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西門子6ES7216-2BD23-0XB8

SIEMENS 可編程控制器
1、 SIMATIC S7 系列PLC：S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400、ET-200
2、 邏輯控制模塊 LOGO！230RC、230RCO、230RCL、24RC、24RCL等
3、 SITOP直流電源 24V DC 1.3A、2.5A、3A、5A、10A、20A、40A可并聯(lián).
4、HMI 觸摸屏TD200 TD400C K-TP OP177 TP177,MP277 MP377,
SIEMENS 交、直流傳動裝置
1、 交流變頻器 MICROMASTER系列：MM420、MM430、MM440、G110、G120.
MIDASTER系列：MDV
2、全數(shù)字直流調(diào)速裝置 6RA23、6RA24、6RA28、6RA70、6SE70系列
SIEMENS 數(shù)控 伺服
SINUMERIK:801、802S 、802D、802D SL、810D、840D、611U、S120
系統(tǒng)及伺報電機(jī)，力矩電機(jī)，直線電機(jī)，伺服驅(qū)動等備件銷售。

SIEMENS西門子上海朕鋅電氣設(shè)備有限公司

：鄭鑫

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手 機(jī)：（同步）

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問題：
一臺電機(jī)帶兩個PTC溫度傳感器，一個是電機(jī)過溫故障檢測信號，一個是電機(jī)過溫報警檢測信號，這兩個信號的不同之處是溫度值門限值不同，報警的溫度門限值要比故障的溫度門限值低10度，如何將兩個溫度檢測信號都送給G150變頻器？如何設(shè)置參數(shù)？

答：

（1）G150變頻器可以檢測一個電機(jī)的二個溫度傳感器信號，*個檢測點(diǎn)是G150的功率模塊上X41端子，X41端子3和4是用于檢測電機(jī)溫度的，如表1所示；第二個是端子模塊TM31上X522端子，X522的端子7和8也是用于檢測電機(jī)溫度的，如圖1所示。
表1 X41端子

圖1 TM31接線原理圖

（2）溫度檢測原理：G150功率模塊上的X41端子和TM31的X522端子對溫度傳感器的信號檢測原理相同，如圖2所示。下面以PTC溫度傳感器為例說明：如果選擇傳感器類型是PTC，則說明只檢測電機(jī)溫度的門限，不檢測電機(jī)實(shí)際溫度值。把實(shí)際檢測到的PTC阻值和1650歐姆做比較，如果PTC的實(shí)際阻值小于1650歐姆，則說明電機(jī)溫度在正常值范圍內(nèi)，沒有超過報警和故障門限值，G150不會出現(xiàn)任何故障和報警；如果PTC實(shí)際阻值高于1650歐姆，則G150馬上會報A07910報警，延時時間P0606到達(dá)后，G150馬上會出現(xiàn)F07011故障而停機(jī)。詳細(xì)情況請見G150參數(shù)手冊功能圖，功能圖圖號是8016。

圖2

（3）兩個PTC的接線方法：電機(jī)過溫故障檢測的PTC信號線連接到功率模塊X41端子的3和4，電機(jī)過溫報警檢測的PTC信號線連接到TM31上的X522端子的7和8。

（4）參數(shù)設(shè)置：

• G150功率模塊PTC過溫故障檢測參數(shù)設(shè)置：假設(shè)*個PTC過溫故障的溫度值是145度，即當(dāng)電機(jī)高于145度時，PTC阻值會瞬間增大并超過1650歐姆。
P0600=11 PTC信號直接送給功率模塊
P0601=1 PTC信號報警與延時
P0603=0 不選擇電機(jī)溫度的信號源
P0604=145 電機(jī)過溫報警的門限溫度是145度
P0605=145 電機(jī)過溫故障的門限溫度是145度
P0606=1 設(shè)置延時時間1秒
注：本例中參數(shù)P0604和P0605設(shè)置相同，因?yàn)閄41端子3和4上連接的PTC是用于檢測電機(jī)過溫故障的，所以把過溫報警和故障門限值設(shè)置相同，如果實(shí)測PTC阻值超過1650歐姆，而且只要延時時間P0606到達(dá)后，過溫報警和故障會同時輸出，G150停機(jī)。
• TM31的PTC過溫報警檢測參數(shù)設(shè)置：
*種情況（標(biāo)準(zhǔn)PTC，其門限值是1650歐姆）：第二個PTC過溫報警溫度值是135度，當(dāng)電機(jī)溫度達(dá)到135度時，PTC的阻值會瞬間增大，并且超過1650歐姆的門限值，則TM31過溫報警的狀態(tài)位r4104.0會置1，狀態(tài)位r4104.0取反后送到電機(jī)軸（VECTOR）的外部報警信號源P2112，所以需要激活G150的自由功能塊，圖3是PTC的連接圖，圖4是自由功能塊的非門0。參數(shù)設(shè)置如下：

