SIEMENS/西门子6FC9320-5DC01 安装调试

硬件组成
在现有的S7-200PLC电气系统中，不需要增加任何资源。在外部计时条件满足的情况下，CPU开始计时，同时，计时数据通过PPI电缆传到人机界面显示。
软件设计
计时器。利用系统的寄存器标志位SM0.5作为计时脉冲，接通一次（或断开一次）为1秒，用计数器累计时间，满60向前进位。
时间累计。实时的小时计是**次的累计时间加本次的工作时间。H=h0+h1。
时间存储。用*存储的方式存储时间数据到EEPROM存储器。
存储周期。存储周期长，EEPR
OM存储器使用的时间长，但计时精度低；存储周期短，计时精度高，但EEPROM存储器使用的时间短。这是一个矛盾的统一，设计时要根据系统的实际情况确定合适的存储周期，一般设计为3-5分钟。进行一次*存储的操作，扫描时间会增加15-20ms。
小时计编辑功能。考虑到CPU有可能损坏的原因，更换CPU后小时计的数据会清零，所以，小时计要有编辑的功能才更完善，当更换CPU后，通过界面可以把以前的工作数据输入到系统并*存储，在这项操作时，为了使编辑的数据能够成功存储到*存储区，必须在数据编辑完后，让CPU再运行一个大于存储周期的时间。当然，为了使工作数据的严谨性，小时计的编辑一定要密码进入。
存储地址更换。为了小时计的实时性和准确性，存储周期不能设计得太长，一般设计为3-5分钟。EEPROM存储器操作的安全次数为10万次，那么一个EEPROM存储器安全计时时间为100000×3/60=5000小时，一般机器的工作寿命是大于这个时间。解决这个问题的办法是在计时次数**过100000次时，更换存储地址。为了存储地址更换的方便，小时计的寻址方式采用间接寻址。
存储次数存储。为了小时计存储地址更换的需要，存储次数也要与小时计一样进行*存储，并到100000次后更换地址。
地址更换的次数存储。为了小时计存储地址更换的需要，地址更换的次数也要与小时计一样进行*存储，由于次数不多，所以，不要更换地址
当您的信号为电压输入时可以参考接线方法a，以此类推。
方式a. 电压输入方式：信号正接A+；信号负接A-；
方式b. 未用通道接法（不要悬空）：未用通道需短接，如B+和B-短接；
方式c. 电流输入方式（四线制）：信号正接C+，同时C+与RC短接；信号负接C-，同时C-和模块的M端短接。
方式d. 电流输入方式（两线制）：信号线接D+，同时D+与RD短接；电源M端接D-，同时和模块的M端短接
C．224XP本体集成的AI，能否接电流信号0~20mA？
1、概述
优化电机功能可以在项目配置中选择，配置结束后通过施加使能命令开始优化；也可以在项目配置结束后，通过参数方式完成。
> 如有必要需对变频器行参数工厂复位（P0010=30、P0970=1）。
优化顺序:
1).完成项目配置并依照电机铭牌正确输入电机额定数据及编码器类型
2).执行电机数据计算P340
3).电机数据静态辨识P1910
4).依照实际工艺要求使用STARTER 中的Trace 功能调整速度环参数（调试方法参照《SINAMICS S120 快速入门》）
5).电机数据及控制数据动态优化P1960
S7-200扩展模块非常丰富，主要有数字量模块，模拟量模块，运动控制模块和通讯模块，另外，CPU扩展卡插槽内可扩展存储卡或电池卡或时钟电池卡，
西门子S7-200PLC有哪些扩展模块？该怎么用？ 扩展模块
1.2.2.1 数字量模块
数字量模块分为：数字量输入模块 EM221，数字量输出模块 EM222和数字量输入/输出模块 EM223。数字量模块有各种点数可选，如 16点输入，8点输出，32输入/32输出等等，可根据实际需要选择。对于输入模块，分为 24VDC输入和120/230VAC输入；输出模块分为晶体管输出，继电器输出和可控硅输出。在选型的时候，除了要计算数字量输入输出的点数以外，还要分清楚输入输出的类型。1.2.2.2 模拟量模块
