西门子6ES7214-2BD23-0XB8技术数据

西门子6ES7214-2BD23-0XB8技术数据

西门子MICROMASTER 430变频器控制功能：
线性v/f控制，并带有增强电机动态响应和控制特性的磁通电流控制（FCC），多点 v/f控制；
内置PID控制器；
快速电流限制，防止运行中不应有的跳闸；
数字量输入6个，模拟量输入2个，模拟量输出2个，继电器输出3个；
具有15个固定频率，4个跳转频率，可编程；
采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接；
集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP通讯模块；
灵活的斜坡函数发生器，可选平滑功能；
三组参数切换功能：电机数据切换，命令数据切换；

风机和泵类功能：
多泵切换
旁路功能
手动/自动切换
断带及缺水检测
节能方式

西门子MICROMASTER 430变频器保护功能：
过载能力为140％额定负载电流，持续时间3秒和110％额定负载电流，持续时间60秒;
过电压、欠电压保护；
变频器过温保护；
接地故障保护，短路保护；
I2t电动机过热保护；
PTC/KTY电机保护。

硬件中断组织块（OB40～OB47）用于快速响应输入模块、点对点通信处理器（CP）和功能模块（FM）的信号变化。具有硬件中断功能的上述模块将中断信号传送到CPU时，将触发硬件中断。绝大多数S7-300CPU只能使用OB40，S7-400CPU可以使用的硬件中断OB的个数与CPU的型号有关。为了产生硬件中断，在组态有硬件中断功能的模块时，应启用硬件中断。

PLC由于具有功能强、程序设计简介，维护方便等优点，特别是高可靠性、较强的适应恶劣工业环境的能力，已被广泛应用于自来水行业。但由于现场环境条件恶劣、湿度高、以及各种工业电磁、辐射干扰等，会影响系统的正常工作,必须重视工程的抗干扰设计。

   水厂应用中的PLC所受的干扰源主要有电源系统引入的干扰、接地系统引入的干扰和输入输出电路引入的干扰三类。如果PLC的干扰问题解决得不好，系统将无法可靠运行，将会影响到正常供水。有必要对PLC应用系统中的干扰问题进行探讨。本文分别讨论PLC的三种抗干扰技术。

    抗干扰的技术对策分析

   为防止干扰，可采用硬件和软件的抗干扰措施，其中，硬件抗干扰是基本和重要的抗干扰措施，一般从抗和防两方面入手来抑制和消除干扰源，切断干扰对系统的耦合通道，降低系统对干扰信号的敏感性。

    电源系统引入的干扰

   电网的干扰，频率的波动，将直接影响到PLC系统的可靠性与稳定性。如何抑制电源系统的干扰是提高PLC的抗干扰性能的主要环节。

   (1)加装滤波、隔离、屏蔽、开关稳压电源系统。

   设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从电源线传导到系统中，使用隔离变压器，必须注意:屏蔽层要良好接地;次级连接线要使用双绕线(减少电线间的干扰)，隔离变压器的初级绕组和次级绕组应分别加屏蔽层，初级的屏蔽层接交流电网的零线;次级的屏蔽层和初级间屏蔽层接直流端。

   为了抑制电网大容量设备起停(如送水泵等)引起电网电压的波动，保持供电电压的稳压，可采用开头稳压电源。

    (2)分离供电系统

   PLC的控制器与I/O系统分别由各自的隔离变压器供电，并与主电源分开，这样当输入输出供电断电时，不会影响到控制器的供电。如图1所示。

    图1分离供电系统图

    抑制接地系统引入的干扰

   PLC系统分为逻辑电路接地和功率电路接地，有共地、浮地及机壳共地和电路浮地等三种方式。一般采用控制器与其它设备分别接地方式，接地时注意:接地线尽量粗，一般大于2mm2的线接地;接地点应尽量靠近控制器，接地点与控制器之间的距离不大于50m;接地线应尽量避开强电回路和主回路的电线，不能避开时，应垂直相交，应尽量缩短平行走线的长度。

