西门子6SE6440-2UD22-2BA1

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)系统架构向FCS方向发展。单纯从技术而言，现阶段现场总线集成于DCS可以有三种方式：① 现场总线于DCS系统I/O总线上的集成――通过一个现场总线接口卡挂在DCS的I/O总线上，使得在DCS控制器所看到的现场总线来的信息就如同来自一个传统的DCS设备卡一样。例如Fisher-Rosemount公司推出的DeltaV系统采用的就是此种集成方案。② 现场总线于DCS系统网络层的集成――就是在DCS更高一层网络上集成现场总线系统，这种集成方式不需要对DCS控制站进行改动，对原有系统影响较小。如Smar公司的302系列现场总线产品可以实现在DCS系统网络层集成其现场总线功能。③ 现场总线通过网关与DCS系统并行集成――现场总线和DCS还可以通过网关桥接实现并行集成。如SUPCON的现场总线系统，利用HART协议网桥连接系统操作站和现场仪表，从而实现现场总线设备管理系统操作站与HART协议现场仪表之间的通信功能。

输入采样在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。
　　在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。

组件视图 (HW-Config)
用于硬件组态，例如自动化系统、总线组件或过程输入/输出

过程对象视图
作为开发环境用于过程标签过程变量/对象的各个方面。

过程对象视图,通过提供过程标签过程变量的通用视图，对过程工程师执行的工作加以支持。它可以树型结构显示工厂的工艺层级结构，并以表格视图的形式显示过程变量/对象（一般数据、功能图、块、参数、信号、消息、图像对象、归档变量、层级文件夹、设备属性和全局声明）的各个方面。这可以帮助技术人员快速定位。

在标记的层级分支中，所有对象都显示在表格中，这样便于使用简单易用的编辑、过滤、替换、导入和导出功能进行直接处理。同时，还可以通过设备的一种特殊测试模式在线测试和启动过程变量和 CFC。

过程控制的 OS 区和图像层级结构，以及 SIMATIC PCS 7 资产管理，都可从工艺层级结构衍生出来。并为面向工厂的过程对象识别提供支持。

借助于图像层级结构，可以将公共显示定位在画面中，并将其自动链接到子图像中。组态工程师只需负责正确定位即可。可以修改显示域的定义和数量及其自定义报警。

I&C 和过程消息已在函数块中进行预组态，而操作员输入消息已在面板中进行预组态。它们是触发事件发生时自动生成的。必要时，可以对消息文本进行修改或定义消息的优先级。

使用过程对象视图，也可以组态“智能报警隐藏"功能。这里指的是，在特定工厂条件下，可以动态隐藏那些不会影响工厂安全或不会干扰工厂生产的报警。根据工厂单元的操作状态（启动、维修等），按照预先组态显示或隐藏该工厂单元内中分组中的工艺块消息。通过过程对象观的警报矩阵的选项箱的选择，多 32 个操作状态的每一个状态里，警报可独立显示或隐藏。尽管被隐藏的报警没有发出图像或声音信号，但依然会被记录并归档

4、采用西门子变频器运转时，电机的起动电流、起动转矩怎样？

采用西门子变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同，为125%~200%)。用工频电源直接起动 时，起动电流为6~7倍，因此，将产生机械电气上的冲击。采用西门子变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.2~1.5倍，起动转 矩为70%~120%额定转矩；对于带有转矩自动增强功能的西门子变频器，起动转矩为*以上，可以带全负载起动。

5、装设西门子变频器时安装方向是否有限制。

西门子变频器内部和背面的结构考虑了冷却效果的，上下的关系对通风也是重要的，因此，对于单元型在盘内、挂在墙上的都取纵向位，尽可能垂直安装。

6、不采用软起动，将电机直接投入到某固定频率的西门子变频器时是否可以？

在很低的频率下是可以的，但如果给定频率高则同工频电源直接起动的条件相近。将流过大的起动电流（6~7倍额定电流），由于西门子变频器切断过电流，电机不能起动。

7、西门子变频器可以传动齿轮电机吗？

根据减速机的结构和润滑方式不同，需要注意若干问题。在齿轮的结构上通常可考虑70~80Hz为zui大极限，采用油润滑时，在低速下连续运转关系到齿轮的损坏等。

8、西门子变频器能用来驱动单相电机吗？可以使用单相电源吗？

单相电机基本上不能用。对于调速器开关起动式的单相电机，在工作点以下的调速范围时将烧毁辅助绕组；对于电容起动或电容运转方式的，将诱发电容器爆炸。西门子变频器的电源通常为3相，但对于小容量的，也有用单相电源运转的机种。

