产品规格模块式包装说明全新品牌西门子
西门子6ES7231-7PF22-0XA0量大从优
一、项目介绍
1.简介
宁波金田铜管有限公司是金田集团的全资子公司之一， 现占地5.6万平方米，固定资产1．8亿元，是专业生产各种空调制冷用铜管、环保铜水管及其它铜制品的专业公司。随着空调器制造技术的不断进步，对、节能、环保的要求越来越高，从20世纪70年代开始，国外先后开发了使用内螺纹铜盘管和亲水铝箔制作蒸发器和冷凝器的新型空调器。内螺纹管是在光管的基础上经过旋压加工而成的，其与光管相比，可增加热交换面积2-3倍，加之形成的湍流作用，可提高热交换效率20-30%，节能15%，成为新型的换代产品。至20世纪80年代，该项技术已得到普遍应用，在主要铜盘管生产企业，内螺纹盘管的比例一般都大于50%。
苏州奥智机电设备有限公司一直致力于空调用铜、铝管加工设备的研发、设计、制造及服务，为用户提供高性价比的**产品。此项目中采用S7-200PLC通过USS通讯协议实现对变频器的速度控制，整个电控系统体系简明，布线简单可靠，控制运行准确平稳，收到了良好的效果。
2.简要工艺介绍
内螺纹管的制造方法目前主要有两种：
1） 无缝铜管旋压成形
2） 带材轧制成形—卷管及焊接
以无缝光面铜管作为母材，旋压成形仍是国内普遍的内螺纹管生产方法。设备外观如下图：
系统主要由四个部分构成，盘拉、旋压、放料、收料。铜管穿过旋压电机内部，当管材在盘拉的牵引下前进时，旋压电机带动其内部的套环高速旋转，套环内的钢球绕铜管滚动，而铜管内衬有带螺纹沟槽的芯头，通过这种高速旋压使铜管内壁金属充分填充芯头沟槽，从而在铜管内壁形成与其齿形相同的螺纹，便称为内螺纹铜管。旋压电机其实是一个高速主轴，目前国内一些铜加工生产企业内的主轴速度大概在24000-35000RPM,主轴速度越高，对应的生产线速度就越高；在国内早期进口的一些设备上有采用磁悬浮高速主轴的，其转速大概在50000RPM，对应线速度可达120米/分。此项目中主轴速度在35000RPM时，变频器对应输出频率需达到583HZ，而MM440较大输出频率为650HZ，仍有一定余量。
生产过程：将螺纹芯头放入铜管内，制头，然后将其穿过导套，高速主轴，由夹钳将管头咬住；启动运行，由盘拉电机牵引管材，高速主轴根据工艺配比，其转速与线速度同步上升，放料、收料也按一定速度比例同步运行，在此系统中盘拉速度是基准。运行到设定圈数，剪切机构将管头剪掉，拉伸速度自动提升，同时管材排放到下部收料筐。当检测到管材尾部时，自动慢行，管尾拉出模孔后，自动停车并回原位等待下一个工作过程。
3.控制系统主要器件
1） 变频器
由于成型机的负载为恒转矩负载，并要求有较大的起动力矩；根据这些特点，此系统选用MM440.
