(shè)計），這樣，“冷態(tài)”下的PTC 電阻值范圍為150 至300 歐姆。PTC 溫度傳感器也常常稱為“冷導(dǎo)體”。但是，在某一特定溫度時，PTC 的阻值會急劇上升。電動機制造廠家是根據(jù)電動機絕緣的常規(guī)運行溫度來選擇這一特定溫度的。由于PTC 傳感器是安裝在電動機的繞組中，這樣，就可以根據(jù)電阻值的變化來判斷電動機是否過熱。PTC 溫度傳感器不能用來測量溫度的具體數(shù)值。
對于變頻器：MM440;MM430;G120提供了電機溫度傳感器的接口，PTC 傳感器保護(hù)可以與電機溫度模型同時工作。例如MM440,當(dāng)電動機的PTC已經(jīng)接到MM440 變頻器的控制端14 和15 時，只要選擇P0601＝1（采用PTC 溫度傳感器）激活電動機溫度傳感器的功能，那么，MM4變頻器就會知道電機的狀態(tài)，過熱時變頻器就會故障跳閘使電動機得到保護(hù)。
如果PTC 電阻值超過2000 歐姆，變頻器將顯示故障F0004（電動機過溫）。 如果PTC 電阻值低于100 歐姆，變頻器將顯示故障F0015（電動機溫度檢測信號丟失）。這樣，當(dāng)電動機過熱和溫度傳感器斷線時，都能使電動機得到保護(hù)。
此外，電動機還受到變頻器中電動機溫度模型的監(jiān)控，如下圖，傳感器與溫度模型構(gòu)成“或”關(guān)系，形成了一個電動機過熱保護(hù)的冗余系統(tǒng)。
2）KTY84 傳感器：
KTY84 傳感器的原理是基于半導(dǎo)體溫度傳感器（二極管），其電阻值的變化范圍從0℃時的500 歐姆可到300℃時的2600歐姆。KTY84 具有正的溫度系數(shù)，但與PTC 不同，它的溫度特性幾乎是線性的。電阻的性能可以與具有很高溫度系數(shù)的測量電阻兼容。
如果KTY84 傳感器被激活(P0610=2)，變頻器會對KTY傳感器的阻值進(jìn)行監(jiān)控，同時變頻器也根據(jù)電動機溫度模型自動計算電動機的溫度。KTY84 傳感器識別出斷線時，就發(fā)出報警信號A0512（電動機溫度檢測信號丟失），并自動切換到電動機的溫度模型。如下圖2：
圖 2 溫度模型與傳感器回路
對于變頻器MM420、G110，沒有提供溫度傳感器接口，我們能夠通過電機溫度模型對電機進(jìn)行溫度保護(hù)，同時，我們也可以用數(shù)字端子觸發(fā)外部故障的方式來保護(hù)電機，因為對于通常的溫度傳感器，其輸出阻抗會隨溫度成線性關(guān)系變化，如下圖3所示。因此傳感器的阻抗能夠反映當(dāng)前電機溫度，我們可以按照圖4連接方式，隨著傳感器阻值增大，端子5上的電壓會逐漸增大。當(dāng)電壓超過數(shù)字量的觸發(fā)電壓時，數(shù)字端子有效，觸發(fā)外部故障跳閘。設(shè)置參數(shù)如下： P0701, P0702 or P0703 = 29.
