设备是2005年进行的设备改造,为轧机副传动系统,控制系统采用西门子S7-400控制,I/O模块采用的400的I/O模块。控制变频器分合闸按钮全部采集入PLC(两地合闸)。合闸采用PLC输出由中间继电器转220VAC控制接触器动作。变频器为1336PLUS2,AB的。
2: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。
3:排查故障
排查继电回路问题,将继电器强制开关强制,合闸回路及变频器均无问题,观察变频器面板无问题。联系试车,结果发现需要动作的变频器不对(手动**台,*二台动作了)。但几分钟以后又正常了。。。。。。(故障时好时坏,中间还好了一小时,轧钢线不能停产,这故障难查了。。。。。。)
一小时后,又出现此类情况,此时只能怀疑控制系统有问题,发现输出模块亮的灯不对(误导),怀疑输出模块问题,更换输出模块。(又好了一小时。。。。,排期间一直强制合闸生产中。。。。。。)
一小时后,仍然出现此类情况。换了输出模块,仍然没法解决。这两小时中,监控和排查人员一直没离开,没办法,开始蹲点,结果这次在上位机监控时发现偶尔分闸信号过来,怀疑合分闸24VDC有问题,检查全部没问题。
较终我们怀疑输入模块有问题。正好看程序时发现输入模块信号异常,发现输入421-1BL00-0AA0模块的I/0点I20.0至I23.0输入点信号平移了两位,即I20.0变成了I20.2,以此类推。更换后设备正常。
4:故障分析
输入模块往常也就是见坏点、模块全黑,I/O点平移的故障**次见到。而AB变频器的数字量输入是置复位式的,接线也采用的是三线制启动。这样就会造成输入模块瞬间故障,导致全部跳闸,但是强制后输入点还是平移,这样后边一台变频器得到启动信号,而没得到停止信号变频器是启动的。而速度选择的点也平移了,变频器就启动了
说明
SIMATICS7-400 PNH系统可以根据具体应用需求量身定制:性能可扩展、**的冗余度可灵活组态,安全功能易于集成。集成PROFINET接口,可冗余连接I/O设备,或者通过PROFIBUS连接I/O设备,实现工厂级通信。无论何种应用,使用SIMATIC S7-400 PNH,均可在熟悉的STEP7 工程环境中,进行便捷而有效的编程和组态。
To the top of the page
应用
■ 避免控制器故障引起的停机。主要用于生产、能源、供水系统、机场助航照明、编组站系统等领域。
■ 避免因工厂故障造成数据丢失而导致的高昂重启成本。主要用于行李处理、高架仓库、跟踪和追溯等领域。
■ 在工厂或机器停机时保护工厂、工件和材料。主要用于炉子、半导体、船舶等领域。
■ 无监督和维修人员亦能**正常运行。主要用于污水处理厂、隧道、船闸、楼宇系统等领域。
To the top of the page
效益
简单、高效的工程组态
与在标准系统中一样,SIMATIC S7-400H 可以使用所有 STEP 7 编程语言进行编程。可以很容易的把程序从标准系统迁移到冗余系统中,反之亦然。当加载程序时,它会自动传送到两个冗余控制器中。使用 STEP 7,可以对特定冗余功能和配置进行参数设置。
出色的诊断和模块更换优势
■ 利用集成的自我诊断功能,系统可以提前检测故障和发送信号,避免故障对生产过程产生影响。这样可以有针对性地替换故障组件,加快维修进程。
■ 可以在系统运行过程中对所有组件进行热插拔。更换一个 CPU 后,当前的所有程序和数据可以自动重新装载。
■ 即使在系统运行过程中,也可以修改程序(例如,程序块的修改和重新装载),更改配置(例如,增加或删减 DP从站或模块)以及改变 CPU 的内存分配。
To the top of the page
设计和功能
根据统计数字表明,所有自动化组件(无论是机械式、机电式,还是电子式)都会出现故障。因此,工厂维护和工厂改造也就必不缺少。在实际应用中,期待**的可用性是不现实的。
通过西门子 SIMATIC S7-400H,能够较大限度地降低生产故障机率,较大化生产率。
SIMATIC S7-400H 具有以下功能:
■ 出现故障时,能够无扰切换
■ 集成故障检测功能;提前检测故障,避免影响生产过程
■ 在线维护,即可在工厂运行期间,更换故障组件
■ 组态更改,即可在工厂运行期间,进行工厂扩容
■ 自动事件同步
■ 高可用性通信
■ 冗余连接I/O 设备
S7-400 PNH CPU的同步模块分为两种,一种用于较长10m 的 FOC patch 光纤,另一种用于较长10km 的单模全双工 LC/LC 光纤(9/125 μ)
冗余系统的同步光纤分为1m、2m、10m 和10km 四种。同步速率达到400Mbps。
D总线通讯功能概述
S7-300/400与SINAMICS S120 之间通过DP总线可进行周期性及非周期性数据通讯。使用标准S7功能块SFC14/SFC15,S7-300/400PLC通过PROFIBUS周期性通讯方式可将控制字1(CTW1)和主设定值(NSETP_B)发送至驱动器;使用标准S7功能块SFC58 / SFC59,可以实现非周期性数据交换,读取或写入驱动器的参数。
二、S7-300/400与S120装置的连接
