西門(mén)子IPC847C工控機(jī)

上海盟疆自動(dòng)化（shimu）優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品; PLC ,、屏、變頻器,、電纜及通訊卡,、數(shù)控、網(wǎng)絡(luò)接頭、伺服驅(qū)動(dòng),、 凡在公司采購(gòu)西門(mén)子產(chǎn)品,，均可質(zhì)保
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西門(mén)子IPC847C工控機(jī)  西門(mén)子IPC847C工控機(jī)

凡在上海盟疆工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備有限公司采購(gòu)西門(mén)子產(chǎn)品，均可質(zhì)保一年,，假一罰十
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問(wèn)題

當(dāng)V20變頻器出現(xiàn)A0501時(shí)該如何解決?

A0501

變頻器輸出電流限幅,，當(dāng)變頻器的輸出電流達(dá)到r0067參數(shù)的數(shù)值時(shí)，變頻器給出A0501報(bào)警,，r0067的大小受P640（電動(dòng)機(jī)過(guò)載倍數(shù)）,、變頻器大輸出電流、電動(dòng)機(jī)和變頻器熱保護(hù)功能影響,。當(dāng)出現(xiàn)A0501報(bào)警時(shí),，變頻器會(huì)啟動(dòng)大電流控制器并保持或降低輸出頻率來(lái)抑制電流繼續(xù)增大。

常見(jiàn)原因

1.電機(jī)負(fù)載大,，由負(fù)載大導(dǎo)致電機(jī)電流較大達(dá)到了電流限幅值,，變頻器出現(xiàn)A0501

·           電動(dòng)機(jī)過(guò)載

·           大慣量負(fù)載加速時(shí)間太短需要較大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的設(shè)備的啟動(dòng)過(guò)程（包括電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)）

·           PID控制，反饋信號(hào)受到干擾波動(dòng)較大,，PI參數(shù)不合適

·           啟動(dòng)正在旋轉(zhuǎn)的電機(jī)

2.變頻器過(guò)溫

·           變頻器過(guò)載（過(guò)溫）,，由變頻器過(guò)溫導(dǎo)致變頻器輸出能力下降。引起A0501

3.電機(jī)參數(shù)問(wèn)題

·           電機(jī)參數(shù)不準(zhǔn)確

常見(jiàn)處理辦法

1.由電機(jī)負(fù)載大引起的A0501請(qǐng)檢查以下幾點(diǎn)

·           檢查電動(dòng)機(jī)是否過(guò)載,，通過(guò)變頻器r0027查看電機(jī)當(dāng)前電流是否已經(jīng)超過(guò)電機(jī)額定電流

·           如果在大慣量負(fù)載加速過(guò)程中出現(xiàn)A0501,，請(qǐng)適當(dāng)延長(zhǎng)斜坡上升時(shí)間P1120

·           需要較大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的重載應(yīng)用時(shí)，啟動(dòng)出現(xiàn)A0501電機(jī)不轉(zhuǎn),，請(qǐng)適當(dāng)增大電壓提升P1310,P 1311,P 1312

·           PID控制經(jīng)常出現(xiàn)A0501,，請(qǐng)檢查模擬量反饋信號(hào)是否受到干擾波動(dòng)很大，適當(dāng)增大模擬量信號(hào)濾波時(shí)間,，適當(dāng)調(diào)整PI參數(shù)P2280和P2285

·           如果變頻器啟動(dòng)本身就在旋轉(zhuǎn)的電機(jī),，啟動(dòng)時(shí)有可能出現(xiàn)A0501，嚴(yán)重情況可能導(dǎo)致F0001,，激活捕捉再啟動(dòng)功能p1200

·           注意：潛水泵,、壓縮機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)不同于普通的供水泵和離心風(fēng)機(jī),屬于重負(fù)載應(yīng)用

2.由變頻器過(guò)溫引起的A0501請(qǐng)檢查以下幾點(diǎn)