圖3                                                                                 圖4

P4100=1 選擇PTC溫度傳感器
P4102[0]=135 電機(jī)過溫報警門限值是135度
P20000[0]=1002 執(zhí)行組的采樣時間是2倍的軟件采樣時間
P20078=r4104.0 非門0的輸入是TM31過溫報警的狀態(tài)位r4104.0
P20080=0 執(zhí)行組0
P20081=1 執(zhí)行組0的順序是1
P2112[0]=r20079 電機(jī)軸（VECTOR）的外部報警信號源是非門0的輸出r20079
第二種情況（非標(biāo)準(zhǔn)PTC，其門限值小于1650歐姆）：第二個PTC過溫報警的溫度值是135度，當(dāng)電機(jī)溫度達(dá)到135度時，PTC的阻值會瞬間增大，假設(shè)阻值是1450歐姆，但是沒有超過門限值1650歐姆，這時r4104.0就不會被置1，而且PTC也不能檢測電機(jī)實(shí)際溫度，即r4105不會顯示電機(jī)實(shí)際溫度大小，所以需要改變溫度傳感器類型，參數(shù)P4100設(shè)為2，把電機(jī)的PTC假設(shè)為KTY84，因?yàn)镵TY84溫度傳感器的阻值和溫度是線性的。例如對于G150來說，當(dāng)KTY84的阻值是1507歐姆，G150檢測的溫度是173.6度。所以當(dāng)電機(jī)的實(shí)際溫度達(dá)到135度時，PTC阻值是1450歐姆，設(shè)置P4100=2后，則TM31計算的電機(jī)溫度值r4105是167.0度，然后把r4105的值送給G150自由功能塊中的限幅進(jìn)行比較，只要r4105超出限幅的上限，則限幅的輸出就被置1，zui后再把限幅的輸出反向送給電機(jī)軸（VECTOR）的外部報警信號源P2112[0]。圖5是KTY84的連接圖，圖6是自由功能塊的限幅0和非門0，參數(shù)設(shè)置如下：

圖5

圖6

P4100=2 選擇KTY84溫度傳感器
P4102[0]=180 設(shè)置為180度或者更大的值，目的是讓r4104.0不被置1
P20000[0]=1002 執(zhí)行組的采樣時間是2倍的軟件采樣時間
P20234=0 執(zhí)行組0
P20229=1.60 限幅0的上限幅值，因?yàn)閦ui大輸入是1.67，所以上限設(shè)為1.60
P20235=1 執(zhí)行組0的順序是1
P20228=r4105 限幅0的輸入是TM31計算的電機(jī)溫度值r4105
P20078=r20231 非門0的輸入是限幅0的輸出r20231
P20080=0 執(zhí)行組0
P20081=2 執(zhí)行組0的順序是2
P2112[0]=r20079 電機(jī)軸（VECTOR）的外部報警信號源是非門輸出r20079的值

1引言
風(fēng)機(jī)是工礦企業(yè)的主要動力設(shè)備，據(jù)有關(guān)部門的統(tǒng)計，全國風(fēng)機(jī)，水泵電動機(jī)裝機(jī)容量約35000MW，耗電量約占全國電力耗電量的40% 左右。目前，風(fēng)機(jī)和水泵運(yùn)行中還有很大的節(jié)能潛力。在風(fēng)機(jī)運(yùn)行中應(yīng)用變頻器調(diào)速，其節(jié)電率一般可在20%~60%，投資回收期為1~3 年，不僅節(jié)電*，而且能滿足生產(chǎn)工藝的要求，保產(chǎn)品質(zhì)量,經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
風(fēng)機(jī)在鍋爐中也是重要設(shè)備，工業(yè)鍋爐根據(jù)采用的燃料不同，通常分為燃煤，燃油和燃?xì)馊N。這三種鍋爐的控制系統(tǒng)基本相同，只是燃料量的調(diào)節(jié)手段有所區(qū)別。變頻器在控制系統(tǒng)中可以調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量，引風(fēng)機(jī)的引風(fēng)量和燃料的進(jìn)給量，即實(shí)現(xiàn)對鍋爐的精確控制，又達(dá)到了節(jié)電和節(jié)省燃料的目的。

