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詳細(xì)介紹
西門子CPU319-3PN/DP模塊
上海盟疆工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備有限公司工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域致力于為客戶提供高品質(zhì)的服務(wù)，追求客戶的滿意是我們始終如
一的目標(biāo)。在中國(guó)，工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域擁有一支技術(shù)過(guò)硬、經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師隊(duì)伍，為客戶提供7x24小時(shí)全天
候服務(wù)。專業(yè)的服務(wù)人員和遍布全國(guó)的服務(wù)及備件網(wǎng)絡(luò)將對(duì)客戶的服務(wù)需求迅速作出響應(yīng)，將由設(shè)備故障
引起的損失降低到小的程度。
1 ET200Pr*安全系統(tǒng)介紹
與ET200S系統(tǒng)類似，ET200Pro也提供了全系列的故障安全模板。
1) 故障安全型輸入/輸出模板（F-DI/F-DO）
ET200Pro的故障安全型輸入/輸出的模板的使用與ET200M，ET200S等分布式IO的安全模板使用方法相同。
2）電機(jī)啟動(dòng)器（MotorStarter）
ET200Pro的電機(jī)啟動(dòng)器模板（MotorStarter）中，提供了一些特殊的模板，比如F-RSM和ASM-400，電機(jī)啟動(dòng)器模板（MotorStarter）如果配合F-RSM和ASM-400使用可以達(dá)到SIL3(Cat.4)的安全等級(jí)（圖1）。
圖1 故障安全型電機(jī)啟動(dòng)器（MotorStarter）系統(tǒng)配置(Cat.4)
具體配置列表請(qǐng)參照手冊(cè)：SIMATIC ET 200pro Motor starters
3）故障安全型變頻器（F-FC）
ET200Pro F-FC是一款嵌入在ET200Pro系統(tǒng)中的緊湊型的故障安全型變頻器。工作電壓為3 AC 400V 50/60Hz，連接3相交流電機(jī)，大1.1KW，溫度允許的情況下，可以連接1.5KW電機(jī)。
該變頻器可以通過(guò)PROFIBUS/PROFINET的接口模板進(jìn)行連接調(diào)試，也可以使用光纖轉(zhuǎn)串口的電纜進(jìn)行連接。
ET200Pro變頻器需要與前面提到的電機(jī)啟動(dòng)模塊中的特殊模塊一起使用來(lái)對(duì)其關(guān)斷信號(hào)進(jìn)行評(píng)估，因而系統(tǒng)中需要F-Switch 或F-RSM（圖2）。
圖2 故障安全變頻器與F-RSM的配置
其中主要的模板包括：
③接口模板
可以連接變頻器模板的接口模板包括：
1) IM154-4 PN HF Cu V6.0 (6ES7 154-4AB10-0AB0)
2) IM154-2 DP HF (6ES7 154-2AA00-0AB0)
④F-RSM或者F-SWITCH
⑤故障安全型變頻器（F-FC）
⑥終端模塊
2 ET200Pro F-FC的調(diào)試方法
ET200Pro F-FC的組態(tài)可以通過(guò)Step7軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。但變頻器模板的調(diào)試工具需要用到DriveES（或者Starter、MotionScout）等軟件。如果系統(tǒng)中使用了F-Switch，則需要MotorStarter ES軟件來(lái)設(shè)置相關(guān)Switch的參數(shù)。
2．1 Step7的組態(tài)
（1）新建一個(gè)S7 300站，這里選擇CPU 317F-2 PN/DP做為F主機(jī)，IM154-4 PN HF Cu V6.0做為F設(shè)備。（圖3）
圖3 新建S7 300站
硬件組態(tài)中，添加F-RSM；由于ET200Pro F-FC沒(méi)有Profisafe報(bào)文，因而只能添加標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文F-FC 1.1/1.5KW Standard telegram1。(圖4)
圖4 添加硬件
分別雙擊兩個(gè)模板，打開(kāi)屬性框，將診斷選項(xiàng)使能。
（2）雙擊CPU，設(shè)置CPU的參數(shù)。
選擇F 參數(shù)，為故障安全程序設(shè)置密碼（圖5），防止有未經(jīng)授權(quán)的人修改F程序。
圖5 設(shè)置F程序的密碼
選擇“Protection”，設(shè)定CPU程序的訪問(wèn)保護(hù)密碼，同時(shí)將“CPU contains safety program”激活（圖6）。
圖6 保護(hù)選項(xiàng)
保存編譯后，我們可以看到在Step7的Block下，出現(xiàn)了一些相關(guān)F系統(tǒng)的功能塊，但由于ET200Pro F-FC沒(méi)有Profisafe的報(bào)文，因而這里實(shí)際上并沒(méi)有關(guān)于ET200Pro F-FC的F系統(tǒng)塊，這也是ET200Pro F-FC與ET200S F-FC或者G120F、S120F的不同之處，因而ET200Pro F-FC的安全功能是通過(guò)F-RSM或F-Switch來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
至于如何建立Step7的F程序，這里不再詳細(xì)介紹，請(qǐng)參考相關(guān)手冊(cè)。
2．2 F-FC的調(diào)試
