西门子模块6GK7243-1EX01-0XE0产品信息
连接配备功率模块 PM250 的变频器
图片: 功率模块 PM250 的接线图
列表: 功率模块 PM250 的接口、横截面和紧固扭矩
变频器
电源和电机的接线图
横截面和紧固扭矩
剥线长度
公制
英制
FSC
螺钉端子
4 …10 mm2，2.3 Nm
12 … 8 AWG，20 lbf in
10 mm
FSD
电缆终端
10 … 35 mm2，6 Nm
7 … 2 AWG，53 lbf in
--
FSE
25 … 50 mm2，6 Nm
3 … 1 AWG，53 lbf in
--
FSF
35 … 120 mm2，13 Nm
2 … 4/0 AWG，115 lbf in
--
FSC 型功率模块的端子
FSD … FSF 型功率模块的端子
电源和电机的端子上有盖板，可防止碰触。
连接电源和电机须打开盖板：
用螺丝刀松开端子盖板两侧上的锁扣。
向上翻转盖板。
连接完电源和电机后，盖上盖板
西门子SITOP电源模块6EP3332-6SB00-0AY0
操作面板
操作面板用于调试、诊断和控制变频器以及备份和传送变频器设置。
智能操作面板 (IOP-2)可直接卡紧在变频器上或者作为手持单元通过一根电缆和变频器相连。IOP-2采用纯文本和图形显示，有助于直观地操作变频器。
有关 IOP-2 的更多信息请访问
SINAMICSIOP-2 销售使能
操作面板 BOP-2可直接卡紧在变频器上，采用两行显示，用于诊断和操作变频器。
操作面板 BOP-2 和 IOP-2 的操作说明：
手册一览
Smart Access
用于访问变频器的Smart Access是基于网络的操作单元，能无线连接至 PC、平板电脑或智能手机。SmartAccess用于变频器的调试和维护。
有关Smart Access的详细信息请访问
SINAMICSIOP-2 销售使能
PC 工具
STARTER 和Startdrive 是用于调试、诊断和控制变频器以及备份和传送变频器设置的 PC工具。可通过 USB 或通过现场总线 PROFIBUS / PROFINET 将 PC 和变频器连接在一起。
PC 与变频器之间的连接电缆 (3 m)：产品编号 6SL3255-0AA00-2CA0
STARTER-DVD：产品编号6SL3072-0AA00-0AG0
Startdrive-DVD：产品编号6SL3072-4CA02-1XG0
使用 PROFIsafe 规约，可以在自动化系统（控制器）和过程 I/O 之间通过 PROFIBUS 或 PROFINET进行安全相关通信。选择 PROFINET IO 还是 PROFIBUS DP/PA现场总线，会对安全相关系统的架构产生重大影响。
有关 PROFIBUS DP/PA 和 PROFINET IO安全相关设计版本的信息，请参见“过程自动化的安全集成"一节，“简介"。
安全 SIMATIC PCS 7 自动化系统基于 AS 410S 标准自动化站（F 系统）的硬件或 AS 410H容错自动化站（FH 系统）的硬件，这些自动化站采用 SIMATIC S7 F systems 来实现安全功能。
根据设计形式的不同，可以将其分为：
AS 单站 AS 410F，仅带有一个 CPU（安全相关）
AS 冗余站 AS 410FH，配 2 个冗余 CPU（安全型和高可用性型）
通过电源或工业以太网通信模块的冗余设计，可以灵活提高可用性（有关详细信息，请参见“使用灵活，可用性高，可以扩展"下面的“模块化AS 410 系统"一节）。
所有 AS 410F / FH 系统均通过 TÜV 认证，并符合 IEC 61508 标准的安全等级达到 SIL 3的要求。