模拟量模块分为：模拟量输入模块 EM231，模拟量输出模块 EM232，模拟量输入/输出模块 EM235，其中模拟量输入模块包含了普通模拟量模块（电流/电压），热电阻模块和热电偶模块。同数字量模块，模拟量模块有各种点数可选，如4点输入，2点输出，4点输入/1点输出等等，可根据实际需要选择。按模拟量信号类型分，分为电流，电压，热电阻（输入）和热电偶（输入）。在选型的时候，除了要计算模拟量输入输出的点数以外，还要分清楚输入输出信号类型。
1.2.2.3 运动控制模块
晶体管输出类型的 S7-200 CPU集成了两路高速脉冲输出，可以作运动控制。
除此以外，还可扩展的运动控制模块 EM253。EM253是一个单轴的开环运动控制模块，输出频率达 200KHz，支持定位，相对定位，回参考点等功能，集成急停，限位，参考点开关等 I/O点
控制单元 (CU)
电源模块 (PM)
CU 在多种可以选择的操作模式下对 PM 和连接的电机进行控制和监视。通过控制单元，可与本地控制器以及监视设备进行通讯。电源模块的功率范围为 0.37 kW 至 250 kW。
西门子G120变频器 – 优点简介
具有很多创新功能
具有用于安全相关机器与系统的 Safety Integrated 功能，能够向输入电源进行再生反馈以节约电能，采用新的冷却方式
组态和调试更加快速
使用 SIZER 和 STARTER 工具；并使用基本操作员面板 (BOP) 和微型存储卡进行数据备份
*的解决方案
通过全集成自动化 (TIA)，取得从 SINAMICS 直至自动化级别的*性
西门子G120变频器 – 技术数据
电压和功率范围
380 – 690 V ± 10% 三相交流，0.37 - 250 kW
控制类型
矢量控制，FCC（磁通电流控制），多点特性（可参数化的 V/f 特性），V/f 特性
（1）故障现象：操作控制面板PMU液晶显示屏显示“008” 检查处理（参见图10）：检查触发板A21集成块，9脚外接7.5kΩ电阻，变值为298kΩ。更换新电阻后，运行正常。
（2）故障现象：操作控制面板PMU液晶显示屏显示“008”开机不能复位。 检查处理（参见图8、图5）：将变频器重新初始化，输入参数，显示“009”开机准备状态。变频器带负载上电，加入给定频率，输出正常。5min后，K3继电器带外接主接触器出现断续的掉电声，停电检查变频器，更换一块新CUVC板，开机后变频器故障依旧，停电检查变频器主板，检测到N5（MC33167T）集成块时，电源发出“咝咝”声，断电，用万用表电阻挡检查，发现接1脚100kΩ电阻烧坏。底板控制K3继电器三管V12基电阻变值为4kΩ，正常值应为2.2kΩ。更换损坏的贴片电阻后，运行正常。

电机数据计算
P340是基于电机铭牌数据的计算（定/转子阻抗感抗等）该过程不必使能变频器。计算结束后P340自动恢复为0。
b.电机数据静态辨识
P1910用于电机数据静态辨识，该过程需要使能变频器。辨识过程中
1. 变频器有输出电压，输出电流，
2. 电机可能转动大210?
P1910 = -3 接受识别结果
P1910 = -2 辨识过程中，若变频器发现编码器反向则报故障F07933，此时应检查电机或编码器方向若正确则设定P1910= -2接受正确方向。若不正确则需修改电机接线并重新执行辨识过程。
P1910 = -1数据辨识但不接受
P1910 = 0 禁止数据辨识
P1910 = 1 数据辨识并接受辨识结果
P1910=1 将计算：定子冷态阻抗P350、转子冷态阻抗P354、定子漏感P356、转子漏感P358、主电感P360。
电机数据静态辨识步骤：
i. 设P1910=1
ii. 使能 ON/OFF1
辨识结束后P1910自动恢复为0
速度环动态特性的优化:
依照实际工艺要求使用STARTER 中的Trace 功能优化速度P1460/P1470、P1662/P1472（调试方法参照《SINAMICS S120 快速入门》）
c.电机数据动态辨识
电机数据动态辨识由P1959 + P1960配合使用
出厂默认值P1959. 1、2、5、6、7、9、10 都已激活
P1960 = -3 接受识别结果
P1960 = -2 辨识过程中，若变频器发现编码器反向则报故障F07933，此时应检查电机或编码器方向若正确则设定P1910= -2接受正确方向。若不正确则需修改电机接线并重新执行辨识过程。
P1960 = -1数据辨识但不接受
