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西門子G120C變頻器總代理商
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S7-200模擬量模塊系列
模擬信號是指在一定范圍內(nèi)連續(xù)的信號（如電壓,、電流)，這個“一定范圍”可以理解為模擬量的有效量程,。在使用S7-200模擬量時，需要注意信號量程范圍,，撥碼開關(guān)設(shè)置,，模塊規(guī)范接線，指示燈狀態(tài)等信息,。
本文中,，我們按照S7-200模擬量模塊類型進行分類介紹：
1.AI 模擬量輸入模塊?
2.AO模擬量輸出模塊?
3.AI/AO模擬量輸入輸出模塊
4.常見問題分析
首先，請參見“S7-200模擬量全系列總覽表”,，初步了解S7-200模擬量系列的基本信息,，具體內(nèi)容請參見下文詳細說明：
AI 模擬量輸入模塊
A. 普通模擬量輸入模塊：
如果，傳感器輸出的模擬量是電壓或電流信號（如±10V或0~20mA）,，可以選用普通的模擬量輸入模塊,，通過撥碼開關(guān)設(shè)置來選擇輸入信號量程。注意：按照規(guī)范接線，盡量依據(jù)模塊上的通道順序使用（A->D）,，且未接信號的通道應(yīng)短接,。具體請參看《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊》的附錄A-模擬量模塊介紹。
4AI EM231模塊：
首先,，模擬量輸入模塊可以通過設(shè)置撥碼開關(guān)來選擇信號量程,。開關(guān)的設(shè)置應(yīng)用于整個模塊，一個模塊只能設(shè)置為一種測量范圍,，且開關(guān)設(shè)置只有在重新上電后才能生效,。也就是說，撥碼設(shè)置一經(jīng)確定后,，這4個通道的量程也就確定了,。如下表所示：
注：表中0~5V和0~20mA（4~20mA）的撥碼開關(guān)設(shè)置是一樣的，也就是說,，當撥碼開關(guān)設(shè)置為這種時,，輸入通道的信號量程，可以是0~5V,，也可以是0~20mA,。
8AI EM231模塊：
8AI的EM231模塊，第0->5通道只能用做電壓輸入,，只有第6,、7兩通道可以用做電流輸入，使用撥碼開關(guān)1,、2對其進行設(shè)置：當sw1=ON,，通道6用做電流輸入；sw2=ON時,，通道7用做電流輸入,。反之，若選擇為OFF,，對應(yīng)通道則為電壓輸入,。
注：當?shù)?、7道選擇為電流輸入時,，第0->5通道只能輸入0-5V的電壓,。
B. 測溫模擬量輸入模塊（熱電偶TC；熱電阻RTD）：
如果,，傳感器是熱電阻或熱電偶,，直接輸出信號接模擬量輸入，需要選擇特殊的測溫模塊,。測溫模塊分為熱電阻模塊EM231RTD和熱電偶模塊EM231TC,。注意：不同的信號應(yīng)該連接至相對應(yīng)的模塊,，如：熱電阻信號應(yīng)該使用EM231RTD，而不能使用EM231TC,。且同一模塊的輸入類型應(yīng)該*,，如：Pt1000和Pt100不能同時應(yīng)用在一個熱電阻模塊上。
熱電偶模塊TC：
EM231 TC支持J,、K,、E、N,、S,、T和R型熱電偶，不支持B型熱電偶,。通過撥碼設(shè)置,，模塊可以實現(xiàn)冷端補償，但仍然需要補償導(dǎo)線進行熱電偶的自由端補償,。另外,，該模塊具有斷線檢測功能，未用通道應(yīng)當短接,，或者并聯(lián)到旁邊的實際接線通道上,。?