在具有多任务处理能力的系统中，一个 CPU 上可运行几个程序，可用于基本过程控制 (BPCS)应用或安全型应用。这些程序之间不会相互影响，即 BPCS应用中的故障不会对安全相关的应用产生影响，亦然。也可以完成具有很短响应时间的特殊任务。
按照“二选一"原理运行的冗余 FH系统由两个设计*相同的子系统组成。它们在电气上相互隔离以达到电磁兼容性，并通过光缆实现相互同步。发生故障时，将从运行中的子系统无扰动切换到后备系统。两个子系统可存在于同一机架内，或分开大10 km。在运行中的子系统所处环境中存在影响状况时（例如，发生了火灾），空间上的分离提供了附加安全性。
FH 系统的冗余性仅用于增加可用性，与处理安全功能或相关的故障检测无关。
AS 套件的单独组态
安全型自动化系统的组态及其订货号可通过选择预先定义好的订货单位来定义。
可使用“选型和订货数据"一节中的表来选择相应系统的典型组合。这些层分为：
带有一个 CPU 的 AS 单站 AS 410F
带 2 个冗余 CPU 的 AS 冗余站 AS 410FH，安装在一个公用机架 (UR2-H) 上或 2 个单独的机架(UR2) 上
使用西门子工业产品网上商城中两个相应的在线组态工具，可获得完整选型范围：
SIMATIC PCS 7 AS 410 单站组态器
SIMATIC PCS 7 AS 410 冗余站组态工具
应针对安全相关 AS 410 F/FH 自动化站来选择系统扩展卡，包括 SIMATICS7 F Systems 运行系统许可证。
必须单独订购长于 1 m 的同步光纤电缆（每种情况下都需要 2 根电缆）。
可以在“Safety Integrated for ProcessAutomation"一章中订购对安全相关应用进行工程组态所需的组件：
SIMATIC S7 F 系统
F 编程工具，带有用于在工程组态系统中对安全相关用户程序进行编程的 F 块库
SIMATIC S7 安全矩阵
用于组态、运行和维护的便捷安全生命周期工具
后续性能提高/
使用冗余 PROFINET (R1)
如果在组态、调试或运行过程中达到了由订购的系统扩展卡定义的系统限制，那么使用相应数量的 CPU 410 扩展包（100 个PO/500 个 PO）就可以。无需进行硬件改动。
除提高性能外，也可以扩展 PROFINET 功能。如果需要使用冗余 PROFINET (R1) 来代替 PROFINET系统冗余 (S2)，那么可以使用 "CPU 410 扩展包 PN Red" 来扩展该功能。
通过 PROFIBUS DP 实现 I/O 连接
分布式过程 I/O 可以直接或通过从属 PROFIBUS PA 现场总线集成到 PROFIBUS DP 段。带有分布式过程I/O 的多个 PROFIBUS DP 段可以在 AS 410F/FH 系统上操作。
CPU 410-5H Process Automation 中已集成进一个 PROFIBUS DP接口。使用西门子工业产品网上商城中或选型和订货数据中的在线组态工具，可通过每个 AS 410F 以及 AS 410FH的每个子系统的附加 CP 443-5 PROFIBUS DP 接口（保护涂层），配置多 4 个附加 PROFIBUS DP接口。
按照“高可用性自动化系统"一章中说明的方法将过程 I/O 连接到 FH 系统（冗余站）的 2 个冗余 PROFIBUS DP总线。
过程自动化安全集成技术不支持 FOUNDATION Fieldbus (FF) H1 和 FF 设备。
通过 PROFINET 实现 I/O 连接
安全相关 AS 410F/FH 自动化站可通过 PROFINET IO 与远程 I/O 站（例如，ET 200M 或ET 200SP 远程 I/O 站）相连。此时，在自动化系统中，仅能使用 CPU 内部集成的 PROFINET接口（双端口交换机）。详细信息，请参见章节“Safety Integrated for ProcessAutomation"，“简介"
