西門子MM420變頻器

6SE6420-2UC22-2BA1MICROMASTER 420 無濾波器 200-240V+10/-10% 1 AC/1/三相交流 47-63Hz 恒定轉(zhuǎn)矩 2.2kW 過載 150% 用于 60S 二次矩 2.2kW 202x 149x 172（高x寬x深） 護(hù)等級(jí) IP20 環(huán)境溫度 -10+50°C 無 AOP/BOP

與稱重變送器和稱重儀表不同，SIWAREX系列稱重模塊可以直接接收稱重傳感器輸出的mV信號(hào)，并與西門子控制系統(tǒng)（包括S7 200/300/1200/ET200M/ ET200S）無縫集成，具有擴(kuò)展靈活、高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。SIWAREX系列稱重模塊其設(shè)計(jì)用于各種工業(yè)環(huán)境，具備很高的干擾能力，但是為了模塊運(yùn)行，在安裝接線等方面須要規(guī)范操作。

圖1 SIWAREX集成決方案替代稱重變送器/儀表

EMC即電磁兼容性，描述了電氣設(shè)備在特定的電磁環(huán)境下，既不受到電磁環(huán)境的影響，也不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生影響的能力。在系統(tǒng)安裝之前，要執(zhí)行EMC設(shè)計(jì)規(guī)范，分析各種可能存在的干擾源。

電磁干擾可以通過以下幾種方式干擾到控制系統(tǒng)和稱重模塊的正常工作：
（1） 電磁場(chǎng)直接作用于控制系統(tǒng)；
（2） 通過現(xiàn)場(chǎng)總線引入干擾，如PROFIBUS DP；
（3） 通過過程信號(hào)電纜引入干擾；
（4） 通過電源或者保護(hù)地引入干擾；

根輸介質(zhì)（導(dǎo)電還是非導(dǎo)電）以及干擾源與設(shè)備之間的距離，干擾信號(hào)可以通過四種耦合方式進(jìn)入到控制系統(tǒng)：
（1） 電導(dǎo)耦合
（2） 電容耦合
（3） 電感耦合
（4） 輻射耦合

安裝接線注意事項(xiàng)

原則1：接地面積要大
安裝自動(dòng)化設(shè)備時(shí)，不可動(dòng)的金屬部件要接地，接地面積要大，接地電阻要小，比如通過扁鋼、銅排、截面積比較大的電纜等。噴漆或者陽化處理的金屬部件，通過螺絲接地時(shí)，需要通過專門的接地片或者去掉接觸面的腐層。因?yàn)殇X很容易氧化，不適宜作為接地材料。

圖2 接地銅排及電纜

原則2：電纜敷設(shè)要分類
在敷設(shè)電纜時(shí)，將其按照主電源線、電源線、信號(hào)線、現(xiàn)場(chǎng)總線等進(jìn)行分類，電源線與信號(hào)線要走不同的穿線管或者走線槽，信號(hào)線盡可能貼著支撐梁、金屬導(dǎo)軌、機(jī)柜背板等走線。

原則3：等電勢(shì)體
創(chuàng)建等電勢(shì)體，并將系統(tǒng)內(nèi)的電氣設(shè)備都通過等電勢(shì)體連接到大地。對(duì)于爆應(yīng)用場(chǎng)合，須建立等電勢(shì)體。

原則4：電纜屏蔽層要連接
稱重模塊與傳感器之間推薦使用西門子提供的電纜，如圖3所示。
電纜型號(hào)：Li2Y 1 x 2 x 0.75 ST + 2 x (2 x 0.34 ST) – CY
訂貨號(hào)： 非爆 7MH4702-8AG 爆 7MH4702-8AF
注意：如果使用第三方電纜，請(qǐng)使用兩兩雙絞屏蔽，外面還要有一層總屏蔽的雙屏蔽電纜：