熱電阻模塊RTD：
熱電阻的阻值能夠隨著溫度的變化而變化，且阻值與溫度具有一定的數(shù)學關(guān)系,，這種關(guān)系是電阻變化率α,。RTD模塊的撥碼開關(guān)設(shè)置與α有關(guān)，如下圖所示,，就算同是 Pt100,，α值不同時撥碼開關(guān)的設(shè)置也不同。在選擇熱電阻時,，請盡量弄清楚α參數(shù),，按 照對應(yīng)的撥碼去設(shè)置。具體請參看《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊》的附錄A-熱電偶和熱電阻擴展模塊介紹,。
EM231 RTD模塊具有斷線檢測功能,，未用通道不能懸空，接法方式如下：
（1）請將一個電阻按照與已用通道相同的接線方式連接到空的通道,，注意：電阻的阻值必須和RTD的標稱值相同；
（2）將已經(jīng)接好的那一路熱電阻的所有引線,，一一對應(yīng)連接到空的通道上,。
因為熱電阻分2線制、3線制,、4線制,，所以RTD模塊與熱電阻的接線有3種方式，如圖所示。其中,，精度高的是4線連接,，精度低的是2線連接。
提示：
（1）. 在STEP7 Micor/WIN軟件中（S7-200的編程軟件）,，對于模擬量輸入通道設(shè)有軟件濾波功能,，如圖所示，具體請參見《S7-200 ? LOGO? SITOP 參考》->系統(tǒng)塊-模擬量濾波,。
但是,，在系統(tǒng)塊中設(shè)置模擬量通道濾波時，RTD和TC模塊占用的模擬量通道,，應(yīng)禁止濾波功能,。
（2） EM231 TC和RTD模塊上，均有24V電源指示燈和SF故障指示燈,。如圖所示：（a）若24V電源指示燈=OFF,，則說明該模塊沒有24V工作電源；（b）若SF紅燈閃爍,，原因可能是：模塊內(nèi)部軟件檢測出外接斷線,，或者輸入超出范圍。
注：具體請參見：《S7-200 ? LOGO? SITOP 參考》->EM231 RTD/EM231 TC,。
AO模擬量輸出模塊
S7-200的擴展模塊里,，分別有2路、4路的模擬量輸出模塊EM232,。根據(jù)接線方式（M-V或M-I）選擇輸出信號類型,，電壓：±10V，電流：0~20mA（4~20mA）,。
AI/AO模擬量輸入輸出模塊
(A) CPU模塊本體集成的2路AI和1路AO
S7-200只有CPU 224XP和CPU224XPsi,，本體集成有模擬量通道。其中,，2路AI是：電壓信號±10V,，1路AO是：電壓信號0~10V；或者電流信號0~20mA(4~20mA),，輸出信號類型可以通過硬件接線來選擇,。
(B) EM235模擬量輸入輸出模塊
EM235模塊有4路AI和1路AO。通過撥碼開關(guān)設(shè)置來選擇4路AI通道的輸入信號程,，如下表所示,，這個模塊可以測量毫伏級（mV）的信號；1路AO是：電壓信號 ±10V,；或電流信號0~20mA（4~20mA）,，可以根據(jù)硬件接線方式（M-V或M-I）選擇輸出信號類型,。
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注：模塊上的電位計是用來調(diào)節(jié)輸入信號和轉(zhuǎn)換數(shù)值的放大關(guān)系，在模塊出廠時已經(jīng)設(shè)置好了,，如無需要,，請不要隨意更改。
常見問題分析
A．模擬量輸入與數(shù)字量的對應(yīng)關(guān)系：
模擬量信號（0~10V,，0~5V或0~20mA）在S7-200 CPU內(nèi)部用0~32000的數(shù)值表示（注：4~20mA對應(yīng)6400~32000）,，這兩者之間有一定的數(shù)學關(guān)系，如圖所示：
B．模擬量模塊的硬件接線介紹
