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产品简介
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产品介绍
西门子伺服电机
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西门子数控伺服系统：802C S、802D SL、810D DE、820D SL、840C CE、840D DE、840D SL、840Di SL、S120数 控 系 统、数 控 伺 服 驱 动 模 块、控制 模 块、电 源模 块、备 品 备 件 等。
本公司产品质量按西门子原厂质量标准，产品质保一年，按西门子原厂包装标准，西门子原装 *，按厂家执行标准，需方收到货后七日内可提出异议！！！
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SIEMENS西门子上海朕锌电气设备有限公司
：郑鑫
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前言
西门子的故障安全系统提供了尽可能全系列的产品供客户选择，ET200S系列产品做为高性价比的一款产品，在分布式IO中一直被广泛应用，因而也有着全系列相应的故障安全模板满足各种安全应用的场合，这里介绍的是故障安全型电机启动器的调试和使用方法，供大家参考。关于ET200S的基本使用方法，这里不再详细介绍，请参考相关手册。
1 ET200S 故障安全型电机启动器模板的硬件单元
ET200S 做为分布式IO系统的从站（或主站）所需要的基本硬件包括：接口模板（IM），电源模板（PS），端子模板（TM）。具体到含有故障安全型电机启动器模板的应用，还需要如下硬件组件：
表1 故障安全型ET200S 电机启动器模板组件
2 ET200S的故障安全型电机启动器的站配置
配置含有故障安全型电机启动器的ET200S站与配置普通的ET200S站相同，但故障安全系统需要考虑系统的安全等级，这里给出达到SIL3 / category 4 的典型的硬件配置（图2）：
图1 配置故障安全型电机启动器和故障安全电子模板的ET200S站，达到SIL3 / category 4
可以看到，I/O模板以及电机启动器模板均是故障安全型的。但请注意，DI/DO的电源模板必须是普通的电源模板。且在同一个电源组内，普通的电机启动器模板与安全型电机启动器模板不能混合使用，此时需要使用额外的电源模板（PM-D F PROFIsafe）进行隔离。
由于ET200S的配件比较多，选择起来比较复杂，因而建议使用ET200S配置工具（ET200S CFG Tools）进行硬件的配置，这里给出相应模板的订货号信息以供订货时参考。
| 型号 | 订货号 | 描述 |
| F-DS1E-X | 3RK1301-0AB13-0AA4 | Fail-safe direct starter; 0.3 ... 3 A |
| F-RS1E-X | 3RK1301-0AB13-1AA4 | Fail-safe reversing starter; 0.3 ... 3 A |
| TM for PM-D F | 3RK1903-3AA00 | Terminal module for power module PM-D F PROFIsafe V2 |
| TM for F-DS1E-X | 3RK1903-3AC00 | Terminal module for direct starter F with cable connection |
| TM for F-RS1E-X | 3RK1903-3AD10 | Terminal module for reversing starter F wire cable connection |
| PM-D F | 3RK1903-3BA01 | PM-D F PROFIsafe power module |
| TM-P15S23-A0 | 6ES7138-4CA01-0AA0 | PM-E DC 24V power module for electronic modules, with diagn. |
| F DI | 6ES7138-4FA03-0AB0 | Electronic module, 4/8F-DI, DC 24V, PROFIsafe (1 pc.) |
