化工儀器網(wǎng)
詳細(xì)介紹
西門子4KW軟啟動器
選擇的優(yōu)勢：
1,、 采購總部位于德國，德國總公司直接歐美廠家采購,，5000多家優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商,。
2、 技術(shù)力量強(qiáng)大,，有專業(yè)技術(shù)人員,，相關(guān)品牌可提供產(chǎn)品的技術(shù)資料。
3,、 德國公司集中采購,，發(fā)貨及時庫存充足。
4,、 貨期及時,，拼單貨運(yùn)。每周從德國發(fā)貨,。
5,、 合作過程簡約，直接源頭采購成本低,。
西門子制造出安裝其海上風(fēng)場用的75米葉片的特殊起重機(jī)械,。這個特殊起重設(shè)備使組裝工作更安全，也能適應(yīng)更高的風(fēng)速環(huán)境,。目前為止,，葉片都是通過安裝船上起重機(jī)所系的長夾具由其輪轂進(jìn)行提升。這個過程,，裝配工人必須手工用纜繩將葉片系緊在夾具兩端,，而且根據(jù)安裝船上葉片的數(shù)量，裝配工人需要在離甲板幾十米高的地方進(jìn)行作業(yè),，有時甚至需要在夜里或惡劣天氣下工作,。而新機(jī)械可*自動系緊纜繩,，并由人在安裝船的甲板上安全地進(jìn)行控制。西門子是為其新型D6平臺風(fēng)機(jī)的系列安裝而研發(fā)該機(jī)械的,。
風(fēng)機(jī)組裝時,，通常是將葉片安裝到輪轂上，再將整個裝配好的部分安裝到桅桿頂部的轉(zhuǎn)子上,。然而,，單獨(dú)裝配葉片變得越來越常見。這在陸上風(fēng)機(jī)的安裝中早已司空見慣,，現(xiàn)在也越來越多地用于海上作業(yè),。在這種安裝方式中，輪轂已經(jīng)安裝在轉(zhuǎn)子上,，起重機(jī)將每個葉片提升至塔架,，然后機(jī)艙中的裝配工人將葉片安裝在輪轂上。這種葉片單獨(dú)裝配流程是新一代葉片一能夠使用的安裝方式,。這種葉片長75米重25噸,，而預(yù)先組裝好的直徑154米重約75噸的轉(zhuǎn)子幾乎不可能被提起或與輪轂對接。因此,，西門子風(fēng)電集團(tuán)的工程師們一直在尋找一種能夠解決這類巨型轉(zhuǎn)子葉片安裝問題的全自動工藝，它還必須能夠在強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下使用,，以便盡可能高效地利用安裝船,。所以工程師們面臨著這樣一個挑戰(zhàn)：該系統(tǒng)必須盡可能輕，同時又要具備足夠的穩(wěn)定性,。這一新型提升機(jī)械長14米,，高8米，重達(dá)78噸,，它能夠在14米/秒的持續(xù)風(fēng)力和19米/秒的陣風(fēng)強(qiáng)度下工作,，這相當(dāng)于蒲福7級風(fēng)力。目前,，葉片單獨(dú)裝配的風(fēng)力限值僅為12米/秒,。
這一起重機(jī)械能夠自動系緊和松開固定葉片的纜繩，因此當(dāng)葉片需要維護(hù)時,，該機(jī)械也能用于拆卸,。同時，所有功能都具有冗余性,，以確保葉片能夠安全地回到甲板上,。另外，新機(jī)械能夠轉(zhuǎn)向,、傾斜和旋轉(zhuǎn)——無論葉片在安裝船上的位置如何,，都能被吊起,。新機(jī)械還能在安裝中翻轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)葉片，以便葉片能夠?qū)?zhǔn)輪轂,。這是之前的技術(shù)所無法做到的,。
今年夏天，全新的起重機(jī)械完成了它的*項(xiàng)任務(wù)——在英國東海岸建設(shè)Westermost Rough 風(fēng)場,。西門子將在該風(fēng)電場安裝36臺風(fēng)機(jī),，每臺風(fēng)機(jī)葉片都長達(dá)75米。
ET200Pro系列產(chǎn)品做為西門子分布式IO系列產(chǎn)品中的一種,，具有高IP67的防護(hù)等級,，成為特殊行業(yè)應(yīng)用的主要產(chǎn)品之一。同時,，ET200Pro還提供了故障安全模板：F-DI/F-DO以及電機(jī)啟動器（MotorStarter）,、故障安全型變頻器（F-FC）等，滿足了行業(yè)中的故障安全應(yīng)用的需求,。本文將主要介紹ET200Pr*安全型變頻器的調(diào)試和使用的方法,。
1 ET200Pr*安全系統(tǒng)介紹
與ET200S系統(tǒng)類似，ET200Pro也提供了全系列的故障安全模板,。
1) 故障安全型輸入/輸出模板（F-DI/F-DO）