·           變頻器的輸出電流是否已經(jīng)超過(guò)變頻器額定電流

·           變頻器工作環(huán)境溫度是否過(guò)高

·           變頻器風(fēng)扇是否工作正常

3.由電機(jī)參數(shù)問(wèn)題引起的A0501

·           檢查設(shè)置的電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)與電機(jī)接線(xiàn)方式（星接/角接）是否*

 

案例集

序號(hào)	報(bào)警現(xiàn)象描述	可能的故障原因及處理措施
1	V20驅(qū)動(dòng)離心風(fēng)機(jī),，加速過(guò)程中出現(xiàn)A0501	原因：風(fēng)機(jī)為大慣量負(fù)載,，機(jī)械特性決定需要長(zhǎng)的加速時(shí)間P1120   措施：延長(zhǎng)斜坡上升時(shí)間
2	潛水泵（深井泵），啟動(dòng),、加速過(guò)程中出現(xiàn)A0501	原因：潛水泵并不是普通泵類(lèi)負(fù)載,， 類(lèi)似恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載， 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求較大   措施：P1300=0,，適當(dāng)增大電壓提升P1310
3	V20驅(qū)動(dòng)羅茨風(fēng)機(jī),，啟動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)A0501報(bào)警， 頻率不能上升,。	原因：潛水泵并不是普通泵類(lèi)負(fù)載,， 類(lèi)似恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載， 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求較大   措施：P1300=0,，適當(dāng)增大電壓提升P1310
4	V20變頻器用于恒壓供水,，經(jīng)常出現(xiàn)A0501報(bào)警	原因：模擬量反饋信號(hào)受干擾波動(dòng)較大或PI參數(shù)設(shè)置不合適   措施：排出干擾增加模擬量濾波時(shí)間，調(diào)整PI參數(shù)
5	V20驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī),、水泵超50Hz運(yùn)行,，出現(xiàn)A0501	原因：變頻器超頻運(yùn)行 ，風(fēng)機(jī)泵類(lèi)負(fù)載導(dǎo)致電機(jī)軸功率按照3次方關(guān)系加大,。電機(jī)過(guò)載,。   措施：限制頻率上限避免變頻器超速運(yùn)行
6	電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行報(bào)A0501，檢查電機(jī)良好無(wú)機(jī)械問(wèn)題	原因：電機(jī)采用角形接法,，電機(jī)參數(shù)按照星形接法輸入   措施：正確設(shè)置電機(jī)參數(shù)

 

注意

以上內(nèi)容僅作為故障報(bào)警排查的指導(dǎo),，不具有性，導(dǎo)致變頻器故障報(bào)警的原因很多,，情況也較復(fù)雜,，本文只是對(duì)常見(jiàn)的故障報(bào)警原因和處理方法進(jìn)行說(shuō)明，供參考,。