9、西门子变频器本身消耗的功率有多少？

它与西门子变频器的机种、运行状态、使用频率等有关，但要回答很困难。不过在60Hz以下的西门子变频器效率大约为94%~96%，据此可推算损耗，但内藏再生制动式（FR-K）西门子变频器，如果把制动时的损耗也考虑进去，功率消耗将变大，对于操作盘设计等必须注意。

10、为什么不能在6~60Hz全区域连续运转使用？

一般电机利用装在轴上的外扇或转子端环上的叶片进行冷却，若速度降低则冷却效果下降，因而不能承受与高速运转相同的发热，必须降低在低速下的负载转矩，或采用容量大的西门子变频器与电机组合，或采用电机。

11、西门子变频器的寿命有多久？

西门子变频器虽为静止装置，但也有像滤波电容器、冷却风扇那样的消耗器件，如果对它们进行定期的维护，可望有10年以上的寿命。

12、西门子变频器内藏有冷却风扇，风的方向如何？风扇若是坏了会怎样？

对于小容量也有无冷却风扇的机种。有风扇的机种，风的方向是从下向上，所以装设西门子变频器的地方，上、下部不要放置妨碍吸、排气的机械器材。还有，西门子变频器上方不要放置怕热的零件等。风扇发生故障时，由电扇停止检测或冷却风扇上的过热检测进行保护

13、关于散热的问题

如果要正确的使用西门子变频器，必须认真地考虑散热的问题。西门子变频器的故障率随温度升高而成指数的上升。使用寿命随温度升高而成指数的下降。环境温度升高10度，西门子变频器使用寿命减半。在西门子变频器工作时，流过西门子变频器的电流是很大的，西门子变频器产生的热量也是非常大的，不能忽视其发热所产生的影响。

保养

变频器在长时间的存放过程中，储存环境可能对变频器本身产生许多不利的影响，对于潮湿、温度、微尘及腐蚀性气体等都有一定的要求，在确保其环境符合要求的前提下，还有必要对变频器进行定期的维护保养。

1.西门子变频器，保养维护，电容充电 1.外观检查 对*存放的变频器，检查时要

注意变频器的外观是否有变化，如:外观有无变形，有无磕碰痕迹;有无液体渗出和物件脱落;有无动物、昆虫、浮游物等人驻，以及其他异常的变化。。

2.检查风机的灵

用细的木棍或其他较软的物体拨动风叶，手感应该流畅，风机转动应灵活，不能有卡涩的现象，观察风机是否有液体渗出或润滑油的痕迹。

3.电气性能检查

*存放的变频器，由于环境的影响和变频器器件的使用期限，必须定期对变频器进行电气性能的检查及保养。具体方法如下:

使用万用表检测整流部分的整流桥特性，使用万用表的欧姆挡X100，红表笔接变频器的“P"端，用黑表笔分别接输人“R"“S"“T"，表针摆动应在2/3处，超过2/3或低于l/2均视异常，将黑红表笔交换重新测量，表针不能摆动，如出现摆动则为异常。使用万用表的欧姆挡X100，红表笔接变频器的“N"端，用黑表笔分别接输入“R"“S"“T"，表针摆动应在2/3处，超过2/3或低于1/2均视异常，将黑红表笔交换重新测量，表针不能摆动，否则为异常。

用同样的方法检查逆变部分，将“R"“S"“T"换为“U"“V"“W"，因为逆变的IGBT的源极和漏极之间在关闭状态下同样有整流桥特性。

绝缘测试。对于输人输出端和地(外壳)进行高压绝缘检测，使用500v摇表的黑表端接变频器的接地标识。红端分别接“R"“S"“T"“U"“V"“W"，均速摇动摇表，测量绝缘电阻应在SM以上。