   实践证明，接地往往是抑制噪声和防止干扰的重要手段，良好的接地方式可在很大程度上抑制内部噪声的耦合，防止外部干扰的侵入，提高系统的抗干扰能力。

西门子S120变频器代理商西门子S120变频器代理商西门子S120变频器代理商

   抑制输入输出电路引入的干扰  

   为了实现输入输出电路上的*隔离，近年来在控制系统中光电耦合得到广泛应用，已成为防止干扰的*措施之一。光电耦合器具有以下特点:由于是密封在一个管壳内，不会受到外界光的干扰;由于靠光传送信号，切断了各部件电路之间地线的;第三，发光二极管动态电阻非常小，而干扰源的内阻一般很大，能够传送到光电耦合器输入输出的干扰信号就变得很小;第四，光电耦合器的传输比和晶体管的放大倍数相比，一般很小，远不如晶体管对干扰信号那么灵敏，而光电耦合器的发光二极管只有在通过一定的电流时才能发光。是在干扰电压幅值较高的情况下，由于没有足够的能量，仍不能使发光二极管发光，从而可以有效地抑制掉干扰信号。由于光电耦合器的线性区一般只能在某一特定的范围内，应保证被传信号的变化范围始终在线性区内。为了保证线性耦合，既要严格挑选光电耦合器，又要采取相应的非线性较正措施，否则将产生较大的误差。

   (1)光电耦合输入电路如图2所示。其中图2(a)、图2(b)用的较多，高电平时接成形式，低电平输入时接成形式。图2(c)为差动型接法，它具有两个约束条件，对于防止干扰有明显的优越性，适用于外部干扰严重的环境，当外部设备电流较大时，其传输距离可达100~200m，图2(d)考虑到COMS电路的输出驱动电流较小，不能直接带动发光二极管，加接一级晶体管作为功率放大，需要注意的是图中发光二极管和光敏三极管应分别由两个电源供电，电阻值视电压高低选取。

    图2光电耦合输入电路

   (2)光电耦合输出电路如图3所示。为了得到和输入同相的信号，可以采用图3(a)形式。若要求输出和输入反相，可以接成图3(b)形式。当输出电路所驱动的元件较多时，可以加接一级晶体管作为驱动功率放大，其接法如图3(c)所示。有时为了获得更好的输出波形，输出信号可经施密特电路整形。

    图3光电耦合输出电路

   以上两点是对开关量输入输出信号的处理方法，而对模拟输入输出信号，为了消除工业现场瞬时干扰对它的影响，除加A/D、D/A转换电路和光电耦合外，可根据需要采取软件的数字滤波技术如中值法、一阶递推数字滤波法等算法。

 西门子6SE6430-2UD31-5CA0

 PM250功率模块在能量再生状态（回馈制动）下能够将能量回馈的能力意味着能够将再生能量回馈给电网，而不是消耗在制动电阻上。这样不仅节省了柜体的安装空间，也节省了接线的数量和工程设计和安装调试的时间。采用回馈制动还可以减少柜体内的散热。
创新的电路设计减少了电网谐波。电源的进线侧不再需要安装电抗器等选件。这也节省了安装空间以及工程和采购费用。PM250 功率模块是通过PM-IF 接口与控制单元进行通讯的。
PM250 功率模块有以下标准的接口：
● PM-IF 接口用于 PM250 功率模块和控制单元之间的连接。PM250功率模块通过一个集成的电源插接口为控制单元提供电源
● 电机的连接通过压紧螺丝或者螺钉
● 用于控制抱闸的安全抱闸输出继电器和抱闸继电器的驱动电路
● 2 x PE（保护地）连接

