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西門子S120變頻器售后維修中心
追求,，追求精確
要通過“嚴(yán)格”的檢驗(yàn)程序,，以可編程控制器（PLC）產(chǎn)品為例,，在整個(gè)生產(chǎn)過程中針對(duì)該類產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)節(jié)點(diǎn)就超過20個(gè)。視覺檢測(cè)是數(shù)字化工廠*的質(zhì)量檢測(cè)方法,，相機(jī)會(huì)拍下產(chǎn)品的圖像與Teamcenter數(shù)據(jù)平臺(tái)中的正確圖像作比對(duì),，一點(diǎn)小小的瑕疵都逃不過SIMATIC IT品質(zhì)管理模塊的“眼睛”。對(duì)比傳統(tǒng)制造企業(yè)的人工抽檢,，這顯然要可靠又快速得多,。”
S7-200 SMART 和驅(qū)動(dòng)裝置的 USS 通信接線
支持 USS 通信的驅(qū)動(dòng)裝置可能有不止一個(gè) USS 通信端口，以 MicroMaster 系列的 MM 440 為例,，它在操作面板 BOP 接口上支持 USS 的 RS 232 連接,，在端子上支持 USS 的 RS 485 連接。
S7-200 SMART 本體集成的通信端口就是 RS 485 規(guī)格的,，因此將 S7-200 SMART的本體集成的通信端口與驅(qū)動(dòng)裝置的 RS 485 端口連接,，在 RS 485 網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn) USS 通信無疑是方便經(jīng)濟(jì)的。
S7-200 SMART 與 MM440,、SINAMICS V20 組成的網(wǎng)絡(luò)無疑需要滿足 RS 485 網(wǎng)絡(luò)的通用要求,。但是仍然有一些需要特別注意的地方。
S7-200 CPU 和 MM 440,、V20 通信端口都是非隔離型的,，故西門子承諾的網(wǎng)絡(luò)連接距離為 50 米。如果有必要,，也可以外接通信端口的信號(hào)隔離,、放大器件，注意西門子RS-485中繼器不支持 USS通信,。
S7-200 SMART 本體集成的RS485通信端口(Port0)
通信口引腳定義:
關(guān)于S7-200 SMART本體集成的通信端口和可選信號(hào)板通信端口引腳定義,，詳情請(qǐng)參考《S7-200 SMART系統(tǒng)手冊(cè)》。
在這里只是列出了一些需要注意,，或者用戶感興趣的要點(diǎn),。
表1. S7-200 SMART 本體集成的RS485通信端口引腳定義：
| CPU插座(9針母頭) | 引腳號(hào) | 信號(hào) | 集成的 RS485 端口 （端口 0）引腳定義 |
 | 1 | 屏蔽 | 機(jī)殼接地 |
| 2 | 24V返回 | 邏輯公共端 | |
| 3 | RS-485信號(hào) B | RS-485信號(hào) B 或TxD/RxD + | |
| 4 | 發(fā)送請(qǐng)求 | RTS （TTL） | |
| 5 | 5V返回 | 邏輯公共端 | |
| 6 | + 5V | +5 V，100 Ω 串聯(lián)電阻 | |
| 7 | +24V | +24 V | |
| 8 | RS-485信號(hào) A | RS-485信號(hào) A 或TxD/RxD - | |
| 9 | 不適用 | 10位協(xié)議選擇（輸入） | |
| 連接器外殼 | 屏蔽 | 機(jī)殼接地 |
上表中,，3和8為RS-485信號(hào),，它們的背景顏色與PROFIBUS電纜、PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)插頭上的顏色標(biāo)記*,。通信端口可以從2和7向外供24V直流電源,。
注意：
- CPU通信口上的2、5針在內(nèi)部是連通的,，并且它們和CPU上的傳感器電源（＋24V）的M也是連通的
- 通信口插座的金屬外殼,、1號(hào)針，與CPU接線端子上的電源部分的PE導(dǎo)通,，而與上述的M不通
