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西門(mén)子IPC647D工業(yè)計(jì)算機(jī) 西門(mén)子IPC647D工業(yè)計(jì)算機(jī)
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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負(fù)載,， 類似恒轉(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負(fù)載,， 類似恒轉(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,。
S7-200支持的通信協(xié)議
表1. S7-200系統(tǒng)支持的通信協(xié)議略表
| 協(xié)議類型 | 端口位置 | 接口類型 | 傳輸介質(zhì) | 通信速率 | 備注 |
|---|---|---|---|---|---|
| PPI | EM241模塊 | RJ11 | 模擬電話 | 33.6Kbits/s | 數(shù)據(jù)傳輸速率 |
CPU口0/1 | DB-9針 | RS-485 | 9.6K,19.2K,187.5K | 主,、從站 | |
| MPI | 19.2K,187.5K | 僅從站 | |||
| EM277 | DB-9針 | RS-485 | 19.2K...187.5K...12M | 速率自適應(yīng) 從站 | |
| PROFIBUS-DP | 9.6K,19.2K...187.5K...12M | ||||
| S7協(xié)議 | CP243-1/ CP243-1 IT | RJ45 | 以太網(wǎng) | 10Mbits/s, 100Mbits/s | 自適應(yīng) |
| AS-Interface | CP243-2 | 接線端子 | AS-i網(wǎng)絡(luò) | 5/10ms循環(huán)周期 | 主站 |
| USS | CPU口0 | DB-9針 | RS-485 | 1200bits/s...9.6K...115.2K | 主站 自由口庫(kù)指令 |
| Modbus RTU | 主站/從站 自由口庫(kù)指令 | ||||
| EM241 | RJ11 | 模擬電話 | 33.6Kbits/s | 數(shù)據(jù)傳輸速率 | |
| 自由口 | CPU口0/1 | DB-9針 | RS-485 | 1200...9.6K...115.2K | |
S7-200 CPU上的通信口（Port0，Port1）可以工作在“自由口”模式下,。 所謂自由口就是建立在RS-485半雙工硬件基礎(chǔ)上的串行通信功能,，其字節(jié)傳輸格式為：一個(gè)起始位,、7位或8位數(shù)據(jù)、一個(gè)可選的奇偶校驗(yàn)位,、一個(gè)停止位。凡支持此格式的通信對(duì)象,，一般都可以與S7-200通信。在自由口模式下,，通信協(xié)議*由通信對(duì)象，或者用戶決定,。
網(wǎng)絡(luò)通信
一些通信標(biāo)準(zhǔn)只支持一對(duì)一的通信方式；另一些支持網(wǎng)絡(luò)通信,。S7-200支持多種網(wǎng)絡(luò)通信方式。
網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議要比一對(duì)一的通信更為復(fù)雜,。網(wǎng)絡(luò)通信對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備也有一定的要求，通信設(shè)備能否*符合網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的要求會(huì)影響,、制約實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信的完整功能?？疾爝@些網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的要求，對(duì)于項(xiàng)目的規(guī)劃,、設(shè)計(jì)、調(diào)試具有重要的意義,。選用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備可以有目的地利用網(wǎng)絡(luò)通信要求的特點(diǎn),，做到經(jīng)濟(jì)合理,。
在用戶的實(shí)際工作中,，上述的制約更多地在使用了非西門(mén)子的第三方產(chǎn)品時(shí)出現(xiàn),。
S7-200的特點(diǎn)就是支持網(wǎng)絡(luò)通信,。連接到S7-200編程口的設(shè)備都可以認(rèn)為是連接到了S7-200通信網(wǎng)絡(luò)上。一個(gè)典型的例子是安裝了編程軟件Micro/WIN的計(jì)算機(jī),，通過(guò)編程電纜與CPU通信口相連,，這也可以認(rèn)為是一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò),。
通信主站和從站
通信協(xié)議規(guī)定了通信設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的角色，可分為：
- 通信從站：從站不能主動(dòng)發(fā)起通信數(shù)據(jù)交換,，只能響應(yīng)主站的訪問(wèn)，提供或接受數(shù)據(jù),。從站不能訪問(wèn)其他從站。在多數(shù)情況下,，S7-200在通信網(wǎng)絡(luò)中作為從站,，響應(yīng)主站設(shè)備的數(shù)據(jù)請(qǐng)求。
