绵阳西门子一级代理商

绵阳西门子一级代理商

什么是 PROFINET IO？

PROFINET IO 是开放式传输系统，它具有根据 PROFINET 标准定义的实时功能。 该标准定义了独立于制造商之外的通讯、自动化和工程模型。

用于对 PROFINET 组件进行接线的附件具有工业品质。

PROFINET 未使用层级式 PROFIBUS 主站/从站原理。 而是使用了供应者/客户原理。 计划过程 IO 设备的哪些模块将由 IO 控制器使用。

模块数可根据 PROFINET IO 提供的选项进行扩展。 组态期间不能超出参数限制。

传输速率为 100 Mbps。

用户组态界面与 PROFIBUS DP（STEP 7 → HW CONFIG 中的组态）上的组态界面基本相同。

PROFINET IO 网络的结构

下图说明了一个 PROFINET IO 网络的典型布局。 现有的 PROFIBUS 从站可以通过使用 IE/PB 链接进行集成。

图片: PROFINET IO 网络的典型结构

 

什么是 ET 200S 分布式 I/O 系统？

定义

ET 200S 分布式 I/O 系统是离散型模块化、高度灵活的 DP 从站，用于连接中央控制器或现场总线上的过程信号。ET 200S 支持现场总线类型 PROFIBUS DP 和 PROFINET IO。 ET 200S 的防护等级为 IP 20。

应用

可将任意数量的 I/O 模块以任意组合的方式连接到接口模块的右侧，然后由接口模块将数据传输到中央控制器中。 这样，您可以将组态的重点放在局部需求上。

根据不同的接口模块，每个 ET 200S 多可以由 63 个模块组成 — 例如，电源模块、I/O 模块和电机启动器。

由于可以集成电机启动器（切换和保护任何高为 7.5 kW 的三相负载），从而确保可以快速调整 ET 200S 以满足任何机器的要求。

ET 200S 的故障安全模块可确保数据的故障安全读入和读出的安全类别为 4 (EN 954-1)。

端子模块和电子模块

ET 200S 分布式 I/O 系统

通过 PROFIBUS DP 电缆连接器在 IM151-1 或 IM151-1 COMPACT 接口模块处连接到 PROFIBUS DP，并

通过 PROFINET IO 电缆连接器在 IM151-3 接口模块处连接到 PROFINET IO。

每个 ET 200S 外设系统是

PROFIBUS DP 上的 DP 从站，或

PROFINET IO 上的 IO 设备。

视图

下图显示了 ET 200S 组态的一个实例。

①	接口模块 ET 200S IM151-1
②	用于电子模块的电源管理模块 (PM-E)
③	电子模块
④	用于电机启动器的电源管理模块 (PM-D)
⑤	直接启动器
⑥	变频器
⑦	终端模块
⑧	电源总线
⑨	用于电子模块的端子模块 (TM-E)
⑩	用于电源模块的端子模块 (TM-P)