在規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)時(shí),，S7-200 SMART 既可以放在整個(gè)總線型網(wǎng)絡(luò)的一端,，也可以放在網(wǎng)絡(luò)的中間。
我們建議使用西門子的網(wǎng)絡(luò)插頭和 PROFIBUS 電纜,。在 S7-200 SMART通信口上使用西門子網(wǎng)絡(luò)插頭,，可以利用插頭上的終端和偏置電阻。
PROFIBUS 電纜的紅色導(dǎo)線連接到 S7-200 SMART 通信口的 3 針（B 即 RS 485 信號(hào) +）,，此信號(hào)應(yīng)當(dāng)連接到 MM 440,、V 20變頻器通信端口的 P+；綠色導(dǎo)線連接到 S7-200 SMART 通信口的 8 針（A 即 RS 485 信號(hào) -）,，此信號(hào)應(yīng)當(dāng)連接到 MM 440、V 20變頻器通信端口的 N-,。
MM 440 通信端口
圖 1. MM 440 的端子
表 2. MM 440 的 USS 通信相關(guān)端子
| 端子號(hào) | 名稱 | 功能 |
|---|---|---|
| 1 | - | 電源輸出 10 V |
| 2 | - | 電源輸出 0 V |
| 29 | P+ | RS 485 信號(hào) + |
| 30 | N- | RS 485 信號(hào) - |
因 MM 440 通信口是端子連接,，故 PROFIBUS 電纜不需要網(wǎng)絡(luò)插頭，而是剝出線頭直接壓在端子上,。如果還要連接下一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置,，則兩條電纜的同色芯線可以壓在同一個(gè)端子內(nèi)。
PROFIBUS 電纜的紅色芯線應(yīng)當(dāng)壓入端子 29,；綠色芯線應(yīng)當(dāng)連接到端子 30,。
一個(gè)示例接線圖如下：
圖 2. S7-200 SMART與 MM 440 的 USS 通信接線
圖中：
- 屏蔽/保護(hù)接地母排，或可靠的多點(diǎn)接地,。此連接對(duì)抑制干擾有重要意義,。
- PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)插頭，內(nèi)置偏置和終端電阻,。
- MM 440 端的偏置和終端電阻,，隨包裝提供。
- 通信口的等電位連接,?？梢员Ｗo(hù)通信口不致因共模電壓差損壞或通信中斷。M 未必需要和 PE 連接,。
- 雙絞屏蔽電纜（PROFIBUS）電纜,，因是高速通信，電纜的屏蔽層須雙端接地（接 PE）,。
注意：以下幾點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能有極為重要的影響,。幾乎所有網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量方面的問題都與未考慮到下列事項(xiàng)有關(guān)：
- 偏置電阻用于在復(fù)雜的環(huán)境下確保通信線上的電平在總線未被驅(qū)動(dòng)時(shí)保持穩(wěn)定；終端電阻用于吸收網(wǎng)絡(luò)上的反射信號(hào),。一個(gè)完善的總線型網(wǎng)絡(luò)必須在兩端接偏置和終端電阻,。
- 通信口 M 的等電位連接建議單獨(dú)采用較粗的導(dǎo)線 ，而不要使用 PROFIBUS 的屏蔽層,，因?yàn)榇诉B接上可能有較大的電流,，以致通信中斷,。
- PROFIBUS 電纜的屏蔽層要盡量大面積接 PE。一個(gè)實(shí)用的做法是在靠近插頭,、接線端子處環(huán)剝外皮,，用壓箍將裸露的屏蔽層壓緊在 PE 接地體上（如 PE 母排或良好接地的裸露金屬安裝板）。
- 通信線與動(dòng)力線分開布線,；緊貼金屬板安裝也能改善抗干擾能力,。驅(qū)動(dòng)裝置的輸入/輸出端要盡量采用濾波裝置，并使用屏蔽電纜,。
在 MM 440 的包裝內(nèi)提供了終端偏置電阻元件,，接線時(shí)可按說明書直接壓在端子上。如果可能,，可采用熱縮管將此元件包裹,，并適當(dāng)固定。
V 20 通信端口
圖 3. V 20 的端子布局說明西門子S120變頻器售后維修中心