MM440是全新一代可以广泛应用的多功能标准变频器。它采用高性能的矢量控制技术，提供低速高转矩输出和良好的动态特性，同时具备的过载能力，能满足广泛的应用场合。具有标准的RS485接口，利用MM440内部的USS标准协议，可方便组成USS串行主—从控制系统，硬件支持高达115.2Kb/s,可构成满足大多数应用场合的、高性能的网络通讯控制系统。同时，可选的PROFIBUS-DP/Device-Net通讯模块，实现了通讯的多样性。
2） PLC
由于系统采用基于USS协议的RS-485串行总线控制方式，S7-200是可能选择。此系统中选用了新型的CPU226 CN，S7-200CN继承了S7-200的优良品质和**性能，适用于各行各业、各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200CN系列的强大功能使其无论在独立运行中或相连成网络皆能实现复杂控制功能，因此具有较高的性价比。
3） HMI
为了方便对系统的工艺参数，过程参数进行设置或监控，选用了西门子TP170A作为人机界面。
二、控制系统构成
1.硬件配置
电源模块 SITOP 24V/10A 1块
CPU模块 CPU226 CN 1块
开关量输入模块 EM221 CN 2块
开关量输入输出模块 EM223 CN 1块
模拟量输入模块 EM231 CN 1块
人机界面 TP170A 1个
变频器 MM440 4台
2.系统结构
根据以上的选型，组成了如下的控制结构图：
下图为参数设置及监视画面：
3.方案比较
同样的设备，根据用户要求，我们也用S7-300+MM440+DP通讯来实现过；相比之下，此方案通讯速率明显提高，数据采集更实时，但缺点是成本会增加。
三、控制系统
1.USS串行总线的硬件连接
USS总线是基于RS-485的物理接口，单一的RS-485链路较多可连接30台变频器，由于其采用差动电压传输信号，有着很高的抗噪声能力，较远允许传输距离可达1000米，但必须在总线的末端连接终端电阻。MM440变频器每台都附带终端电阻，只需在较末端那台将其连上，PLC侧采用PROFIBUS-DP总线插头，使用时需把插头上的开关打到ON位置，这样实际上就接了“上拉下拉”电阻和发送端的终端电阻，这两个上拉下拉电阻实际上就起到对网络的“驱动作用”。通讯电缆采用西门子PRIOFIBUS总线电缆，有很好的抗干扰性能，同时电缆的颜色也非常好看。
2.USS软件实现
S7-200的编程软件里已附带了USS协议库，使用这些指令可以控制变频器及读写变频器参数。当选择USS协议指令时，会自动添加一个或几个有关的子程序（USS1到USS7），而不需要编程者的参与。实际编程中首先要为USS变量预留400字节的V存储器区域，然后在主程序中调用USS-INIT指令，将要控制的几个变频器通讯（注意变频器的地址要和的地址相对应）；再通过调用USS-CTRL和读写指令来实现相应功能。
3.程序
为了体现程序的可读性，实用性，采用了模块化编程；具体是将程序根据控制对象进行模块化分割，实际分为六个模块：
1） 组织块 用于调用其它五个块
2） 初始化块 用于初始化、使能与MM440的通讯，并对程序内部一些调用的字作初始化
3） 顺序控制块 系统是一个以各个环节检测执行为条件，一步接一步的顺序控制。通过 移位指令可以将机组从启动到停止的整个工作过程贯穿起来，优点是系统过程明晰、一目了然，如果在运行过程中出现问题，根据移位指令中目前所处的状态，可以通过监控很地找到问题所在点。
4） 执行块 主要用来控制外部的各种电磁阀
5） 速度控制块 用来控制系统各部分电机运行及速度。通过USS_CTRL指令即可以控制的MM440装置，使得程序非常简洁、易读。
6） 显示块 用来存储与HMI通讯的相关值
4. HMI
在人机界面*设置了四个页面，分别是主页面，参数设定页面、状态显示页面、故障报警页面。便于直观地进行操作及维护。
四、项目运行