（1）CPU 224 XP集成有2路電壓輸入,，接線方法見a：分別為A+和M,、B+和M，此時只能輸入±10V 電壓信號,。
CPU 224XP還集成有1路模擬量輸出信號,。電流輸出如圖b，將負載接在I和M端子之間,；電壓輸出如圖c,，將負載接在V和M端子之間。
（2）模擬量輸入的接線方式
以4AI EM231模塊為例,，分別介紹電壓,、電流型輸入信號的接線方式，如圖所示,。注意：此接線圖是一個示意圖,，表述的是不同的接線方式，并不是指該模塊只有A通道可以接入電壓,，B通道必須懸空,，C和D通道只能接入電流。
當您的信號為電壓輸入時可以參考接線方法a,，以此類推,。
方式a. 電壓輸入方式：信號正接A+；信號負接A-,；
方式b. 未用通道接法（不要懸空）：未用通道需短接,，如B+和B-短接；
方式c. 電流輸入方式（四線制）：信號正接C+,，同時C+與RC短接,；信號負接C-，同時C-和模塊的M端短接,。
方式d. 電流輸入方式（兩線制）：信號線接D+,，同時D+與RD短接；電源M端接D-,，同時和模塊的M端短接,。
注：具體請參見：《S7-200 ? LOGO? SITOP 參考》->模擬量模塊接線。
（3）電流型信號輸入接線方式
電流型信號的接線方式,，分為四線制,、三線制、二線制接法,。這里討論的“幾線制”,，是以傳感器或儀表變送器是否需要外供電源來區(qū)別的，而并不是指EM231模塊需要幾根信號線,，或該變送器的信號線輸出,。
a. 四線制-電流型信號的接法：
四線制信號是指信號設(shè)備本身外接供電電源，同時有信號+,、信號-兩根信號線輸出,。供電電源可有220VAC或24VDC，接線如圖所示：
b. 三線制-電流型信號的接法：
三線制信號是指信號設(shè)備本身外接供電電源,，只有一根信號線輸出,，該信號線與電源線共用公共端，通常情況是共負端的,。接線如圖所示：
注：若設(shè)備的24VDC供電電源與EM231模塊的供電電源不是同一個電源,，那么，需要將模塊的M端與該通道的負端引腳短接（如,，M和C-短接）,。這是為了使模塊與測量通道工作在同一的參考電壓，也就是等電位,。下面的二線制接法同理,。
本篇FAQ適用于MICROMASTER4，SINAMICS G110M和SINAMICS G120中不帶“-2”的控制單元的產(chǎn)品,。......
狀態(tài)字 1 (ZSW 1) 可以顯示變頻器的狀態(tài),。
在上電和ON/OFF1 命令后，MICROMASTER 4 和SINAMICS G110M和G120X 變頻器所表示的實際狀態(tài)有什么不同,？
狀態(tài)字1（r0052）的位0,，1，2,，6提供了變頻器的實際狀態(tài),。
MM4 和G120/G120D這些位在上電和 ON/OFF1 命令后的狀態(tài)是不同的。
對于MM4變頻器,，位0,，1和2是交替被設(shè)定為：001，010,，100,。
對于G110M/ G120X變頻器,，位0，1和2是附加地被設(shè)定為：000,，001,，011，111(與PROFIDrive的描述*),。
根據(jù)狀態(tài)位的信息來調(diào)整PLC的程序,。
對于使用MM4變頻器的客戶，在他們控制系統(tǒng)中的程序會使用這些位,；某些階段客戶想全部或者部分替換為G110M/G120X變頻器,，這時已經(jīng)存在的程序邏輯將不能正確執(zhí)行，在這種情況下程序必須做出相應(yīng)修改,。
不同點和調(diào)整點：
大的不同是位 r0052.2“驅(qū)動器正在運行”(參考圖1 和 2),。
對于這兩種驅(qū)動器，位r0052.2在啟動后(ON命令后)被置位,。
復(fù)位：
對于MM4在停止的時候復(fù)位.
對于 G110M/G120x 變頻器, OFF1命令撤銷后位 r0052.2立即被復(fù)位.