ET200Pro的故障安全型輸入/輸出的模板的使用與ET200M,，ET200S等分布式IO的安全模板使用方法相同。
2）電機(jī)啟動器（MotorStarter）
ET200Pro的電機(jī)啟動器模板（MotorStarter）中,，提供了一些特殊的模板,，比如F-RSM和ASM-400，電機(jī)啟動器模板（MotorStarter）如果配合F-RSM和ASM-400使用可以達(dá)到SIL3(Cat.4)的安全等級（圖1）,。
圖1 故障安全型電機(jī)啟動器（MotorStarter）系統(tǒng)配置(Cat.4)
具體配置列表請參照手冊：SIMATIC ET 200pro Motor starters
3）故障安全型變頻器（F-FC）
ET200Pro F-FC是一款嵌入在ET200Pro系統(tǒng)中的緊湊型的故障安全型變頻器,。工作電壓為3 AC 400V 50/60Hz，連接3相交流電機(jī),，大1.1KW,，溫度允許的情況下，可以連接1.5KW電機(jī),。
該變頻器可以通過PROFIBUS/PROFINET的接口模板進(jìn)行連接調(diào)試,，也可以使用光纖轉(zhuǎn)串口的電纜進(jìn)行連接。
ET200Pro變頻器需要與前面提到的電機(jī)啟動模塊中的特殊模塊一起使用來對其關(guān)斷信號進(jìn)行評估,，因而系統(tǒng)中需要F-Switch 或F-RSM（圖2）,。
圖2 故障安全變頻器與F-RSM的配置
其中主要的模板包括：
③接口模板
可以連接變頻器模板的接口模板包括：
1) IM154-4 PN HF Cu V6.0 (6ES7 154-4AB10-0AB0)
2) IM154-2 DP HF (6ES7 154-2AA00-0AB0)
④F-RSM或者F-SWITCH
⑤故障安全型變頻器（F-FC）
⑥終端模塊
2 ET200Pro F-FC的調(diào)試方法
ET200Pro F-FC的組態(tài)可以通過Step7軟件來實(shí)現(xiàn)。但變頻器模板的調(diào)試工具需要用到DriveES（或者Starter,、MotionScout）等軟件,。如果系統(tǒng)中使用了F-Switch，則需要MotorStarter ES軟件來設(shè)置相關(guān)Switch的參數(shù),。
2．1 Step7的組態(tài)
（1）新建一個S7 300站,，這里選擇CPU 317F-2 PN/DP做為F主機(jī),，IM154-4 PN HF Cu V6.0做為F設(shè)備。（圖3）
圖3 新建S7 300站
硬件組態(tài)中,，添加F-RSM,；由于ET200Pro F-FC沒有Profisafe報(bào)文，因而只能添加標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文F-FC 1.1/1.5KW Standard telegram1,。(圖4)
圖4 添加硬件
分別雙擊兩個模板,，打開屬性框，將診斷選項(xiàng)使能,。
（2）雙擊CPU,，設(shè)置CPU的參數(shù)。
選擇F 參數(shù),，為故障安全程序設(shè)置密碼（圖5）,，防止有未經(jīng)授權(quán)的人修改F程序。
圖5 設(shè)置F程序的密碼
選擇“Protection”,，設(shè)定CPU程序的訪問保護(hù)密碼,，同時將“CPU contains safety program”激活（圖6）。
圖6 保護(hù)選項(xiàng)
保存編譯后,，我們可以看到在Step7的Block下,，出現(xiàn)了一些相關(guān)F系統(tǒng)的功能塊，但由于ET200Pro F-FC沒有Profisafe的報(bào)文,，因而這里實(shí)際上并沒有關(guān)于ET200Pro F-FC的F系統(tǒng)塊,，這也是ET200Pro F-FC與ET200S F-FC或者G120F、S120F的不同之處,，因而ET200Pro F-FC的安全功能是通過F-RSM或F-Switch來實(shí)現(xiàn)的。
至于如何建立Step7的F程序,，這里不再詳細(xì)介紹,，請參考相關(guān)手冊。
2．2 F-FC的調(diào)試
ET200Pro F-FC的調(diào)試需要用到Drive的一些軟件,。通過Step7界面,，雙擊變頻器模板，則可以打開相應(yīng)的調(diào)試軟件的界面,。
（1） 雙擊打開調(diào)試界面,，選擇“在線”。
西門子4KW軟啟動器
圖7 選擇在線連接到F-FC
如果無法在線操作,，則檢查“Option”菜單下的“Set PG/PC interface”的設(shè)置,，選擇合適的接口用于連接F-FC。