系统自2006年8月投入使用，经过连续不间断的运转，一直保持稳定运行；同时由于操作简便，适应性强，深受用户**。这也是对西门子自动化产品的一种肯定。
五、应用体会
通过本项目的设计、调试，认为有以下几个方面值得重视：
1.变频器本体要用大截面积导线直接连到接地母排，开关电源的M要接地。
2.变频电机的连接电缆须采用屏蔽电缆，并双端接地。
3.由于变频器本身是强干扰源，加之此系统中电机的频率须达到580HZ,因此进线端一定要配置进线电抗器；同时通讯电缆须采用西门子PROFIBUS标准电缆。
4.TP170A的通讯电缆较好能单独走线，如不能则需穿铁管，铁管两端要接地。
总之，通过本项目的成功开发与应用，体现了西门子自动化产品的稳定性，易用性，灵活性以及较高的性价比
二三、错误OB的用途是什么
如果发生一个所描述的错误，则将调用并处理相应OB。如果没有加载该OB，则CPU进入STOP（例外、OB70、72、73和81）
S7-CPU可以识别两类错误、
1、同步错误
这些错误在处理特定操作的过程中被触发，并且可以归因于用户程序的特定部分。
2、异步错误
这些错误不能直接归因于运行中的程序。这些错误包括**级类的错误，自动化系统中的错误（故障模块）或者冗余的错误。
二四、在DP从站或CPU315-2DP型主站里应该编程哪些“故障OBs”
在组态一个作为从站的CPU315-2DP站时，必须在STEP7程序中编程下列OB以便评估分布式I/O类型的错误信息、
OB82诊断中断OB、OB86子机架故障OB、OB122I/O访问出错
1、诊断OB82
如果一个支持诊断，并且已经对其释放了诊断中断的模块识别出一个错误，它既对进入事件也对外出的事件向CPU发出一个诊断中断的请求。操作系统然后调用OB82。在OB82自己的局部变量里包含有有缺陷模块的逻辑基地址和4个字节的诊断数据。如果你还没有编程OB82,则CPU进入“停止”模式。你可以阻断或延迟诊断中断OB，并通过SFC39-42重新释放它。
2、子机架故障OB86
如果识别出一个DP主站系统或一个分布式I/O站有故障（既对进入事件也对外出的事件），该CPU的操作系统就调用OB86。如果没有编程OB86但出现了这样一个错误，CPU就进入“停止”模式。你可以阻断或延迟OB86并通过SFC39-42重新释放它。
3、 I/O访问出错OB122
当访问一个模块的数据时出错，该CPU的操作系统就调用OB122。比方说，CPU在存取一个单个模块的数据时识别出一个读错误，那么操作系统就调用OB122。该OB122以与中断块有相同的**级类别运行。如果没有编程OB122,那么CPU由“运行”模式改为“停止”模式。
二五、为什么在某些情况下，保留区会被重写
在STEP7的硬件组态中，可以把几个操作数区定义为“保留区”。这样可以在掉电以后，即使没有备份电池的话，仍能保持这些区域中的内容。如果定义一个块为“保留块”，而它在CPU中不存在或只是临时安装过，那么这些区域的部分内容会被重写。在电源接通/断开之后，其他内容会在相关区里找到。
二六、为何不能把闪存卡的内容加载入S7300CPU
你的项目在闪存卡上。现在要用它加载S7300。但加载结束后发现CPU的RAM中仍是空的。出现此问题的原因是你的程序里有无法处理的，"错误的"组织块（比如说，OB86没有DP接口）。在重新设置和重新启动CPU后,RAM仍是空的。诊断缓冲区对这个"无法加载"的块会提示一些信息。
二七、当把CPU315-2DP作为从站，把CPU315-2DP作为主站时的诊断地址
在组态一个CPU315-2DP站时，你使用S7工具“H/WCONFIG”来分配诊断地址。如果发生一个故障，这些诊断地址被加入诊断OB的变量“OB82_MDL_ADDR”里。你可在OB82里分析此变量，确定有故障的站并作出相应的反应。
下面是如何分配诊断地址的例子：
第1步：通过CPU315-2DP组态从站并赋予一个诊断地址，比如422。
第2步：通过CPU315-2DP组态主站
第3步：把组态好的从站链接到主站并赋予一个诊断地址，比如1022。