圖3 稱重模塊與傳感器之間連接電纜

當(dāng)傳感器與稱重模塊之間距離很遠(yuǎn)時(shí)，在有等電勢(shì)體的前提下，建議屏蔽層在接線盒和模塊處均大面積接地，如下圖所示：

在模塊側(cè)電纜的屏蔽層壓直接壓在屏蔽安裝單元上，如下圖所示：

西門子MM420變頻器圖4 電纜屏蔽層的連接

原則5 各種屏蔽連接單元的使用
在稱重模塊側(cè)，稱重傳感器電纜的屏蔽層通過各種屏蔽連接元件與安裝背板或者導(dǎo)軌進(jìn)行大面積連接。
對(duì)于S7 200中使用的SIWAREX MS模塊其屏蔽連接端子如下圖所示，訂貨號(hào)：65728-8MA11，每包10個(gè)。

圖5 SIWAREX MS屏蔽連接端子

對(duì)于SIWAREX U、SIWAREX FTC和SIWAREX FTA模塊，屏蔽連接元件和屏蔽連接端子需要配合使用，其中：
屏蔽連接單元，訂貨號(hào)：67390-5AA00-0AA0，可供兩個(gè)SIWAREX U 使用，（對(duì)于SIWAREX FTC和SIWAREX FTA模塊一個(gè)連接單元只能連接一個(gè)模塊。）
屏蔽連接端子，訂貨號(hào)：67390-5CA00-0AA0，每包兩個(gè)，適合線徑為4 到13mm 的傳感器電纜。

西門子MM420變頻器圖6 SIWAREX U/FTA/FTC屏蔽連接單元及端子

對(duì)于SIWAREX CS模塊
屏蔽連接元件，訂貨號(hào)：67193-4GA00-0AA0，每包5個(gè)；
屏蔽連接端子，訂貨號(hào)：67193-4GB00-0AA0，每包5 個(gè)；

圖7 SIWAREX CS屏蔽連接單元及端子

屏蔽連接端子和單元組裝后，如下圖所示：

圖8 SIWAREX CS屏蔽連接單元及端子裝配圖

原則6：接線盒的選擇
當(dāng)一臺(tái)秤使用多個(gè)稱重傳感器時(shí)，傳感器電纜須通過接線盒將電纜進(jìn)行并聯(lián)。西門子提供的接線盒，有不銹鋼和鋁兩種材質(zhì)，外殼噴漆處理，如下圖所示。盒子上面有4個(gè)進(jìn)線空，下面有一個(gè)出線孔，即多允許四個(gè)傳感器并聯(lián)。
訂貨號(hào)： 不銹鋼材質(zhì) 7MH4710-1EA 鋁材質(zhì) 7MH4710-1BA

圖9 西門子稱重傳感器接線盒

接線盒的電纜密封格蘭頭內(nèi)有4個(gè)金屬片，當(dāng)電纜從該格蘭頭穿過時(shí)，電纜的屏蔽層通過四個(gè)金屬片壓緊，并與金屬格蘭頭大面積接觸，而金屬格蘭頭與接線盒殼體是導(dǎo)通的，這樣連到接線盒上的傳感器的屏蔽層通過金屬殼體導(dǎo)通，而且導(dǎo)通電阻小。

圖10 接線盒電纜密封格蘭頭

圖11 電纜屏蔽層通過電纜密封格蘭頭內(nèi)金屬片壓緊圖

在有等電勢(shì)體的情況下，接線盒可以通過其接地端子進(jìn)行接地。該接地端子與電纜密封格蘭及殼體都是連通的。

圖12 接線盒接地端子

注意：如果需用第三方接線盒，要求接線盒的殼體及其電纜密封格蘭都須是金屬的。

EMC問題通常會(huì)引起稱重模塊的SF指示燈亮或者重量顯示錯(cuò)誤，通常可以檢查下列幾點(diǎn)：

（1） 在稱重模塊側(cè)，電纜屏蔽層是否通過各種屏蔽連接元件接地；
（2） 在接線盒處，電纜屏蔽層是否通過接線盒的金屬密封格蘭與接線盒連接，而不是將屏蔽層連接到內(nèi)部端子上；
（3） 稱重傳感器接地電纜，截面積大于16mm2，這樣可以程度上現(xiàn)場(chǎng)電焊等操作造成傳感器過電流損壞。如果從西門子采購(gòu)，該電纜訂貨號(hào)為7MH3701-1 AA1