圖 3 電阻與溫度關(guān)系曲線
圖 4 外部端子觸發(fā)故障
另外，我們也可以利用溫度繼電器來觸發(fā)外部故障，如在西門子低壓產(chǎn)品中，有可以用來測量電機溫度的繼電器，如3RS1000-1CK10，我們可以設(shè)定一個限定值，當(dāng)電機溫度超過此值時，繼電器動作，觸發(fā)外部跳閘。
S7300電源模板
6ES7307-1BA00-0AA0
6ES7307-1EA00-0AA0
6ES7307-1KA01-0AA0
CPU
6ES7312-1AE13-0AB0
6ES7312-5BE03-0AB0
6ES7313-5BF03-0AB0
6ES7313-6BF03-0AB0
6ES7313-6CF03-0AB0
6ES7314-1AG13-0AB0
6ES7314-6BG03-0AB0
6ES7314-6CG03-0AB0
6ES7315-2AG10-0AB0
6ES7315-2EH13-0AB0
6ES7317-2AJ10-0AB0
6ES7317-2EK13-0AB0
6ES7318-3EL00-0AB0
內(nèi)存卡
6ES7 953-8LF20-0AA0
6ES7 953-8LG11-0AA0
6ES7 953-8LJ20-0AA0
6ES7 953-8LL20-0AA0
6ES7 953-8LM20-0AA0
6ES7 953-8LP20-0AA0
開關(guān)量模板
6ES7 321-1BH02-0AA0
6ES7 321-1BH10-0AA0
6ES7 321-1BH50-0AA0
6ES7 321-1BL00-0AA0
6ES7 321-7BH01-0AB0
6ES7 321-1EL00-0AA0
6ES7 321-1FF01-0AA0
6ES7 321-1FF10-0AA0
6ES7 321-1FH00-0AA0
6ES7 321-1CH00-0AA0
6ES7 321-1CH20-0AA0
6ES7 322-1BH01-0AA0
6ES7 322-1BH10-0AA0
6ES7 322-1CF00-0AA0
6ES7 322-8BF00-0AB0
6ES7 322-5GH00-0AB0
6ES7 322-1BL00-0AA0
6ES7 322-1FL00-0AA0
6ES7 322-1BF01-0AA0
6ES7 322-1FF01-0AA0
6ES7 322-5FF00-0AB0
6ES7 322-1HF01-0AA0
6ES7 322-1HF10-0AA0
6ES7 322-1HH01-0AA0
6ES7 322-5HF00-0AB0
6ES7 322-1FH00-0AA0
6ES7 323-1BH01-0AA0
6ES7 323-1BL00-0AA0
模擬量模板
6ES7 331-7KF02-0AB0
6ES7 331-7KB02-0AB0
6ES7 331-7NF00-0AB0
6ES7 331-7NF10-0AB0
6ES7 331-7HF01-0AB0
6ES7 331-1KF01-0AB0
6ES7 331-7PF01-0AB0
6ES7 331-7PF11-0AB0
6ES7 332-5HD01-0AB0
6ES7 332-5HB01-0AB0
6ES7 332-5HF00-0AB0
6ES7 332-7ND02-0AB0
6ES7 334-0KE00-0AB0
6ES7 334-0CE01-0AA0
附件
6ES7 365-0BA01-0AA0
6ES7 360-3AA01-0AA0
6ES7 361-3CA01-0AA0
6ES7 368-3BB01-0AA0
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6ES7 368-3BF01-0AA0
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6ES7 390-1AE80-0AA0
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6ES7 390-1BC00-0AA0
6ES7 392-1AJ00-0AA0
6ES7 392-1AM00-0AA0
6ES7 392-1BM01-0AA0
功能模板
6ES7 350-1AH03-0AE0
6ES7 350-2AH00-0AE0
6ES7 351-1AH01-0AE0
6ES7 352-1AH02-0AE0
6ES7 355-0VH10-0AE0
6ES7 355-1VH10-0AE0
6ES7 355-2CH00-0AE0
6ES7 355-2SH00-0AE0
6ES7 338-4BC01-0AB0
6ES7 352-5AH00-0AE0
6ES7 352-5AH00-7XG0
通訊模板
6ES7 340-1AH02-0AE0
6ES7 340-1BH02-0AE0
6ES7 340-1CH02-0AE0
6ES7 341-1AH01-0AE0
6ES7 341-1BH01-0AE0
6ES7 341-1CH01-0AE0
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6ES7 902-3AC00-0AA0
6ES7 902-3AG00-0AA0
6GK7 342-5DA02-0XE0
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