ET 200S 组件

下表概述了 ET 200S 的重要组件：

列表: ET 200S 组件

组件

功能

视图

符合 EN 60715 的装配导轨	... 安装 ET 200S。 可在导轨上安装 ET 200S。
接口模块 IM151-1 基本型 IM151-1 标准型 IM151-1 高性能型	... 将 ET 200S 与 DP 主站连接并将电子模块和电机启动器模块的数据准备好。	带有 RS485 接口：
IM151-1 FO 标准型		带有光纤接口：
COMPACT 模块 IM151-1 COMPACT 32DI DC24V IM151-1 COMPACT 16DI/16DO 24 VDC/0.5 A	... 将 ET 200S 与 DP 主站连接并将集成在接口模块上的 IO 数据和通过扩展模块扩展的电子模块和电机启动器的数据准备好。
用于 COMPACT 模块的端子模块	... ...进行接线和安装 COMPACT 模块。 COMPACT 模块的端子模块可以选择： 螺钉型端子模块 弹簧型端子模块
用于电源和电子模块的端子模块	... 提供到 ET 200S 模块的电子和机械连接。  端子模块可以选择： 用于电源模块 用于电子模块 螺钉型端子模块 快速连接端子（快速连接方法、不需要剥线工具）
用于以下对象的附加端子 用于 COMPACT 模块的端子模块 宽度为 120 mm 的任何端子模块	... 扩展端子块并允许连接使用 3 线或 4 线技术的各个通道的传感器/执行器 附加端子可以选择：
电源模块	... 监视电位组中所有电子模块的电压。 可以选择以下电源模块： 带诊断功能的 24 VDC 电源 带诊断功能的 24 到 48 VDC 电源 带诊断功能和保险丝的 24 VDC 到 48 VDC、24 VAC 到 230 VAC 电源
电子模块	... 插入到端子模块并决定以下功能： 使用 24 VDC、120/230 VAC 和 NAMUR 的数字输出模块 使用 24 VDC 和 120/230 VAC 的数字输出模块 继电器模块 具有电压、电流和电阻测量以及热电阻和热电偶元件的模拟输入模块 电压和电流的模拟输出模块 工艺模块 称重模块 SIWAREX CS 和 SIWAREX CF 故障安全模块 预留模块
终端模块	... 终止 ET 200S 并可用于携带 6 根预留保险丝 (5 mm x 20 mm)。
屏蔽端子	... 是用于 3 x 10 mm 标准电源母线的可插拔机架，可以小的安装时间来实现低电阻电缆屏蔽。
标签表 （DIN A4、穿孔的金属箔）	... 用于机器标签或打印 接口模块和电子模块的每个标签表有 80 条 COMPACT 模块的每个标签表有 10 条
插槽号码牌	... 用于标识端子模块的插槽。
颜色编码标签	... 允许端子模块上客户/国家（地区）特定的端子标识
带总线端子连接器的 PROFIBUS 电缆	... 相互组合 PROFIBUS DP 组态的节点。
具有单模插头的双工光纤电缆 （在 IM151-1 FO 标准型的插头适配器中）	IM151-3 PN IM151-3 PN 高性能型	... 将 ET 200S 与 PROFINET IO 控制器连接并将电子模块和电机启动器的数据准备好。	具有 2 个 PROFINET 接口：
《PROFINET 安装指南》(PROFINET Installation Guide) 中各种规范的 PROFINET 连接器和工业以太网 FC 安装线	... ...相互连接 PROFINET IO 组态的节点。

ET 200S 的特性和优势

下表列出了 ET 200S 的特性和优势。

列表: ET 200S 的特性和优势

属性

优势

关于结构
离散模块化设计 1/2/4/8 通道电子模块 电源模块 集成的电机启动器 32 通道 COMPACT 模块	功能导向型、成本优化型站设计 显著减少了组态和文档的成本与工作 可以任意顺序排列模块，从而节省空间
范围广泛的电子模块	广泛的应用领域
ET 200S FC 变频器	速度控制 故障安全技术： 安全制动斜坡、安全速度减小 当电机处于再生制动模式时，将电能重新回馈给电网 无需网格通讯电抗器
具有通讯功能、系统集成的电机启动器： 直接和可逆启动器，高为 7.5 kW	插入式模块中的 PLC 输入和输出、端子块、电路断路器和接触器可节省接线的空间和工作
由于机械组件和电子组件的分隔，从而可进行接线	可以预接线 可在 ET 200S 运行期间更换模块（“热插拔”）
允许电源模块到共用电位的单独连接	电位组的单独信息（可通过电源模块的 TM-P 端子模块的颜色编码进行标识） 简单负载中断
适合恶劣工业条件（5 g 震动阻力）的耐用结构	直接安装在机器上时高可靠性运行，高可用性
连接系统
集成的电压总线	简化了接线所需的工作
电机启动器的电源总线，大为 50 A	400 V 范围内接线的小限度
螺钉端子、簧负载端子和快速连接	无需更改端子连接方法
2 线和 3 线连接或 2 线、3 线和 4 线连接	根据空间和成本的佳选择
快速连接	无需剥线的连接方法 节省接线时间
端子模块中可替换的接线盒	端子损坏时无需卸下端子模块
I/O 模块的自动编码	快速可靠的模块更换
大标签牌	具有足够的空间以清除标签
数据传输速度在 PROFIBUS DP 上高可达 12 Mbps，在 PROFINET IO 上高可达 100 Mbps	较短的响应时间
集成的安全功能 电机启动器高可达安全类别 4，符合 EN 954-1	进行耗时的安全工程时可节约时间
故障安全模块	通过 PROFINET (PROFIsafe) 获取并输出故障安全信号，安全类别可达到符合 IEC 61508 的 SIL3 以及符合 EN 954-1 的安全类别 4 和符合 ISO 13849 的性能级别 e。

