西门子模块1P6ES7322-8BF00-0AB0 丽丞工业自动化

设备是2005年进行的设备改造，为轧机副传动系统，控制系统采用西门子S7-400控制，I/O模块采用的400的I/O模块。控制变频器分合闸按钮全部采集入PLC（两地合闸）。合闸采用PLC输出由中间继电器转220VAC控制接触器动作。变频器为1336PLUS2，AB的。
2：故障现象
发生故障的时间是2015年4月份，当时操作人员打电话反映所有的副传动辊道不动了，维护人员赶到现场查看发现：所有的变频器合闸回路接触器跳闸，但奇怪的是柜门变频器合、分闸指示灯全不亮。操作人员合闸合不上，但是检查220VAC没故障。负责给模块供电的24VDC及中继的24VDC均无问题。此时发现指示灯正常了，于是进行接触器合闸，发现接触器能合上了，但是过一会就全跳。
3：排查故障
排查继电回路问题，将继电器强制开关强制，合闸回路及变频器均无问题，观察变频器面板无问题。联系试车，结果发现需要动作的变频器不对（手动**台，*二台动作了）。但几分钟以后又正常了。。。。。。（故障时好时坏，中间还好了一小时，轧钢线不能停产，这故障难查了。。。。。。）
一小时后，又出现此类情况，此时只能怀疑控制系统有问题，发现输出模块亮的灯不对（误导），怀疑输出模块问题，更换输出模块。（又好了一小时。。。。，排期间一直强制合闸生产中。。。。。。）
一小时后，仍然出现此类情况。换了输出模块，仍然没法解决。这两小时中，监控和排查人员一直没离开，没办法，开始蹲点，结果这次在上位机监控时发现偶尔分闸信号过来，怀疑合分闸24VDC有问题，检查全部没问题。
较终我们怀疑输入模块有问题。正好看程序时发现输入模块信号异常，发现输入421-1BL00-0AA0模块的I/0点I20.0至I23.0输入点信号平移了两位，即I20.0变成了I20.2，以此类推。更换后设备正常。
4：故障分析
输入模块往常也就是见坏点、模块全黑，I/O点平移的故障**次见到。而AB变频器的数字量输入是置复位式的，接线也采用的是三线制启动。这样就会造成输入模块瞬间故障，导致全部跳闸，但是强制后输入点还是平移，这样后边一台变频器得到启动信号，而没得到停止信号变频器是启动的。而速度选择的点也平移了，变频器就启动了
说明
SIMATICS7-400 PNH系统可以根据具体应用需求量身定制：性能可扩展、**的冗余度可灵活组态，安全功能易于集成。集成PROFINET接口，可冗余连接I/O设备，或者通过PROFIBUS连接I/O设备，实现工厂级通信。无论何种应用，使用SIMATIC S7-400 PNH，均可在熟悉的STEP7 工程环境中，进行便捷而有效的编程和组态。
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应用
■ 避免控制器故障引起的停机。主要用于生产、能源、供水系统、机场助航照明、编组站系统等领域。
■ 避免因工厂故障造成数据丢失而导致的高昂重启成本。主要用于行李处理、高架仓库、跟踪和追溯等领域。
■ 在工厂或机器停机时保护工厂、工件和材料。主要用于炉子、半导体、船舶等领域。
■ 无监督和维修人员亦能**正常运行。主要用于污水处理厂、隧道、船闸、楼宇系统等领域。
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效益
简单、高效的工程组态
与在标准系统中一样，SIMATIC S7-400H 可以使用所有 STEP 7 编程语言进行编程。可以很容易的把程序从标准系统迁移到冗余系统中，反之亦然。当加载程序时，它会自动传送到两个冗余控制器中。使用 STEP 7，可以对特定冗余功能和配置进行参数设置。
出色的诊断和模块更换优势
■ 利用集成的自我诊断功能，系统可以提前检测故障和发送信号，避免故障对生产过程产生影响。这样可以有针对性地替换故障组件，加快维修进程。
■ 可以在系统运行过程中对所有组件进行热插拔。更换一个 CPU 后，当前的所有程序和数据可以自动重新装载。
■ 即使在系统运行过程中，也可以修改程序（例如，程序块的修改和重新装载），更改配置（例如，增加或删减 DP从站或模块）以及改变 CPU 的内存分配。
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设计和功能
根据统计数字表明，所有自动化组件（无论是机械式、机电式，还是电子式）都会出现故障。因此，工厂维护和工厂改造也就必不缺少。在实际应用中，期待**的可用性是不现实的。
通过西门子 SIMATIC S7-400H，能够较大限度地降低生产故障机率，较大化生产率。
SIMATIC S7-400H 具有以下功能：
■ 出现故障时，能够无扰切换