2西門子新一代變頻器G150 的特點(diǎn)
G150 是西門子新一代變頻器SINAMICS 家族中的一員，它不僅繼承了Master Drive 的特點(diǎn)，而且具有自身的優(yōu)點(diǎn)。G150 是柜體式單傳動的變頻器，功率范圍75KW~2700KW，進(jìn)線電壓分為380V~480V，500V~600V，660V~690V 三個電壓等級，控制方式為無速度傳感器的矢量控制 (sensorless vector control) 和矢量控制。無速度傳感器的矢量控制是矢量控制的一種，只是沒有速度傳感器，通過電機(jī)模型的計算來估測電動機(jī)的速度反饋值。無速度傳感器的矢量控制的控制精度和系統(tǒng)的動態(tài)性能不如帶速度閉環(huán)的矢量控制，但也有系統(tǒng)簡單，無需維護(hù)速度傳感器，價格便宜的優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于風(fēng)機(jī)泵類電機(jī)。
傳統(tǒng)的V/f 控制也無需速度傳感器，但對于大功率的風(fēng)機(jī)泵類電機(jī)，如用V/f 控制無電流環(huán)控制，容易引起電流的波動。無速度傳感器的矢量控制，不僅有速度閉環(huán)而且有電流閉環(huán), 電機(jī)的穩(wěn)態(tài)電流更穩(wěn)定。
G150 具有豐富的客戶端子，包括8 個數(shù)字量輸入(DI)，4 個雙向輸入/輸出(DI/DO)，2 點(diǎn)繼電器輸出(DO)，2 個模擬差分輸入(AI)，2 個模擬輸出(AO)，1 個KTY84 溫度傳感器或PTC 敏電阻，±10V 輔助電源用于模擬給定輸入，24V 輔助電源用于數(shù)字量輸入，所有的DI/DO ，AI/AO 都可以自由編程定義功能。與MasterDrive 不同，G150 的客戶端子，不在控制板上，而是在客戶端子板TM31 上。當(dāng)有端子損壞時，只須更換TM31，節(jié)約了維修成本。
PROFIBUS 接口是G150 的標(biāo)準(zhǔn)配置，無需選件。通過PROFIBUS 可以將G150 連接到更高層的自動化系統(tǒng)。通過PROFIBUS 可以與調(diào)試軟件Starter 連接，便于調(diào)試和存儲參數(shù)。G150 的程序和參數(shù)存儲于Flashcard 中，F(xiàn)lashcard 中的數(shù)據(jù)可用Flashcard 適配器讀取，存儲在硬盤中，或刻成光盤存檔。如有相同功率，相同功能的設(shè)備，可將數(shù)據(jù)直接拷貝
到新的Flashcard 中，不需設(shè)置任何參數(shù).。另外如舊設(shè)備的參數(shù)被調(diào)亂，或Flashcard 損壞也可用以上的方法進(jìn)行恢復(fù)。

3系統(tǒng)簡介
在這個鍋爐中共有四臺電機(jī)使用了G150 變頻器，分別控制蒸汽、熱油、熱煙氣。熱煙氣由2 臺315KW 的電機(jī)控制，經(jīng)管道送入主風(fēng)機(jī)，用于干燥木漿。2 臺315KW 的G150 變頻器分別控制這兩臺風(fēng)機(jī)，通過調(diào)節(jié)G150 的輸出頻率，來控制風(fēng)機(jī)的輸出功率，實(shí)現(xiàn)對熱煙流量的精確調(diào)控，不僅滿足了工藝的要求，而且比用擋風(fēng)板調(diào)節(jié)熱煙流量更節(jié)能。另兩臺132KW 的電機(jī)分別將蒸汽發(fā)生器中的蒸汽和熱油發(fā)生器中的熱油送入混合室中。蒸汽發(fā)生器中的蒸汽輸出量的調(diào)節(jié)可以控制蒸汽發(fā)生器中的壓力和溫度，熱油發(fā)生器中的熱油輸出量的調(diào)節(jié)可以控制熱油發(fā)生器的溫度。G150 也是通過控制電機(jī)的輸出功率來調(diào)節(jié)蒸汽輸出量和熱油輸出量，實(shí)現(xiàn)對蒸汽發(fā)生器的壓力和溫度，熱油發(fā)生器的溫度的控制。西門子6ES7216-2BD23-0XB8