對于G110M/G120x變頻器如果想模擬與MM4變頻器一樣的 "驅(qū)動器正在運行" 狀態(tài),，你可以使用位r0052.1 "驅(qū)動器準備運行" (參考圖2).
在上電和ON/OFF1 命令后，MICROMASTER 4 和SINAMICS G110M和G120X 變頻器所表示的實際狀態(tài)在下面圖表中可以查看到,。
用戶可以根據(jù)下面的圖表來調(diào)整相應(yīng)的程序,。
圖 1 - MICROMASTER 4 上電和ON/OFF1命令后的狀態(tài)圖
圖 2 - SINAMICS G110M/G120X 上電和ON/OFF1命令后的狀態(tài)圖
參數(shù)描述
參數(shù) | 含義 | MM4 | G110M/G120x |
|---|---|---|---|
r0052 | 狀態(tài)字 1 | X | X |
r0053 | 狀態(tài)字 2 | X | X |
r0052
位 | 含義 | 否 | 是 |
|---|---|---|---|
Bit00 | 驅(qū)動準備 | 0 | 1 |
Bit01 | 驅(qū)動準備運行 | 0 | 1 |
Bit02 | 驅(qū)動運行 | 0 | 1 |
Bit06 | ON禁止激活 | 0 | 1 |
1.1 概述
無論在帶編碼器矢量控制（VC）和無編碼器矢量控制（SLVC）下，動態(tài)優(yōu)化都是保證控制精度和高動態(tài)響應(yīng)的前提,。只有在矢量控制模式（P1300≥20）下,，才需要對電機進行動態(tài)優(yōu)化。動態(tài)優(yōu)化包括兩種模式：旋轉(zhuǎn)測量（包含飽和曲線測量,、轉(zhuǎn)動慣量測量和速度控制器優(yōu)化）和速度控制器優(yōu)化（包含轉(zhuǎn)動慣量測量和速度控制器優(yōu)化）,。
動態(tài)識別必須在以下條件下才能完成：
1. 接線正確，并且變頻器和電機沒有絕緣故障,；
2. 電機的銘牌參數(shù)準確的輸入到變頻器中,；
3. 電機在空載狀態(tài)下；
4. 電機可以自由旋轉(zhuǎn),；
5. 靜態(tài)識別已經(jīng)完成,。
1.2 相關(guān)參數(shù)
當執(zhí)行過旋轉(zhuǎn)測量以后，不必再執(zhí)行速度控制器優(yōu)化,。速度控制器優(yōu)化已經(jīng)包含在旋轉(zhuǎn)測量中,。如果選擇P1300≥20，并且沒有完成靜態(tài)識別,，變頻器會報出A07994,，提示電機靜態(tài)識別未完成。
表 STYLEREF 1 s 1? SEQ 表 * ARABIC s 1 1動態(tài)優(yōu)化的參數(shù)設(shè)置
參數(shù)號 | 出廠值 | 描述 |
P1900 | 0 | 電機數(shù)據(jù)檢測及旋轉(zhuǎn)檢測 |
P1910 | 0 | 電機數(shù)據(jù)檢測 |
P1960 | 0 | 1（旋轉(zhuǎn)測量，無編碼器矢量控制下） |
3（速度控制器優(yōu)化,，無編碼器矢量控制下） | ||
2（旋轉(zhuǎn)測量,，帶編碼器矢量控制下） | ||
4（速度控制器優(yōu)化，帶編碼器矢量控制下） | ||
P1961 | 40% | 檢測飽和曲線時的轉(zhuǎn)速 |
P1965 | 40% | 檢測轉(zhuǎn)動慣量時的轉(zhuǎn)速 |
P1967 | 100% | 速度控制器優(yōu)化的動態(tài)系數(shù) |
注意：在動態(tài)優(yōu)化過程中,，電機會頻繁的加速和減速,，可以通過設(shè)置P1961和P1965限制優(yōu)化過程中電機的高轉(zhuǎn)速；