 为何给高计数器赋初始值和预置值时不起作用，或效果出乎意料?高速计数器可以在初始化或者运行中更改设置，如初始值、预置值。其操作步骤应当是：设置控制字节的更新选项。需要更新哪个设置数据，就把控制字节中相应的控制位置位（设置为“1”）；不需要改变的设置，相应的控制位就不能设置。

 变频器为什么要整流？整流的原理是什么？交直交变频器比较常见，由整流器、滤波系统和逆变器三部分组成。整流器为二极管三相桥式不控整流器或大功率晶体管组成的全控整流器，逆变器是大功率晶体管组成的三相桥式电路，其作用正好与整流器它是将恒定的直流电交换为可调电压，可调频率的交流电。中间滤波环节是用电容器或电抗器对整流后的电压或电流进行滤波，交直交变频器按中间直流滤波环节的不同，又可以分为电压型和电流型两种，由于控制方法和硬件设计等各种因素，电压型逆变器应用比较广泛，它在工业自动化领域的变频器（采用变压变频VVVF控制等）和IT、供电领域的不间断电源（即UPS,采用恒压恒频CVCF控制）都有应用。

 四、从数据库来说
DCS一般都提供统一的数据库。在DCS系统中一旦一个数据存在于数据库中，就可在任何情况下引用，比如在组态软件中，在监控软件中，在趋势图中，在报表中……而PLC系统的数据库通常都不是统一的，组态软件和监控软件甚至归档软件都有自己的数据库。为什么常说西门子的S7400要到了414以上才称为DCS？因为西门子的PCS7系统才使用统一的数据库，而PCS7要求控制器起码到S7414-3以上的型号。
五、从时间调度上来说
PLC的程序一般不能按事先设定的循环周期运行。PLC程序是从头到尾执行一次后又从头开始执行。（现在一些新型PLC有所改进，对任务周期的数量还是有限制）而DCS可以设定任务周期。

　　（1）参数设置错误，变频器内部所设置的参数需要与所驱动的电机相匹配，如变频器参数设置不当或是设置错误将会导致变频器无法正常启动。
　　（2）外部接线故障，在变频器的使用过程中其外部接线在长时间的使用后会出现断线、插头损坏等的问题从而影响变频器的正常运行。
　　（3）变频器外部供电出现问题，当变频器的外部电源出现“欠压、过压、过流、过频”等的问题时将导致西门子变频器无法正常运行。
　　（4）过载，造成西门子变频器过载主要是由于加速时间过短、制动量过大或是电网电压过低等的原因所导致的。针对这一问题可以采用延长电机启动加速时间、延长电机制动时间等的方式予以解决。由电机所导致的过载可着重检查电机是否存在卡死等的问题。

 单元过压。直流母线电压超过保护值，变频器报单元过压。变频器运行时，若某个单元的输出电压较低，会引起三相输出不平衡，而报单元过压;在空载电机调试时，比较容易出现直流母线过压和A1/B1/C1单元过压，此时，可以适当调低基准电压。
检查输入的高压电源是否超过允许大值(电源电压过高时，可调整变压器分接头接到105%处);减速过程中出现过电压，请适当增加变频器的减速时间设定值。
分类
1．按输入电压等级分类
变频器按输入电压等级可分低压变频器和高压变频器，低压变频器国内常见的有单相220 V变频器、三相220V变频器、i相380 V变频器。高压变频器常见有6 kV、10kV变压器，控制方式一般是按高低一高变频器或高一高变频器方式进行变换的。

PLC程序的调试可以分为模拟调试和现场调试两个调试过程，在此之前对PLC外部接线作仔细检查，这一个环节很重要。外部接线一定要准确无误。也可以用事先编写好的试验程序对外部接线做扫描通电检查来查找接线故障。

为了安全考虑，将主电路断开。当确认接线无误后再连接主电路，将模拟调试好的程序送入用户存储器进行调试，直到各部分的功能都正常，并能协调*地完成整体的控制功能为止。据电工论坛李工介绍，程序的具体调试要按照以下的方法进行。

