西门子DP网络插头6ES79720BA420XA0

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ET200Pro系列产品做为西门子分布式IO系列产品中的一种，具有zui高IP67的防护等级，成为特殊行业应用的主要产品之一。同时，ET200Pro还提供了故障安全模板：F-DI/F-DO以及电机启动器（MotorStarter）、故障安全型变频器（F-FC）等，满足了行业中的故障安全应用的需求。本文将主要介绍ET200Pr*安全型变频器的调试和使用的方法。

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，zui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 egram1。(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*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”。

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zui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。

a.IN1可以连接一个单通道或者双通道的“急停”信号，其端子接线方式为：

图18 IN1的连接

b.“Start”信号的接线方式： c. “OUT”信号的接线：

 

图19 启动信号的连接 图20 输出信号的连接

单通道以及双通道的选择，自动启动与手动启动的选择是通过切换开关实现的：

图21 选择开关的模式设置

（2） 激活安全功能
当急停信号为“1”时，系统正常工作，此时“F0”状态为“1”。当急停被按下时，表示系统运行出现危险状况，应当启动相应的安全功能，此时“F0”变为“0”，此时，应通过busbar将F0信号传送至F-FC，变频器激活相应的安全功能。

注意：系统中的F-RSM的供电是通过电源端子提供的，因而在连接接口模板的电源端子时，应当连接两路电源（DC 24V），否则F-RSM内部的3TK2841处于失电状态，从其运行灯的状态可以判断该路电源是否有连接（图22）。

图22 电源的连接

关键词
ET200Pro F-FC，故障安全，变频器，F-RSM, F-Switch

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• 自动化技术自动化技术工业自动化系统 SIMATIC 工业软件STEP 7 V5.x 工程工具Distributed Safety Software

  ET200S SIWAREX CS称重模块使用简介

  *文档: 西门子工程师*本文档！

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  1，SIWAREX CS概述 SIWAREX CS称重模块是ET200S的一个功能模块(FM)，可以直接插入到一个30mm宽的终端模块上。称重传感器、电源和串行接口都是通过具有16个连接点的终端模块来连接。通过ET200S可方便的把SIWAREX CS称重模块集成到SIMATIC系统中。本文通过将一个SIWAREX CS模块集成一套到IM151-7 CPU的例程简要介绍如何用SIWATOOL CS软件和STEP7软件对SIWAREX CS进行校秤和称重。 ......

   

  1，SIWAREX CS概述
  SIWAREX CS称重模块是ET200S的一个功能模块(FM)，可以直接插入到一个30mm宽的终端模块上。称重传感器、电源和串行接口都是通过具有16个连接点的终端模块来连接。通过ET200S可方便的把SIWAREX CS称重模块集成到SIMATIC系统中。本文通过将一个SIWAREX CS模块集成一套到IM151-7 CPU的例程简要介绍如何用SIWATOOL CS软件和STEP7软件对SIWAREX CS进行校秤和称重。

  硬件连接

  所用到的硬件设备：

  名称	数量	订货号
  IM 151-7 CPU，ET200S接口模块	1	6ES7151-7AA13-0AB0
  PM-E DC 24V 电源模块	1	6ES7138-4CA01-0AA0
  电源模块端子块，螺钉型	1	6ES7193-4CD20-0AA0
  SIWAREX CS称重模块	1	7MH4910-0AA01
  电子模块端子块，30mm宽，螺钉型	1	6ES7193-4JA00-0AA0
  MMC卡（64KB）	1	6ES7953-8LF20-0AA0
  PS307 24VDC电源	1	6ES7307-1EA00-0AA0
  CP5512编程卡	1	6GK1 551-2AA00
  MPI/DP编程电缆	1
  串口电缆	1
  称重传感器仿真器	1
  笔记本电脑	1

   

  所用到软件：

  名称	订货号
  STEP7 V5.4 组态编程软件
  WINCC Flexible2007 触摸屏组态软件
  SIWATOOL CS校秤软件	7MH4910-0AK01
  示例项目及手册	http://support.automation.siemens.com/CN/view/en/19249858/130000 免费下载

   

  系统图如下：

  

   

  

   

  RS232串口电缆的对应关系如下：

  

  给系统通电，下载正确的硬件组态，观察指示灯，察看是否有“SF”故障灯亮。正常显示如下：

  