电容器的检测。主回路主要由三相或单相整流桥、平滑电容、滤波电容、IPM逆变桥、限流电阻、接触器等元器件组成。其中对变频器寿命zui有影响的是平滑铝电解电容器，它的寿命主要由加在其两端的直流电压和内部温度所决定。在主回路设计时已经根据电源电压选定了电容器的型号，所以内部的温度对电解电容器[优论论文]的寿命起决定作用。

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可以通过S7-300/400 PLC集成的 PROFINET 接口使用基于工业以太网的开放式通信与Simotion设备进行数据交换，下列通信协议支持开放式通讯：

? TCP
? UDP

PLC 通过工业以太网 OPEN IE 通信方式下的 TCP IP 协议进行数据交换，需要使用以下程序块：

? FB65 "TCON" 建立连接
? FB66 "TDISCON" 中止连接
? FB63 "TSEND" 发送数据
? FB64 "TRCV" 接收数据

这些通信功能块可以在函数库 Standard Library -> Communication Blocks 中找到。 用于连接 TCP IP 端点的参数存储于一个数据结构体中。在本程序示例中，使用数据结构体 UDT65 "TCON_PAR"，用户将对这个数据结构体进行参数化。不需要在 NetPro 中配置通信连接。UDT65的创建需要使用 Open IE向导来完成。

STEP 7 是用于对 SIMATIC S7/C7/WinAC 进行编程的基础。编程时总要使用该软件。
它具有以下版本：

• STEP 7：
  用于各种应用的*版本，带有梯形图、功能块图和指令表编程语言

• STEP 7 Professional 高性能软件包：
  支持所有 IEC 语言（梯形图、功能块图、指令表、顺序功能图和结构化文本）。并且，还提供了一个集成离线模拟组件 (S7-PLCSIM)。

• STEP 7 Lite：
  适用于较低性能范围的版本，可用于 SIMATIC S7-300 和 SIMATIC C7

• STEP 7 Micro：
  用于 SIMATIC S7-200 的精简编程软件包

工程工具是一些面向任务的工具，除 STEP 7 之外也可使用这些工具。它们可大大降低能源成本，并显著提高舒适性。

设计工具（Engineering Tool）包括：

• 供编程人员使用的高级语言

• 供技术专家使用的图形化语言

• 用于诊断、模拟、远程维护、设备文档制作等的扩展软件。

运行版软件包括已编程好并可由用户程序调用的解决方案。它直接集成在自动化解决方案中，分为两种类型：

• 硬件捆绑：
  软件与特定硬件相关

• 非硬件捆绑：
  软件可满足一般硬件要求。

例如，运行版软件包括：

• 用于 SIMATIC S7 和 WinAC 的控件

• 用于将自动化系统集成到 WINOOWs 应用程序中的工具

您可在“基于 SIMATIC PC 的控制"下面找到用于基于 PC 的控制的运行版软件。

人机界面包括：

• SIMATIC ProTool 和 ProTool/Lite 用于组态操作面板

• SIMATIC ProTool/Pro – 通过 PC 实现机器级可视化

• SIMATIC ProAgent ? 用于过程诊断的选件包

• SIMATIC WinCC flexible – 用于组态 SIMATIC HMI 操作员面板的工程工具和用于在机器级简便完成可视化任务的高性能可视化软件

• SIMATIC WinCC – WINOOWs NT/2000/XP 系统下的高性能可视化系统

3.2.1内部补偿
内部补偿是在输入模板的端子上建立参比接点，所以需要将热电偶直接连接到模板的输入端，或通过补偿导线间接的连接到输入端。每个通道组必须接相同类型的热电偶，连接示意图如下。