CPU
6ES7211-0AA23-0B0 CPU221 DC/DC/DC,6輸入/4輸出
6ES7211-0BA23-0B0 CPU221 繼電器輸出,6輸入/4輸出
6ES7212-1AB23-0B8 CPU222 DC/DC/DC,8輸入/6輸出
6ES7212-1BB23-0B8 CPU222 繼電器輸出,8輸入/6輸出
6ES7214-1AD23-0B8 CPU224 DC/DC/DC,14輸入/10輸出
6ES7214-1BD23-0B8 CPU224 繼電器輸出,14輸入/10輸出
6ES7214-2AD23-0B8 CPU224XP DC/DC/DC,14DI/10DO,2AI/1AO
6ES7214-2BD23-0B8 CPU224XP 繼電器輸出,14DI/10DO,2AI/1AO
6ES7216-2AD23-0B8 CPU226 DC/DC/DC,24輸入/16輸出
6ES7216-2BD23-0B8 CPU226 繼電器輸出,24輸入/16輸出
擴(kuò)展模塊
6ES7 221-1BH22-0A8 EM221 16入 24VDC,，開(kāi)關(guān)量
6ES7 221-1BF22-0A8 EM221 8入 24VDC，開(kāi)關(guān)量
6ES7 221-1EF22-0A0 EM221 8入 120/230VAC,，開(kāi)關(guān)量
6ES7 222-1BF22-0A8 EM222 8出 24VDC,，開(kāi)關(guān)量
6ES7 222-1EF22-0A0 EM222 8出 120V/230VAC，0.5A 開(kāi)關(guān)量
6ES7 222-1HF22-0A8 EM222 8出 繼電器
6ES7 222-1BD22-0A0 EM222 4出 24VDC 固態(tài)－MOSFET
6ES7 222-1HD22-0A0 EM222 4出 繼電器 干觸點(diǎn)
6ES7 223-1BF22-0A8 EM223 4入/4出 24VDC,，開(kāi)關(guān)量
6ES7 223-1HF22-0A8 EM223 4入 24VDC/4出 繼電器
6ES7 223-1BH22-0A8 EM223 8入/8出 24VDC,，開(kāi)關(guān)量
6ES7 223-1PH22-0A8 EM223 8入 24VDC/8出 繼電器
6ES7 223-1BL22-0A8 EM223 16入/16出 24VDC,，開(kāi)關(guān)量
6ES7 223-1PL22-0A8 EM223 16入 24VDC/16出 繼電器
6ES7 223-1BM22-0A8 EM223 32入/32出 24VDC，開(kāi)關(guān)量
6ES7 223-1PM22-0A8 EM223 32入 24VDC/32出 繼電器
6ES7 231-0HC22-0A8 EM231 4入*12位精度,，模擬量
6ES7 231-7PB22-0A8 EM231 2入*熱電阻,，模擬量
6ES7 231-7PD22-0A8 EM231 4入*熱電偶，模擬量
6ES7 232-0HB22-0A8 EM232 2出*12位精度,，模擬量
6ES7 235-0KD22-0A8 EM235 4入/1出*12位精度,，模擬量
6ES7 277-0AA22-0A0 EM277 PROFIBUS-DP接口模塊
6GK7 243-2AX01-0A0 CP243-2 AS-i接口模塊
6ES7 253-1AA22-0A0 EM253 位控模塊
6ES7 241-1AA22-0A0 EM241 調(diào)制解調(diào)器模塊
6GK7 243-1EX00-0E0 CP243-1工業(yè)以太網(wǎng)模塊 
6GK7 243-1GX00-0E0 CP243-1IT 工業(yè)以太網(wǎng)模塊
 

1. USS通信介紹

1.1. USS協(xié)議特點(diǎn)
USS (Universal Serial Interface, 即通用串行通信接口) 是西門(mén)子專(zhuān)為驅(qū)動(dòng)裝置開(kāi)發(fā)的通信協(xié)議。USS 協(xié)議的基本特點(diǎn)如下：

? 支持多點(diǎn)通信（因而可以應(yīng)用在 RS 485 等網(wǎng)絡(luò)上）
? 采用單主站的“主－從”訪(fǎng)問(wèn)機(jī)制
? 每個(gè)網(wǎng)絡(luò)上多可以有 32 個(gè)節(jié)點(diǎn)（多 31 個(gè)從站）
? 簡(jiǎn)單可靠的報(bào)文格式,，使數(shù)據(jù)傳輸靈活高效
? 容易實(shí)現(xiàn),，成本較低