1.程序的模拟调试

将设计好的程序写入PLC后，逐条仔细检查，并改正写入时出现的错误。用户程序一般先在实验室模拟调试，实际的输入信号可以用钮子开关和按钮来模拟，各输出量的通/断状态用PLC上有关的发光二极管来显示，一般不用接PLC实际的负载(如接触器、电磁阀等)。可以根据功能表图，在适当的时候用开关或按钮来模拟实际的反馈信号，如限位开关触点的接通和断开。

对于顺序控制程序，调试程序的主要任务是检查程序的运行是否符合功能表图的规定，即在某一转换条件实现时，是否发生步的活动状态的正确变化，即该转换所有的前级步是否变为不活动步，所有的后续步是否变为活动步，以及各步被驱动的负载是否发生相应的变化。

在调试时应充分考虑各种可能的情况，对系统各种不同的工作方式、有选择序列的功能表图中的每一条支路、各种可能的进展路线，都应逐一检查，不能遗漏。发现问题后应及时修改梯形图和PLC中的程序，直到在各种可能的情况下输入量与输出量之间的关系*符合要求。

如果程序中某些定时器或计数器的设定值过大，为了缩短调试时间，可以在调试时将它们减小，模拟调试结束后再写入它们的实际设定值。在设计和模拟调试程序的可以设计、制作控制台或控制柜，PLC之外的其他硬件的安装、接线工作也可以进行。

2.程序的现场调试

程序的现场调试完成上述的工作后，将PLC安装在控制现场进行联机总调试，在调试过程中将暴露出系统中可能存在的传感器、执行器和硬接线等方面的问题，以及PLC的外部接线图和梯形图程序设计中的问题，应对出现的问题及时加以解决。如果调试达不到指标要求，则对相应硬件和软件部分作适当调整，通常只需要修改程序就可能达到调整的目的。全部调试通过后，经过一段时间的考验，系统就可以投入实际的运行了。

PLC是专门在现场使用的控制装置，在设计制造时已采取了很多措施，使它对工业环境比较适应，为了确保整个系统稳定可靠，还是应当尽量使PLC有良好的工作环境条件，并采取必要的抗干扰措施。

   1.PLC的安装PLC适用于大多数工业现场，但它对使用场合、环境温度等还是有一定要求。控制PLC的工作环境，可以有效地提高它的工作效率和寿命。在安装PLC时，要避开下列场所：

    （1）环境温度超过0~50℃的范围；

   （2）相对湿度超过85%或者存在露水凝聚（由温度突变或其他因素所引起的）；

    （3）太阳光直接照射；

    （4）有腐蚀和易燃的气体

    （5）有打量铁屑及灰尘；

   （6）频繁或连续的振动，振动频率为10~55Hz、幅度为0.5mm（峰-峰）；

    （7）超过10g（重力加速度）的冲击。

   小型可编程控制器外壳的4个角上，均有安装孔。有两种安装方法，一是用螺钉固定，不同的单元有不同的安装尺寸；另一种是DIN（德国共和标准）轨道固定。DIN轨道配套使用的安装夹板，左右各一对。在轨道上，先装好左右夹板，装上PLC，拧紧螺钉。为了使控制系统工作可*，通常把可编程控制器安装在有保护外壳的控制柜中，以防止灰尘、油污、水溅。为了保证可编程控制器在工作状态下其温度保持在规定环境温度范围内，安装机器应有足够的通风空间，基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔。如果周围环境超过55C，要安装电风扇，强迫通风。