二八、需要为S7-300CPU的DP从站接口作何种设置，才可以使用它来进行路由选择
如果使用CPU作为I-Slave，并且该CPU也起S7路由器的作用，那么请注意如下事项、
用于路由选择的从站的DP接口必须设置为活动状态。这可以在HWConfig中完成、在DP接口的属性对话框中，选项"Commissioning/Testoperation"或"Programming,status/modify..."必须。关于这些设置的注意事项可以在下表中获得。
对于S7路由连接，有4种可用的连接资源-与其它任何连接资源无关。没有使用PG/OP的连接资源或S7基本通信。
如果必须通过DP接口来建立一个与位于其机架上的通信伙伴连接时（如在CP343-1中），也要使用一个路由连接。而对于通过MPI接口与一个位于其机架上的通信伙伴的连接，则不使用路由连接资源，因为在这种情况下，能够直接到达伙伴。注意事项、这不适用于CPU318。
二九、为什么当使用S7-300CPU的内部运行时间表时，没有任何返回值
当对CPU312IFM到316-2DP参数化系统功能块SFC2,SFC3和SFC4时，为一个运行时间表规定了一个大于"B#16#0"的标识符，那么将出错并且所需的功能也无法用。此种情况下，将在块的"RETVAL"输出处输出标识符"8080h"。
说明、对于这些CPU，只有一个计时器可用。因此你应该只用标识符"B#16#0"。在一个周期块（OB1,OB35）里一定不能调用系统功能SFC2"SET_RTM"，而是应该在重启动OB（OB100）调用它。你也可以通过外部触发器来启动该块。不然的话，该块将老是复位运行计时表，永远完成不了计数。
三十、变量是如何储存在临时局部数据中的
L堆栈永远以地址“0”开始。在L堆栈中，会为每个数据块保留相同个数的字节，作为存放每个块所拥有的静态或局部数据。
当某个块终止时，那么它的空间随之也被重新释放出来。指针总是指向当前打开块的**个字节。
三一、在CPU经过完全复位后是否运行时间计数器也被复位
使用S7-300时，带硬件时钟（内置的“实时时钟”）和带软件时钟的CPU之间有区别。对于那些无后备电池的软件时钟的CPU，运行时间计数器在CPU被完全复位后其最后值被删除。而对于那些有后备电池的硬件时钟的CPU，运行时间计数器的最后值在CPU被完全复位后被保留下来。同样，CPU318和所有的S7-400CPU的运行时间计数器在CPU被完全复位后其最后值被保留。
三二、如何把不在同一个项目里的一个S7CPU组态为我的S7DP主站模块的DP从站
缺省情况下,在STEP7里只可以把一个S7CPU组态为从站，如果说该站是在同一个项目中的话。该站然后在“PROFIBUS-DP>已经组态的站”下的硬件目录里作为“CPU31x-2DP”出现。用这种途径，可以设置起DP主站与DP从站间的链接。
还存在一个选项，可把一个与主站不在同一个项目里的S7CPU组态为从站。进行如下：
1、按常规组态DP从站
从网上下载要用作从站的S7-300CPU的GSD文件。该文件位于客户支持网址的“PROFIBU***D文件/SIMATIC”下。
2、打开SIMATICManager和硬件配置
打开“选项;安装新的GSD...”，把刚下载的GSD文件插入硬件目录。（注意、此过程中在HWConfig中无须打开任何窗口）
3、通过“选项;更新目录”来更新硬件目录
现在可以组态你的DP主站。将可以在“PROFIBUS-DP>更多现场设备>SPS”下发现作为从站的该S7-300CPU。
注意：如果是手动来结合该DP从站,要确保总线参数，该DP从站的PROFIBUS地址和它的I/O组态在两个项目里必须相同。
三三、无备用电池情况下断电的影响与完全复位一样吗
不一样。在CPU被完全复位的情况下，其硬件配置信息被（MPI地址除外），程序被删除，剩磁存储器也被清零。