| F DO | 6ES7138-4FB02-0AB0 | Electronic module, 4F-DO, DC 24V/2A, PROFIsafe (1 pc.) |
| IM151 | 6ES7151-1BA02-0AB0 | IM 151 high-feature for conn. of ET200S to PROFIBUS DP |
| TM-P15S23-A0 | 6ES7193-4CD20-0AA0 | Terminal module for AUX1 supply; screw connection |
| TM-E30S46-A1 | 6ES7193-4CF40-0AA0 | Terminal module for electron.mod.30mm; screw term.; AUX1 |
表1 故障安全型电机启动器模板订货信息
3 组态和调试
3.1 软件组态
我们通过一个实例来介绍如何在STEP7中组态ET200S F 电机启动器模块。
所需软件：
STEP7 V5.4 SP3
Distributed safety V5.4 SP4
3.1.1 STEP7 中的项目
1）首先在STEP7中建立一个S7 400项目，项目名为ET200S_F_MS。
图2 新建S7 400项目
2）硬件组态
双击硬件组态（Hardware），在硬件列表中选择F型CPU，这里使用的是CPU 416F。注意，由于项目中将使用F型的模板，并且要使用其安全性能，因而这里需要选择F型的CPU。当然，根据所连接从站的不同，需要选择CPU是否是只有Profibus接口或者带有Profinet接口。
图3 选择F型CPU
这里我们使用的是Profibus的从站，因而双击DP口，新建Profibus网络。
图4 新建Profibus 网络
接下来组态F参数。双击CPU，打开属性页面。选择“F Parameters”属性页，为安全程序设置密码。该密码在修改F程序时会被提示，保护了安全程序不会被没有*的访问者随意修改。（在实例中的密码设置为“1”）
图5 为F程序设置密码
密码设置后，点击“OK”，可以看到F参数。这些参数是CPU处理F程序时的基本信息，一般是系统自动分配的，不建议做修改，选择确认即可。
图6 系统F参数
接下来选择“Protection”属性。同样，出于保护的需要，需要为故障安全的程序设置程序修改的权限密码，防止没有*的访问者随意从/向CPU读/写故障安全的程序。同时，由于西门子的F型的CPU同时可以做为普通的CPU使用，因而，如果程序中包含故障安全程序时，需要将“CPU contains safety program”激活，否则，CPU就是一款普通的CPU，无法处理故障安全的程序。
图7 设置CPU读/写密码
接下来组态ET200S的从站。在Profibus DP的硬件目录下，找到ET200S，选择接口模板IM151，将其连接到之前建立的Profibus网络上。其中选择的电机启动器以及其电源模板均是故障安全型的。
图8 组态ET200S从站
下面为每个故障安全模板设置参数。
双击ET200S从站上的电源模板PM-D PROFIsafe，可以看到该模板的参数设置。其中：
F_dest_address 是系统自动分配给安全型模板的（这里分配的地址是200），做为故障安全系统处理该模板时的寻址地址，该地址对应的DIP开关设置为：0011001000，在该模板侧面有实际的DIP开关，应该按照这里分配的DIP开关进行设置；
F-monitoring time(ms) 是F-CPU监控F I/O模板的通讯时间，一般也是系统自动分配的，但可以按照系统实际配置进行修改。如需修改时，请参考s7fcotib.xls 文件。该文件可以通过西门子进行下载：support.automation.siemens.com
图9 电机启动器故障安全型电源模板PM-D F PROFIsafe参数设置
双击电机启动器模块，设置故障安全参数。
首先是地址参数，这里设置的是I/O地址。
图10 电机启动器模块地址参数设置
接下来打开参数设置页面。
图11 安全型电机启动器参数设置
其中电压、电流等参数（1）可以根据实际使用的电机的参数进行设置，而其中的一些保护动作（2）也可以根据工业要求进行设定，这里不一一介绍了。
