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S7-200模擬量模塊選型提示之EM231和224XP
S7-200可以連接的模擬量信號(hào)分為電壓、電流和溫度信號(hào)。電壓范圍為：0-10V或0-5V等，電流范圍為：0-20mA或4-20mA?？梢允褂玫哪M量輸入模塊的型號(hào)為：EM231和EM235。您可以結(jié)合被測(cè)模擬量信號(hào)的范圍和模擬量模塊的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行選型，常見(jiàn)的選型問(wèn)題如下
Q1： EM231的8通道模塊(訂貨號(hào)：6ES7 231-0HF22-0XA0)是否可同時(shí)接入8路電流信號(hào)？
A1：不可以。對(duì)于8通道的EM231而言，其前6個(gè)通道只能接入電壓信號(hào)，不能接入電流信號(hào)。此模塊只有后兩個(gè)通道才可以接入電流信號(hào)。并且當(dāng)后兩個(gè)通道使用電流信號(hào)時(shí)，前6個(gè)通道的電壓測(cè)量范圍必須是0-5V，而不能使用0-10V的信號(hào)。
所以，當(dāng)您需要接入8路電流信號(hào)時(shí)，只能使用兩個(gè)EM231的4通道的模塊（訂貨號(hào)：6ES7 231-0HC22-0XA0）
Q2：S7-200 CPU 224XP集成模擬量輸入是否可以連接電流信號(hào)？
A2：不推薦這樣連接。224XP集成的模擬量輸入可以連接-10V～+10V的電壓信號(hào)。對(duì)于電流信號(hào)而言是不能直接接入的。在某些情況下，有的客戶(hù)會(huì)使用電阻進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將電流變?yōu)殡妷哼M(jìn)行監(jiān)控。但是，這種方案是不推薦的。主要是由于以下因素導(dǎo)致：
（1）如果使用普通電阻，在使用中由于其阻值會(huì)隨著溫度的變化而變化，故測(cè)量的精度無(wú)法保證。
（2）如果使用精密電阻，當(dāng)電阻短路時(shí)也可能導(dǎo)致傳感器的輸出短路，如果沒(méi)有相應(yīng)的保護(hù)，很容易導(dǎo)致設(shè)備損壞。
基于以上因素，不建議使用224XP集成的模擬量輸入點(diǎn)連接電流信號(hào)。而應(yīng)該使用EM231（如訂貨號(hào)：6ES7 231-0HC22-0XA0）模塊。
Q3：CN的模擬量模塊和非CN的模擬量模塊能否混用？
A3：可以。實(shí)際使用中，二者在性能和操作上沒(méi)有任何差異。
Q4：S7-200測(cè)量0-20mA和4-20mA的電流信號(hào)時(shí)需要選擇不同的模塊嗎？設(shè)置上有差異嗎？
A4：不需要選擇不同的模塊。選擇同一種模塊，如EM231（訂貨號(hào)：6ES7 231-0HC22-0XA0）即可實(shí)現(xiàn)。對(duì)于S7-200模擬量模塊而言，量程設(shè)定是通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)于4-20mA和0-20mA兩種量程，其撥碼設(shè)置是*一樣的。二者的區(qū)別是4-20mA對(duì)應(yīng)的數(shù)字量范圍是6400-32000。而0-20mA對(duì)應(yīng)的數(shù)字量范圍是0-32000。
1. S7-200與S7-200之間有哪些通信方式
S7-200與S7-200之間的通信方式靈活多樣，常用的通信方式有如下四種：
? 網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)（PPI）通信
? 以太網(wǎng)通信
? 電話(huà)網(wǎng)Modem通信
? MD720-3 無(wú)線(xiàn)通信
提示：除了以上方式，您也許會(huì)想到Modbus通信和自由口通信。這兩種方式可以用于S7-200之間的數(shù)據(jù)交換，但是不是我們推薦的常用通信方式。因?yàn)槭褂肕odbus通信和自由口通信時(shí)您需要編寫(xiě)大量的程序，并無(wú)法很好的保證通信的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，Modbus 通信和自由口通信是常用于S7-200CPU與第三方設(shè)備或儀表之間的數(shù)據(jù)交換方式。
1.1 網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)（PPI）通信
PPI 協(xié)議是S7-200的主從通信協(xié)議.利用此方式可以實(shí)現(xiàn)S7-200與S7-200間的數(shù)據(jù)交換。這種通信方式利用CPU集成通信口即可實(shí)現(xiàn)，配置簡(jiǎn)單。通信中，主站設(shè)備將請(qǐng)求發(fā)送至從站設(shè)備，然后從站設(shè)備進(jìn)行響應(yīng)。具體如下圖所示：
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實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)（PPI）通信可以使用以下兩種方法：
*,使用Step 7 Micro/Win編程軟件中指令向?qū)е械腘ETR/NETW向?qū)В?/p>
?