P1960 = 0 禁止数据辨识
P1960 = 1 数据辨识并接受辨识结果
电机数据动态辨识，需要使能变频器。辨识过程将完成：
? 计算磁化曲线
? 计算系统转动惯量与电机转动惯量比例（P342）等
动态辨识步骤：
1. 电机空载以计算电机动态数据（如电机的转动惯量等）。
2. 电机带载优化，带载后系统总的转动惯量等发生变化需执行p1959=4, P1960=1以完成动态优化。
3. 如果项目配置时选择了扩展的给定通道（Extended Setpoint）斜坡函数发生器有效，建议在做空载优化时通过设置P1958=0 取消（P1958仅在电机数据动态辨识时有效），同时不要使用旋转方向禁止功能P1959.14=1、P1959.15=1。
4. 若电机带载后需要测试系统转动惯量，则需根据负载及机械设备的实际情况设定斜坡上升下降时间P1958≠0，然后执行P1960=1、P1958=4，优化过程中只有电流及速度限幅有效。
5. 选择优化项目
设P1960+P1959
使能 ON/OFF1
电机辨识过程中电机会加速至大转速，优化过程中只有大电流P640和大转速P1082有效，辨识结束后P1960自动恢复为0。
注：若机械系统没有条件执行电机空载优化，可直接进行带载优化，此时必须考虑机械条件限制如：
机械负载惯性
机械强度
运动速度
位移的限制等
对于**种情况（机械负载惯性、机械强度、运动速度）可适当调整P1958、P640、P1082，通过使用斜坡上升/下降时间、速度限制、电流限制来减少机械承受的压力做保护。
对于*四种情况（机械位置有限制）则好不做动态优化或可通过P1959.14和P1959.15做限位。
优化完成后必须存储参数到CF卡上：
可通过STARTER调试软件执行 copy RAM to ROM或设定参数P971=1、P977=1
S120驱动第三方伺服电机必要的电机数据：
P305、P311、P314、P316、P322、P323、P400、P341、P350、P353、P356

命名NC程序
程序命名规则
每个 NC 程序有一个名称（标识符），在创建程序时可以按照下列规则自由选择名称：
名称的长度不得**过 24 个字符，因为在 NC 上只能显示程序名称前面的 24 字符。
允许使用的字符有：
- 字母： A...Z，a...z
- 数字： 0...9
- 下划线： _
打头的的两个字符必须是：
- 两个字母
或者
- 一条下划线和一个字母
当满足该条件时，才能够仅仅通过输入程序名称将一个 NC 程序作为子程序从其他程序中进行调用。 反之，如果程序名称使用数字开头, 那么子程序调用就只能通过 CALL 指令进行。
举例：
_MPF100
WELLE
WELLE_2
穿孔带格式的文件
通过 V24 接口读入到 NC 中的外部创建程序文件，必须以穿孔带格式保存。
对于穿孔带格式文件的名称，适用下列附加规则：
程序名称必须以字符“%”开始：
%<名称>
程序名称必须是一个 3 位长度的标识：
%<名称>_xxx
示例：
%_N_轴123_MPF
%Flansch3_MPF
提示
存储在 NC 存储器内部的文件，其名称以“_N_”开始。
文献
关于传送、编制和存储零件程序的其它信息，请参见您操作界面的操作手册。
如果由于物理组态的原因而无法遵守的短距离，则可使用 SET-ANT 命令激活和禁用阅读器的 RF 场。必须使用应用软件确保每次仅一个阅读器激活（开启天线）
冗余模块。也可以选择一个带外部二管的回路来实现每个CSM之间的解耦。一个CSM
失效时，会生成报警信息，并通过反馈触点X21报告。24V电压由*二个模块安全保持
序列发生器诊断显示
WinCC flexible/ProAgent 和 WinCC/ProAgent1) 同时具有图像和序列发生器诊断的功能。这样用户就可在 HMI 设备上同时激活/故障步骤以及故障原因，如故障转换条件
设备概述
设备概述以表格的形式显示了所有的技术设备和各自的子设备（系统/机器部件）。在此显示中，用户能够识别相应设备正处于哪个操作模式或状态等。如果需要，用户可以更改操作模式。
故障单元由属性标记。
诊断细节显示