  2，通过SIWATOOL CS软件校秤
  在电脑上安装SIWATOOL CS软件后，可通过RS232串口联接到SIWAREX CS模块进行校秤。使用SIWATOOL CS 校秤，只需在模块正确通电后即可，而与CPU是否运行，是否进行了组态编程等无必要关系。
  点击“Online”通过RS232建立电脑与称重模块的连接，如果建立连接时，在不断的重试，请检查接线及通讯设置。
  校秤主要在Adjustment parameter (DR3) 画面中完成。建立连接后，在空秤的情况下，选择校正零点有效命令，该命令将命令代码3发送到称重模块。

  

   

  执行命令后，此时显示重量变为0.00Kg，选择接收，这样就可以将Adj.digits 0的转换值给读取上来。此值请勿做任何修改，如果修改，会导致测量值的线性偏差。

  

   

  修改校正砝码的重量Adj. weight1。注意，所填数据的实际含义与在“Scales parameter”内设置的小数点位数和重量单位有关。譬如若小数位为2，单位为kg，所设砝码重量为100KG，那在Adj.weight1处就要填写10000。

  

   

  此次校准砝码重量为200KG，则需要写入20000。

  

   

  选择发送，将校正砝码重量写入SIWAREX CS模块中。
  增加相应的砝码，此时显示重量为175.45Kg，为校秤前不正确的重量（所加砝码的重量值，至少在传感器量程的5％以上，越大越好，建议在60％以上）。点击校正重量1有效命令，该命令将命令代码4发送到称重模块。

  

  命令完成后，显示重量变为200Kg，这是校称完成后的正确重量。重新选择接收一下，这样数据Adj.digits 1就保存下来了。

  

  至此，校秤过程结束，可以自由增加重量，进行称重了，显示重量即为正确的称重重量。

  可在如下图界面查看相应的状态信息及故障信息：

  

   

  3，通过STEP 7软件校秤

  （1） 硬件组态及参数设置：

  

   

  (2) PLC软件编制
  通过 25822042下载示例项目。示例项目分别提供了各种不同ET200S接口模块的完整的PLC程序和WINCC Flexible组态程序，用于调校秤重模块。
  根据ET200S接口模块的不同，从示例项目中选择相应的程序复制到当前项目中，下载到PLC里。

  其PLC程序结构如下：
  OB100：起动组织块，清除命令
  OB35： 周期性写命令，用于读取当前过程值
  OB1： 主循环程序，循环调用FB42、FC2、FC30
  FB42： 核心功能程序，处理与称重模块的数据通信，命令的执行。
  FC2： 处理报警信息
  FC30： 管理三组对称重模块的命令
  DB20： 秤矢量数据块
  DB21： 秤数据块
  DB41： FB42“SICS_DR“的背景数据块
  DB100：报警信息数据块

  核心功能程序块FB42,其背景数据块DB41,调用过程如下：

  CALL "SICS_DR" , DB41
  ADDR :=256 //称重模块起始地址
  DB_SCALE :=21 //秤数据块号
  DB_VECTOR :=20 //秤矢量数据块号
  CMD_IN :="DB_SCALE_CS".i_CMD_INPUT //输入命令
  SEL_PROC_VAL :="DB_SCALE_CS".b_SELECT_PROC_VAL //输入选择输出过程值代码
  EXT_TARA :="DB_SCALE_CS".i_PRESET_TARE //设定皮重
  CMD_INPR :="DB_SCALE_CS".bo_CMD_IN_PROGRESS //命令处理中
  CMD_FOK :="DB_SCALE_CS".bo_CMD_FINISHED_OK //命令处理完成
  CMD_ERR :="DB_SCALE_CS".bo_CMD_ERR //命令故障
  CMD_ERR_C :="DB_SCALE_CS".b_CMD_ERR_CODE //故障代码
  REF_COUNT :="DB_SCALE_CS".b_INFO_REFRESH_COUNT //刷新计数
  ACT_SEL_PROC_VAL :="DB_SCALE_CS".b_SELECTED_PROC_VAL //实际选择的过程值代码
  PROC_VAL1 :="DB_SCALE_CS".i_PROCESS_VALUE //实际过程值
  SC_STATUS :="DB_SCALE_CS".w_SCALE_STATUS //状态值
  ERR_MSG_C :="DB_SCALE_CS".b_OPR_ERR_MSG //操作员错误信息
  FB_ERR :="DB_SCALE_CS".bo_FB_ERR //功能块错误
  FB_ERR_C :="DB_SCALE_CS".b_FB_ERR_CODE //功能块错误代码
  START_UP :="DB_SCALE_CS".bo_START_UP_IN_PROGRESS //模块正在启动
  CMD_EN :="DB_SCALE_CS".bo_CMD_TRIGGER //命令触发器