2 臺132KW 的電機(jī)參數(shù)和變頻器型號如下:
132KW 電機(jī)參數(shù):
額定功率: 132KW 額定電壓:400V 額定頻率:50HZ
額定電流: 228A 額定轉(zhuǎn)速:1485 r/min 功率因數(shù):0.88
選用的G150 型號:
6SL3710-1GE32-6CA0-Z
輸入: 380V~480V 294A
輸出: 0~480V 260A

2 臺315KW 的電機(jī)參數(shù)和變頻器型號如下:
額定功率: 315KW 額定電壓:400V 額定頻率:50HZ
額定電流: 585A 額定轉(zhuǎn)速:990 r/min 功率因素:0.81
選用的G150 型號:
6SL3710-1GE36-1CA0-Z
輸入: 380V~480V 639A
輸出: 0~480V 605A

2 臺132KW 電機(jī)用端子控制啟停和模擬量輸入頻率給定。2 臺315KW 電機(jī)PROFIBUS 控制，PLC 使用西門子公司的S7-300。

3.1用端子控制的G150 的端子圖如下:
端子X520:1 是DI0 用于控制變頻器的啟/停(即ON/OFF)。端子X542:5， X542:6 是DO1，輸出變頻器的故障信號 (DO1 是繼電器輸出)。 端子X522:1， X522:2 是AO0， 輸出實(shí)際速度值。端子X522:4、 X522:5 是AO1，輸出實(shí)際電機(jī)電流值。端子X521:1，X521:2 是AI0，作為頻率給定.這些端子的功能是出廠設(shè)定，無需修改參數(shù)。
(1) Main Setpoint
(2) ON/OFF command
(3) Analog output actual speed
(4) Analog output motor current
(6) Inverter release
(7) Converter no fault

模擬輸入0(AI0)默認(rèn)是-10V~10V 的電壓輸入，用戶需要4~20mA 的輸入，所以修改一些參數(shù)。P4056[0]=3，將模擬輸入0 設(shè)置為4~20mA， 因?yàn)樵撃M輸入波動較大,會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，所以我加了10mS 的濾波(P4053[0]=10)，從而給定值相對穩(wěn)定。這些設(shè)置如用調(diào)試軟件Starter 修改就十分的簡單、清晰、明了。如下圖所示:

1. 選擇模擬輸入的類型
2. 模擬輸入的端子
3. 模擬輸入的自由標(biāo)定
4. 一階濾波

3.2用PROFIBUS 控制G150 系統(tǒng)圖如下:

將X530:1 端子的接線斷開，G150 就設(shè)置為PROFIBUS 控制。首先要設(shè)置G150 的PROFIBUS 從站地址，參數(shù)是P0918，該參數(shù)的設(shè)置必須與Step 7 中硬件組態(tài)的地址*。
G150 的PROFIBUS 從站地址也可通過撥碼開關(guān)進(jìn)行設(shè)置。這兩種設(shè)置中撥碼開關(guān)的硬件設(shè)置優(yōu)先，如撥碼都在OFF 的位置，則以參數(shù)P0918 的設(shè)置為準(zhǔn)。G150 的GSD 文件在隨機(jī)光盤可找到，文件名是si018105 .GSD。G150 與MasterDrive 的PROFIBUS 數(shù)據(jù)定義相似，PZD1 是控制字/狀態(tài)字，PZD2 是給定值/實(shí)際值.控制字的各位定義如下:

4結(jié)束語
該系統(tǒng)用于亞洲創(chuàng)建(河源)木業(yè)有限公司的生產(chǎn)線中，亞洲創(chuàng)建集團(tuán)致力于中國強(qiáng)化地板事業(yè)的發(fā)展，成功地塑造了”圣象”，”MOBIFLOOR” 等強(qiáng)化地板，河源項目的建設(shè)將打破以往基材*依賴進(jìn)口，成本居高不下的局面，進(jìn)一步提升產(chǎn)品的競爭力。該生產(chǎn)線中的鍋爐系統(tǒng)是由Vyncke 公司做的系統(tǒng)集成，Vyncke 是一家比利時公司，成立于1912 年，在燃燒工藝，鍋爐系統(tǒng)自動化控制系統(tǒng)中有著豐富的設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試的經(jīng)驗(yàn)。西門子新一代變頻器G150 在該項目中,以其豐富的系統(tǒng)功能，可靠的產(chǎn)品性能，精確的控制系統(tǒng)，得到了用戶的*認(rèn)可。