在无备用电池和存储卡的情况下关电，硬件配置信息（除了MPI地址）和程序被删除。然而，剩磁存储器不受影响。如果在此情况下重新加载程序，则其工作时采用剩磁存储器的旧值。比方说，这些值通常来自前8个计数器。如果不把这一点考虑在内，会导致危险的系统状态。
建议：无备用电池和存储卡的情况下断电后，总是要做一下完全复位。
三四、以将2线制传感器连接到紧凑型CPU的模拟输入端吗
可以将2线制和4线制的传感器连接到CPU300C的模拟输入端。使用一个2线制传感器时，在硬件组态中将“I=电流”设置为测量类型，与4线制传感器的设置一样。
注意事项：请注意紧凑型CPU仅支持有源传感器（4线制传感器）。如果使用无源传感器（2制传感器），必须使用外部电源。
警告：请注意所允许的较大输入电流。2线制传感器在出现短路时可能会**出较大允许电流。技术数据中规定的较大允许电流是50mA（破坏极限）。对于这种情况（例如，对2线制传感器加电流限制或与传感器串联一个PTC热敏电阻），确保提供足够保护。
三五、SM322-1HH01也能在负载电压为交流24V的情况下工作吗
是的，您也可以在负载电压为交流24V的情况下使用SM322-1HH01。
三六、要确保SM322-1HF01接通较小需要多大的负载电压和电流
SM322-1HF01继电器模块需要17V和8mA才能确保开闭正常。对于触点的寿命来说，这样的值比手册上提供的这个模块的值（10V和5mA）更好。手册的规定值应该认为是较低要求值。
三七、需要为哪些24V数字量输入模块（6ES7321-xBxxx-...）连接电源
24V数字量输入模块的电源插针连接（L+/M）。
三八、在ET200M里是否也能使用SM321模块（DI16x24V）
模块SM321（MLFB6ES7321-7BH00-0AB0）也可在ET200M里使用。其中CPU31x-2DP作为DP主站或者是通讯处理器CPCP342-5作为DP主站。同样该模块可以通过ET200M和S7-400通讯处理器CP443-5连接到一个S7-400CPU。
{$Page$}三九、SM323数字卡所占用的地址是多少
SM323模块有16位类型（6ES7323-1BL00-0AA0）和8位类型（6ES7323-1BH00-0AA0）两种。对于16位类型的模块，输入和输出占用“X”和“X+1”两个地址。如果SM323的基地址为4（即X=4；插槽为5）,那么输入就被赋址在地址4和5下面,输出的同样也被赋址在地址4和5下面。在模块的接线视图中，输入字节“X”位于左边的**部，输出字节“X”在右边的**部。
对于8位类型的模块，输入和输出各占用一个字节，它们有相同的字节地址。若用固定的插槽赋址，SM323被插入槽4,那么输入地址为I4.0至I4.7，输出为Q4.0至Q4.7。
四十、在不改变硬件配置的情况下，能用SM321-1CH20代替SM321-1CH80吗
SM321-1CH20和SM321-1CH80模块的技术参数是相同的。区别仅在SM321-1CH80可以应用于更广泛的环境条件。因此您*更改硬件配置。
四一、进行I/O的直接访问时，必须注意什么
需要注意在一个S7-300组态中，如果进行跨越模块的I/O直接读访问（用该命令一次读取几个字节），那么就会读到不正确的值。可以通过hardware中查看具体的地址。
四二、SM321模块是否需要连接到DC24V上
不需要，如果是MLFB为6ES7321-1BH02-0AA0的SM321模块，就不再需要连接DC24V了。
四三、在STEP7硬件组态中如何规划模拟模块SM374在硬件目录中如何找到此模块
模拟模块SM374可用于三种模式中、作为16通道数字输入模块，作为16通道数字输出模块，作为带8个输入和8个输出的混合数字输入/输出模块。
现在把SM374按照您需要模拟的模块来组态，就是说：
如果把SM374用作为一个16通道输入模块，则组态一个16通道输入模块-推荐使用、SM321、6ES7321-1BH01-0AA0，
如果把SM374用作为一个16通道输出模块，则组态一个16通道输出模块-推荐使用、SM322、6ES7322-1BH01-0AA0，
