西門子SM531 

PM230 電源模塊，防護(hù)等級 IP20，穿通型，框架型號 FSA 到 FSC（帶控制單元和操作面板）

PM230 電源模塊適用于采用泵、風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)等具有平方特性的設(shè)備的應(yīng)用。這些電源模塊沒有集成的制動斬波器（單象限應(yīng)用）。

PM230 電源模塊僅生成較低電源諧波和視在功率損耗。除了與電能相關(guān)的優(yōu)點外，還會減輕對環(huán)境的影響。

SINAMICS S210 是一款使用簡便、運(yùn)行安全可靠的高性能伺服驅(qū)動系統(tǒng)，全新設(shè)計的伺服驅(qū)動器與SIMOTICS S-1FK2 電機(jī)相得益彰，提供有 5 種功率等級，涵蓋 50W~750W；具有集成安全功能，并可實現(xiàn)快速工程組態(tài)。通過 PROFINET可連接到上位控制器， Webserver 和一鍵優(yōu)化功能極大地簡化了調(diào)試工作。與 SIMOTICS 伺服電機(jī)配套使用時，還可實現(xiàn)小負(fù)載的高度動態(tài)移動以及中高負(fù)載的超精確移動。

SINAMICS S120 模塊化運(yùn)動控制驅(qū)動器適用于機(jī)械與系統(tǒng)工程中的高性能驅(qū)動應(yīng)用。西門子的高性能驅(qū)動系統(tǒng)為您提供了廣泛而相互協(xié)調(diào)的組件與功能，可作為一個全面的運(yùn)動控制驅(qū)動系統(tǒng)使用。這些運(yùn)動控制驅(qū)動器包括高性能單軸驅(qū)動器和多軸共直流母線驅(qū)動器，具有矢量控制或伺服控制，可實現(xiàn)量身定制的高性能驅(qū)動解決方案。SINAMICS S120 運(yùn)動控制驅(qū)動器是一種高性能驅(qū)動器，使用靈活，可提高生產(chǎn)效率。除具有創(chuàng)新的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和數(shù)字通信功能外，這些運(yùn)動控制驅(qū)動器還提供了創(chuàng)新的工具，并且接線簡便，從而可進(jìn)行高效組態(tài)與快速調(diào)試。SINAMICS S120 功率范圍為 0.12 - 4500 kW，具有各種結(jié)構(gòu)形式和冷卻方式

安全集成的操作原理

兩個獨(dú)立的關(guān)斷信號通道

兩個獨(dú)立的關(guān)斷信號通道可用。所有關(guān)斷信號路徑均為低電平有效。這可確保在某個部件出現(xiàn)故障或發(fā)生斷線時，系統(tǒng)總是切換到安全狀態(tài)。如果在切斷信號路徑中發(fā)現(xiàn)故障，則激活 STO 或 SS1 功能（取決于參數(shù)設(shè)置）并抑制系統(tǒng)重啟。

雙通道監(jiān)控結(jié)構(gòu)

所有用于安全集成的主要硬件和軟件功能在兩個獨(dú)立的監(jiān)控通道里運(yùn)行（如關(guān)斷信號路徑、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)對比）。安全相關(guān)數(shù)據(jù)的循環(huán)交叉式對比可在兩個監(jiān)控通道實現(xiàn)。

每個監(jiān)控通道的監(jiān)控功能的工作原理為：在實施每個動作前，一個定義的狀態(tài)需處于主導(dǎo)地位，實施動作后，需進(jìn)行相應(yīng)確認(rèn)。若未滿足對監(jiān)控通道的期望，則驅(qū)動慣性運(yùn)轉(zhuǎn)到停頓狀態(tài)（兩通道），并輸出相應(yīng)消息。

通過測試停止進(jìn)行強(qiáng)制潛在錯誤檢測

必須在一段時間內(nèi)對各個功能和關(guān)斷信號通路至少測試一次，以滿足 EN ISO 13849?1 和 IEC 61508 標(biāo)準(zhǔn)對及時故障檢測提出的要求。這必須在循環(huán)手動模式下實現(xiàn)或必須自動停止測試作為過程的一部分。測試停機(jī)周期將被監(jiān)控，并在超時后發(fā)出警告。測試停機(jī)無需系統(tǒng)上電。確認(rèn)是通過取消測試停止請求來設(shè)定的。