■ 集成故障检测功能；提前检测故障，避免影响生产过程
■ 在线维护，即可在工厂运行期间，更换故障组件
■ 组态更改，即可在工厂运行期间，进行工厂扩容
■ 自动事件同步
■ 高可用性通信
■ 冗余连接I/O 设备
S7-400 PNH CPU的同步模块分为两种，一种用于较长10m 的 FOC patch 光纤，另一种用于较长10km 的单模全双工 LC/LC 光纤（9/125 μ）
冗余系统的同步光纤分为1m、2m、10m 和10km 四种。同步速率达到400Mbps。
D总线通讯功能概述
S7-300/400与SINAMICS S120 之间通过DP总线可进行周期性及非周期性数据通讯。使用标准S7功能块SFC14/SFC15，S7-300/400PLC通过PROFIBUS周期性通讯方式可将控制字1(CTW1)和主设定值(NSETP_B)发送至驱动器；使用标准S7功能块SFC58 / SFC59，可以实现非周期性数据交换，读取或写入驱动器的参数。
二、S7-300/400与S120装置的连接
三、驱动器站地址设置
1. 驱动装置的PROFIBUS通讯地址设置有两种方法：
(1) 通过CU控制单元上的拨码开关实现地址设置，有效地址值为：1…126,本例中地址设置见下图。
注意：通过拨码开关改变地址时应断掉变频器电源
(2) 在拨码开关全部拨到OFF或ON状态时可以利用参数P918设置地址,否则
P918参数中设置的地址是无效的。
驱动装置的PROFIBUS 通讯波特率默认为：1.5Mbps
2. 在S7-300/400的硬件组态中设定的驱动装置站地址应与驱动装置的站地址一致。
图.1
四、通讯报文设置
对于不同的驱动装置只有特定的报文结构能被选用，详细描述请参考：SINAMICS_S120_Commissioning_Manual。表1为常用报文。
表1.
报文格式999为用户自定义报文，当用户选择此报文格式时，电机的起、停控制位等需自己做关联。此时必须将PLC控制请求置1（P854=1）。
注意：用户可在S7-300/400硬件配置时根据需要配置报文结构，配置结束后进行
编译保存；之后打开Starter，核对报文结构是否一致，若不一致需在Starter
中打开“configuration”做调整后点击“Transfer to HW config”按钮。
图.
DC/AC 驱动装置报文设定
图.3
五、用DP总线对电机起、停及速度控制
S7-300/400PLC通过PROFIBUS周期性通讯方式将控制字1(CTW1)和主设定值(NSETP_B)发送至驱动器。
(1) 控制字中Bit0做电机的起、停控制。
(2) 主设定值为速度设定值，频率设定值和实际值要经过标准化，使得4000H(十六进制)对应于**，发送的较高频率(较大值)为7FFFH(200%)。可以在P2000中修改参考频率(缺省值为50Hz)。
) 组态的报文结构 PZD=2或自由报文999时，在S7-300/400 中可用“MOVE”指令进行数据传送；当组态的报文结构 PZD〉2，在S7-300/400中需调用SFC14和SFC15系统功能块。
? SFC14(“DPRD_DAT”)用于读Profibus 从站的过程数据
? SFC15(“DPWR_DAT”)用于将过程数据写入Profibus 从站
例子：SERVO_02 ”控制字、主设定值的发送及状态字、实际频率的读取程序
(1) 控制驱动器运行：
通过先发送控制字(STW1)047E然后发送047F来启动驱动器，该数据控制字在DB10.DBW8(见图4)中*，主设定值在DB10.DBD10中设定，运行信号为M1.0。这些值均通过变量表VAT_2设定及监控。控制程序见图3。
（2）停止驱动器：
应发送控制字047E至驱动器。
（3）读取驱动器状态字及频率实际值：
PLC接收状态字1(ZSW1)，存放在DB10.DBW0中；接收驱动器传来的频率实际值，存放在DB10.DBD2中。
图3. 控制程序
图4. DB10
六、驱动器参数的读取及写入
1.扩展PROFIBUS DP功能(DPV1)
非周期性数据传送模式允许：
? 交换大量的用户数据（较多240 bytes)
? 用DPV1的功能 READ 和 WRITE可以实现非周期性数据交换。传输数
据块的内容应遵照 PROFIdrive参数通道(DPV1)数据集DS47（非周期参
数通道结构）。
2. 参数请求及参数应答的结构
参数请求包括三部分：请求标题、参数地址及参数值。
表2.参数请求格式
表3.参数应答格式
表4.参数请求及应答描述
表5.在DPV1参数应答中的错误值描述
3. S7-300/400PLC通过PROFIBUS非周期性通讯方式读取驱动器参数。
请注意：PLC读取驱动器参数时必须使用两个功能块S