三、驱动器站地址设置
1. 驱动装置的PROFIBUS通讯地址设置有两种方法:
(1) 通过CU控制单元上的拨码开关实现地址设置,有效地址值为:1…126,本例中地址设置见下图。
注意:通过拨码开关改变地址时应断掉变频器电源
(2) 在拨码开关全部拨到OFF或ON状态时可以利用参数P918设置地址,否则
P918参数中设置的地址是无效的。
驱动装置的PROFIBUS 通讯波特率默认为:1.5Mbps
2. 在S7-300/400的硬件组态中设定的驱动装置站地址应与驱动装置的站地址一致。
图.1
四、通讯报文设置
对于不同的驱动装置只有特定的报文结构能被选用,详细描述请参考:SINAMICS_S120_Commissioning_Manual。表1为常用报文。
表1.
报文格式999为用户自定义报文,当用户选择此报文格式时,电机的起、停控制位等需自己做关联。此时必须将PLC控制请求置1(P854=1)。
注意:用户可在S7-300/400硬件配置时根据需要配置报文结构,配置结束后进行
编译保存;之后打开Starter,核对报文结构是否一致,若不一致需在Starter
中打开“configuration”做调整后点击“Transfer to HW config”按钮。
图.
DC/AC 驱动装置报文设定
图.3
五、用DP总线对电机起、停及速度控制
S7-300/400PLC通过PROFIBUS周期性通讯方式将控制字1(CTW1)和主设定值(NSETP_B)发送至驱动器。
(1) 控制字中Bit0做电机的起、停控制。
(2) 主设定值为速度设定值,频率设定值和实际值要经过标准化,使得4000H(十六进制)对应于**,发送的较高频率(较大值)为7FFFH(200%)。可以在P2000中修改参考频率(缺省值为50Hz)。
) 组态的报文结构 PZD=2或自由报文999时,在S7-300/400 中可用“MOVE”指令进行数据传送;当组态的报文结构 PZD〉2,在S7-300/400中需调用SFC14和SFC15系统功能块。
? SFC14(“DPRD_DAT”)用于读Profibus 从站的过程数据
? SFC15(“DPWR_DAT”)用于将过程数据写入Profibus 从站
例子:SERVO_02 ”控制字、主设定值的发送及状态字、实际频率的读取程序
(1) 控制驱动器运行:
通过先发送控制字(STW1)047E然后发送047F来启动驱动器,该数据控制字在DB10.DBW8(见图4)中*,主设定值在DB10.DBD10中设定,运行信号为M1.0。这些值均通过变量表VAT_2设定及监控。控制程序见图3。
(2)停止驱动器:
应发送控制字047E至驱动器。
(3)读取驱动器状态字及频率实际值:
PLC接收状态字1(ZSW1),存放在DB10.DBW0中;接收驱动器传来的频率实际值,存放在DB10.DBD2中。
图3. 控制程序
图4. DB10
六、驱动器参数的读取及写入
1.扩展PROFIBUS DP功能(DPV1)
非周期性数据传送模式允许:
? 交换大量的用户数据(较多240 bytes)
? 用DPV1的功能 READ 和 WRITE可以实现非周期性数据交换。传输数
据块的内容应遵照 PROFIdrive参数通道(DPV1)数据集DS47(非周期参
数通道结构)。
2. 参数请求及参数应答的结构
参数请求包括三部分:请求标题、参数地址及参数值。
表2.参数请求格式
表3.参数应答格式
表4.参数请求及应答描述
表5.在DPV1参数应答中的错误值描述
3. S7-300/400PLC通过PROFIBUS非周期性通讯方式读取驱动器参数。
请注意:PLC读取驱动器参数时必须使用两个功能块S
西门子HMI按键面板这类屏尺寸为:155x98mm,可连接西门子S7-1200系列、西门子S7-300系列、西门子S7-400系列,不是很常用,可显示绿色、红色、黄色、蓝色、白色5种颜色。订货号为:6AV3688-3AY36-0AX0、6AV3688-3AF37-0AX0。
特性
应用方式灵活并且基本设备可以自由装配,因此经济实惠
铺设电缆时省去了能源线以及额外的电源线,从而节省成本
具有多种 IT 功能,适合高性能的工厂网络
应用
S7-300
SIMATIC S7-300 是模块化的微型 PLC 系统,可满足中、低端的性能要求。
模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。
概述
S7-300
模块化微型 PLC 系统,满足中、小规模的性能要求
各种性能的模块可以非常好地满足和适应自动化控制任务
简单实用的分布式结构和多界面网络能力,应用十分灵活
操作方便,设计简单,不含风扇
任务增加时可顺利扩展
大量的集成功能,使它功能非常强劲
S7-300F
故障安全型自动化系统,可满足工厂日益增加的安全需求
基于 S7-300
可连接配有安全型模块的附加 ET 200S 和 ET 200M 分布式 I/O 站
通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP 进行安全相关通信
