西门子EM232模块

西门子EM232模块

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一的目标。在中国，工业业务领域拥有一支技术过硬、经验丰富的工程师队伍，为客户提供7x24小时全天
候服务。专业的服务人员和遍布全国的服务及备件网络将对客户的服务需求迅速作出响应，将由设备故障
引起的损失降低到小的程度。

1 ET200Pr*安全系统介绍
与ET200S系统类似，ET200Pro也提供了全系列的故障安全模板。
1) 故障安全型输入/输出模板（F-DI/F-DO）
ET200Pro的故障安全型输入/输出的模板的使用与ET200M，ET200S等分布式IO的安全模板使用方法相同。
2）电机启动器（MotorStarter）
ET200Pro的电机启动器模板（MotorStarter）中，提供了一些特殊的模板，比如F-RSM和ASM-400，电机启动器模板（MotorStarter）如果配合F-RSM和ASM-400使用可以达到SIL3(Cat.4)的安全等级（图1）。

图1 故障安全型电机启动器（MotorStarter）系统配置(Cat.4)

具体配置列表请参照手册：SIMATIC ET 200pro Motor starters

3）故障安全型变频器（F-FC）
ET200Pro F-FC是一款嵌入在ET200Pro系统中的紧凑型的故障安全型变频器。工作电压为3 AC 400V 50/60Hz，连接3相交流电机，大1.1KW，温度允许的情况下，可以连接1.5KW电机。
该变频器可以通过PROFIBUS/PROFINET的接口模板进行连接调试，也可以使用光纤转串口的电缆进行连接。
ET200Pro变频器需要与前面提到的电机启动模块中的特殊模块一起使用来对其关断信号进行评估，因而系统中需要F-Switch 或F-RSM（图2）。

图2 故障安全变频器与F-RSM的配置

其中主要的模板包括：
③接口模板
可以连接变频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故障安全型变频器（F-FC）
⑥终端模块

2 ET200Pro F-FC的调试方法
ET200Pro F-FC的组态可以通过Step7软件来实现。但变频器模板的调试工具需要用到DriveES（或者Starter、MotionScout）等软件。如果系统中使用了F-Switch，则需要MotorStarter ES软件来设置相关Switch的参数。

2．1 Step7的组态
（1）新建一个S7 300站，这里选择CPU 317F-2 PN/DP做为F主机，IM154-4 PN HF Cu V6.0做为F设备。（图3）

图3 新建S7 300站

硬件组态中，添加F-RSM；由于ET200Pro F-FC没有Profisafe报文，因而只能添加标准报文F-FC 1.1/1.5KW Standard telegram1。(图4)

图4 添加硬件

分别双击两个模板，打开属性框，将诊断选项使能。

（2）双击CPU，设置CPU的参数。

选择F 参数，为故障安全程序设置密码（图5），防止有未经授权的人修改F程序。

图5 设置F程序的密码

选择“Protection”，设定CPU程序的访问保护密码，同时将“CPU contains safety program”激活（图6）。

图6 保护选项

保存编译后，我们可以看到在Step7的Block下，出现了一些相关F系统的功能块，但由于ET200Pro F-FC没有Profisafe的报文，因而这里实际上并没有关于ET200Pro F-FC的F系统块，这也是ET200Pro F-FC与ET200S F-FC或者G120F、S120F的不同之处，因而ET200Pro F-FC的安全功能是通过F-RSM或F-Switch来实现的。
至于如何建立Step7的F程序，这里不再详细介绍，请参考相关手册。

2．2 F-FC的调试
ET200Pro F-FC的调试需要用到Drive的一些软件。通过Step7界面，双击变频器模板，则可以打开相应的调试软件的界面。

（1） 双击打开调试界面，选择“在线”。

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图7 选择在线连接到F-FC

如果无法在线操作，则检查“Option”菜单下的“Set PG/PC interface”的设置，选择合适的接口用于连接F-FC。

（2） 选择“上载”，将系统配置自动上传到PG。

图8 上传参数

在“Functions”下选择“Safety Integrated”进行安全功能的设置。注意这个选项只有在“在线”的模式下才可以操作。

图9 选择安全功能设置

（3） 打开设定界面，可以看到ET200Pro F-FC提供3种安全功能：
STO、SS1和SLS。
在ET200Pro F-FC的内部，有两条F功能总线“Safety busbar G1” 和“Safety busbar G2”。可以通过“Enables”选择这两条安全总线回路中的安全功能。如图10所示，由于F-RSM只提供一个安全回路开关(F0)，故这里只选择了“Safety busbar G1”的SLS（F0）。如果系统中使用了F-Switch，则可以设置两个安全功能回路。

图10 选择安全功能

（4） 分别设定安全功能的参数

STO：安全转矩关断。该功能激活后，变频器内部的电源被切断，电机进入自由停车状态。（图11）

图11 STO的参数设置界面

这里的设置都是关于安全回路测试的：当系统恢复正常时，是否进行回路测试，用来保证系统正常运行，以及及时检查系统错误。T=8小时的设置也是保证系统的自检测的时间。
SS1:安全停车指令1。当SS1被激活时，系统按照设定的参数进行停车。否则进入故障状态，并终进入STO。

图12 SS1的参数设置界面

Standstill:截止频率。当停车过程中，频率达到该设定值时，进入STO状态。
Tr：停车时间设定；
Tv: 延时监控时间。超出该设定值，变频器进入故障状态，同时马上进入STO状态。