通过工厂总线进行通信
如果安全自动化系统的 CPU 中集成的 PROFINET 接口不用于 PROFINETIO，那么这些接口也可用于连接至工业以太网工厂总线。否则，AS 410F 和 AS 410FH的两个子系统可各通过一个 CP 443-1 通信模块（带保护涂层）连接到工厂总线。
工厂总线可通过环形结构来实现，如果对可用性要求很高，也可配置为冗余结构。当存在两个冗余环时，需要使用两个符合 AS（AS410F）或 AS 子系统（AS 410FH）配置两个 IE 接口/通信模块并通过两个环（4路连接）。这样就能够允许出现双重故障，例如在环网 2 上的总线电缆断线的环网 1 的交换机发生故障。
运行系统许可证
安全相关自动化系统配有用于 100 个过程对象 (PO) 的 SIMATIC PCS 7AS Runtime 许可证以及 SIMATIC S7 F Systems RT 许可证。采用额外的100、1000 或 10000 PO 运行许可证，可对支持 100 POSIMATIC PCS 7AS Runtime 许可证进行扩展。附加实时运行授权的过程对象可加到已存在的过程对象中。与附加运行许可的数量和种类 (如100 或 1000) 无关。
西门子SITOP电源模块6EP1434-2BA20
启动快速调试并选择应用等级
启动快速调试
前提条件
接通电源。
操作面板显示设定值和实际值。
操作步骤
按下 ESC 键。
按下一个箭头键，直到 BOP-2 显示 SETUP 菜单。
在 SETUP 菜单中点击 OK 键，以启动快速调试。
如果要在快速调试前恢复所有参数的出厂设置，请按照以下步骤：
按下OK键。
使用箭头键切换：nO → YES
按下OK键。
选择了应用等级时，变频器会为电机控制匹配合适的缺省设置：
StandardDrive Control
DynamicDrive Control
Expert
变频器根据功率模块选择应用等级。BOP-2 不显示步骤DRV APPL时，请按“Expert"中的说明继续调试。
应用等级
Standard Drive Control
Dynamic Drive Control
特性
转速变化后典型的调节时间：100 ms … 200 ms
负载冲击后典型的调节时间：500 ms
Standard Drive Control适用于以下要求：
- 电机功率 < 45 kW
- 启动时间0 → 额定转速（取决于电机额定功率）：1 s (0.1 kW) … 10 s (45 kW)
- 负载力矩增大但无负载冲击的应用
Standard Drive Control对不的电机数据设置不敏感
转速变化后典型的调节时间：< 100 ms
负载冲击后典型的调节时间：200 ms
Dynamic Drive Control控制并限制电机转矩
能达到的转矩精度：在 15 % … 100 % 的额定转速下为± 5 %
推荐Dynamic Drive Control用于以下应用：
- 电机功率 > 11 kW
- 负载冲击为电机额定转矩的 10 %… > 100 %
Dynamic Drive Control在斜坡上升时间 0 → 额定转速（取决于电机额定功率）：<1 s（0.1 kW）… < 10 s（132 kW）的应用中非常有必要。
应用示例
采用流体特性曲线的泵、风机和压缩机
湿式或干式喷射技术
研磨机、混料机、捏合机、粉碎机、搅拌机
水平输送技术（输送带、辊式输送机、链式输送机）
简单主轴
采用压出器的泵和压缩机
回转炉
挤出机
离心机
可运转的电机
异步电机
异步和同步电机
可运行的功率模块
PM240‑2、PM240P-2
大输出频率
550 Hz
240 Hz
转矩控制
无转矩控制
带下级转矩控制的转速控制