G120（cu2x0x-2x）變頻器執(zhí)行動態(tài)優(yōu)化過程中,，表1-2中的這些參數(shù)會被自動測量和設(shè)置，以幫助變頻器提高控制精度和動態(tài)響應(yīng),。其中,，轉(zhuǎn)速控制器適配的說明和使用請參看《G120(CU2x0x-2)轉(zhuǎn)速控制器適配》文檔。
表 STYLEREF 1 s 1? SEQ 表 * ARABIC s 1 2動態(tài)優(yōu)化測量的參數(shù)
參數(shù)號 | 描述 | 參數(shù)號 | 描述 |
r331 | 實際的電機勵磁電流 | P1464 | 轉(zhuǎn)速控制器適配轉(zhuǎn)速下限 |
P341 | 電機轉(zhuǎn)動慣量 | P1465 | 轉(zhuǎn)速控制器適配轉(zhuǎn)速上限 |
P342 | 總轉(zhuǎn)動慣量與電機轉(zhuǎn)動慣量比 | P1470 | 無編碼器運行時轉(zhuǎn)速控制器的P增益 |
P360 | 電機勵磁電感 | P1472 | 無編碼器運行時轉(zhuǎn)速控制器的積分時間 |
P1460 | 轉(zhuǎn)速控制器P增益適配轉(zhuǎn)速下限 | P1496 | 加速度前饋定標 |
P1461 | 轉(zhuǎn)速控制器P增益適配轉(zhuǎn)速上限比例系數(shù) | r1968 | 轉(zhuǎn)速控制器優(yōu)化的動態(tài)系數(shù) |
P1462 | 轉(zhuǎn)速控制器積分時間適配轉(zhuǎn)速下限 | r1973 | 檢測出編碼器的脈沖數(shù) |
P1463 | 轉(zhuǎn)速控制器積分時間適配轉(zhuǎn)速上限比例系數(shù) |
|
|
1.3 動態(tài)優(yōu)化操作步驟
無編碼器矢量控制動態(tài)優(yōu)化操作步驟
當完成變頻器的快速調(diào)試以后,，進行如下設(shè)置：
1,、設(shè)置P1900=1，P1910=1,，P1960=1,；
2、此時屏幕上出現(xiàn)報警代碼A07991和A07980,，提示靜態(tài)識別和動態(tài)優(yōu)化已經(jīng)激活,；
3、啟動變頻器,，靜態(tài)識別開始,，電機發(fā)出蜂鳴聲；
4,、靜態(tài)識別結(jié)束后,，報警代碼A07991消失，蜂鳴聲消失,，變頻器自動停機,；
5、再一次啟動變頻器,，動態(tài)優(yōu)化開始,，電機開始旋轉(zhuǎn)；
6,、動態(tài)優(yōu)化結(jié)束后,，報警代碼A07980消失，變頻器自動停機,；
7,、將P0971=1，執(zhí)行Copy RAM to ROM.
帶編碼器矢量控制動態(tài)優(yōu)化操作步驟
當完成變頻器的快速調(diào)試以后,，進行如下設(shè)置：
1,、設(shè)置P1900=1,，P1910=1，P1960=2,；
2,、此時屏幕上出現(xiàn)報警代碼A07991和A07980，提示靜態(tài)識別和動態(tài)優(yōu)化已經(jīng)激活,；
3,、啟動變頻器，靜態(tài)識別開始,，電機發(fā)出蜂鳴聲,；
4、靜態(tài)識別結(jié)束后,，報警代碼A07991消失,，蜂鳴聲消失，變頻器自動停機,；
5,、再一次啟動變頻器，動態(tài)優(yōu)化開始,，電機開始旋轉(zhuǎn),；
6、動態(tài)優(yōu)化結(jié)束后,，報警代碼A07980消失,，變頻器自動停機；
7,、將P0971=1,，執(zhí)行Copy RAM to ROM.
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