   为了避免其他外围设备的电干扰，可编程控制器应尽可能远离高压电源线和高压设备，可编程控制器与高压设备和电源线之间应留出至少200mm的距离。

   当可编程控制器垂直安装时，要严防导线头、铁屑等从通风窗掉入可编程控制器内部，造成印刷电路板短路，使其不能正常工作甚至损坏。

   2.电源接线PLC供电电源为50Hz、220V±10%的交流电。FX系列可编程控制器有直流24V输出接线端。该接线端可为输入传感（如光电开关或接近开关）提供直流24V电源。如果电源发生故障，中断时间少于10ms，PLC工作不受影响。若电源中断超过10ms或电源下降超过允许值，则PLC停止工作，所有的输出点均断开。当电源恢复时，若RUN输入接通，则操作自动进行。对于电源线来的干扰，PLC本身具有足够的抵制能力。如果电源干扰特别严重，可以安装一个变比为1:1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。

   3.接地良好的接地是保证PLC可*工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地线与机器的接地端相接，基本单元接地。如果要用扩展单元，其接地点应与基本单元的接地点接在一起。为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰，应给可编程控制器接上地线，接地点应与动力设备（如电机）的接地点分开。若达不到这种要求，也必须做到与其他设备公共接地，禁止与其他设备串联接地。接地点应尽可能*近PLC。

   4.直流24V接线端使用无源触点的输入器件时，PLC内部24V电源通过输入器件向输入端提供每点7mA的电流。PLC上的24V接线端子，还可以向外部传感器（如接近开关或光电开关）提供电流。24V端子作传感器电源时，COM端子是直流24V地端。如果采用扩展船员，则应将基本单元和扩展单元的24V端连接起来。任何外部电源不能接到这个端子。如果发生过载现象，电压将自动跌落，该点输入对可编程控制器不起作用。

   每种型号的PLC的输入点数量是有规定的。对每一个尚未使用的输入点，它不耗电，在这种情况下，24V电源端子向外供电流的能力可以增加。FX系列PLC的空位端子，在任何情况下都不能使用。

   5.输入接线PLC一般接受行程开关、限位开关等输入的开关量信号。输入接线端子是PLC与外部传感器负载转换信号的端口。输入接线，一般指外部传感器与输入端口的接线。输入器件可以是任何无源的触点或集电极开路的NPN管。输入器件接通时，输入端接通，输入线路闭合，输入指示的发光二极管亮。输入端的一次电路与二次电路之间，采用光电耦合隔离。二次电路带RC滤波器，以防止由于输入触点抖动或从输入线路串入的电噪声引起PLC误动作。若在输入触点电路串联二极管，在串联二极管上的电压应小于4V。若使用带发光二极管的舌簧开关，串联二极管的数目不能超过两只。输入接线还应特别注意以下几点：

   （1）输入接线一般不要超过30m。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些。

   （2）输入、输出线不能用同一根电缆，输入、输出线要分开。

   （3）可编程控制器所能接受的脉冲信号的宽度，应大于扫描周期的时间。

    6.输出接线

   （1）可编程控制器有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出3种形式。

   （2）输出端接线分为独立输出和公共输出。当PLC的输出继电器或晶闸管动作时，同一号码的两个输出端接通。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。

   （3）由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板，应用熔丝保护输出元件。

   （4）采用继电器输出时，承受的电感性负载大小影响到继电器的工作寿命，继电器工作寿命要求长。

   （5）PLC的输出负载可能产生噪声干扰，要采取措施加以控制。对于能使用户造成伤害的危险负载，除了在控制程序中加以考虑之外，还应设计外部紧急停车电路，使得可编程控制器发生故障时，能将引起伤害的负载电源切断。交流输出线和直流输出线不要用同一本电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行

 西门子变频器6SE6430-2UD31-1CA0

SINAMICSS120在矢量控制模式下，默认激活扩展的设定值通道（伺服模式下默认不激活）。在扩展的设定值通道中，可以对各个设定值源发出的、用于电机控制的设定值进行处理，它包括：