诊断详细视图显示了所发生的过程故障的故障操作数和发生时间。当时的状态信息也可作为一种选择予以显示诊断结果或是以梯形图(LAD)语句表(STL)显示，或用符号表显示并为每种显示格式输出来自 S7 符号表的带符号和注释的操作数只显示那些操作数，并加强亮度来标记发生错误的故障属性还可以切换到一个可扫描PLC中所有操作数的当前状态的视图。
运动显示
运动视图用于对调试提供支持每条运动线包含一条注释行,它描述运动（例如X轴),实施运动的二个作用，控制运动用的回检信号以及限制到达的信息（多为16条信息）。
运动可在使用SIMATIC面板和多功能面板的情况下通过侧面的软键进行控制时间要求严格的运动可通过PLC输入直接激活（如果得到目标硬件支持）24V直接控制键，通过PROFIBUS的DP直接控制键）
PLC的外部设备有类：
编程设备：简单的为简易编程器，多只接受助记将编程，个别的也可用图形编程（如日本东芝公司的EX型可编程控制器）。复杂一点的有图形编程器，可用梯形图语编程。有的还有的计算机，可用其它语编程。编程器除了用于编程，还可对系统作一些设定，以确定PLC控制方式，或工作方式。编程器还可PLC及PLC所控制的系统的工作状况，以进行PLC用户程序的调试。
设备：小的有数据数据。除了不能改变PLC的用户程序，编程器能做的它都能做，是使用PLC很好的界面。性能好的PLC，这种外部设备已越来越丰富。
存储设备：它用于*性地存储用户数据，使用户程序不丢失。这些设备，如存储卡、存储磁带、软磁盘或只读存储器

处理单元（CPU）有多种 CPU 可供用户选择，有些带有内置的 PROFIBUS-DP 接口，用于各种性能范围。一个控制器可包括多个 CPU，以加强其性能。
• 各种信号模板（SM）用于数字量输入和输出（DI/DO）以及模拟量的输入和输出（AI/AO）
• 通讯模板（CP）用于总线连接和点到点的连接。
• 功能模板（FM）：用于计数、、凸轮控制等任务。根据用户需要还提供以下部件：
• 接口模板（IM），用于连接控制单元和扩展单元。SIMATIC S7-400 控制器多能连接 21 个扩展单元。SIMATIC S7-400 是一种通用控制器
• 由于有很的电磁兼容性和抗冲击、耐振动性能，因而能大限度的满足各种工业标准。模板能带电插、拔。对于分布式扩展架构，用ET200进行分布式扩展：
• 适用于分布范围很广的系统
• 总线结构灵活，满足现场需求
• 通过CPU或者CP卡的PROFIBUS-DP接口多可连接126个总线节点
• 通过CPU或者CP卡的PROFINET接口多可连接256个总线节点
• 根据实际需求可选择ET200SP、ET200S、ET200M、ET200PRO、ET200ECO
DCS控制系统与PLC控制系统区别
DCS指的是控制危险分散、管理和显示集中。60年代末有人研制了作逻辑运算的可编程序控制器（Programmable Logic Controller）。简称PLC。主要应用于汽车制造业。70年代中期以完成模拟量控制的DCS推向市场，代替以PID运算为主的模拟仪表控制。
DCS控制系统与PLC控制系统主要区别在: 一、先是系统和局部的区别;DCS从系统来考虑,有许多特性,如信息的收集和分析; 二、网络连接的紧密程度; 三、冗余方面完整性. 因为目前基本上的PLC都支持现场总线和ETHERNET,所以不能说PLC的开放性比DCS差,而且PLC也有支持C语言的,包含大容量内存,因此实现复杂的算法也是可以的，具体表现在以下方面：
1. DCS是一种“分散式控制系统”，而PLC只是一种(可编程控制器)控制“装置”，两者是“系统”与“装置”的区别。系统可以实现任何装置的功能与协调,PLC装置只实现本单元所具备的功能.
2. 在网络方面,DCS网络是整个系统的**，和利时公司的MACS系统中的系统网采用的是双冗余的100Mbps的工业以太网，采用的标准协议TCP/IP。它是安全可靠双冗余的高速通讯网络，系统的拓展性与开放性更好.
而PLC因为基本上都为个体工作，其在与别的PLC或上位机进行通讯时，所采用的网络形式基本都是单网结构，网络协议也经常与标准不符。在网络安全上，PLC没有很好的保护措施。我们采用电源,CPU,网络双冗余.