必須執(zhí)行強(qiáng)制潛在錯誤檢測的示例：

• 在系統(tǒng)接通后，驅(qū)動器仍處于停機(jī)狀態(tài)時

• 在防護(hù)門打開之前

• 在定義的時間間隔（如每 8 小時）

• 在自動模式中，時間驅(qū)動和事件驅(qū)動

安全速度/位置感測

增量式編碼器或值編碼器可用來安全感測驅(qū)動器上的位置值。

安全實際值檢測依賴于增量通道 A/B 的冗余分析，增量通道 A/B 提供 1 Vpp 的正弦/余弦信號。只能使用通過純模擬技術(shù)生成和處理 A/B 通道信號的編碼器類型。

也可以使用 TL/TTL 增量式編碼器。在此情況下，使用兩個獨(dú)立的編碼器實現(xiàn)安全實際值感應(yīng)。還必須考慮可能的zui低轉(zhuǎn)速分辨率。

編碼器信號通過傳感器模塊輸入。

可使用集成 DRIVE?CLiQ 接口的電機(jī)作為替代產(chǎn)品。速度或位置實際值在電機(jī)內(nèi)作為安全值直接生成，并通過 DRIVE?CLiQ 的安全通信傳輸至控制單元。

也可使用經(jīng)過認(rèn)證的采用 DRIVE-CLiQ 接口的內(nèi)置旋轉(zhuǎn)編碼器（請參見

對編碼器進(jìn)行機(jī)械連接時，必須要使編碼器軸無法拔出或滑出。有關(guān)此方面的說明，請參見 IEC 61800?5?2：2016 的表 D.16。

下面的提供了滿足電氣和機(jī)械要求的西門子電機(jī)的列表：

以下系統(tǒng)可用于安全速度/位置檢測：

• 單編碼器系統(tǒng)或

• 雙編碼器系統(tǒng)

單編碼器系統(tǒng)

示例：雙編碼器系統(tǒng)

對于雙編碼器系統(tǒng)，變頻調(diào)速裝置的安全實際值由兩個獨(dú)立的編碼器提供。這些實際值通過 DRIVE-CliQ 傳輸?shù)娇刂蒲b置中。使用沒有 DRIVE-CLiQ 連接的電機(jī)時，必須配備傳感器模塊。

TL/TTL 增量編碼器可用作帶雙編碼器系統(tǒng)的替代產(chǎn)品?？梢允褂脙蓚€ TL/TTL 編碼器、一個雙 HTL/TTL 編碼器或者一個 HTL/TTL 編碼器和一個正弦/余弦編碼器

變頻器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有線性v/f控制、拋物線特性v/f控制。將變頻器參數(shù)p1300設(shè)為0，變頻器工作于線性

v/f控制方式，將使調(diào)速時的磁通與勵磁電流基本不變。適用于工作轉(zhuǎn)速不在低頻段的一般恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速對象。

將p1300設(shè)為2，變頻器工作于拋物線特性v/f控制方式，這種方式適用于風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載。這類負(fù)載的軸功率n近似地與轉(zhuǎn)速n的3次方成正比。其轉(zhuǎn)矩m近似地與轉(zhuǎn)速n的平方成正比。對于這種負(fù)載，如果變頻器的v/f特性是線性關(guān)系，則低速時電機(jī)的許用轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，從而造成功率因數(shù)和效率的嚴(yán)重下降。為了適應(yīng)這種負(fù)載的需要，使電壓隨著輸出頻率的減小以平方關(guān)系減小，從而減小電機(jī)的磁通和勵磁電流，使功率因數(shù)保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。

可以進(jìn)一步通過設(shè)置參數(shù)使v/f控制曲線適合負(fù)載特性。將p1312在0至250之間設(shè)置合適的值，具有起動提升功能。將低頻時的輸出電壓相對于線性的v/f曲線作適當(dāng)?shù)奶岣咭匝a(bǔ)償在低頻時定子電阻引起的壓降導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩減小的問題。適用于大起動轉(zhuǎn)矩的調(diào)速對象。