绵阳西门子一级代理商

西门子PLC分布式I/O ET200M故障诊断
　　在控制系统中，如果遇到西门子PLC与远程分布式I/O模块通讯故障时，可以按照如下方法进行检查：
　　1. 检查DP通讯电缆和DP接头是否有问题，DP接头是否正确连接。如果系统中有多个ET200M，需要将个和后一个DP接头的终端电阻拨到ON，其他的DP接头的终端电阻拨到OFF；
　　2. 检查ET200M的电源是否正常，主控制PLC和ET200M之间需要接口模块IM153来进行通讯连接；这是需要确认IM153模块的24V供电是否正常，是否有电压不足的情况出现；
　　3. 每一个远程分布式I/O ET200M都有一个固定的通讯地址，这个地址在硬件IM153上是拨码开关的形式，而在软件组态中，需要注意软件中的地址设定要和拨码开关的地址一致，另外系统中的所有地址不能出现重复的情况；
　　4. 由于通讯的长度和通讯的波特率有对应关系，在通讯距离较长的情况下，通讯波特率不能过高。这时候用户可以适当降低系统的通讯速率，以提高通讯过程的稳定性；
　　5. 主控PLC可分布式I/O模块ET200M之间的通讯电缆附近是否有干扰源，如：变频器，大功率电机等。这些干扰源会对通讯过程造成影响，用户在进行电缆布线时，需要考虑干扰的情况。

西门子模块高频率是变频器-电动机系统可以运行的高频率。由于变频器自身的高频率可能较高，当电动机容许的高频率低于变频器的高频率时，应按电动机及其负载的要求进行设定。基本频率是变频器对电动机进行恒功率控制和恒转矩控制的分界线，应按电动机的额定电定电压设定。转矩类型指的是负载是恒转矩负载还是变转矩负载。用户根据变频器使用说明书中的V/f类型图和负载的特点，选择其中的一种类型。我们根据电机的实际情况和实际要求，高频率设定为83.4Hz，基本频率设定为工频50Hz。负载类型：50Hz以下为恒转矩负载，50~83.4Hz为恒功率负载。

2.如何调整启动转矩

西门子模块调整启动转矩是为了改善变频器启动时的低速性能,使电机输出的转矩能满足生产启动的要求。 在异步电机变频调速系统中,转矩的控制较复杂.在低频段,由于电阻、漏电抗的影响不容忽略，若仍保持V/f为常数，则磁通将减小，进而减小了电机的输出转矩。为此，在低频段要对电压进行适当补偿以提升转矩。可是，漏阻抗的影响不仅与频率有关，还和电机电流的大小有关，准确补偿是很困难的。近年来国外开发了一些能自行补偿的变频器，但所需计算量大，硬件、软件都较复杂，因此一般变频器均由用户进行人工设定补偿。针对我们所使用的变频器，转矩提升量设定为1%~5%之间比较合适。

3. 如何设定加、减速时间 电机的运行方程式：

式中：Tt为电磁转矩；T1为负载转矩 电机加速度dw/dt取决于加速转矩（Tt,T1），而变频器在启、制动过程中的频率变化率则由用户设定。若电机转动惯量J、电机负载变化按预先设定的频率变化率升速或减速时，有可能出现加速转矩不够，从而造成电机失速，即电机转速与变频器输出频率不协调，从而造成过电流或过电压。因此，需要根据电机转动惯量和负载合理设定加、减速时间，使变频器的频率变化率能与电机转速变化率相协调。检查此项设定是否合理的方法是按经验选定加、减速时间设定。若在启动过程中出现过流，则可适当延长加速时间；若在制动过程中出现过流，则适当延长减速时间；另一方面，加、减速时间不宜设定太长，时间太长将影响生产效率，特别是频繁启、制动时。我们将加速时间设定为15s,减速时间设定为5s。

4 .频率跨跳 V/f控制的变频器驱动异步电机时，在某些频率段。

电机的电流、转速会发生振荡，严重时系统无法运行，甚至在加速过程中出现过电流保护使得电机不能正常启动，在电机轻载或转动量较小时更为严重。因此变通变频器均备有频率跨跳功能，用户可以根据系统出现振荡的频率点，在V/f曲线上设置跨跳点及跨跳点宽度。当电机加速时可以自动跳过这些频率段，保证系统正常运行。

5 过负载率设置 该设置用于变频器和电动机过负载保护。

当变频器的输出电流大于过负载率设置值和电动机额定电流确定的OL设定值时，变频器则以反时限特性进行过负载保护（OL），过负载保护动作时变频器停止输出。 2.6 电机参数的输入 变频器的参数输入项目中有一些是电机基本参数的输入，如电机的功率、额定电压、额定电流、额定转速、极数等。这些参数的输入非常重要，将直接影响变频器中一些保护功能的正常发挥，一定要根据电机的实际参数正确输入，以确保变频器的正常使用。

