西门子模块1P6ES7321-1FF10-0AA0

1.概述 1.1S7-1200的PROFINET通信口 S7-1200CPU本体上集成了一个PROFINET通信口，支持以太网和基于TCP/IP的通信标准。使用这个通信口可以实现S7-1200CPU与编程设备的通信，与HMI触摸屏的通信，以及与其它CPU之间的通信。这个PROFINET物理接口是支持10/100Mb/s的RJ45口，支持电缆交叉自适应，因此一个标准的或是交叉的以太网线都可以用于这个接口。 1.2S7-1200支持的协议和较大的连接资源 S7-1200CPU的PROFINET通信口支持以下通信协议及服务 ?TCP ?ISOonTCP(RCF1006) ?S7通信(服务器端) 通信口所支持的较大通信连接数 S7-1200CPUPROFINET通信口所支持的较大通信连接数如下： ?3个连接用于HMI(触摸屏)与CPU的通信 ?1个连接用于编程设备（PG）与CPU的通信 ?8个连接用于OpenIE(TCP,ISOonTCP)的编程通信，使用T-block指令来实现 ?3个连接用于S7通信的服务器端连接，可以实现与S7-200，S7-300以及S7-400的以太网S7通信 S7-1200CPU可以同时支持以上15个通信连接，这些连接数是固定不变的，不能自定义。 TCP（TransportConnectionProtocol） TCP是由RFC793描述的标准协议，可以在通信对象间建立稳定、安全的服务连接。如果数据用TCP协议来传输，传输的形式是数据流，没有传输长度及信息帧的起始、结束信息。在以数据流的方式传输时接收方不知道一条信息的结束和下一条信息的开始。因此，发送方必须确定信息的结构让接收方能够识别。在多数情况下TCP应用了IP(Internetprotocol)，也就是“TCP/IP协议”，它位于ISO-OSI参考模型的*四层。 协议的特点： ?与硬件绑定的高效通信协议 ?适合传输中等到大量的数据(<=8192bytes) ?为大多数设备应用提供 –错误恢复 –流控制 –可靠性 ?一个基于连接的协议 ?可以灵活的与支持TCP协议的第三方设备通信 ?具有路由兼容性 ?只可使用静态数据长度 ?有确认机制 ?使用端口号进行应用寻址 ?大多数应用协议，如TELNET、FTP都使用TCP ?使用SEND/RECEIVE编程接口进行数据管理需要编程来实现 1.3硬件需求和软件需求 硬件： ①S7-1200CPU ②S7-300CPU+CP343-1（支持S7Client） ③PC（带以太网卡） ④TP以太网电缆 软件： ①STEP7BasicV10.5 ②STEP7V5.4 2.ISOonTCP通信 S7-1200CPU与S7-300/400之间通过ISOonTCP通信，需要在双方都建立连接，连接对象选择“Unspecified”。 所完成的通信任务为： ①S7-1200将DB3里的100个字节发送到S7-300的DB2中 ②S7-300将输入数据IB0发送给S7-1200的输出数据区QB0。 2.1S7-1200CPU的组态编程 组态编程过程与S7-1200CPU之间的通信基本相似（见6.3），这里简单描述一下步骤： ①使用STEP7BasicV10.5软件新建一个项目 在STEP7Basic的“PortalView”中选择“Createnewproject”创建一个新项目 ②添加新设备 然后进入“Projectview”，在“Projecttree”下双击“Addnewdevice”，在对话框中选择所使用的S7-1200CPU添加到机架上，命名为PLC_1。 ③为PROFINET通信口分配以太网地址 在“DeviceView”中点击CPU上代表PROFINET通信口的绿色小方块，在下方会出现PROFINET接口的属性，在“Ethernetaddresses”下分配IP地址为192.168.0.1，子网掩码为255.255.255.0。 ④在S7-1200CPU中调用“TSEND_C”通信指令并配置连接参数和块参数 在主程序中调用发送通信指令，进入“Projecttree”>“PLC_1”>“Programblocks”>“Main”主程序中，从右侧窗口“Instructions”>“ExtendedInstructions”>“Communications”下调用“TSEND_C”指令，并选择“SingleInstance”生成背景DB块。然后单击指令块下方的“下箭头”，使指令展开显示所有接口参数。 然后，创建并定义发送数据区DB块。通过“Projecttree”>“PLC_1”>“Programblocks”>“Addnewblock”，选择“Datablock”创建DB块，选择**寻址，点击“OK”键，定义发送数据区为100个字节的数组。 根据所使用的参数创建符号表，如图1所示。 配置连接参数，如图2所示。 配置块接口参数，如图3所
数字量输入模块将现场过程送来的数字高电平信号转换成S7-300内部信号电平。一般数字量输入模块用于连接工业现场的机械触点或电子式数字传感器。对现场输入元件，仅要求提供开关触点即可。输入信号进入模块后，一般都经过光电隔离和滤波，然后才送至输入缓冲器，等待CPU采样。采样时，信号经过背板总线进入到输入映像区。
输入电路中一般设有RC滤波电路，以防止由于输入触点抖动或外部干扰脉冲引起的错误输入信号，输入电流一般为数毫安。
数字量输入模块有直流输入方式和交流输入方式，额定输入直流电压为24 V，额定输入交流电压为120 V或230 V。
数字量输入模块SM 321有4种型号模块可供选择，即直流16点输入模块、直流32点输入模块、交流16点输入模块、交流8点输入模块。