调试
与“Dynamic Drive Control"无需设置转速控制器
与“EXPERT"设置对比：
- 通过预设的电机数据简化调试
- 减少的参数数量
Standard Drive Control预设用于外形尺寸 A … C 的功率模块
以S7-200为例，其plc输出有二种形式：1、继电器触点输出（见图一）；2、晶体管发射极输出（见下图二）。由于PLC内的继电器触点电流与晶体管输出电流都较小，故不可用它直接驱动像电磁阀这样大功率（大电流）直流负载，一般均采用中间直流继电器做过渡（见下图三）。
用继电器驱动电磁阀电路简单，但它有以下缺点：1、继电器使用寿命有限制，在继电气频繁动作的场合，要经常更换继电器方可确保设备可靠动作；2继电器触点易粘连，在自动控制系统中因它的粘连会引起操作失控而造成事故；3、继电器线圈如发生短路会烧毁PLC的输出点。
为克服因继电器触点粘连、其线圈短路及电磁阀线圈短路所造成的失控及损坏，本文提供用二种带有断电保护功能的驱动大功率电磁阀的控制电路，供大家分析参考：
一、由继电器组成的驱动电磁阀启停与保护电路，见下图：
（一）、电路说明：该电路是由3个直流继电器组成，其J0为基本电路组件，它受PLC的输出控制，它的常开触点控制电磁阀的通断。考虑继电器触点易粘连及线圈短路会引起失控造成事故，增加了J1、J2二个继电器及电阻电容等原件，组成了当继电器触点粘连、线圈短路或电磁阀线圈短路时立即断电的保护电路，图中绿色虚线框内电路为主电路，其余部分即为当继电器触点粘连或继电器、电磁阀线圈短路时立即切断电源的保护电路。
电路的J0、J1继电器的工作电压为12V，其线圈电阻值=Ro。J2工作电压=24V。J0串接R3（阻值=Ro），接在Q0.0输出端，故当Q0.0=1（+24V）时J0电压=12V可正常动作。DW1稳压管与6V指示灯Z3串联后，与R3并联。当Q0.0=1时R3电压=12V。低于DW1稳压值（18V），故正常情况下DW1处于截至状态，指示灯Z3是不会点亮的。
J1与与电容器C1并接，再与电阻R4(其阻值Ro)串联，组成为通电延时定时器，其定时时间要略长于J0动作时间。
R2的阻值应选为电磁阀DF1线圈的阻值Rd的1/10~1/20，即R2=Rd/(10~20)，这样在正常情况下，当电磁阀通导其R2的电压仅为1~2V，是不影响电磁阀的正常动作的。而与R2并联的J2在这么小的电压下是不会吸合的。
K1为常闭按钮，它起电路复位作用，即：一旦保护电路动作，其J1或J2继电器将吸合自锁，J1、J2常闭触点断开，切断电磁阀及PLC对外输出，起到保护作用。当电路排除故障后（如换掉J0或DF1），需要按一下K1按钮，使J1与J2断电回原位，使电路恢复正常状态。
（二）、电路工作原理：
1、正常工作时：当PLC的Q0.0=0时（即电磁阀未工作），其J0、J1、J2及电磁阀DF1均处于断电状态，报警指示灯Z1、Z2、Z3皆灭。
当驱动电磁阀工作时，其Q0.0输出由0↑1，使J0得电吸合，其常开触点闭合使电磁阀得电启动。此时J1电压(≈6V)小于其小吸合电压，J2也处于不吸合状态。故J1、J2均为未闭合。
当电磁阀停止工作时，即Q0.0由1↓0时，使J0失电，此时D1导通开始续流放电，当放电电流小于J0的小吸合电流时，J0由闭合变断开。其常开触点断开，使电磁阀断电，D2导通进行续流放电，确保J0触点不会打火而粘连。
J0失电断开这一瞬间是非常暂短的，当D1导通续流时，其J0二端电压≈0（0.7V），故使J1支路得电通导，由于C1作用，使J1电压由0开始增加，当J0常闭触点由闭合变断开时，其J1的上升电压仍<J1的小吸合电压，故使J1未等吸合又断电。故J1不会在Q0.0由1↓0的瞬间产生颤动的。从而确保电路动作无误。这就是J1为什么要并接电容的原因。