3. DCS整体考虑方案,操作员站都具备工程师站功能,站与站之间在运行方案程序下装后是一种紧密联合的关系，任何站、任何功能、任何被控装置间都是相互连锁控制, 协调控制;而单用PLC互相连接构成的系统，其站与站（PLC与PLC）之间的联系则是一种松散连接方式，是做不出协调控制的功能。
4. DCS在整个设计上就留有大量的可扩展性接口，外接系统或扩展系统都十分方便，PLC所搭接的整个系统完成后，想随意的增加或减少操作员站都是很难实现的
5. DCS安全性：为保证DCS控制的设备的安全可靠，DCS采用了双冗余的控制单元，当重要
控制单元出现故障时，都会有相关的冗余单元实时无扰的切换为工作单元，保证整个系统的
安全可靠。PLC所搭接的系统基本没有冗余的概念，就更谈不上冗余控制策略。特别是当其
某个PLC单元发生故障时，不得不将整个系统停下来，才能进行更换维护并需重新编程。所以DCS系统要比其安全可靠性上高一个等级
微分控制微分控制通常与比例和积分控制同时使用，由于积分控制有一个滞后，微分控制可以让控制对偏差的反应提前，以免控制系统的反应过于迟钝。微分控制与比例和积分控制同时使用，可以使被控状态更迅速地达到稳定状态，而又不会出现上文出现的振荡现象。PID控制在实际的控制系统中，根据实际变量的情况，上述三种控制方式有时只有一种，有时是两种，有时三种同时采用。比例控制用P表示，积分控制用I表示，微分控制用D表示，根据采用的方式，分别称为P控制，PI控制，PID控制。
其中，PID控制是控制系统常见的控制模式。延时控制通常应用在开关量控制的场合，当一个开关状态变化时比如由“开”变“关”时)，控制器的输出动作要延时一段时间才会给出。比如，在生产线常用的接近开关，当工件就位时，接近开关给出信号，下一个滚筒由于和接近开关安装的位置有一段距离，所以通常要延迟几秒才开始滚动。连锁控制也是常用于开关控制的场合，比如有三个开关，AB和C，C开关必须在A和B同时打开的时候，才能够打开;或者当A打开时，C必须打开;这种关系就是连锁控制。
断路器起到了保护电气过电流过电压等作用，但接触器则根据不同的启动信号，接通线圈以后来控制电机的工作。总之，电力系统其实也很简单的，主要也就是电源，变压器，导线，用电设备和开关而已，所有复杂的电路都可以分解成以上四部分的。变频器通过编码器实现闭环控制的原理变频器带编码器的闭环控制变频控制闭环，主要是指速度闭环。变频电机有需要速度反馈的，在电机启动加速和减速停止的变速过程中，电机的驱动电流需要与实际转速下电机因“发电机效应”产生的反电动势相匹配，如果电机驱动电流与反电动势阻抗不匹配，电机驱动力不够转速达不到输出要求，或者因电机负载过大电机没有达到输出速度值，反电动势因与转速成比例而偏弱，这样会引起电机电流徒增，容易烧毁电机线圈或驱动器
系统控制要点
（1）该系统网络中一个主站CPU下两条profibus网络所带的从站有44个之多，在利用Simatic Manager编程软件进行硬件配置时，根据S7-300CPU中CPU31XC的地址分配的参数规范，对于数字量输入输出，其地址分配的参数范围为0.0～127.7。因此在进行硬件配置时, S7～300CPU自带的profibus-DP接口上的profibus I线上的模块数字量I/O地址一般规定在0.0～127.7的范围中,如有**出则采用间接寻址的方式来处理。profibus Ⅱ线上的模块的数字量I/O地址无论处在哪个范围中,都必须采用间接寻址方式。
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（2）关于接触器的硬件互锁。对于转台工位，转台有正转和反转两种工作状态，因此转台的回转电机需要有一个负荷开关和两个接触器一并来控制（而举升电机一般只需要一个负荷开关和对应的一个接触器即可进行控制），接触器分正转接触器和反转接触器，输入端为380AV。正转接触器的三相电压A、B、 C分别和反转接触器的C、B、A短接。如图2所示，当程序在执行过程中，若存在某些漏洞使得正转接触器和反转接触器的输出点同时置1时，则会出现正转接触器和反转接触器各自的A相和C相短接，造成接触器短路损坏，主电源开关跳闸
该项目中涉及到的变量数目较多，根据现场情况随时可能有更改，为了便于管理，采取S7程序界面和Wincc人机界面共用一套变量。这样可以将建立变量的工作量减少一半，也将出错概率减少一半。先安装step7软件，之后自定义安装Wincc软件，将Wincc通讯组件安装完整。然后在 step7软件中插入OS站，可点击右键打开并编辑Wincc项目。在Wincc项目中需要引用变量的位置进行变量选择，出现变量选择对话框，即可在 step7项目变量表中选择需要的变量，从而保证人机界面和下位机所用变量的*性
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