西門子MM420變頻器圖13 稱重傳感器接地電纜

（4） 電纜屏蔽層接地點(diǎn)是否等電勢(shì)，等電勢(shì)體的截面積是否大。
（5） 稱重模塊與傳感器之間的連接電纜與電源或者電機(jī)（尤其變頻器控制的電機(jī)）的動(dòng)力電纜距離是否太近了。
（6） 檢查控制柜中稱重模塊與變頻器或者它的的電纜太近了。
（7） 繼電器、開關(guān)或者電磁閥門是否有保護(hù)電路，或者保護(hù)電路是否工作正常。
（8） 24V供電電源也可能引起模塊故障。在這種情況下，24V電源可以并聯(lián)穩(wěn)壓二管，1N6285的效果就很好，擊穿電壓不高于34V。
（9） 在某些場(chǎng)合還可能用到濾波器。經(jīng)過測(cè)試EPCOS的SIFI-B或D型濾波器效果很好。如果故障來源于傳感器電纜，那么EXC、SENSE和SIG各需要一個(gè)濾波器。

一．PROFIBUS 簡(jiǎn)介 1. PROFIBUS 基本性質(zhì) PROFIBUS規(guī)定了串行現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的技術(shù)和功能特性。通過這個(gè)系統(tǒng)，從底層（傳感器、執(zhí)行器級(jí)）到中層（單元級(jí)）的分布式、數(shù)字現(xiàn)場(chǎng)可編程控制器都可以連網(wǎng)。PROFIBUS區(qū)分為主站和從站。 ......

一．PROFIBUS 簡(jiǎn)介

1. PROFIBUS 基本性質(zhì)

PROFIBUS規(guī)定了串行現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的技術(shù)和功能特性。通過這個(gè)系統(tǒng)，從底層（傳感器、執(zhí)行器級(jí)）到中層（單元級(jí)）的分布式、數(shù)字現(xiàn)場(chǎng)可編程控制器都可以連網(wǎng)。PROFIBUS區(qū)分為主站和從站。

> 主站 主站掌握總線中數(shù)據(jù)流的控制權(quán)。只要它擁有訪問總線權(quán)（令牌），主站就可在沒有外部請(qǐng)求的情況下發(fā)送信息。在PROFIBUS協(xié)議中，主站也被稱作主動(dòng)節(jié)點(diǎn)。
> 從站 從站是簡(jiǎn)單的輸入、輸出設(shè)備。典型的從站為傳感器，執(zhí)行器以及變頻器。從站也可為智能從站，如S7300／400帶集成口的CPU等。從站不 會(huì)擁有總線訪問的授權(quán)。從站只能確認(rèn)收到的信息或者在主站的請(qǐng)求下發(fā)送信息。從站也被稱作被動(dòng)節(jié)點(diǎn)。
> 傳輸方法 合美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)EIA RS485的閉合電路傳輸，是制造工程、建筑服務(wù)管理 系統(tǒng)和動(dòng)力工程的基本標(biāo)準(zhǔn)。它采用銅導(dǎo)體的雙絞線，也可用光纖。
> 傳輸速度 PROFIBUS總線的傳輸速率從9.6Kbit/s—12Ｍbit/s。

網(wǎng)段總線長(zhǎng)度與傳輸速率的關(guān)系

> 節(jié)點(diǎn)數(shù) 127（地址0－126）

2． ROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用類型

PROFIBUS提供了三種通信協(xié)議類型：FMS，DP和PA
> PROFIBUS－FMS： 用于現(xiàn)場(chǎng)通用通信任務(wù)的FMS接口（DIN 19245 T.2）
> PROFIBUS－DP：　用于與分布式I/O進(jìn)行通訊
> PROFIBUS－PA： 用于執(zhí)行規(guī)定現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備特性的PA設(shè)備，它使用擴(kuò)展的PROFIBUS－DP協(xié)議進(jìn)行數(shù)輸。