（2） 選擇“上載”,，將系統(tǒng)配置自動上傳到PG,。
圖8 上傳參數(shù)
在“Functions”下選擇“Safety Integrated”進(jìn)行安全功能的設(shè)置,。注意這個選項(xiàng)只有在“在線”的模式下才可以操作。
圖9 選擇安全功能設(shè)置
（3） 打開設(shè)定界面,，可以看到ET200Pro F-FC提供3種安全功能：
STO,、SS1和SLS。
在ET200Pro F-FC的內(nèi)部,，有兩條F功能總線“Safety busbar G1” 和“Safety busbar G2”,。可以通過“Enables”選擇這兩條安全總線回路中的安全功能,。如圖10所示,，由于F-RSM只提供一個安全回路開關(guān)(F0)，故這里只選擇了“Safety busbar G1”的SLS（F0）,。如果系統(tǒng)中使用了F-Switch,，則可以設(shè)置兩個安全功能回路。
圖10 選擇安全功能
（4） 分別設(shè)定安全功能的參數(shù)
STO：安全轉(zhuǎn)矩關(guān)斷,。該功能激活后,，變頻器內(nèi)部的電源被切斷，電機(jī)進(jìn)入自由停車狀態(tài),。（圖11）
圖11 STO的參數(shù)設(shè)置界面
這里的設(shè)置都是關(guān)于安全回路測試的：當(dāng)系統(tǒng)恢復(fù)正常時,，是否進(jìn)行回路測試，用來保證系統(tǒng)正常運(yùn)行,，以及及時檢查系統(tǒng)錯誤,。T=8小時的設(shè)置也是保證系統(tǒng)的自檢測的時間。
SS1:安全停車指令1,。當(dāng)SS1被激活時,，系統(tǒng)按照設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行停車。否則進(jìn)入故障狀態(tài),，并終進(jìn)入STO,。
圖12 SS1的參數(shù)設(shè)置界面
Standstill:截止頻率。當(dāng)停車過程中,，頻率達(dá)到該設(shè)定值時,，進(jìn)入STO狀態(tài)。
Tr：停車時間設(shè)定,；
Tv: 延時監(jiān)控時間,。超出該設(shè)定值，變頻器進(jìn)入故障狀態(tài),，同時馬上進(jìn)入STO狀態(tài),。
SLS：安全限速。安全限速有4種模式,，分別對應(yīng)4種安全限速的動作,。這里需要定義安全限速的設(shè)定值“Setpoint”,，上限值“Upper limit”和選擇模式。
圖13 SLS的參數(shù)設(shè)置界面
參數(shù)設(shè)定和修改都需要“Accept settings”才能生效,。這里需要輸入密碼和進(jìn)行驗(yàn)證,。
圖14 參數(shù)修改和生效
2．3 F-RSM的調(diào)試
ET200Pro F-FC的F功能需要通過F-RSM或者F-Switch來實(shí)現(xiàn)（見圖15），因而需要對F-RSM進(jìn)行設(shè)置,。
圖15 ET200Pro F-FC與F-RSM/F-Switch的配置原理圖
（1）F-RSM的連線
圖16 F-RSM組件
其內(nèi)部原理圖為：
圖17 F-RSM的原理圖
F-RSM內(nèi)部為一個3TK2841的安全繼電器,，其中輸入端子為IN1/IN2，可以用于連接急停按鈕,；IN3做為3TK2841的“monitered START”輸入端,，當(dāng)選擇“自動啟動”時，該端子可以不接,。
輸出“OUT”做為3TK3841的功能輸出連接端子,，內(nèi)部busbar總線將“F0”輸出到F-FC,做為安全功能的激活信號。
a.IN1可以連接一個單通道或者雙通道的“急停”信號,，其端子接線方式為：
圖18 IN1的連接
b.“Start”信號的接線方式： c. “OUT”信號的接線：
圖19 啟動信號的連接 圖20 輸出信號的連接
單通道以及雙通道的選擇,，自動啟動與手動啟動的選擇是通過切換開關(guān)實(shí)現(xiàn)的：
圖21 選擇開關(guān)的模式設(shè)置
（2） 激活安全功能
當(dāng)急停信號為“1”時，系統(tǒng)正常工作,，此時“F0”狀態(tài)為“1”,。當(dāng)急停被按下時，表示系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)危險狀況,，應(yīng)當(dāng)啟動相應(yīng)的安全功能,，此時“F0”變?yōu)?ldquo;0”，此時,，應(yīng)通過busbar將F0信號傳送至F-FC,，變頻器激活相應(yīng)的安全功能。