因 V 20通信口是端子連接,，故 PROFIBUS 電纜不需要網(wǎng)絡(luò)插頭,，而是剝出線頭直接壓在端子上。如果還要連接下一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置,，則兩條電纜的同色芯線可以壓在同一個(gè)端子內(nèi),。
PROFIBUS 電纜的紅色芯線應(yīng)當(dāng)壓入端子 6；綠色芯線應(yīng)當(dāng)連接到端子 7,。
一個(gè)示例接線圖如下：
圖 4. S7-200 SMART與 V 20 的 USS 通信接線
圖中：
- 屏蔽/保護(hù)接地母排,，或可靠的多點(diǎn)接地。此連接對(duì)抑制干擾有重要意義,。
- PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)插頭,，內(nèi)置偏置和終端電阻。
- V 20變頻器的偏置和終端電阻,。
- 通信口的等電位連接,。可以保護(hù)通信口不致因共模電壓差損壞或通信中斷,。M 未必需要和 PE 連接,。
- 雙絞屏蔽電纜（PROFIBUS）電纜，因是高速通信,，電纜的屏蔽層須雙端接地（接 PE）,。
注意：以下幾點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能有極為重要的影響。幾乎所有網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量方面的問題都與未考慮到下列事項(xiàng)有關(guān)：
- 偏置電阻用于在復(fù)雜的環(huán)境下確保通信線上的電平在總線未被驅(qū)動(dòng)時(shí)保持穩(wěn)定,；終端電阻用于吸收網(wǎng)絡(luò)上的反射信號(hào),。一個(gè)完善的總線型網(wǎng)絡(luò)必須在兩端接偏置和終端電阻。
- 通信口 M 的等電位連接建議單獨(dú)采用較粗的導(dǎo)線 ,，而不要使用 PROFIBUS 的屏蔽層,，因?yàn)榇诉B接上可能有較大的電流,，以致通信中斷。
- PROFIBUS 電纜的屏蔽層要盡量大面積接 PE,。一個(gè)實(shí)用的做法是在靠近插頭,、接線端子處環(huán)剝外皮,，用壓箍將裸露的屏蔽層壓緊在 PE 接地體上（如 PE 母排或良好接地的裸露金屬安裝板）,。
- 通信線與動(dòng)力線分開布線；緊貼金屬板安裝也能改善抗干擾能力,。驅(qū)動(dòng)裝置的輸入/輸出端要盡量采用濾波裝置,，并使用屏蔽電纜,。
MM 440 的參數(shù)設(shè)置
參數(shù)集是對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行調(diào)試和控制的基礎(chǔ),，幾乎所有的功能都需要對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行訪問、設(shè)定和修改,。西門子驅(qū)動(dòng)裝置的參數(shù)功能更為突出,，龐大繁多的參數(shù)選項(xiàng)，保證了西門子產(chǎn)品的高性能應(yīng)用和*的定制能力,。
驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)試和控制都依賴于對(duì)參數(shù)的設(shè)置,，與 S7-200 SMART配合使用時(shí)也不例外。一個(gè)實(shí)際的項(xiàng)目,，往往把驅(qū)動(dòng)裝置和自動(dòng)控制器（PLC）分為兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立,、又有聯(lián)系的子系統(tǒng)，它們的調(diào)試也一般也可以分開進(jìn)行,。這樣做不但可以提高效率,，而且能夠保證控制關(guān)系清晰明了。
對(duì)于 S7-200 SMART與西門子驅(qū)動(dòng)裝置配合的項(xiàng)目,，我們建議分為三個(gè)階段調(diào)試：
- 驅(qū)動(dòng)裝置和 PLC 相對(duì)獨(dú)立,，調(diào)試各自的基本功能；
- 調(diào)試出驅(qū)動(dòng)裝置和 PLC 之間相互控制,、反饋功能,；