数字量模块的I/O电缆较大长度为1000 m（屏蔽电缆）或600 m(非屏蔽电缆)。
输入模块的输入点通常要分成若干组，每组在模块内部有电气公共端，选型时要考虑外部开关信号的电压等级和形式，不同电压等级的信号必须分配在不同的组。
模块的每个输入点有一个绿色发光二极管显示输入状态，输入开关闭合即有输入电压时，二极管点亮。
图2-5、图2-6分别为直流16点数字量输入模块和交流16点输入模块的外部端子接线图及内部电路图。图中只画出了一路输入信号，其中M为同一输入组内各输入信号的公共端，L+为负载电压的输入端。
当图2-5中的外接触点接通时，光耦合器中的发光二极管点亮，光敏晶体管饱和导通；外接触点断开时，光耦合器中的发光二极管熄灭，光敏晶体管截止，信号经背板总线接口传送给CPU模块。
在图2-6中用电容隔离输入信号中的直流成分，用电阻限流，交流成分经桥式整流电路转换为直流电流。外接触点接通时，光耦合器中的发光二极管和显示用的发光二极管点亮，光敏晶体管饱和导通。外接触点断开时，此光耦器中的发光二极管熄灭，光敏晶体管截止，信号经背板总线接口传送给CPU模块。
直流16点数字量输入模块的外部端子接线图及内部电路图
图2-5 直流16点数字量输入模块的外部端子接线图及内部电路图
交流16点数字量输入模块的外部端子接线图及内部电路图
图2-6 交流16点数字量输入模块的外部端子接线图及内部电路图
直流输入电路的延迟时间较短，可以直接与接近开关、光电开关等电子输入装置连接，直流24 V是一种安全电压。如果信号线不是很长，PLC所处的物理环境较好，电磁干扰较轻，则应**考虑选用直流24 V的输入模块。交流输入方式适合于在有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。
1．系统硬件设计
该系统以西门子SIMATICS7 CPU315 -2DP作为主站，ACS800变频器为从站，实现全数字交流调速系统在Profibus-DP网中的通信及控制，系统Profibus-DP网络配置图如图4-32所示。
编程软件为STEP7 V5.5软件，用于对S7-300PLC编程和对Profibus-DP网进行组态和通信配置，上位机监控计算机与PLC间采用Profibus-DP的通信方式。
RPBA-01为与变频器配套的通信适配器，插在ABB变频器的插槽1内，其中S1为总线终端器选择开关，总线终端器可以防止总线电缆端的信号反射，如果RPBA-01模块是网络中最后一个模块或是**个模块，总线终端器必须设置为ON，若使用的Profibus带内置终端器的D-sub连接器时，必须断开RPBA- 01终端器；S2为DP地址十位，S3为DP地址个位，如地址为26，则S2拨到2，S3拨到6，在操作时，可以改变节点的地址，但是模块必须重新初始化才能使改变生效。
Profibus-DP现场总线控制器（如PLC或DC S系统）设置：
1)安装ABB变频器GSD文件ABB_0812. GSD。
2)在系统Profibus-DP硬件配置中添加从站RP-BA-01模块，站号为2（或其他站号），插入的PPO为4。
3)在2号从站的参数设置中，将OperationMode改为VendorSpecific（即ABB传动协议）。
4)其他为默认配置。
5)将配置下载到主站中。
系统Profibus-DP网络配置图
图4-32 系统Profibus-DP网络配置图
6)主站对从站2输出区( OUTPUT)的数据结构见表4-2。
表4-2 主站对从站2输出区(OUTPUT)
西门子变频器是由德国西门子公司研发、生产、销售的**变要用于控制和调节三相交流异步电机的速度。并以其稳定的性能、丰富的组合功能、高性能的矢量控制技术、低速高转矩输出、良好的动态特性、**强的过载能力、创新的BiCo（内部功能互联）功能以及无可比拟的灵活性，在变频器市场占据着重要的地位。西门子变频器以其强，打破了以前器在中国市场上的垄断地位，据有关专业市场调研机构的统计，西门子的高低压变频器在中国市场上已****。

西门子变频器可设置的参数有几千个，只有系统地、合适地、准确地设置参数才能充分利用变频器性能。变频器控制方式的选择由负荷的力矩特性所决定，电动机的机械负载转矩特性根据下列关系式决定：p=tn/9550式中：p——电动机功率(kw)t——转矩(n.m)n——转速(r/min)转矩t与转速n的关系根据负载种类大体可分为3种(1)即使速度变化转矩也不大变化的恒转矩负载，此类负载如传送带、起重机、挤压机、压缩机等。
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故障现象
发生故障的时间是2015年4月份，当时操作人员打电话反映所有的副传动辊道不动了，维护人员赶到现场查看发现：所有的变频器合闸回路接触器跳闸，但奇怪的是柜门变频器合、分闸指示灯全不亮。操作人员合闸合不上，但是检查220VAC没故障。负责给模块供电的24VDC及中继的24VDC均无问题。此时发现指示灯正常了，于是进行接触器合闸，发现接触器能合上了，但是过一会就全跳。
西门子SIMATICS7-1200是一款紧凑型、模块化的PLC，可完成简单逻辑控制、高级逻辑控制、HMI和网络通信等任务。
滤波电容中间电路滤波电容：又称电解电容，该电容的作用：滤除整流后的电压纹波，还在整流与逆变器之间起去耦作用，以相互干扰，还为电动机提供必要的无功功率，要承受较大的脉冲电流，所以使用寿命短，因其要在工作中储能，所以必须长期通电，它连续工作产生的热量加上变频器本身产生的热量都会加速其电解液的干涸，直接影响其容量的大小。正常情况下电容的使用寿命为5年。建议每年定期检查电容容量一次，一般其容量减少20%以上应更换。