标准模块另外也可用于非安全相关应用
可用性
SIMATIC S7-300 / ET 200M 系统家族是西门子已有产品线的组成部分,一般情况下,将会一直供应到 2023 年。
根据产品淘汰声明,这些产品将以备件形式另外供应 10 年。
产品目录 ST 70:
应用
S7-300
SIMATIC S7-300 是模块化的微型 PLC 系统,可满足中、低端的性能要求。
模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。
SIMATIC S7-300 的应用领域包括:
特殊机械,
纺织机械,
包装机械,
一般机械设备制造,
控制器制造,
机床制造,
安装系统,
电气与电子工业及相关产业。
多种性能等级的 CPU,具有用户友好功能的全系列模块,可允许用户根据不同的应用选取相应模块。任务扩展时,可通过使用附加模块随时对控制器进行升级。
SIMATIC S7-300 是一个通用的控制器:
具有高电磁兼容性和抗震性,可较大限度地用于工业领域。
S7-300F
SIMATIC S7-300F 故障安全自动化系统可使用在对安全要求较高的设备中。其可对立即停车过程进行控制,因此不会对人身、环境造成损害。
S7-300F 满足下列安全要求:
要求等级 AK 1 - AK 6 符合 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
安全要求等级 SIL 1 - SIL 3 符合 IEC 61508
类别 1 - 4 符合 EN 954-1
另外,标准模块还可用在 S7-300F 及故障安全模块中。因此它可以创建一个全集成的控制系统,在非安全相关和安全相关任务共存的工厂中使用。使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。
设计
S7-300
一般步骤
S7-300自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块,且这些模块均可以独立地组合使用。
一个系统包含下列组件:
CPU:
不同的 CPU 可用于不同的性能范围,包括具有集成 I/O 和对应功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和点对点接口的 CPU。
用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块 (SM)。
用于连接总线和点对点连接的通信处理器 (CP)。
用于高速计数、定位(开环/闭环)及 PID 控制的功能模块(FM)。
根要求,也可使用下列模块:
用于将 SIMATIC S7-300 连接到 120/230 V AC 电源的负载电源模块(PS)。
接口模块 (IM),用于多层配置时连接中央控制器 (CC) 和扩展装置 (EU)。
通过分布式中央控制器 (CC) 和 3 个扩展装置 (EU),SIMATIC S7-300 可以操作多达 32 个模块。所有模块均在外壳中运行,并且*风扇。
SIPLUS 模块可用于扩展的环境条件:
适用于 -25 至 +60℃ 的温度范围及高湿度、结露以及有雾的环境条件。防直接日晒、雨淋或水溅,在防护等级为 IP20 机柜内使用时,可直接在汽车或室外建筑使用。不需要空气调节的机柜和 IP65 外壳。
设计
简单的结构使得 S7-300 使用灵活且易于维护:
安装模块:
只需简单地将模块挂在安装导轨上,转动到位然后锁紧螺钉。
集成的背板总线:
背板总线集成到模块里。模块通过总线连接器相连,总线连接器插在外壳的背面。
模块采用机械编码,更换较为容易:
更换模块时,必须拧下模块的固定螺钉。按下闭锁机构,可轻松拔下前连接器。前连接器上的编码装置防止将已接线的连接器错插到其他的模块上。
现场证明可靠的连接:
对于信号模块,可以使用螺钉型、弹簧型或绝缘刺破型前连接器。
TOP 连接:
为采用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子连接的 1 线 - 3 线连接系统提供预组装接线另外还可直接在信号模块上接线。
规定的安装深度:
所有的连接和连接器都在模块上的凹槽内,并有前盖保护。因此,所有模块应有明确的安装深度。
无插槽规则:
信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。
扩展
若用户的自动化任务需要 8 个以上的 SM、FM 或 CP 模块插槽时,则可对 S7-300(除 CPU 312 和 CPU 312C 外)进行扩展:
中央控制器和3个扩展机架较多可连接32个模块:
总共可将 3 个扩展装置(EU)连接到中央控制器(CC)。每个 CC/EU 可以连接八个模块。
通过接口模板连接:
每个 CC / EU 都有自己的接口模块。在中央控制器上它总是被插在 CPU 旁边的插槽中,并自动处理与扩展装置的通信。
通过 IM 365 扩展:
1 个扩展装置较远扩展距离为 1 米;电源电压也通过扩展装置提供。
通过 IM 360/361 扩展:
3 个扩展装置, CC 与 EU 之间以及 EU 与 EU 之间的较远距离为 10m。
单独安装:
对于单独的 CC/EU,也能够以较远的距离安装。两个相邻 CC/EU 或 EU/EU 之间的距离:长达 10m。
灵活的安装选项:
CC/EU 既可以水平安装,也可以垂直安装。这样可以较大限度满足空间要求。
通信
S7-300 具有不同的通信接口:
连接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网总线系统的通信处理器。
用于点到点连接的通信处理器
多点接口 (MPI), 集成在 CPU 中;
是一种经济有效的方案,可以同时连接编程器/PC、人机界面系统和其它的 SIMATIC S7/C7 自动化系统。
PROFIBUS DP进行过程通信
SIMATIC S7-300 通过通信处理器或通过配备集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP 总线系统。通过带有 PROFIBUS DP 主站/从站接口的 CPU,可构建一个高速的分布式自动化系统,并且使得操作大大简化。
从用户的角度来看,PROFIBUS DP 上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别(相同的组态,编址及编程)。
以下设备可作为主站连接:
SIMATIC S7-300
(通过带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP)
SIMATIC S7-400
(通过带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP)
SIMATIC C7
(通过带 PROFIBUS DP 接口的 C7 或 PROFIBUS DP CP)
SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H,带IM 308
SIMATIC 505
出于性能原因,每条线路上连接的主站不得**过 2 个。
以下设备可作为从站连接:
ET 200 分布式 I/O 设备
S7-300,通过 CP 342-5
CPU 313C-2 DP, CPU 314C-2 DP, CPU 314C-2 PN/DP, CPU 315-2 DP, CPU 315-2 PN/DP, CPU 317-2 DP, CPU 317-2 PN/DP and CPU 319-3 PN/DP
C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP, C7-635, C7-636
现场设备
虽然带有 STEP 7 的编程器/PC 或 OP 是总线上的主站,但是只使用 MPI 功能,另外通过 PROFIBUS DP 也可部分提供 OP 功能。
通过 PROFINET IO 进行过程通信
SIMATIC S7-300 通过通信处理器或通过配备集成 PROFINET 接口的 CPU 连接到 PROFINET IO 总线系统。通过带有 PROFIBUS 接口的 CPU,可构建一个高速的分布式自动化系统,并且使得操作大大简化。
从用户的角度来看,PROFINET IO 上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别(相同的组态,编址及编程)。
可将下列设备作为 IO 控制器进行连接:
SIMATIC S7-300
(使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
SIMATIC ET 200
(使用配备 PROFINET 接口的 CPU)
SIMATIC S7-400
(使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
可将下列设备作为 IO 设备进行连接:
ET 200 分布式 I/O 设备
ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
SIMATIC S7-300
(使用配备 PROFIN
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。
高价回收西门子6ES7315-2EH14-0AB0, 高价回收西门子6ES7318-3EL01-0AB0, 高价回收西门子6ES7317-2EK14-0AB0,
上海丽丞工业自动化设备有限公司是专业从事西门子工业自动化产品销售和系统集成的**企业。在西门子工控领域,公司以精益求精的经营理念,从产品、方案到服务,致力于塑造一个“行业*”品牌,以实现可持续的发展。 多年以来,公司坚持“以客户为本,与客户共同发展”的思想,全力以赴为工矿用户、设计单位、工程公司提供高性价比、高稳定性、高可靠性的整体解决方案。 “我们不仅仅销售优质的产品”是公司每个员工的工作信条,在为客户提供产品和方案的过程中,我们愿意倾听客户,和客户共同完善,不断提高服务质量,追赶客户的期望。以此为基础,我们追求客户、厂商和员工三方的共赢。