- 通信主站：可以主動(dòng)發(fā)起數(shù)據(jù)通信,，讀寫(xiě)其他站點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
S7-200 CPU在讀寫(xiě)其他S7-200 CPU數(shù)據(jù)時(shí)（使用PPI協(xié)議）就作為主站（PPI主站也能接受其他主站的數(shù)據(jù)訪問(wèn)）,；S7-200通過(guò)附加擴(kuò)展的通信模塊也可以充當(dāng)主站。
安裝編程軟件Micro/WIN的計(jì)算機(jī)一定是通信主站,；所有的HMI（人機(jī)操作界面）也是通信主站；與S7-200通信的S7-300/400往往也作為主站,。
只有一個(gè)主站，其他通信設(shè)備都處于從站通信模式的網(wǎng)絡(luò)就是單主站網(wǎng)絡(luò),。單主站網(wǎng)絡(luò)的例子有：
- 一個(gè)S7-200 CPU和Micro/WIN（編程計(jì)算機(jī)）的通信
- 一個(gè)S7-200 CPU和一個(gè)HMI（如TD200）的通信
- 多個(gè)CPU聯(lián)網(wǎng)（但它們都處于PPI從站模式時(shí)）,，與Micro/WIN的通信
- 多個(gè)CPU聯(lián)網(wǎng),，網(wǎng)絡(luò)上只有一個(gè)HMI（如TP170B等）
- 一個(gè)CPU使用USS協(xié)議與一個(gè)或多個(gè)西門(mén)子驅(qū)動(dòng)裝置通信
- 一個(gè)Modbus RTU主站與從站的通信
一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)中，如果有多個(gè)通信主站存在,，就稱為多主站網(wǎng)絡(luò)。屬于多主站網(wǎng)絡(luò)的情況有：
- 一個(gè)S7-200 CPU連接一個(gè)HMI,，同時(shí)需要Micro/WIN的編程通信
- S7-200 CPU聯(lián)網(wǎng)，有CPU做PPI主站訪問(wèn)其他CPU的數(shù)據(jù),，同時(shí)需要Micro/WIN編程、監(jiān)視
- CPU聯(lián)網(wǎng),，有兩個(gè)以上的CPU做PPI通信主站
- 一個(gè)S7-200 CPU連接多個(gè)HMI
- 聯(lián)網(wǎng)的多個(gè)CPU，連接多個(gè)HMI
- 上述情況的組合
單主站和多主站網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)并不總是不變的,。例如一個(gè)僅包括一個(gè)CPU和一個(gè)TD200的單主站網(wǎng)絡(luò)，如果要與Micro/WIN進(jìn)行編程通信,，它就變成了多主站網(wǎng)絡(luò)。
并不是所有的設(shè)備都支持多主站網(wǎng)絡(luò)通信,！在多主站網(wǎng)絡(luò)中，主站要輪流控制網(wǎng)絡(luò)上的通信,，這就要求它們有交換令牌的能力。不是所有的設(shè)備都有這個(gè)能力
S7-200 CPU使用自由口通信模式時(shí),，既可以做主站，又可以做從站,。如S7-200用USS協(xié)議控制西門(mén)子驅(qū)動(dòng)裝置時(shí)是主站,；使用Modbus RTU從站指令庫(kù)時(shí)它就是從站,。這說(shuō)明所謂主、從是由通信協(xié)議決定的,，用戶在編制通信協(xié)議時(shí)自己定義各通信設(shè)備在通信活動(dòng)中的角色。
服務(wù)器和客戶端
服務(wù)器（Server）與客戶端（Client）的關(guān)系有些像從站與主站的關(guān)系,。服務(wù)器總是等待客戶端發(fā)起數(shù)據(jù)訪問(wèn)。這個(gè)概念常常在以太網(wǎng)通信中使用,。
一個(gè)通信對(duì)象是服務(wù)器還是客戶端取決于它們?cè)谕ㄐ呕顒?dòng)中的具體作用。例如,，CP243-1以太網(wǎng)模塊既可以配置為服務(wù)器等待客戶端來(lái)訪問(wèn),，也可以配置為客戶端訪問(wèn)其他服務(wù)器。CP243-1作為服務(wù)器時(shí),，運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上的PC Access軟件作為客戶端通過(guò)CP243-1訪問(wèn)CPU的數(shù)據(jù)；而PC Access軟件本身是OPC Server,，OPC Client軟件（如支持OPC的HMI軟件）可以訪問(wèn)它。
CP243-1/CP243-1 IT與S7-300/400的以太網(wǎng)模塊一樣,，既可以做服務(wù)器，也可以做客戶端,；S7-200的OPC Server——PC Access與CP243-1連接時(shí)是客戶端，同時(shí)對(duì)上位的監(jiān)控軟件是服務(wù)器,。
PPI, MPI和PROFIBUS
PPI，MPI和PROFIBUS都是基于OSI（開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)）的七層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型,，符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170所定義的PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)，基于令牌的的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,。這些協(xié)議是非同步的（串行的）基于字符的通信協(xié)議,，字符格式包括一個(gè)起始位,、8個(gè)數(shù)據(jù)位、一個(gè)偶校驗(yàn)位和一個(gè)停止位。其通信幀包括特定的起始和結(jié)束字符,、源和目的站的地址、幀長(zhǎng)度和數(shù)據(jù)校驗(yàn)和,。