USS 的工作機(jī)制是，通信總是由主站發(fā)起,，USS 主站不斷循環(huán)輪詢(xún)各個(gè)從站,，從站根據(jù)收到的指令，決定是否以及如何響應(yīng),。從站永遠(yuǎn)不會(huì)主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù),。從站在以下條件滿(mǎn)足時(shí)應(yīng)答：
-- 接收到的主站報(bào)文沒(méi)有錯(cuò)誤，并且
-- 本從站在接收到主站報(bào)文中被尋址
上述條件不滿(mǎn)足,，或者主站發(fā)出的是廣播報(bào)文,，從站不會(huì)做任何響應(yīng)。對(duì)于主站來(lái)說(shuō),，從站必須在接收到主站報(bào)文之后的一定時(shí)間內(nèi)發(fā)回響應(yīng),。否則主站將視為出錯(cuò)。
USS 的字符傳輸格式符合 UART 規(guī)范,，即使用串行異步傳輸方式,。USS 在串行數(shù)據(jù)總線(xiàn)上的字符傳輸幀為 11 位長(zhǎng)度，如表1所示：

表1：USS字符幀

USS 協(xié)議的報(bào)文簡(jiǎn)潔可靠,，高效靈活,。報(bào)文由一連串的字符組成，協(xié)議中定義了它們的特
定功能,，表2所示：

表2：USS報(bào)文結(jié)構(gòu)

每小格代表一個(gè)字符（字節(jié)）,。其中：
STX： 起始字符，總是 02 h
LGE： 報(bào)文長(zhǎng)度
ADR：從站地址及報(bào)文類(lèi)型
BCC： BCC 校驗(yàn)符
凈數(shù)據(jù)區(qū)由 PKW 區(qū)和 PZD 區(qū)組成,，如表3所示：

表3：USS凈數(shù)據(jù)區(qū)

PKW： 此區(qū)域用于讀寫(xiě)參數(shù)值,、參數(shù)定義或參數(shù)描述文本，并可修改和報(bào)告參數(shù)的改變 ,。其中：

• PKE： 參數(shù) ID,。包括代表主站指令和從站響應(yīng)的信息，以及參數(shù)號(hào)等
• IND： 參數(shù)索引,，主要用于與 PKE 配合定位參數(shù)
• PWEm：參數(shù)值數(shù)據(jù)

PZD： 此區(qū)域用于在主站和從站之間傳遞控制和過(guò)程數(shù)據(jù),?？刂茀?shù)按設(shè)定好的固定格式在主、從站之間對(duì)應(yīng)往返,。如：

• PZD1：主站發(fā)給從站的控制字/從站返回主站的狀態(tài)字
• PZD2： 主站發(fā)給從站的給定/從站返回主站的實(shí)際反饋

根據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類(lèi)型和驅(qū)動(dòng)裝置的不同,，PKW 和 PZD 區(qū)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度都不是固定的，它們可以靈活改變以適應(yīng)具體的需要,。但是,，在用于與控制器通信的自動(dòng)控制任務(wù)時(shí),，網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點(diǎn)都要按相同的設(shè)定工作,，并且在整個(gè)工作過(guò)程中不能隨意改變。
注意：
對(duì)于不同的驅(qū)動(dòng)裝置和工作模式,，PKW 和 PZD 的長(zhǎng)度可以按一定規(guī)律定義,。 一旦確定就不能在運(yùn)行中隨意改變 ；
PKW 可以訪(fǎng)問(wèn)所有對(duì) USS 通信開(kāi)放的參數(shù),；而 PZD 僅能訪(fǎng)問(wèn)特定的控制和過(guò)程數(shù)據(jù),；
PKW 在許多驅(qū)動(dòng)裝置中是作為后臺(tái)任務(wù)處理，因此 PZD 的實(shí)時(shí)性要比 PKW 好,。