ET200Pro F-FC的調(diào)試需要用到Drive的一些軟件。通過(guò)Step7界面，雙擊變頻器模板，則可以打開(kāi)相應(yīng)的調(diào)試軟件的界面。
（1） 雙擊打開(kāi)調(diào)試界面，選擇“在線”。
西門子CPU319-3PN/DP模塊
圖7 選擇在線連接到F-FC
如果無(wú)法在線操作，則檢查“Option”菜單下的“Set PG/PC interface”的設(shè)置，選擇合適的接口用于連接F-FC。
（2） 選擇“上載”，將系統(tǒng)配置自動(dòng)上傳到PG。
圖8 上傳參數(shù)
在“Functions”下選擇“Safety Integrated”進(jìn)行安全功能的設(shè)置。注意這個(gè)選項(xiàng)只有在“在線”的模式下才可以操作。
圖9 選擇安全功能設(shè)置
（3） 打開(kāi)設(shè)定界面，可以看到ET200Pro F-FC提供3種安全功能：
STO、SS1和SLS。
在ET200Pro F-FC的內(nèi)部，有兩條F功能總線“Safety busbar G1” 和“Safety busbar G2”。可以通過(guò)“Enables”選擇這兩條安全總線回路中的安全功能。如圖10所示，由于F-RSM只提供一個(gè)安全回路開(kāi)關(guān)(F0)，故這里只選擇了“Safety busbar G1”的SLS（F0）。如果系統(tǒng)中使用了F-Switch，則可以設(shè)置兩個(gè)安全功能回路。
圖10 選擇安全功能
（4） 分別設(shè)定安全功能的參數(shù)
STO：安全轉(zhuǎn)矩關(guān)斷。該功能激活后，變頻器內(nèi)部的電源被切斷，電機(jī)進(jìn)入自由停車狀態(tài)。（圖11）
圖11 STO的參數(shù)設(shè)置界面
這里的設(shè)置都是關(guān)于安全回路測(cè)試的：當(dāng)系統(tǒng)恢復(fù)正常時(shí)，是否進(jìn)行回路測(cè)試，用來(lái)保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，以及及時(shí)檢查系統(tǒng)錯(cuò)誤。T=8小時(shí)的設(shè)置也是保證系統(tǒng)的自檢測(cè)的時(shí)間。
SS1:安全停車指令1。當(dāng)SS1被激活時(shí)，系統(tǒng)按照設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行停車。否則進(jìn)入故障狀態(tài)，并終進(jìn)入STO。
圖12 SS1的參數(shù)設(shè)置界面
Standstill:截止頻率。當(dāng)停車過(guò)程中，頻率達(dá)到該設(shè)定值時(shí)，進(jìn)入STO狀態(tài)。
Tr：停車時(shí)間設(shè)定；
Tv: 延時(shí)監(jiān)控時(shí)間。超出該設(shè)定值，變頻器進(jìn)入故障狀態(tài)，同時(shí)馬上進(jìn)入STO狀態(tài)。
SLS：安全限速。安全限速有4種模式，分別對(duì)應(yīng)4種安全限速的動(dòng)作。這里需要定義安全限速的設(shè)定值“Setpoint”，上限值“Upper limit”和選擇模式。
圖13 SLS的參數(shù)設(shè)置界面
參數(shù)設(shè)定和修改都需要“Accept settings”才能生效。這里需要輸入密碼和進(jìn)行驗(yàn)證。
圖14 參數(shù)修改和生效
2．3 F-RSM的調(diào)試
ET200Pro F-FC的F功能需要通過(guò)F-RSM或者F-Switch來(lái)實(shí)現(xiàn)（見(jiàn)圖15），因而需要對(duì)F-RSM進(jìn)行設(shè)置。
圖15 ET200Pro F-FC與F-RSM/F-Switch的配置原理圖
（1）F-RSM的連線
圖16 F-RSM組件
其內(nèi)部原理圖為：
圖17 F-RSM的原理圖
F-RSM內(nèi)部為一個(gè)3TK2841的安全繼電器，其中輸入端子為IN1/IN2，可以用于連接急停按鈕；IN3做為3TK2841的“monitered START”輸入端，當(dāng)選擇“自動(dòng)啟動(dòng)”時(shí)，該端子可以不接。
輸出“OUT”做為3TK3841的功能輸出連接端子，內(nèi)部busbar總線將“F0”輸出到F-FC,做為安全功能的激活信號(hào)。
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（PPI）通信
? 以太網(wǎng)通信
? 電話網(wǎng)Modem通信
? MD720-3 無(wú)線通信
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（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：
實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)讀寫（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《西門子 S7-200?LOGO!?SITOP 參考》（更新版）S7-200 PLC->通信->網(wǎng)絡(luò)讀寫（PPI）通信。
第二，使用NETR/NETW指令，需要客戶自己編寫程序?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（PPI）通信。
使用網(wǎng)絡(luò)讀寫（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，主站既可以讀寫從站的數(shù)據(jù)，也可以讀寫另一個(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
。
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