今天，一個新來的售后同事找我討論模擬量模塊的問題，他在售后上遇到了一些麻煩，用戶打電話反映在現(xiàn)場的S7 300模擬量模塊讀數(shù)不變化，怎么折騰都讀數(shù)是32767。盡管模擬量模塊大家都很熟悉，但是類似的問題還經(jīng)常有用戶反應(yīng)。翻了翻手邊的資料，似乎沒有系統(tǒng)講解這個問題的，于是把自己的經(jīng)驗歸納總結(jié)一下。

關(guān)于讀不出值的問題，如果總是32767沒有變化，其實值已經(jīng)有了，只不過是超量程了。如果值為0，那就要注意模擬量是否有問題了，使用萬用表測量現(xiàn)場信號并沒有超限。為什么會出現(xiàn)這兩種現(xiàn)象呢？這是因為選擇的參考電位不同，例如，現(xiàn)場過來的信號為5V，那首先要問一下，基準(zhǔn)點是幾伏？10~15是5V，-10~ -5同樣也是5V，如果測量端基準(zhǔn)點是0V，那么測量就會有問題，所以一定要保證兩端等電位。模擬量模塊的基準(zhǔn)電位點就是MANA ，所有的接線都與之有關(guān)

這里的隔離是指模擬量模塊的基準(zhǔn)電位點MANA 與地（也是PLC的數(shù)據(jù)地）隔離。隔離模塊MANA 與地M可以不連接，以MANA 作為測量端的參考電位；非隔離模塊MANA 與地M必須連接， 這樣地M 變?yōu)镸ANA作為測量端的參考電位。隔離模塊的好處就是可以避免共模干擾。如何知道模塊是否是隔離模塊，例如SM331模塊，可以從模板規(guī)范中查到。S7-300中只有一款SM334（SM355除外）模塊是非隔離的，此外CPU31XC集成的模擬量也是非隔離的，共同特點就是模塊的輸出和輸入公用M端。

同樣傳感器也有隔離與非隔離的問題。通常非隔離的傳感器電源的負(fù)端與信號的負(fù)端公用一個端子，例如傳感器有三個端子 L， M 和S+，通過L， M端子向傳感器供電，S+，M為信號的輸出，公用M端。判斷傳感器是否隔離最好還是參考手冊。隔離傳感器信號負(fù)端與地M可以不連接，以信號負(fù)端作為信號源端的參考電位。非隔離傳感器信號負(fù)端必須在源端（設(shè)備端）接地，以源端的地作為信號的參考電位。

下面就是如何保證測量端與信號源端等電位接線的問題。在下面建議的連接圖中所用的縮寫詞和助記符含義如下：

M +：測量導(dǎo)線（正）

M -： 測量導(dǎo)線（負(fù)）

MANA：模擬量模塊基準(zhǔn)電位點

這里需要注意MANA ，不同的接線方式都是以MANA 為參考基準(zhǔn)電位。

M： 接地端子

L +：24 VDC電源端子

UCM：MANA與模擬量輸入通道之間或模擬量輸入通道之間的電位差

UCM共模電壓，有兩種：

1）不同輸入信號負(fù)端的電位差，例如一個輸入信號為3V，另一個輸入信號也為3V，但是它們的基準(zhǔn)點電位可能不同，可能是1~4V或3~6V,那么它們之間的共模電壓為2V。

2）輸入信號負(fù)端與MANA的電位差。

模塊的UCM 是造成模擬量值超上限的主要原因。不同模塊UCM 的最大值不同。

UISO：MANA和CPU的M端子之間的電位差

03

使用隔離的模擬量模塊連接隔離的傳感器

• 網(wǎng)絡(luò)快速組態(tài)，適用于所有應(yīng)用

• 圖形化的組態(tài)方式，操作更為輕松便捷

可在全圖形化的設(shè)備視圖和網(wǎng)絡(luò)視圖中對所有硬件進(jìn)行組態(tài)和聯(lián)網(wǎng)設(shè)置。以圖形方式進(jìn)行連接組態(tài)，對控制器、HMI 設(shè)備、PC 和驅(qū)動裝置的連接更為輕松便捷。
大量快捷功能的應(yīng)用，如變量或硬件組件的拖放功能、編程單元的簡單復(fù)制粘貼功能，都極大地簡化組態(tài)和聯(lián)網(wǎng)操作。