具體方法和相關(guān)注意事項(xiàng)請(qǐng)參考《西門(mén)子 S7-200?LOGO!?SITOP 參考》（更新版）S7-200 PLC->通信->網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)（PPI）通信。
第二，使用NETR/NETW指令，需要客戶(hù)自己編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)。
詳細(xì)的編程設(shè)置及例子程序請(qǐng)參考《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)》第6章S7-200指令集->通信指令->網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)指令。
提示： NETR/NETW向?qū)褂煤?jiǎn)單，不用大量編程，只需按照向?qū)Р襟E設(shè)置參數(shù)，因此不易出錯(cuò)。推薦采用向?qū)У姆椒▽?shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)（PPI）通信。
使用網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)（PPI）通信時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：
*，只有PPI主站需要配置或編程，從站不需要配置；
第二，主站既可以讀寫(xiě)從站的數(shù)據(jù)，也可以讀寫(xiě)另一個(gè)主站的數(shù)據(jù)；
第三，在一個(gè)PPI網(wǎng)絡(luò)中，與一個(gè)從站通信的主站的個(gè)數(shù)沒(méi)有限制，但是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中主站的個(gè)數(shù)不能超過(guò)32個(gè)；
第四，由于S7-200 CPU集成的通信口是非隔離的。因此在一個(gè)PPI通信網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)網(wǎng)段的距離不能超過(guò)50米。如果通訊距離超出50m，應(yīng)在通信網(wǎng)絡(luò)中使用中繼器。如下所示:
提示：在上圖中，通常擴(kuò)展一個(gè)中繼器可延長(zhǎng)通信網(wǎng)絡(luò)50米，但如果擴(kuò)展一對(duì)中繼器，并且它們之間沒(méi)有任何節(jié)點(diǎn)，中繼器之間的距離可達(dá)到1000米。
在網(wǎng)絡(luò)中使用中繼器的具體方法可參考《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)》第7章 網(wǎng)絡(luò)通信->網(wǎng)絡(luò)的建立->在網(wǎng)絡(luò)中使用中繼器
1.2 以太網(wǎng)通信
S7-200PLC可以通過(guò)智能擴(kuò)展模塊CP243-1連接至工業(yè)以太網(wǎng)中。這樣，S7-200之間就可以通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，如下圖所示：
使用以太網(wǎng)通信需要注意以下幾點(diǎn)：
*，S7-200與S7-200之間采用以太網(wǎng)通信方式必須增加CP243-1以太網(wǎng)通信模塊，且一個(gè)S7-200CPU只能連接一個(gè)CP243-1擴(kuò)展模塊；
第二，CP243-1不是即插即用模塊，需先通過(guò)Step 7 Micro/Win編程軟件對(duì)其組態(tài)；
第三，CP243-1可同時(shí)與多8個(gè)以太網(wǎng)S7控制器通信，即建立8個(gè)S7連接。
更多關(guān)于CP243-1模塊的使用問(wèn)題可參考文檔《S7-200 以太網(wǎng)模塊系列 CP243-1》
以太網(wǎng)通信請(qǐng)參考《西門(mén)子 S7-200?LOGO!?SITOP 參考》V0.95版（更新版）S7-200 PLC->通信->以太網(wǎng)通信(CP243-1)
S7-200與S7-200之間的以太網(wǎng)通信編程可參考《CP243-1快速入門(mén)》《以太網(wǎng)模塊技術(shù)手冊(cè)》
1.3 電話(huà)網(wǎng)Modem通信
S7-200與S7-200之間的電話(huà)網(wǎng)Modem通信常用于異地通信，在S7-200與S7-200的本地通信中不常用。
如下圖所示：電話(huà)網(wǎng)Modem是通過(guò)S7-200 CPU的擴(kuò)展模塊EM241調(diào)制解調(diào)器模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在公共電話(huà)網(wǎng)或小交換機(jī)的模擬音頻系統(tǒng)中，使用電話(huà)線(xiàn)連接EM241上標(biāo)準(zhǔn)的RJ11電話(huà)接口，對(duì)EM241 進(jìn)行相應(yīng)的配置編程即可實(shí)現(xiàn)S7-200 CPU之間的數(shù)據(jù)讀取或?qū)懭搿?/p>