其中与安全相关的设置主要时safety shutdown group（SG）的分配。通过该参数，可以将该电机启动器模板分配一个电源组，以便进行故障安全的电机电源关断动作。每一个模板只能分配一个SG，zui多可以分配6个SG。
图12 安全关断组的分配
而在故障安全型电机启动器模板的安装底板（TM）上，也有一组用于分配SG的跳线，跳线可以插拔，从而进行硬件的SG分配，而通过硬件设置的SG应该与在软件中分配的SG相*。
图13 安装底板（TM）上硬件SG的分配
图14 SG分配后的底板
分配SG后，可以选择组诊断。对应故障安全型模板，一般都要求激活诊断选项。
图15 参数设定结果
据此可以设置其它安全型电机启动器模板的参数。
然后编译保存硬件组态。由于之前在CPU的选项中选中了“CPU contains safety program”选项，因而CPU会对故障安全选项进行单独的编译，因而编译时会出现安全程序的编译进程。如果没有错误，则硬件组态结束。此时，可以先将硬件组态进行下载。
西门子伺服电机
图16 安全程序的编译进程
此时，在SIMATIC Manager下，多出了几个打黄色标签的FB和DB块，这些都是编译后系统生成的安全模块的参数块。
3）程序编制
打开SIMATIC Manager，进行程序编制。
首先新建一个功能FC，创建语言选择F-CALL。
图17 创建F-CALL
然后创建功能块FB，创建语言选择F-FBD。
图18 创建F-FB
为该FB生成一个背景数据块，同样也是F-DB。
图19 创建背景数据块F-DB
此时可以编制F的程序了。关于F 型电机启动器的程序编制非常简单，只需要控制SG的关断状态即可。
双击打开F-FB（例子里是FB1）。
图20 编程控制SG1
在硬件组态中，电源模板PM-D F的输出地址为0..4，其中第0字节就是对应控制SG的地址，因而可以通过程序控制Q0.0 来控制SG1即可。同样，Q0.1~Q0.5则对应SG2~SG6。
当然，对于故障安全型的模板，都可能存在因故障导致的“钝化”，在程序中可以进行监控，以及进行“去钝化”的操作。关于模板“（去）钝化”操作，可在相关文档中查阅相关信息。
图21 程序中进行模板的“钝化”监测以及“去钝化”
保存程序，退回到SIMATIC Manager画面。
选择CPU，在菜单中选择对故障安全程序进行编译。
图22 选择编译F 程序
此时将出现F程序的编译画面。
图23 F程序编译选择
如果项目是*次进行编译，则首先需要建立F-Runtime group。选择该按钮，新建F运行组。
图24 新建F运行组
这里可以选择系统的F-CALL，以及调用哪个FB中的F程序，包括zui大的F程序扫描周期。
选择OK进行确认。然后选择“Compile”进行F程序的编译。
图25 F程序的编译
编译成功后，仍然需要通过F程序编译器中的下载“Download”操作将F程序下载到F-CPU中。
图26 下载F程序
程序下载后，不会马上被执行，还需要在OB35中对F-CALL进行调用，然后CPU才能处理F程序。
图27 调用F-CALL
将OB35下载到CPU中，至此，整个项目可以正常运行。
S7300电源模板
6ES7307-1BA00-0AA0
6ES7307-1EA00-0AA0
6ES7307-1KA01-0AA0
CPU
6ES7312-1AE13-0AB0
6ES7312-5BE03-0AB0
6ES7313-5BF03-0AB0
6ES7313-6BF03-0AB0
6ES7313-6CF03-0AB0
6ES7314-1AG13-0AB0
6ES7314-6BG03-0AB0
6ES7314-6CG03-0AB0
6ES7315-2AG10-0AB0
6ES7315-2EH13-0AB0
6ES7317-2AJ10-0AB0
6ES7317-2EK13-0AB0
6ES7318-3EL00-0AB0
内存卡
6ES7 953-8LF20-0AA0
6ES7 953-8LG11-0AA0
6ES7 953-8LJ20-0AA0
6ES7 953-8LL20-0AA0
6ES7 953-8LM20-0AA0
6ES7 953-8LP20-0AA0
开关量模板
6ES7 321-1BH02-0AA0
6ES7 321-1BH10-0AA0
6ES7 321-1BH50-0AA0
6ES7 321-1BL00-0AA0
6ES7 321-7BH01-0AB0
6ES7 321-1EL00-0AA0
6ES7 321-1FF01-0AA0