3． 利用PROFIBUS DP進(jìn)行的通信

PROFIBUS－DP是為了實(shí)現(xiàn)在傳感器－執(zhí)行器級(jí)快速數(shù)據(jù)交換而設(shè)計(jì)的。控制裝置（例如可編程控制器）在這里通過一種快速的串行接口與分布式輸入和輸出設(shè)備通信。與這些裝置的通信一般是循環(huán)發(fā)生的。
控制器（主站）從從站讀取輸入信息并將輸出信息寫到從站。
單主站或者多主站系統(tǒng)可以由PROFIBUS－DP來實(shí)現(xiàn)。這使得系統(tǒng)配置異常方便。一條總線多可以連接126個(gè)設(shè)備（主站或從站）。

> 系統(tǒng)配置

系統(tǒng)配置的規(guī)范包含一系列的站點(diǎn)，I/O地址的分配， 輸入輸出數(shù)據(jù)的完整性，診斷信息的格式以及總線參數(shù)。

> 設(shè)備類型

二．通過PROFIBUS－DP實(shí)現(xiàn)兩CPU集成DP接口之間的主從通信

PROFIBUS－DP從站不是ET200系列的遠(yuǎn)程I/O站，當(dāng)然也可以是一些智能從站，如帶集成DP接口和PROFIBUS 通信模塊的S7 300站，S7400站（V3.0以上）都可以作為DP的從站。下面我們將以兩個(gè)CPU315-2DP CPU之間主從通信為例介紹連接智能從站的組態(tài)方法。

1． 硬件和軟件需求

硬件：
PROFIBUS-DP主站 S7－300 CPU315-2DP(67 315-2AG10-0AB0)，SM374
PROFIBUS-DP從站 S7－300 CPU315-2DP(67 315-2AG10-0AB0)；SM374
PROFIBUS電纜及接頭
CP5512（PCMCIA卡，用于筆記本電腦）或PC適配器，CP5611（PC機(jī)）

軟件：

STEP7 V5.3 SP2

2． 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)及參數(shù)設(shè)置

1) 新建項(xiàng)目：
在STEP7中創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，然后選擇Insert ? Station ? Simatic 300 station，兩個(gè)S7 300站，這里命名為Simatic 300(master)和 Simatic 300(slave)。當(dāng)然也可完成一個(gè)站的配置后，再建另一個(gè)。如圖1。

圖1 在STEP7 硬件組態(tài)中兩個(gè)S7 300站

2) 組態(tài)從站：在兩CPU主從通信組態(tài)配置是，原則上要先組態(tài)從站。

> 硬件組態(tài)
雙擊Simatic 300(slave)“Hardware”，進(jìn)入硬件組態(tài)窗口，在功能按鈕欄中點(diǎn)擊“Catalog”圖標(biāo)打開硬件目錄，按硬件安裝次序和訂貨號(hào)依次機(jī)架、電源、CPU和SM374等進(jìn)行硬件組態(tài)。
CPU時(shí)會(huì)同時(shí)彈出PROFIBUS接口組態(tài)窗口。也可以CPU后，雙擊DP(X2)插槽，打開DP屬性窗口點(diǎn)擊屬性按鈕進(jìn)入PROFIBUS接口組態(tài)窗口。點(diǎn)擊“NEW”按鈕新建PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，分配 PROFIBUS站地址，本例設(shè)為3號(hào)站。點(diǎn)擊“Propertiv”按鈕組態(tài)網(wǎng)絡(luò)屬性，選擇“Network Setting”進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置，如波特率、行規(guī)。本例傳輸速率為1.5Mbit/s，行規(guī)為DP。如圖2。

圖2 Profibus DP 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置

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