描述：在大的或者分布很廣的工廠中，很多的IO控制器通常都會生效?！蚕碓O(shè)備’功能允許IO設(shè)備模塊和子模塊在多種IO控制器之間共享。 這種能力的劃分使靈活自動化概念成為可能。例如，可以在一個IO設(shè)備中將IO模塊緊密組態(tài)。

描述
在大的或者分布很廣的工廠中，很多的IO控制器通常都會生效?！蚕碓O(shè)備’功能允許IO設(shè)備模塊和子模塊在多種IO控制器之間共享。  這種能力的劃分使靈活自動化概念成為可能。例如，可以在一個IO設(shè)備中將IO模塊緊密組態(tài)。

本條目描述了當(dāng)訪問共享設(shè)備的數(shù)據(jù)時報錯，PROFINET IO控制器的表現(xiàn)。

如果一個PROFINET IO控制器出故障，正在運(yùn)行的IO控制器可以繼續(xù)訪問共享的設(shè)備，但是只訪問分配的子模塊。 故障IO控制器的子模塊不能繼續(xù)讀或?qū)憽?/p>

使用“模塊內(nèi)部的輸入/輸出共享（MSI/MSO）"功能，在共享設(shè)備的一個子模塊（輸入模塊或輸出模塊）上多可以訪問4個IO控制器。
如果IO控制器通過MSI故障，其他分配的IO控制器可以繼續(xù)有讀取輸入模塊的輸入數(shù)據(jù)的權(quán)限。  
如果對輸出子模塊有寫權(quán)限的IO控制器通過MS*，那么輸出模塊不在能寫。如果對輸出子模塊有讀權(quán)限的IO控制器通過MS*，那么輸出會繼續(xù)通過可用的IO控制器寫或讀。

如果共享設(shè)備失敗，那么每個共享的IO控制器都會收到站故障報錯。其他診斷基于子模塊的分配。只有這個IO控制器會收到接口模塊的診斷信息。
共享設(shè)備的接口模塊被分配給其中一個訪問的IO控制器。接口模塊分配給IO控制器并建立應(yīng)用連接。 只有這個IO控制器接收PROFINET的診斷。

ET200M作為共享設(shè)備的特殊情況

• 如果其中一個IO控制器故障，那么完整的分布式IO設(shè)備ET 200M輸出的替代值作為共享設(shè)備。這意味著不僅有故障IO輸出模塊的IO控制器的輸出替代值，還有正常運(yùn)行的IO控制器的IO輸出模塊。

• 由于IO模塊的輸出不能單獨(dú)輸出替代值，在共享設(shè)備環(huán)境中，如果所有分配的IO控制器處于“運(yùn)行"模式，所有被分配的IO控制器都在“RUN"模式時，IO只輸出進(jìn)程值。因此，只要一個IO控制器換到“STOP"模式，IO模塊的輸出也會輸出替代值，這個替代值是被其他IO控制器訂閱的。這種行為可以被監(jiān)控，例如，使用S7功能"Enable PA"。"Enable PA"會造成處于“STOP"模式的CPU報告成“RUN"操作模式。這樣，仍處在“RUN"狀態(tài)的被分配給其他IO控制器的模塊就被再次使能了。

ET200MP作為共享設(shè)備的特殊情況
在共享狀態(tài)下，例如，如果其中一個共享的IO設(shè)備變?yōu)椤癝TOP"模式或者由于斷開連接報故障，那么輸出模塊所有的子模塊會為替代值（例如，斷開）表現(xiàn)成參數(shù)化。這就是說即使一個IO控制器故障，另一個共享IO控制器的共享設(shè)備都不再控制被分配的輸出模塊的子模塊