2、J0触点粘连时：当Q0.0由1↓0时，使J0失电断开，如果此时J0的触点发生粘连就会使电磁阀不能断电，但由于J0断开，其D1导通续流，使J0二端电压≈0。，故使J1支路得电，使C1被充电，当C1电压>J1吸合电压时，J1将吸合自锁。J1的常闭触点断开，切断电磁阀电源使其停止工作，J1的常开触点闭合，又使报警指示灯Z1亮进行“粘连”报警。也可以用J1常开触点接PLC的一输入点和+24V端，将报警信号输入给PLC，使PLC立即停止运行，避免发生事故。
3、电磁阀线圈短路时：当Q0.0=1时，J0吸合，电磁阀动作。如此时电磁阀线圈突然短路，必然使24V电压加在J2与R2上，由于R2阻值很小，会产生很大的电流危害24V电源。但由于R2并联J2（此时的电压=24V），故使J2吸合自锁，J2的常闭触点断开，切断电阻R2，使回路电路=J2线圈电流。而J2的闭合，又使与之并联的报警指示灯Z2亮进行报警。也可以用J2常开触点接PLC的一输入点和+24V端，将报警信号输入给PLC，使PLC立即停止运行，避免发生事故
4、J0线圈短路时：J0工作电压选为12V，而Q0.0=1时其输出电压24V，为使J0能在正常电压下工作，J0(阻值=RO)，再串接一个阻值=Ro的电阻R3。这样当Q0.0=1时J0的电压=12V。此时R3电压也=12V，由于低于稳压管DW1的稳压值（18V），DW1未导通，Z3灯不亮。
串接电阻R3的目的是为防止J0线圈短路时不会烧毁PLC输出点：如J0线圈短路，与其串联的电阻R3将成为Q0.0的输出负载，此时PLC的输出电流仅比正常时的输出电流大一倍，故不会烧毁PLC的输出点的。此时R3电压=24V，大于DW1的稳压值，故使DW1通导，Z3灯亮。即发出J0线圈短路报警。
二、用电子元件组成的驱动电磁阀启停及断电保护电路
除上述用继电器组成的电路外，还可以用功率晶体管电阻电容等器件组成启动大功率电磁阀及其保护电路，请见下图：
图一、大功率电磁阀驱动电路及断电保护电路图
下面就本图的有关元件及电路原理作以说明：
图中G1为NPN型功率三极管，构成反相放大器，其集电极接电磁阀线圈一端（电磁阀线圈要并接一反向二极管做断电续流用），电磁阀线圈另一端接接G2管的集电极。G1管的发射极接R2电阻，R2阻值=电磁阀电阻Rd的十分之一（即=Rd/10）。此点接D1二极管去D触发器4013的clk控制输入端。R2电阻的另一端接电源的地（M）。
4013为双D触发器，它有6个引线端点，其Q为正向输出端，Q\为反向输出端，D为数据输入端，R为复位端，S为置位端，其R、S皆为高电位触发有效（即当R或S=1时，会使Q=1或使Q=0。clk为控制端，当clk=1时，其上跳沿触发有效，将使输出端Q电位发生变化（clk触发有效使Q端输出与数据端D的电位相同。本图的D=0（接地），故触发clk将使Q=0、Q\=1。
4013的电源电压=15V，是由稳压二极管与6.8K电阻分压提供的。
图中4013的R端接地（0V），而S端接于C1与100K电阻的连接点，C1的上端接+15V，而电阻下端接0V，该线路作用是确保4013在接通电源后，其输出端Q恒=1（=+15V），Q输出高电压通过10K电阻给G3管注入足够大的基极电流，使G3管饱和导通，G3集电极电压=0，又通过1.2K电阻给G2管注入足够大的基极电流使G2管饱和导通，使24V电压加在电磁阀的上端。
在讲述线路动作原理之前，先讲一下图中由二极管、电阻、晶体管等元件组成的与门、或门及或非门电路及在线路中的作用：
图二、由二极管、电阻、晶体管组成的与门、或非门、或门电路图
1、图二是从图一中截取的部分电路，其D3、D4与R1组成2输入正与门电路（粉色虚线框），其输入端A为G1管集电极，B为PLC输出端Q1.0，因A、B分别为G1管反相器的输出与输入端，故A、B二点的电压总是反相的（如B为高，则A为低，如B为低，则A为高），在正常情况下，A、B二点总有一个为0电压，故使与门输出点m的电压恒=0。