在波特率*,、各站地址不同的情況下,，PPI，MPI和PROFIBUS可以同時(shí)在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行,，并且互不干擾。
這就是說(shuō)如果一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上有S7-300,、S7-200，S7-300之間可以通過(guò)MPI或PROFIBUS通信,，而在同時(shí)在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的TP170 micro觸摸屏可以與一個(gè)S7-200 CPU通信。
CPU224 XP 高速I(mǎi)/O
S7-200 CPU支持6路高速數(shù)字量輸入（CPU224/226）和兩路高速數(shù)字量輸出（用于PTO/PWM）,。
新產(chǎn)品CPU224 XP高速輸入中的兩路支持更加高的速度。用作單相脈沖輸入時(shí),，可以達(dá)到200KHz；用作雙相90°正交脈沖輸入時(shí),，速度可達(dá)100KHz,。
CPU224 XP的兩路高速數(shù)字量輸出速率可以達(dá)到100KHz,。
圖1. CPU224 XP數(shù)字量接線
圖中：
- 高速輸出點(diǎn)Q0.0和Q0.1與Q0.2 - Q0.4成組支持5 - 24VDC電壓輸出
- 特高速輸入點(diǎn)I0.3/I0.4/I0.5支持5 - 24VDC電壓的源型或漏型輸入,；同組其他輸入點(diǎn)電壓可以仍然是24VDC，單要求兩者的電源的公共端在1M處連接
CPU224 XP的高速數(shù)字量輸入
除了其他高速輸入端子外,，CPU224 XP*的高速輸入端子為I0.3、I0.4,、I0.5。
具體位置如圖1所示。
這些特高速輸入端可用作高速計(jì)數(shù)器輸入端,，如表1所示：
表1. CPU224 XP高速輸入端子與計(jì)數(shù)器分配
| 模式 | 描述 | 輸入點(diǎn) | |||
|---|---|---|---|---|---|
| HSCO | I0.0 | I0.1 | I0.2 | ||
| HSC1 | I0.6 | I0.7 | I1.0 | I1.1 | |
| HSC2 | I1.2 | I1.3 | I1.4 | I1.5 | |
| HSC3 | I0.1 | ||||
| HSC4 | I0.3 | I0.4 | I0.5 | ||
| HSC5 | I0.4 | ||||
| 0 | 帶有內(nèi)部方向控制的單相計(jì)數(shù)器 | 時(shí)鐘 | |||
| 1 | 時(shí)鐘 | 復(fù)位 | |||
| 2 | 時(shí)鐘 | 復(fù)位 | 啟動(dòng) | ||
| 3 | 帶有外部方向控制的單相計(jì)數(shù)器 | 時(shí)鐘 | 方向 | ||
| 4 | 時(shí)鐘 | 方向 | 復(fù)位 | ||
| 5 | 時(shí)鐘 | 方向 | 復(fù)位 | 啟動(dòng) | |
| 6 | 帶有增減計(jì)數(shù)時(shí)鐘的雙相計(jì)數(shù)器 | 增時(shí)鐘 | 減時(shí)鐘 | ||
| 7 | 增時(shí)鐘 | 減時(shí)鐘 | 復(fù)位 | ||
| 8 | 增時(shí)鐘 | 減時(shí)鐘 | 復(fù)位 | 啟動(dòng) | |
| 9 | A/B相正交計(jì)數(shù)器 | 時(shí)鐘A | 時(shí)鐘B | ||
| 10 | 時(shí)鐘A | 時(shí)鐘B | 復(fù)位 | ||
| 11 | 時(shí)鐘A | 時(shí)鐘B | 復(fù)位 | 啟動(dòng) | |
根據(jù)上表可以看出：
- 要達(dá)到單相200KHz高速脈沖輸入,，可以使用HSC4和HSC5,，分別輸入到I0.3,、I0.4
- 要實(shí)現(xiàn)雙相90°正交高速脈沖輸入，可以使用HSC4,；此時(shí)HSC5因?yàn)镮0.4被HSC4占用而不能使用
- HSC4可以工作在模式0、1,、3、4,、6、7,、9、10
- HSC5可以工作在模式0
支持特高速輸入的I0.3,、I0.4、I0.5可以接受5 - 24VDC信號(hào),；它們既可以用于高速脈沖輸入,，也可以用于普通輸入信號(hào),。它們與本組輸入點(diǎn)（I0.0 - I0.7）一起,，
6SE7033-2TG60
6SE7033-7TG60
6SE7018-0ES87-2DA1
6SE7021-6ES87-2DA1
6SE7023-2ES87-2DA1
6SE7028-0ES87-2DA1
6SE7031-6EB87-2DA1
6SE7032-7EB87-2DA1
6SE7025-3HS87-2DA1
6SE7032-1HB87-2DA1
6SE7018-0ES87-2DC0
6SE7021-6ES87-2DC0
6SE7023-2ES87-2DC0
6SE7028-0ES87-2DC0
6SE7031-6ES87-2DC0
6SE7032-7ES87-2DC0
6SE7025-3HS87-2DC0
6SE7032-1HS87-2DC0
6SE7021-0ES87-0FB1
6SE7021-8ES87-0FB1
6SE7023-4ES87-0FB1
6SE7027-2ES87-0FB1
6SE7031-2ES87-0FA1
6SE7031-8ES87-0FA1
6SE7033-2ES87-0FA1
6SE7016-1EA87-1FC0
6SE7021-0EB87-1FC0
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