表5 支持内部补偿的模板及可接热电偶个数

图2 内部补偿接线

注1：模板6ES7 331-7KF02-0AB0和6ES7 331-7KB02-0AB0需要短接补偿端COMP+(10)和Mana(11)，其它模板无。

3.2.2 外部补偿—补偿盒
补偿盒方式是通过补偿盒获取热电偶的参比接点的温度，但补偿盒必须安装在热电偶的参比接点处。
补偿盒必须单独供电，电源模块必须具有充分的噪声滤波功能，例如使用接地电缆屏蔽。
补偿盒包含一个桥接电路，固定参比接点温度标定，如果实际温度与补偿温度有偏差，桥接热敏电阻会发生变化，产生正的或者负的补偿电压叠加到测量电势差信号上，从而达到补偿调节的目的。
补偿盒采用参比接点温度为0℃的补偿盒，*使用西门子带集成电源装置的补偿盒，订货号如下表。

*使用的补偿盒		订货号
带有集成电源装置的参比端，用于导轨安装		M72166-V V V V V
辅助电源	B1	230VAC
	B2	110VAC
	B3	24VAC
	B4	24VDC
连接到热电偶	1	L型
	2	J型
	3	K型
	4	S型
	5	R型
	6	U型
	7	T型
参考温度	00	0℃

表6 西门子参比接点的补偿盒订货数据

图3 S7-300模板支持接线方式

图3 类型：热电偶通过补偿导线连接到参比接点，再用铜质导线连接参比接点和模板的输入端子构成回路，同时由一个补偿盒对模板连接的所有热电偶进行公共补偿，补偿盒的9，8端子连接到模板的补偿端COMP+(10)和Mana(11)，所以模板的所有通道必须连接同类型的热电偶。

图4 S7-400模板支持接线方式

图4 类型：模板的各个通道单独连接一个补偿盒，补偿盒通过热电偶的补偿导线直接连接到模板的输入端子构成回路，所以模板的每个通道都可以使用模板支持类型的热电偶，但是每个通道都需要补偿盒。

表7 支持外部补偿盒补偿的模板及可接热电偶个数

3.2.3 外部补偿—热电阻
热电阻方式是通过外接电阻温度计获取热电偶的参比接点的温度，再由模板处理然后进行温度补偿，同样热电阻必须安装在热电偶的参比接点处。

图5 S7-300模板支持方式

图5类型：参比接点电阻温度计pt100的四根线接到模板的35，36，37，38端子，对应（M+，M-，I+，I-），可测参比接点出温度范围为-25℃到85℃，

图6 S7-400模板支持方式

图6类型：参比接点电阻温度计的四根线接到模板的通道0，占用通道。
以上这两种方式，参比接点到模板的线可以用铜质导线，由于做公共补偿，只能接同类型的热电偶。

表8 支持热电阻补偿的模板及可接热电偶个数

3.2.4外部补偿—固定温度
如果外部参比接点的温度已知且固定，可以通过选择相应的补偿方式由模板内部处理补偿，组态设置详见下章节。

表9支持固定温度补偿的模板及可接热电偶个数

从上表可以看出，300的模板只支持参比接点的温度为0℃或50℃两种，而400的模板支持可变温度范围，且范围大。

3.2.4混合补偿—热电阻和固定温度补偿
另外，除单独补偿方式外，可以使用相同参比接点给多个模板，通过电阻温度计进行外部补偿，S7-400的模板支持这种方式，补偿示意图如下。

图7 混合外部补偿

补偿过程：如图所示，模板2和1 有公共的参比接点，模板1进行外部电阻温度计补偿方式，由CPU读取RTD的温度，然后使用系统功能SFC55(WR_PARM)将温度值写入到模板2中，模板2选择固定温度补偿的方式。
SFC55只能对模板的动态参数进行修改，模拟量输入模板的静态参数（数据记录0）和动态参数（数据记录1）的参数及数据记录1的结构如下：

表10 S7-400模拟量输入模板的参数

图8 S7-400模拟量输入模板的数据记录1的结构

以6ES7 431-7QH00-0AB0 模拟量输入模板为例，程序块SFC55调用：

图9 SFC55系统块调用

当M0.0上升沿使能时，将写入的参数从MB100~MB166传递到输入地址为100开始的模板，修改其数据记录1的参数，同时也将参比接点的温度也写入模板的设定位置。