---主设定值/附加设定值，设定值比例系数

---方向限制和换向

---跳转频带和设定值限制

---斜坡函数发生器

SINAMICS S120的速度设定值可以通过以下方式进行设置：

---固定设定值

------通过选择位 p1020 … p1023 可以选择零速和其他15个固定设定值（通过参数 p1001 ...p1015预先设定）

------16个固定设定值中被选中的数值被传递到 r1024 , 它将作为固定设定值进入下一级控制器

------参数 r1197 显示当前速度固定设定值的编号

---电机电位器

------通过电机电位计的上升和下降按键，可以从远程来设定驱动装置的转速，电动电位计的上升和下降可以通过数字量输入端子来实现

------也可以切换到“自动设定值”来给定速度设定值

---上位机的 PROFIBUS / PROFINET 报文

---模拟量输入（借助端子扩展板或端子扩展模块）

------模拟量输入 AI 0 / AI 1 可以自行设定信号类型和标度

------模拟量输入选择 4..20mA 信号时带有断线监控

------通过图形化界面便捷地设置

---附加设定值可用于添加来自下级控制系统的补偿值

---两个变量通过两个独立的或一个设定值源读入，并在设定值通道中相加

---主设定/附加设定通道可独立设置比例系数

旋转方向可以通过参数进行限制：设定值取反、禁止正 / 负旋转方向

在设定值不变的情况下，也可以通过参数实现方向反转：

---变频器输出反向 p1820 -> 无需交换电机电缆相序实现速度给定值反向

---编码器反馈值反向 p0410 -> 无需交换编码器信号线实现速度实际值反向

---变频器输出、编码器反馈反向 p1821 -> 实现速度给定值及实际值反向

为了限制电机轴上的输出速度，保护机械设备的安全，需要速度设定值进行限制。在一个驱动支路上（如电机、联轴器、芯轴、机械设备）可能有一个或多个共振点， 这些共振点会导致振动。此时，可通过设置跳转频带回避机械上的一个或多个共振点。

斜坡功能发生器可以在设定值剧烈变化时限制加速度，从而避免整个驱动支路上出现负载冲击。斜坡函数发生器有两种类型：

基本斜坡函数发生器，具有

---上升和下降斜坡

---用于紧急停机（OFF3）的下降斜坡

---可通过参数 p1145 设置的跟踪功能

---斜坡函数发生器的设置值

扩展斜坡函数发生器还具有

---起始圆弧和结束圆弧

相关文档
F0565_如何改变S120驱动电机的方向

F0458 关于速度附加给定的斜坡下降时间设定

通过该功能可以控制外部的电源接触器。 电源接触器的闭合/断开可以通过分析电源接触器的反馈触点加以监控。

对于书本型 SINAMICS S120，可以设置如下参数对进线接触器进行控制：

---驱动对象 INFEED 或 SERVO/VECTOR 上的位 r0863.1来控制进线接触器；

---p0860 可设置反馈信号源（非必须，进线接触器没有正确闭合会触发预充电故障）；

---p0861 设置电源接触器监控时间。

对于装机装柜型整流装置，通过内部逻辑控制的端子X9 控制进线接触器：

BLM
---启动后，经过 p0861 的延时，X9.5/X9.6（通过内部逻辑）控制进线接触器自动吸合；
---晶闸管调整导通角完成预充电，装置运行。

SLM & ALM
---启动后，预充电接触器自动吸合，通过电阻进行预充电
---预充电完成，X9 （通过内部逻辑）控制进线接触器自动吸合
---预充电接触器自动打开
---完成预充电，装置运行

相关文档
A0589_SINAMICS S120书本型进线模块预充电回路和接线方式介绍

A0597_SINAMICS S120装机装柜型进线模块预充电回路和接线方式介绍

F0477_SINAMICS S120da功率整流回馈单元SLM 进线断路器的联锁控制

SINAMICS S120 的抱闸控制分为简单抱闸控制和扩展抱闸控制：

---按照驱动顺序控制开关抱闸（适合水平运动带抱闸系统）

---始终打开抱闸（测试/去除抱闸的作用）

---扩展抱闸功能（提升或对开关抱闸有特殊的要求）