注意：系統(tǒng)中的F-RSM的供電是通過電源端子提供的,，因而在連接接口模板的電源端子時,，應(yīng)當(dāng)連接兩路電源（DC 24V），否則F-RSM內(nèi)部的3TK2841處于失電狀態(tài),，從其運(yùn)行燈的狀態(tài)可以判斷該路電源是否有連接（圖22）。
圖22 電源的連接
西門子MasterDrive變頻器的啟/?？刂剖峭ㄟ^控制字實(shí)現(xiàn)的,。當(dāng)其他條件都具備時，控制字第0位為1時,，啟動變頻器,。 這一位為0時，變頻器停止運(yùn)行,。
設(shè)置參數(shù)P554可實(shí)現(xiàn)啟/?？刂?。例如：P554=22，端子X101/9 啟/停變頻器,。P554=3100,，用Profi-bus 啟/停變頻器（注：通過Profi-bus或USS控制變頻器時控制字的bit10必需為1）。P554=5,，用PMU啟/停變頻,。P554=2100，用OP1S 啟/停變頻器等等,。
有時用戶需要用按鈕實(shí)現(xiàn)對變頻器的啟/?？刂?。用戶的需求有：一,、用兩個按鈕和一個繼電器。二,、用兩個按鈕,。三,、用一個按鈕。實(shí)現(xiàn)方法如下：
1． 用兩個按鈕和一個繼電器
S1是啟動按鈕,，S2是停止按鈕,，繼電器K1將啟動信號保持，同時把K1的常開觸點(diǎn)連接在變頻的開關(guān)量輸入端,。變頻器中的參數(shù)設(shè)置：P554=22,。
2． 用兩個按鈕
用兩個按鈕實(shí)現(xiàn)該功能時，需要使用變頻器的自由功能塊,，但可以不使用繼電器,。接線圖如下：
S1是啟動按鈕，S2是停止按鈕,，實(shí)現(xiàn)對變頻器的啟/?？刂疲枰O(shè)置如下參數(shù)：
U951.34 = 4 激活RS觸發(fā)器的功能
U281.01 = 18 RS觸發(fā)器的S端連接在X101/7
U281.02 = 21 RS觸發(fā)器的R端連接在X101/8
P554.01 = 501 RS觸發(fā)器的輸出控制變頻器的啟/停
實(shí)現(xiàn)該功能使用的是MasterDrive自由功能塊中的RS觸發(fā)器,，在功能圖775中,。詳見下圖：
3. 如果用戶用一個自復(fù)位按鈕實(shí)現(xiàn)變頻器的啟/停控制,，則需要在變頻器中用自由功能塊實(shí)現(xiàn)這一功能,。因?yàn)樽詮?fù)位按鈕給出的是脈沖信號，而自變頻器的啟動是高電平,，停止是低電平,，脈沖信號送到P554中是無法控制變頻器的啟/停，實(shí)現(xiàn)這一功能需要在變頻器中用自由功能塊中的D-觸發(fā)器。
接線圖如下：
需要設(shè)置如下參數(shù)：
U951.25 = 4 激活D-觸發(fā)器功能
U279.001= 0
U279.001= 526
U279.001= 18 端子X101/7 作為D-觸發(fā)器的輸入
U279.001= 0
P554.001=525 D-觸發(fā)器輸出控制變頻器的啟/停
功能圖如下:
以上介紹的是MasterDrive變頻器的啟動方法,，變頻器 的停車方式共有三種分別是：1. OFF1 2. OFF2 3. OFF3 ,。
OFF1是正常的停車方式，以上例子中都是OFF1停車,。OFF1的命令源在P554中設(shè)置,。OFF1停車是指 ：
在P100=3， 4 和從動時等到上級開/閉環(huán)控制使裝置停機(jī)
在P100=3,4 和主動時在斜坡函數(shù)發(fā)生器輸入端的設(shè)定值被封鎖(設(shè)定值=0) 以使系統(tǒng)按已設(shè)定參數(shù)的降速斜坡(P464)下降至關(guān)機(jī)頻率(P800)后,，在經(jīng)過關(guān)機(jī)等待時間(P801)后逆變器脈沖被封鎖同時主接觸器(選件/旁路接觸器)如有的話則斷開,。如關(guān)機(jī)OFF1 命令在下降時撤消(例如用開機(jī)命令)，那么下降過程將中斷并轉(zhuǎn)回運(yùn)行狀態(tài)(014)
西門子MasterDrive變頻器的啟/?？刂凭徒榻B到這,，由以上的例子可以感受到MasterDrive作為工程型變頻器的靈活性和強(qiáng)大功能，可以滿足用戶的普通要求,，特殊要求,，以及通過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制的更高的要求。MasterDrive的通訊功能,，BICO功能,，自由功能塊的功能給用戶提供了非常廣闊的自由空間。
化工儀器網(wǎng)