2、D5、D6、G4及R2、R3、10K电阻组成2输入或非门电路（绿色虚线框），其输入也为A与B二点，由于在正常情况下，A、B二点总有一个为高电压，通过10K电阻给G4管注入基极电流，使G4管导通，故或非门输出点n输出电压恒=0。
3、D1、D2、D7与R4组成3输入或门电路（紫色虚线框），其3个输入点为C、m、n，其C点为G1管发射极对地电压，正常情况下，C点电压≈0，而m、n电压在正常情况下也=0，故正常情况下或门输出clk电压=0。
该线路动作原理：
接通电源瞬间，C1因保持通电前的电压（0V）不变，故使S端的电压=15V，使4103置位（4013的Q=1），随着100K电阻对C1充电，使C1电压由0V↑15V，使S端电压由15V↓0V，使S置位使能失效。4013的Q=1，其Q端输出高电压将通过10K电阻加在G3管的基极，使G3管饱和导通，而G3管的集电极=0，又通过1.2K电阻，又使G2管产生足够大的基极电流，使G2管饱和导通，此时G2管的导通相当开关闭合：将+24V加在电磁阀线圈上。
正常情况下，如PLC的Q1.0=0（即B=0），则G1管截止，其输出点A=1，使与门输出点m=0，或非门输出点n也=0，此时C点=0，故或门输出clk=0。4013 无触发信号输入，其输出端Q=1—>G3导通—>G2导通，+24V加在电磁阀线圈上。
如PLC的Q1.0=1（即B=1），则G1管导通，电磁阀得电动作。其输出点A=0，其与门输出点m=0，或非门输出点n也=0，此时C点≈0，故或门输出clk=0。4013仍无触发信号，其输出端Q=1—>G3导通—>G2导通，+24V加在电磁阀线圈上。
当运行中如出现以下4种情况均会切断电源且报警：
1、电磁阀工作中其线圈突然短路，如Q1.0=1，此时的G1管变为射极跟随器，使C
点电压=高电压，通过D1使或门输出clk=1，clk=1的前沿正突跳触发4013，使4013的输出Q=0—>G3截止—>G2截止，切断24V电源。
2、如电磁阀工作中其线圈突然断路：
（1）、如此时Q1.0=1，其A点因线圈断路空悬，必使与门输出m=1，通过D2使或门输出clk=1，其前沿正突跳触发4013，使4013的输出Q=0—>G3截止—>G2截止，切断24V电源。
（2）、如此时Q1.0=0，其A点因线圈断路空悬，必使或非门输出n=1，通过D7使或门输出clk=1，其前沿正突跳触发4013，使4013的输出Q=0—>G3截止—>G2截止，切断24V电源。
3、工作中如G1管突然短路：A点因G1管的短路，使A点电压=0，此时如Q1.0=1，其A点电压=0与正常情况一样，电路不会发出报警，当Q1.0由1变0时，A点电压因G1管的短路仍=0，这样A与B电压为0，使或非门输出n=1，通过D7使或门输出clk=1，其前沿正突跳触发4013，使4013的输出Q=0—>G3截止—>G2截止，切断24V电源。
4、工作中如G1管突然断路：A点因G1管的断路而空悬，此时如Q1.0=1，B点=1，会使与门输出m=1，通过D2使或门输出clk=1，其前沿正突跳触发4013，使4013的输出Q=0—>G3截止—>G2截止，切断24V电源。此时如Q1.0=0，即B点=0，会使或非门输出n=1，通过D7使或门输出clk=1，其前沿正突跳触发4013，使4013的输出Q=0—>G3截止—>G2截止，切断24V电源。
三、二种电路比较
由继电器组成的驱动电路，简单、易懂、易维修，适应于不太熟悉电子线路的操作人员。由晶体管等电子元件组成的驱动电路，适应于熟悉电子线路的操作人员使用，特别适用于需多个电磁阀进行控制的设备使用，可以将多个控制电路集中于一块印刷板，相比由继电器组成的驱动电路：体积小，动作灵敏可靠，费用低