6ES7 321-1FF10-0AA0
6ES7 321-1FH00-0AA0
6ES7 321-1CH00-0AA0
6ES7 321-1CH20-0AA0
6ES7 322-1BH01-0AA0
6ES7 322-1BH10-0AA0
6ES7 322-1CF00-0AA0
6ES7 322-8BF00-0AB0
6ES7 322-5GH00-0AB0
6ES7 322-1BL00-0AA0
6ES7 322-1FL00-0AA0
6ES7 322-1BF01-0AA0
6ES7 322-1FF01-0AA0
6ES7 322-5FF00-0AB0
6ES7 322-1HF01-0AA0
6ES7 322-1HF10-0AA0
6ES7 322-1HH01-0AA0
6ES7 322-5HF00-0AB0
6ES7 322-1FH00-0AA0
6ES7 323-1BH01-0AA0
6ES7 323-1BL00-0AA0
模拟量模板
6ES7 331-7KF02-0AB0
6ES7 331-7KB02-0AB0
6ES7 331-7NF00-0AB0
6ES7 331-7NF10-0AB0
6ES7 331-7HF01-0AB0
6ES7 331-1KF01-0AB0
6ES7 331-7PF01-0AB0
6ES7 331-7PF11-0AB0
6ES7 332-5HD01-0AB0
6ES7 332-5HB01-0AB0
6ES7 332-5HF00-0AB0
6ES7 332-7ND02-0AB0
6ES7 334-0KE00-0AB0
6ES7 334-0CE01-0AA0
附件
6ES7 365-0BA01-0AA0
6ES7 360-3AA01-0AA0
6ES7 361-3CA01-0AA0
6ES7 368-3BB01-0AA0
6ES7 368-3BC51-0AA0
6ES7 368-3BF01-0AA0
6ES7 368-3CB01-0AA0
6ES7 390-1AE80-0AA0
6ES7 390-1AF30-0AA0
6ES7 390-1AJ30-0AA0
6ES7 390-1BC00-0AA0
6ES7 392-1AJ00-0AA0
6ES7 392-1AM00-0AA0
6ES7 392-1BM01-0AA0
功能模板
6ES7 350-1AH03-0AE0
6ES7 350-2AH00-0AE0
6ES7 351-1AH01-0AE0
6ES7 352-1AH02-0AE0
6ES7 355-0VH10-0AE0
6ES7 355-1VH10-0AE0
6ES7 355-2CH00-0AE0
6ES7 355-2SH00-0AE0
6ES7 338-4BC01-0AB0
6ES7 352-5AH00-0AE0
6ES7 352-5AH00-7XG0
通讯模板
6ES7 340-1AH02-0AE0
6ES7 340-1BH02-0AE0
6ES7 340-1CH02-0AE0
6ES7 341-1AH01-0AE0
6ES7 341-1BH01-0AE0
6ES7 341-1CH01-0AE0
6ES7 870-1AA01-0YA0
6ES7 870-1AB01-0YA0
6ES7 902-1AB00-0AA0
6ES7 902-1AC00-0AA0
6ES7 902-1AD00-0AA0
6ES7 902-2AB00-0AA0
6ES7 902-2AC00-0AA0
6ES7 902-2AG00-0AA0
6ES7 902-3AB00-0AA0
6ES7 902-3AC00-0AA0
6ES7 902-3AG00-0AA0
6GK7 342-5DA02-0XE0
6GK7 342-5DF00-0XE0
6GK7 343-5FA01-0XE0
6GK7 343-1EX30-0XE0
6GK7 343-1EX21-0XE0
6GK7 343-1CX00-0XE0
6GK7 343-1CX10-0XE0
6GK7 343-1GX20-0XE0
6GK7 343-1GX21-0XE0
6GK7 343-1HX00-0XE0
6GK7 343-2AH00-0XA0
6ES7971-1AA00-0AA0
6ES7971-5BB00-0AA0
6ES7314-6EH04-0AB0
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