如果把SM374用作为一个混合输入/输出模块，则组态一个混合输入/输出模块（8个输入，8个输出）-推荐使用、SM323、6ES7323-1BH01-0AA0。
四四、当测量电流时，出现传感器短路的情况，模块6ES7331-1KF0-0AB0的模拟量输入I+是否会被破坏
当测量电流时，出现传感器短路的情况，模块6ES7331-1KF0.-0AB0的模拟输入I+不会被破坏。该模块具有内置的过流保护功能。模块中每个50欧姆的电阻器具有一个PTC元件，用于防止模块的输入通道被破坏。
请注意：输入电压允许的长期较大值为12V，短暂（较多1秒）值为30V。
四五、如果切断CPU，则2线制测量变送器是否继续供电
如果变送器模块插入位置“D”，且模块在引脚1和引脚20上由外部电压供电，则2线测量变送器继续供电。即使切断CPU，其供电电流仍维持不变。
四六、用S7-300模拟量输入模块测量温度（华氏）时，可以使用模块说明文档中列出的**误差极限吗
不可以直接使用*的误差极限。基本误差和操作误差都以**温度和摄氏温度说明。必须乘以系数1.8将其转换为华氏温度单位。
例：S7-300AI8xRTD、*的温度输入操作误差是+/-1.0摄氏度。当以华氏温度测量时，可接受的较大误差是+/-1.8华氏度。
四七、为什么用商用数字万用表在模拟输入块上不能读出用于读取阻抗的恒定电流
几乎所有的S5/S7模拟输入设备仍然以复杂的方式工作，即，所有的通道都依次插到仅有的一个AD转换器上。该原理也适用于读取阻抗所必需的恒定电流。因此，要读的流过电阻的电流仅用于短期读数。对于有一个选定接口抑制"50Hz"和8个参数化通道的SM331-7KF02-0AB0，这意味着电流将会约每180ms流过一次，每次有20ms可读取阻抗。
四八、为什么S7-300模拟输出组的电压输出**出容差端子S+和S-作何用途
下列描述适用于所有模拟输出模块SM332：
当使用模拟输出模块SM332时，必须注意返回输入S+和S-的分配。它们起补偿性能阻抗的目的。当用独立的带有S+和S-的电线连接执行器的两个触点时，模拟输出会调节输出电压，以便使动作机构上实际存在的电压为所期望的电压。
如果想要获得补偿，那么执行器必须用4根电线连接。这意味着对于**个通道，需要：
输出电压通过针脚3和针脚6连接到执行器。
分配执行器的针脚4和针脚5。
如果不想获得补偿，只需在的开关上简单的跨接针脚3-4和针脚5-6。
注意事项：因为打开的传感器端子（S+和S-），输出电压被调节到较大值140mV（用于10V）。g对于此分配，无法保持0.5%的电压输出使用误差限制。
四九、如何连接一个电位计到6ES7331-1KF0-0AB0
电位计的采样端和首端连接到M+，末端连接M-，并且S-和M-连接到一起。
注意、较大的可带电阻是6K，如果电位计支持直接输出一个可变的电压，那么电位计的首端应该连接V＋，M端连接M－。
五十、如何把一个PT100温度传感器连接到模拟输入模块SM331
PT100热电阻随温度的不同其电阻值随之变化。如果有一恒定电流流经该热电阻，该热电阻上电压的下降随温度而变化。恒定电流加在接点Ic+和Ic-上。模拟模块SM331在M+和M-电测定电流的变化。通过测定电压就可以确定出温度。
PT100到模拟输入组有三类连接、4线连接可得到较精确的测定值。
*注意：
1）3线连接用的公式仅表明了模拟输入模块SM331（MLFB号为6ES7331-7Kxxx-0AB0）b"的实际测定过程。
2）在S7-300系列中，存在一些通过多次测定的模拟输入端。它们规定出公共返回线的线电阻并作数学补偿。所获精确度几乎与4线连接可比美。这样模块的一个例子就是SM331（MLFB号6ES7331-7PF00-0AB0）。
3）所给出的公式仍然适用于主要的物理关系，但并不包含确定PT100电阻的有效测定过程。
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