- 進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的綜合調(diào)試，達(dá)成一個(gè)完整的控制任務(wù),。
驅(qū)動(dòng)裝置的基本調(diào)試相對(duì)比較獨(dú)立,，好能夠在嘗試與控制器連接之前完成。
具體驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)試請(qǐng)參考相關(guān)產(chǎn)品的操作手冊(cè)等資料,。
我們假定已經(jīng)完成了驅(qū)動(dòng)裝置的基本參數(shù)設(shè)置和調(diào)試（如電機(jī)參數(shù)辨識(shí)等等）,，以下只涉及與 S7-200 SMART控制器通訊相關(guān)的參數(shù)。
MM 440 的參數(shù)分為幾個(gè)訪問級(jí)別,，以便于過濾不需要查看的部分,。 與 S7-200 SMART連接時(shí),，需要設(shè)置的主要有“控制源”和“設(shè)定源”兩組參數(shù)。要設(shè)置此類參數(shù),，需要“專家”參數(shù)訪問級(jí)別,，即首先需要把 P0003 參數(shù)設(shè)置為 3。
控制源參數(shù)設(shè)置
控制命令控制驅(qū)動(dòng)裝置的啟動(dòng),、停止,、正/反轉(zhuǎn)等功能?？刂圃磪?shù)設(shè)置決定了驅(qū)動(dòng)裝置從何種途徑接受控制信號(hào),。
控制源由參數(shù) P0700 設(shè)置：
表 1. 控制源參數(shù)
| 取值 | 功能說明 |
|---|---|
| 0 | 工廠缺省設(shè)置 |
| 1 | BOP（操作鍵盤）控制 |
| 2 | 由端子排輸入控制信號(hào) |
| 4 | BOP Link 上的 USS 控制 |
| 5 | COM Link （端子 USS 接口）上的 USS 控制 |
| 6 | COM Link 上的 CB（通信接口板）控制 |
此參數(shù)有分組，在此僅設(shè)*組,，即 P0700[0],。
設(shè)定源控制參數(shù)
設(shè)定值控制驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)速/頻率等功能。設(shè)定源參數(shù)決定了驅(qū)動(dòng)裝置從哪里接受設(shè)定值（即給定）,。
設(shè)定源由參數(shù) P1000 設(shè)置：
表 2. 設(shè)定源參數(shù)（部分）
| 取值 | 功能說明 |
|---|---|
| 0 | 無主設(shè)定 |
| 1 | MOP 設(shè)定值 |
| 2 | 模擬量輸入設(shè)定值 |
| 3 | 固定頻率 |
| 4 | BOP Link 上的 USS 設(shè)定 |
| 5 | COM Link 上的 USS 設(shè)定 |
| 6 | COM Link 上的 CB 設(shè)定 |
| 7 | 模擬量輸入 2 設(shè)定值 |
此參數(shù)有分組,，在此僅設(shè)*組，即 P1000[0],。
USS 通信控制的參數(shù)設(shè)置
控制源和設(shè)定源之間可以自由組合,，根據(jù)工藝要求可以靈活選用。我們以控制源和設(shè)定源都來自 COM Link 上的 USS 通信為例,，簡(jiǎn)介 USS 通信的參數(shù)設(shè)置,。
主要參數(shù)有：
- P0700： 設(shè)置 P0700[0] = 5，即控制源來自 COM Link 上的 USS 通信
- P1000： 設(shè)置 P1000[0] = 5,，即設(shè)定源來自 COM Link 上的 USS 通信
- P2009： 設(shè)置P2009 = 5,，即設(shè)定值為額定頻率的百分比。
- P2010： 設(shè)置 COM Link 上的 USS 通信速率,。根據(jù) S7-200 通信口的限制,，支持的通信波特率有：