電話(huà)網(wǎng)Modem通信（EM241）請(qǐng)參考《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)》第10章創(chuàng)建調(diào)制解調(diào)模塊程序
電話(huà)網(wǎng)Modem通信注意事項(xiàng)請(qǐng)參考《西門(mén)子 S7-200?LOGO!?SITOP 參考》V0.95版（更新版）S7-200 PLC->通信->電話(huà)網(wǎng)Modem通信（EM241）
EM241與EM241之間的通信編程請(qǐng)參考《EM241快速入門(mén)》
1.4 MD720-3 無(wú)線(xiàn)通信
MD720-3無(wú)線(xiàn)通信也常用于異地通信，在S7-200與S7-200之間的本地通信中不常用。如有需要通信的模塊在異地或現(xiàn)場(chǎng)不適宜布線(xiàn)等原因，可考慮采用此通信方式。
S7-200與S7-200之間通過(guò)MD720-3無(wú)線(xiàn)通信模塊可以實(shí)現(xiàn)以下兩個(gè)功能：
? 終端模式：短消息功能
? OPC模式： 數(shù)據(jù)交換功能。
*，如下圖所示：MD720-3 終端模式用于S7-200與S7-200之間互相收發(fā)短信。此通信方式不需要OPC中心站，只需要在需要通信的每個(gè)S7-200 CPU右側(cè)都擴(kuò)展MD720-3無(wú)線(xiàn)通信模塊，配置天線(xiàn)﹑西門(mén)子PC/PPI串口電纜等硬件，并且在MD720-3模塊中插入SIM卡。
1.1 概述
無(wú)論在帶編碼器矢量控制（VC）和無(wú)編碼器矢量控制（SLVC）下，動(dòng)態(tài)優(yōu)化都是保證控制精度和高動(dòng)態(tài)響應(yīng)的前提。只有在矢量控制模式（P1300≥20）下，才需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化。動(dòng)態(tài)優(yōu)化包括兩種模式：旋轉(zhuǎn)測(cè)量（包含飽和曲線(xiàn)測(cè)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量和速度控制器優(yōu)化）和速度控制器優(yōu)化（包含轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量和速度控制器優(yōu)化）。
動(dòng)態(tài)識(shí)別必須在以下條件下才能完成：
1. 接線(xiàn)正確，并且變頻器和電機(jī)沒(méi)有絕緣故障；
2. 電機(jī)的銘牌參數(shù)準(zhǔn)確的輸入到變頻器中；
3. 電機(jī)在空載狀態(tài)下；
4. 電機(jī)可以自由旋轉(zhuǎn)；
5. 靜態(tài)識(shí)別已經(jīng)完成。
1.2 相關(guān)參數(shù)
當(dāng)執(zhí)行過(guò)旋轉(zhuǎn)測(cè)量以后，不必再執(zhí)行速度控制器優(yōu)化。速度控制器優(yōu)化已經(jīng)包含在旋轉(zhuǎn)測(cè)量中。如果選擇P1300≥20，并且沒(méi)有完成靜態(tài)識(shí)別，變頻器會(huì)報(bào)出A07994，提示電機(jī)靜態(tài)識(shí)別未完成。
表 STYLEREF 1 s 1? SEQ 表 * ARABIC s 1 1動(dòng)態(tài)優(yōu)化的參數(shù)設(shè)置
參數(shù)號(hào) | 出廠(chǎng)值 | 描述 |
P1900 | 0 | 電機(jī)數(shù)據(jù)檢測(cè)及旋轉(zhuǎn)檢測(cè) |
P1910 | 0 | 電機(jī)數(shù)據(jù)檢測(cè) |
P1960 | 0 | 1（旋轉(zhuǎn)測(cè)量，無(wú)編碼器矢量控制下） |
3（速度控制器優(yōu)化，無(wú)編碼器矢量控制下） | ||
2（旋轉(zhuǎn)測(cè)量，帶編碼器矢量控制下） | ||
4（速度控制器優(yōu)化，帶編碼器矢量控制下） | ||
P1961 | 40% | 檢測(cè)飽和曲線(xiàn)時(shí)的轉(zhuǎn)速 |
P1965 | 40% | 檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)的轉(zhuǎn)速 |
P1967 | 100% | 速度控制器優(yōu)化的動(dòng)態(tài)系數(shù) |
注意：在動(dòng)態(tài)優(yōu)化過(guò)程中，電機(jī)會(huì)頻繁的加速和減速，可以通過(guò)設(shè)置P1961和P1965限制優(yōu)化過(guò)程中電機(jī)的高轉(zhuǎn)速；