1.2. S7-1200 USS通信簡(jiǎn)介

CM 1241 RS485 模塊通過(guò) RS485 端口與MM440進(jìn)行通信,。 可使用 USS 庫(kù)控制MM440和讀/寫(xiě)MM440參數(shù)。該庫(kù)提供 1 個(gè) FB 和 3 個(gè) FC 來(lái)支持 USS 協(xié)議,。 每個(gè) CM1241 RS485 通信模塊多支持 16 個(gè)MM440,。連接到一個(gè) CM 1241 RS485 的所有MM440（多 16 個(gè)）是同一 USS 網(wǎng)絡(luò)的一部分。連接到另一 CM 1241 RS485 的所有MM440是另一 USS 網(wǎng)絡(luò)的一部分,。 因?yàn)?S7-1200多支持三個(gè) CM 1241 RS485 設(shè)備,，所以用戶(hù)多可建立三個(gè) USS 網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)多 16 個(gè)MM440,，總共支持 48 個(gè) USS MM440,。各 USS 網(wǎng)絡(luò)使用各自一的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行管理（使用三個(gè) CM 1241 RS485 設(shè)備建立三個(gè) USS網(wǎng)絡(luò)需要三個(gè)數(shù)據(jù)塊）。 同一USS 網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的所有指令必須共享該數(shù)據(jù)塊,。 這包括用于控制網(wǎng)絡(luò)上所有MM440的 USS_DRV,、USS_PORT、USS_RPM 和USS_WPM 指令,。

2. 硬件需求及接線(xiàn)

2.1. 硬件需求
S7-1200 PLC目前有3種類(lèi)型的CPU：
1）S7-1211C CPU,。
2）S7-1212C CPU。
3）S7-1214C CPU,。
這三種類(lèi)型的CPU都可以使用USS通信協(xié)議通過(guò)通信模塊CM1241 RS485來(lái)實(shí)現(xiàn)S7-1200與MM440變頻器的通信,。
本例中使用的PLC硬件為：
1） S7-1214C ( 6ES7 214 -1BE30 -0XB0 )
2) CM1241 RS485 ( 6ES7 241 -1CH30 -0XB0 )
3) CSM 1277 ( 6GK7 277 -1AA00 - 0AA0)
本例中使用的MM440變頻器硬件為：
1） MM440 （ 6SE6440 - 2AB11 - 2AA1 ）
2） MICROMASTER 4 ENCODER MODULE （ 6SE6400 - 0EN00 - 0AA0 ）
3） SIEMENS MOTOR （ 1LA7060 - 4AB10 - Z ）
4） USS 通信電纜 ( 6XV1830 - 0EH10 )

2.2. 接線(xiàn)
建議使用西門(mén)子的網(wǎng)絡(luò)插頭和PROFIBUS電纜。在 S7-1200 CPU 通信口上使用西門(mén)子網(wǎng)絡(luò)插頭,。
PROFIBUS 電纜的紅色導(dǎo)線(xiàn)B 即 RS 485 信號(hào) +,，此信號(hào)應(yīng)當(dāng)連接到 MM 440 通信端口的 P+,；綠色導(dǎo)線(xiàn)A 即 RS 485 信號(hào) -，此信號(hào)應(yīng)當(dāng)連接到 MM 440 通信端口的 N-,。

 
圖1： MM440接線(xiàn)端子                                       表4：MM440端子定義

因?yàn)镸M 440 通信口是端子連接,，所以 PROFIBUS 電纜不需要網(wǎng)絡(luò)插頭，而是剝出線(xiàn)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(xiàn)可以壓在同一個(gè)端子內(nèi)。PROFIBUS 電纜的紅色芯線(xiàn)應(yīng)當(dāng)壓入端子 29,；綠色芯線(xiàn)應(yīng)當(dāng)連接到端子 30,，如圖1、表4所示,。完整接線(xiàn)圖如圖2所示,。

圖2： S7-1200與MM440接線(xiàn)圖

a. 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,。
b. PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)插頭，內(nèi)置偏置和終端電阻,。
c. MM 440 端的偏置和終端電阻,。
d. 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,。
e. 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(wèn)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(xiàn)上的電平在總線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn) ,，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(xiàn)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(xiàn)與動(dòng)力線(xiàn)分開(kāi)布線(xiàn),；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(xiàn)時(shí)可按說(shuō)明書(shū)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,。