SLS：安全限速。安全限速有4种模式，分别对应4种安全限速的动作。这里需要定义安全限速的设定值“Setpoint”，上限值“Upper limit”和选择模式。

图13 SLS的参数设置界面

参数设定和修改都需要“Accept settings”才能生效。这里需要输入密码和进行验证。

图14 参数修改和生效

2．3 F-RSM的调试

ET200Pro F-FC的F功能需要通过F-RSM或者F-Switch来实现（见图15），因而需要对F-RSM进行设置。

图15 ET200Pro F-FC与F-RSM/F-Switch的配置原理图

（1）F-RSM的连线

图16 F-RSM组件

其内部原理图为：

图17 F-RSM的原理图

F-RSM内部为一个3TK2841的安全继电器，其中输入端子为IN1/IN2，可以用于连接急停按钮；IN3做为3TK2841的“monitered START”输入端，当选择“自动启动”时，该端子可以不接。
输出“OUT”做为3TK3841的功能输出连接端子，内部busbar总线将“F0”输出到F-FC,做为安全功能的激活信号。

概述

变频调速柜是为机器制造和工厂建设中的变频驱动设计的。

它们特别适用于针对恒转矩负载、平方转矩负载、高性能要求但无需再生反馈的传动应用场合。

无速度传感器矢量控制的G150的控制精度适合大多数应用，因此无需使用附加实际转速编码器。

SINAMICS G150 可以提供一种经济的驱动解决方案，它能够通过丰富的组件和选配件满足各种各样的用户需求。

技术数据一览

特点

SINAMICS G150 是一种交钥匙式交流调速产品，采用了标准的机柜。其丰富的选件可以满足各种应用要求。它们的机柜宽度在 400 mm 以上（各型号间隔 200 mm），具有高为 IP54 的各种防护等级及两种设计版本。

A 型柜为所有可用选件提供了足够的空间。根据不同的设计，电源和电机连接可以布置在顶部或底部。这为工厂安装提供了高度的灵活性。

C 型柜是一种特别节省空间的设计，适用于电源部件安装在一个中央低压配电装置中且不需要在控制柜中另外提供的应用。界面友好的AOP30 操作员面板作为标准部件安装在两种型号的控制柜门内。 

SINAMICS G150 和 SIMATIC S7 组态举例

SINAMICS G150 净化电源 – 针对线路友好型运行的经济有效的解决方案

SINAMICS G150 净化电源是能够满足电流和电压质量不断提高的要求的简单而经济有效的解决方案。这种解决方案*集成在控制柜中，把强大的 6 脉冲整流技术与创新性的无源线路谐波滤波器（LHF）结合到了一起。这种设计由于其间接性、紧凑性、高可靠性和能效以及性价比而与众不同。根据其谐波值，SINAMICS G150 净化电源可以理想的迎合业界不断要求更高供电质量的发展趋势。它符合 IEEE519 标准，能够满足在变频器产生的谐波方面的苛刻的要求 - 即使对弱线路供电也是如此。

带VPL的dv/dt滤波器——在节省空间和成本上实现了电机友好性电压

SINAMICS G150 装置可配备有带VPL的dv/dt滤波器（电压峰值限制器）。这可以同时限制电压上升率dv/dt 和峰值电压，把它们限制在IEC 60034-25 规定的极限值以下。
在改造项目中，这会特别有益：使用此滤波器，原先不是设计用于搭配变频器运行的电机也可以从变频器供电了。
带VPL的dv/dt滤波器可以节省大量的空间，这是因为可以*集成到电气控制柜中 - 甚至是大额定功率的型号。此外，它还具有*的能效：切断的电压峰值没有浪费变成热能消耗在电阻器上，而是馈入了直流链路。

客户获益

• 采用了新半导体技术的IGBT 和革新的冷却方式，因而结构非常紧凑，运行异常安静。

• 方便维修的性能使用户可以轻松的操作所有模块。

• 使用如标准的 PROFIBUS 通讯接口和各种模拟和数字接口，可将它们轻松集成到自动化解决方案中。

• 由于可以方便、快速的更换各个模块和电源组件，从而提高了工厂的可用性。

• 在带有图形和文字显示能力的 LCD 屏，并且界面友好的AOP30 操作员界面上，操作员可以使用直观的菜单方便的进行启动调试和参数化。

• 节能：如果不需要电机，可以使用此功能将其*关闭。如果工艺控制器的偏差低于预定义的限制值一定的时间（可参数化），该操作会自动完成。

• 增强节能：此功能可以用于延长驱动系统变频器关闭的时间，实现节能功能 - 从而达到更加节能以及避免不必要的起动和停止泵机的目的。而且有一项附带功能 - 管道清洁。

• 维护清洁：恒定的流速意味着泵送液体中悬浮的颗粒会随着时间沉淀下来。这会减小管道的有效直径，甚至堵塞泵机。MaintenanceCleaning（维护清洁）功能用于迅速的提高泵机的速度从而防止这种沉淀堆积。

• 防止内壁沉淀：如果废水处理系统中液体容器的液面高度长期保持恒定高度，则会在容器边缘产生沉积。为了防止这种沉积，WallDeposits-Prevention（防止内壁沉积）功能会改变工艺控制器的设置值，使容器液面高度不停的上下浮动。