G120（cu2x0x-2x）變頻器執(zhí)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化過(guò)程中，表1-2中的這些參數(shù)會(huì)被自動(dòng)測(cè)量和設(shè)置，以幫助變頻器提高控制精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)。其中，轉(zhuǎn)速控制器適配的說(shuō)明和使用請(qǐng)參看《G120(CU2x0x-2)轉(zhuǎn)速控制器適配》文檔。
表 STYLEREF 1 s 1? SEQ 表 * ARABIC s 1 2動(dòng)態(tài)優(yōu)化測(cè)量的參數(shù)
參數(shù)號(hào) | 描述 | 參數(shù)號(hào) | 描述 |
r331 | 實(shí)際的電機(jī)勵(lì)磁電流 | P1464 | 轉(zhuǎn)速控制器適配轉(zhuǎn)速下限 |
P341 | 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 | P1465 | 轉(zhuǎn)速控制器適配轉(zhuǎn)速上限 |
P342 | 總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比 | P1470 | 無(wú)編碼器運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速控制器的P增益 |
P360 | 電機(jī)勵(lì)磁電感 | P1472 | 無(wú)編碼器運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速控制器的積分時(shí)間 |
P1460 | 轉(zhuǎn)速控制器P增益適配轉(zhuǎn)速下限 | P1496 | 加速度前饋定標(biāo) |
P1461 | 轉(zhuǎn)速控制器P增益適配轉(zhuǎn)速上限比例系數(shù) | r1968 | 轉(zhuǎn)速控制器優(yōu)化的動(dòng)態(tài)系數(shù) |
P1462 | 轉(zhuǎn)速控制器積分時(shí)間適配轉(zhuǎn)速下限 | r1973 | 檢測(cè)出編碼器的脈沖數(shù) |
P1463 | 轉(zhuǎn)速控制器積分時(shí)間適配轉(zhuǎn)速上限比例系數(shù) |
|
|
1.3 動(dòng)態(tài)優(yōu)化操作步驟
無(wú)編碼器矢量控制動(dòng)態(tài)優(yōu)化操作步驟
當(dāng)完成變頻器的快速調(diào)試以后，進(jìn)行如下設(shè)置：
1、設(shè)置P1900=1，P1910=1，P1960=1；
2、此時(shí)屏幕上出現(xiàn)報(bào)警代碼A07991和A07980，提示靜態(tài)識(shí)別和動(dòng)態(tài)優(yōu)化已經(jīng)激活；
3、啟動(dòng)變頻器，靜態(tài)識(shí)別開(kāi)始，電機(jī)發(fā)出蜂鳴聲；
4、靜態(tài)識(shí)別結(jié)束后，報(bào)警代碼A07991消失，蜂鳴聲消失，變頻器自動(dòng)停機(jī)；
5、再一次啟動(dòng)變頻器，動(dòng)態(tài)優(yōu)化開(kāi)始，電機(jī)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)；
6、動(dòng)態(tài)優(yōu)化結(jié)束后，報(bào)警代碼A07980消失，變頻器自動(dòng)停機(jī)；
7、將P0971=1，執(zhí)行Copy RAM to ROM.
帶編碼器矢量控制動(dòng)態(tài)優(yōu)化操作步驟
當(dāng)完成變頻器的快速調(diào)試以后，進(jìn)行如下設(shè)置：
1、設(shè)置P1900=1，P1910=1，P1960=2；
2、此時(shí)屏幕上出現(xiàn)報(bào)警代碼A07991和A07980，提示靜態(tài)識(shí)別和動(dòng)態(tài)優(yōu)化已經(jīng)激活；
3、啟動(dòng)變頻器，靜態(tài)識(shí)別開(kāi)始，電機(jī)發(fā)出蜂鳴聲；
4、靜態(tài)識(shí)別結(jié)束后，報(bào)警代碼A07991消失，蜂鳴聲消失，變頻器自動(dòng)停機(jī)；
5、再一次啟動(dòng)變頻器，動(dòng)態(tài)優(yōu)化開(kāi)始，電機(jī)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)；
6、動(dòng)態(tài)優(yōu)化結(jié)束后，報(bào)警代碼A07980消失，變頻器自動(dòng)停機(jī)；
7、將P0971=1，執(zhí)行Copy RAM to ROM.
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