四.变频器在调试与使用过程中经常遇到的问题

1.)其中过电压现象为常见。 过电压产生后，变频器为了防止内部电路损坏，其过电压保护功能将动作，使变频器停止运行，导致设备无法正常工作。因此必须采取措施消除过电压，防止故障的发生。由于变频器与电机的应用场合不同，产生过电压的原因也不相同，所以应根据具体情况采取相应的对策。

2、)过电压的产生与再生制动所谓变频器的过电压，是指由于种种原因造成的变频器电压超过额定电压，集中表现在变频器直流母线的直流电压上。正常工作时，变频器直流部电压为三相全波整流后的平均值。

若以380V线电压计算，则平均直流电压Ud=1.35U线=513V。在过电压发生时，直流母线上的储能电容将被充电，当电压上升至700V左右时，（因机型而异）变频器过电压保护动作。造成过电压的原因主要有两种：电源过电压和再生过电压。

电源过电压是指因电源电压过高而使直流母线电压超过额定值。而现在大部分变频器的输入电压高可达460V，因此，电源引起的过电压极为少见。本文主要讨论的问题是再生过电压。产生再生过电压主要有以下原因：当大GD2（飞轮力矩）负载减速时变频器减速时间设定过短；电机受外力影响（风机、牵伸机）或位能负载（电梯、起重机）下放。由于这些原因，使电机实际转速高于变频器的指令转速，也就是说，电机转子转速超过了同步转速，这时电机的转差率为负，转子绕组切割旋转磁场的方向与电动机状态时相反，其产生的电磁转矩为阻碍旋转方向的制动转矩。所以电动机实际上处于发电状态，负载的动能被“再生”成为电能。再生能量经逆变部续流二极管对变频器直流储能电容器充电，使直流母线电压上升，这就是再生过电压。因再生过电压的过程中产生的转矩与原转矩相反，为制动转矩，因此再生过电压的过程也就是再生制动的过程。换句话说，消除了再生能量，也就提高了制动转矩。如果再生能量不大，因变频器与电机本身具有20%的再生制动能力，这部分电能将被变频器及电机消耗掉。若这部分能量超过了变频器与电机的消耗能力，直流回路的电容将被过充电，变频器的过电压保护功能动作，使运行停止。为避免这种情况的发生，必须将这部分能量及时的处理掉，同时也提高了制动转矩，这就是再生制动的目的。

3、)过电压的防止措施： 由于过电压产生的原因不同，因而采取的对策也不相同。对于在停车过程中产生的过电压现象，如果对停车时间或位置无特殊要求，那么可以采用延长变频器减速时间或自由停车的方法来解决。所谓自由停车即变频器将主开关器件断开，让电机自由滑行停止。如果对停车时间或停车位置有一定的要求，那么可以采用直流制动（DC制动）功能。直流制动功能是将电机减速到一定频率后，在电机定子绕组中通入直流电，形成一个静止的磁场。电机转子绕组切割这个磁场而产生一个制动转矩，使负载的动能变成电能以热量的形式消耗于电机转子回路中，因此这种制动又称作能耗制动。在直流制动的过程中实际上包含了再生制动与能耗制动两个过程。这种制动方法效率仅为再生制动的30-60％，制动转矩较小。由于将能量消耗于电机中会使电机过热，所以制动时间不宜过长。而且直流制动开始频率，制动时间及制动电压的大小均为人工设定，不能根据再生电压的高低自动调节，因而直流制动不能用于正常运行中产生的过电压，只能用于停车时的制动。对于减速（从高速转为低速，但不停车）时因负载的GD2（飞轮转矩）过大而产生的过电压，可以采取适当延长减速时间的方法来解决。其实这种方法也是利用再生制动原理，延长减速时间只是控制负载的再生电压对变频器的充电速度，使变频器本身的20%的再生制动能力得到合理利用而已。至于那些由于外力的作用（包括位能下放）而使电机处于再生状态的负载，因其正常运行于制动状态，再生能量过高无法由变频器本身消耗掉，因此不可能采用直流制动或延长减速时间的方法。再生制动与直流制动相比，具有较高的制动转矩，而且制动转矩的大小可以跟据负载所需的制动力矩（即再生能量的高低）由变频器的制动单元自动控制。