每天要记录变频器及电机的运行数据，包括变频器输出频率，输出电流，输出电压，变频器内部直流电压，散热器温度等参数，与合理数据对照比较，以利于早日发现故障隐患。变频器如发生故障跳闸，务必记录故障代码，和跳闸时变频器的运行工况，以便具体分析故障原因。

西门子S7-300相比较s7-200，s7-300针对的是中小系统，他的模块可以扩展多达32个模块，背板总线也在模块内集成，它的网络连接已比较成熟和流行，有mpi、工业以太网，使通讯和编程变得简单，选择性也比较多，并可借助工具进行组态和设置参数。s7-300的模块稍微多一点，除了信号模块(sm)和200的em模块同类型之外，它还有接口模块(im)——用来进行多层组态，把总线从一层传到另一层;占位模块(dm)——为没有设置参数的信号模块保留一个插槽或为以后安装的接口模块保留一个插槽;功能模块(fm)——执行特殊功能，如计数、定位、闭环控制相当于对cpu功能的一个扩展或补充;通讯处理器(cp)——提供点对点连接、profibus和工业以太网。针对cpu设计模式选择器有：mres=模块复位功能;stop=停止模式，程序不执行;run=程序执行，编程器只读操作;run-p=程序执行，编程器可读写操作。状态指示器：sf，batf=电池故障;dc5v=内部5vdc电压指示;frce=表示至少有一个输入或输出被强制;run=当cpu启动时闪烁，在运行模式下常亮;stop=在停止模式下常亮，有存储器复位请求时慢速闪烁，正在执行复位时快速闪烁。mpi接口用来连接到编程设备或其它设备，dp接口用来直接连接到分布式i/o。
西门子HMI按键面板这类屏尺寸为：155x98mm,可连接西门子S7-1200系列、西门子S7-300系列、西门子S7-400系列，不是很常用，可显示绿色、红色、黄色、蓝色、白色5种颜色。订货号为：6AV3688-3AY36-0AX0、6AV3688-3AF37-0AX0。
如果仅改变频率而不改变电压，频率降低时会使电机出于过电压(过励磁)，导致电机可能被烧坏。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。输出频率在额定频率以上时，电压却不可以继续增加，较高只能是等于电机的额定电压。
不过，西门子公司对这台**电机仍旧念念不忘。2012年，西门子(中国)公司举办在华开展业务140*，他们再次派人来到青岛，并带来了一名专业摄影师，围着电机拍了3天，才得到一张令他们满意的照片。这台电机的照片和故事被制作成“西门子携手中国140年”广告放在了公司网站，讲述了青岛啤酒厂车间一名老师傅和这台电机的故事。不仅如此，西门子公司还派来专人来保养维护，这台老电机不仅成为双方共同的骄傲，还使双方结下了友谊。

凝望“镇馆之宝”的师傅

浏览青岛啤酒博物馆，你一定会见到镇馆之宝——一部从1903年到一直工作到1995的西门子电机，会助力青岛啤酒酿造传世醇香，蜚声海外。在这部电机旁，经常可遇到一位年近花甲的师傅，对着“老伙计”细细摩挲、凝望许久，他是青岛啤酒糖化车间的老员工李师傅，而这间博物馆就是由他以前工作的厂房改建而成，他对这部电机有着难以言表的情素

老夫妇60年再见“鹊桥”

少有人知的是，这台老电机曾经见证了一段好姻缘。董馆长介绍，5年**对台北的老夫妇前来参观，他们都是以前青岛啤酒厂的老员工。“老人说当年大家都叫他‘小电工’，他和妻子是在这台电机前认识的。”董馆长说。

故事要回溯到上世纪40年代，“小电工”家住在啤酒厂附近，16岁就进厂跟着老师傅当学徒，负责电路和设备的维护。他每天都会给这台电机上油，没事了就在这个车间休息，有时趴在窗口往外张望。有一天，他看到一名漂亮的年轻女工从窗前走过，顿时心生好感。于是每天给电机上完油之后，他都等这名女工下工或吃饭时从窗外走过，直到几个月后才鼓足勇气表白，两人较终走进了婚姻的**。

这对夫妇来到博物馆看到 “老朋友”还在那里，不禁触景生情。有趣的是，老人发现那扇窗子有所加高，开玩笑说如果当时的窗台就这么高，恐怕就看不到现在的妻子了。