= 4 2400 bit/s 5 4800 bit/s 6 9600 bit/s 7 19200 bit/s 8 38400 bit/s 9 57600 bit/s 12 115200 bit/s - P2011： 設(shè)置 P2011[0] = 0 至 31，即驅(qū)動(dòng)裝置 COM Link 上的 USS 通信口在網(wǎng)絡(luò)上的從站地址,。 USS 網(wǎng)絡(luò)上不能有任何兩個(gè)從站的地址相同,。
- P2012： 設(shè)置 P2012[0] = 2，即 USS PZD 區(qū)長(zhǎng)度為 2 個(gè)字長(zhǎng),。
- P2013： 設(shè)置 P2013[0] = 127,，即 USS PKW 區(qū)的長(zhǎng)度可變。
- P2014： 設(shè)置 P2014[0] = 0 至 65535,，即 COM Link 上的 USS 通信控制信號(hào)中斷超時(shí)時(shí)間,，單位為 ms。如設(shè)置為 0，則不進(jìn)行此端口上的超時(shí)檢查,。
此通信控制信號(hào)中斷,，指的是接收到的對(duì)本裝置有效通信報(bào)文之間的大間隔。如果設(shè)定了超時(shí)時(shí)間,，報(bào)文間隔超過此設(shè)定時(shí)間還沒有接收到下一條信息,，則會(huì)導(dǎo)致 F0072 錯(cuò)誤，變頻器將會(huì)停止運(yùn)行,。通信恢復(fù)后此故障才能被復(fù)位,。
根據(jù) USS 網(wǎng)絡(luò)通信速率和站數(shù)的不同，此超時(shí)值會(huì)不同,。 - P0971： 設(shè)置 P0971 = 1,，上述參數(shù)將保存入MM 440 的 EEPROM 中。
USS 通信是由 S7-200 SMART和驅(qū)動(dòng)裝置配合,，因此相關(guān)參數(shù)一定要配合設(shè)置,。如通信速率設(shè)置不一樣，當(dāng)然無法通信,。
LOGO! 0BA7之間的主從通訊
LOGO! 0BA7之間的主從通訊,，作為從站一方的控制器，將不執(zhí)行自己的程序,，只是作為主站的I/O擴(kuò)展存在,，所有的動(dòng)作受主站程序的控制；但是注意,，從站的程序仍然存在,， 一旦恢復(fù)控制器為主站,，原先的程序仍然可以執(zhí)行,。默認(rèn)情況下，所有的LOGO!都處于主站模式,，可以通過LOGO! Soft Comfort V7.0軟件,，如圖1、2,；或者通過LOGO! 0BA7面板,，將LOGO! 0BA7處于停機(jī)狀態(tài)，通過面板“ESC” → “網(wǎng)絡(luò)”→ “設(shè)置通訊模式”實(shí)現(xiàn)從站的組態(tài),，如圖3,、圖4 。
圖1
圖2
圖3
圖4
本例中將192.168.0.16設(shè)置為192.168.0.15的從站,。配制完成后,，從站將不執(zhí)行原先的任何程序。LOGO! Soft Comfort V7.0軟件提供了特殊的網(wǎng)絡(luò)指令，用于主從模式下對(duì)從站的控制,，如圖5,。
圖5
可以在網(wǎng)絡(luò)指令中設(shè)置從站的 IP地址和地址信息（詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參考幫助），如圖6
圖6
這樣,，就可以在主站側(cè)編寫對(duì)從站控制的程序,，如圖6，當(dāng)主站I1導(dǎo)通,，從站的Q1接通,；從站的I1接通，主站的Q1導(dǎo)通,。同時(shí),，主站每連接一個(gè)從站（程序調(diào)用網(wǎng)絡(luò)指令，并了從站IP地址）都會(huì)默認(rèn)占用一個(gè)連接資源,，如圖7所示,，以LOGO!0BA7的主站多連接8個(gè)從站，并且可使用的網(wǎng)絡(luò)指令也是有限的（可見手冊(cè)）,，如下：
圖7
LOGO! Soft Comfort V7.0 中可用的網(wǎng)絡(luò)輸入/輸出功能塊
網(wǎng)絡(luò)數(shù)字量輸入： NI1 到 NI64
網(wǎng)絡(luò)模擬量輸入： NAI1 到 NAI32
網(wǎng)絡(luò)數(shù)字量輸出： NQ1 到 NQ64
網(wǎng)絡(luò)模擬量輸出： NAQ1 到 NAQ16
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