訂貨號
PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)部件：
網(wǎng)卡及電纜
6ES7 972-0CB20-0XA0
6ES7 972-0CB35-0XA0
6ES7 972-0CC35-0XA0
6GK1 561-1AA01
6GK1 551-2AA00
6GK1 561-3AA01
6GK1 561-3FA00
6GK1 561-4AA01
6GK1 561-4FA00
6GK1562-1AA00
6GK1571-1AA00
6FX800開頭
6XV1 840-2AH10
6FC5210-0DF22-2AA0
6XV1 830-0PBH30
6XV1 830-0EH10
6XV1 830-3EH10
6XV1 830-0AH10
6XV1 820-5AH10
6XV1 820-5BH50
6XV1 820-5BT10
6GK1 901-0DA20-0AA0
6ES7 901-0BF00-0AA0
6ES7 901-1BF00-0XA0
鏈接模板
6GK1 415-2AA01
6GK1 415-0AA01
6ES7 158-0AD01-0XA0
6ES7 157-0AC83-0XA0
6ES7 157-0AD82-0XA0
6XV1 830-5EH10
6XV1 830-5FH10
6ES7 195-7HF80-0XA0
6GK1 905-0AA00
6GK1 905-0AD00
6GK1 905-0AB10
6GK1 905-0AC00
總線連接器
6GK1 905-6AA00
6ES7 972-0BA50-0XA0
6ES7 972-0BB50-0XA0
6ES7 972-0BA12-0XA0
6ES7 972-0BB12-0XA0
6ES7 972-0BA41-0XA0
6ES7 972-0BB41-0XA0
6GK1 500-0EA02
6GK1 500-0FC00
網(wǎng)絡(luò)部件
6ES7 972-0AA01-0XA0
6ES7 972-0AB01-0XA0
6ES7 972-0DA00-0AA0
6ES7 972-4AA02-0XA0
6GK1 500-3AA00
6GK1 503-0AA00
6GK1 503-3CA00
6GK1 503-2CB00
6GK1 503-3CB00
6GK1 503-3CC00
6ES7 181-0AA01-0AA0
6ES7 193-8MA00-0AA0
6ES7 193-8LA00-0AA0
6ES7 193-8LB00-0AA0
軟件
6GK1 704-5CW64-3AA0
6GK1 704-5DW64-3AA0
6GK1 704-5SW64-3AA0
6GK1 713-5DB64-3AA0
6GK1 713-5FB64-3AA0
6GK1 713-5CB64-3AA0
工業(yè)以太網(wǎng)
網(wǎng)卡及電纜：
6GK1 161-3AA01
6GK1 161-2AA00
6GK1 161-6AA00
6GK1 151-2AA00
6GK1 151-5AA00
6GK1 611-0TA01-1DV0
6XV1 850-0AH10
6XV1 850-0BT10
6XV1 850-0BN15
6XV1 870-3QN10
6XV1 850-0BH20
6XV1 840-2AH10
6XV1 850-2LN10
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6XV1 850-2JN10
6XV1 850-2HN10
6GK1 901-1FC00-0AA0
網(wǎng)絡(luò)部件
OSM/ESM
6GK1 105-2AA10
6GK1 105-2AB10
6GK1 105-2AE00
6GK1 105-4AA00
6GK1 105-3AA10
6GK1 105-3AB10
6GK1 105-3AC00
OMC/ELS
6GK1 100-2AB00
6GK1 100-2AC00
6GK1 102-6AA00
6GK1 102-6AB00
6GK1 102-7AA00
SCALANCE X005入門級交換機(jī)
6GK5 005-0BA00-1AA3
6GK5 005-0BA00-1CA3
SCALANCE X100非網(wǎng)管型交換機(jī)
6GK5 104-2BB00-2AA3
6GK5 106-1BB00-2AA3
6GK5 108-0BA00-2AA3
6GK5 112-2BB00-2AA3
6GK5 116-0BA00-2AA3
6GK5 124-0BA00-2AA3
SCALANCE X200網(wǎng)管型交換機(jī)   
6GK5 204-2BB00-2AA3
6GK5 206-1BB10-2AA3
6GK5 208-0BA10-2AA3
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SCALANCE X300增強(qiáng)型可網(wǎng)管交換機(jī)
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SCALANCE X400千兆模塊化交換機(jī)
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軟件
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