西门子模块1P6ES7318-3EL01-0AB0 原厂原装正品

上海晋营自动化科技有限公司

西门子变频器是由德国西门子公司研发、生产、销售的**变要用于控制和调节三相交流异步电机的速度。并以其稳定的性能、丰富的组合功能、高性能的矢量控制技术、低速高转矩输出、良好的动态特性、**强的过载能力、创新的BiCo（内部功能互联）功能以及无可比拟的灵活性，在变频器市场占据着重要的地位。西门子变频器以其强，打破了以前器在中国市场上的垄断地位，据有关专业市场调研机构的统计，西门子的高低压变频器在中国市场上已****。

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。

1.概述 1.1S7-1200的PROFINET通信口 S7-1200CPU本体上集成了一个PROFINET通信口，支持以太网和基于TCP/IP的通信标准。使用这个通信口可以实现S7-1200CPU与编程设备的通信，与HMI触摸屏的通信，以及与其它CPU之间的通信。这个PROFINET物理接口是支持10/100Mb/s的RJ45口，支持电缆交叉自适应，因此一个标准的或是交叉的以太网线都可以用于这个接口。 1.2S7-1200支持的协议和较大的连接资源 S7-1200CPU的PROFINET通信口支持以下通信协议及服务 ?TCP ?ISOonTCP(RCF1006) ?S7通信(服务器端) 通信口所支持的较大通信连接数 S7-1200CPUPROFINET通信口所支持的较大通信连接数如下： ?3个连接用于HMI(触摸屏)与CPU的通信 ?1个连接用于编程设备（PG）与CPU的通信 ?8个连接用于OpenIE(TCP,ISOonTCP)的编程通信，使用T-block指令来实现 ?3个连接用于S7通信的服务器端连接，可以实现与S7-200，S7-300以及S7-400的以太网S7通信 S7-1200CPU可以同时支持以上15个通信连接，这些连接数是固定不变的，不能自定义。 TCP（TransportConnectionProtocol） TCP是由RFC793描述的标准协议，可以在通信对象间建立稳定、安全的服务连接。如果数据用TCP协议来传输，传输的形式是数据流，没有传输长度及信息帧的起始、结束信息。在以数据流的方式传输时接收方不知道一条信息的结束和下一条信息的开始。因此，发送方必须确定信息的结构让接收方能够识别。在多数情况下TCP应用了IP(Internetprotocol)，也就是“TCP/IP协议”，它位于ISO-OSI参考模型的*四层。 协议的特点： ?与硬件绑定的高效通信协议 ?适合传输中等到大量的数据(<=8192bytes) ?为大多数设备应用提供 –错误恢复 –流控制 –可靠性 ?一个基于连接的协议 ?可以灵活的与支持TCP协议的第三方设备通信 ?具有路由兼容性 ?只可使用静态数据长度 ?有确认机制 ?使用端口号进行应用寻址 ?大多数应用协议，如TELNET、FTP都使用TCP ?使用SEND/RECEIVE编程接口进行数据管理需要编程来实现 1.3硬件需求和软件需求 硬件： ①S7-1200CPU ②S7-300CPU+CP343-1（支持S7Client） ③PC（带以太网卡） ④TP以太网电缆 软件： ①STEP7BasicV10.5 ②STEP7V5.4 2.ISOonTCP通信 S7-1200CPU与S7-300/400之间通过ISOonTCP通信，需要在双方都建立连接，连接对象选择“Unspecified”。 所完成的通信任务为： ①S7-1200将DB3里的100个字节发送到S7-300的DB2中 ②S7-300将输入数据IB0发送给S7-1200的输出数据区QB0。 2.1S7-1200CPU的组态编程 组态编程过程与S7-1200CPU之间的通信基本相似（见6.3），这里简单描述一下步骤： ①使用STEP7BasicV10.5软件新建一个项目 在STEP7Basic的“PortalView”中选择“Createnewproject”创建一个新项目 ②添加新设备 然后进入“Projectview”，在“Projecttree”下双击“Addnewdevice”，在对话框中选择所使用的S7-1200CPU添加到机架上，命名为PLC_1。 ③为PROFINET通信口分配以太网地址 在“DeviceView”中点击CPU上代表PROFINET通信口的绿色小方块，在下方会出现PROFINET接口的属性，在“Ethernetaddresses”下分配IP地址为192.168.0.1，子网掩码为255.255.255.0。 ④在S7-1200CPU中调用“TSEND_C”通信指令并配置连接参数和块参数 在主程序中调用发送通信指令，进入“Projecttree”>“PLC_1”>“Programblocks”>“Main”主程序中，从右侧窗口“Instructions”>“ExtendedInstructions”>“Communications”下调用“TSEND_C”指令，并选择“SingleInstance”生成背景DB块。然后单击指令块下方的“下箭头”，使指令展开显示所有接口参数。 然后，创建并定义发送数据区DB块。通过“Projecttree”>“PLC_1”>“Programblocks”>“Addnewblock”，选择“Datablock”创建DB块，选择**寻址，点击“OK”键，定义发送数据区为100个字节的数组。 根据所使用的参数创建符号表，如图1所示。 配置连接参数，如图2所示。 配置块接口参数，如图3所
数字量输入模块将现场过程送来的数字高电平信号转换成S7-300内部信号电平。一般数字量输入模块用于连接工业现场的机械触点或电子式数字传感器。对现场输入元件，仅要求提供开关触点即可。输入信号进入模块后，一般都经过光电隔离和滤波，然后才送至输入缓冲器，等待CPU采样。采样时，信号经过背板总线进入到输入映像区。
输入电路中一般设有RC滤波电路，以防止由于输入触点抖动或外部干扰脉冲引起的错误输入信号，输入电流一般为数毫安。
数字量输入模块有直流输入方式和交流输入方式，额定输入直流电压为24 V，额定输入交流电压为120 V或230 V。
数字量输入模块SM 321有4种型号模块可供选择，即直流16点输入模块、直流32点输入模块、交流16点输入模块、交流8点输入模块。
数字量模块的I/O电缆较大长度为1000 m（屏蔽电缆）或600 m(非屏蔽电缆)。
输入模块的输入点通常要分成若干组，每组在模块内部有电气公共端，选型时要考虑外部开关信号的电压等级和形式，不同电压等级的信号必须分配在不同的组。
模块的每个输入点有一个绿色发光二极管显示输入状态，输入开关闭合即有输入电压时，二极管点亮。
图2-5、图2-6分别为直流16点数字量输入模块和交流16点输入模块的外部端子接线图及内部电路图。图中只画出了一路输入信号，其中M为同一输入组内各输入信号的公共端，L+为负载电压的输入端。
当图2-5中的外接触点接通时，光耦合器中的发光二极管点亮，光敏晶体管饱和导通；外接触点断开时，光耦合器中的发光二极管熄灭，光敏晶体管截止，信号经背板总线接口传送给CPU模块。
在图2-6中用电容隔离输入信号中的直流成分，用电阻限流，交流成分经桥式整流电路转换为直流电流。外接触点接通时，光耦合器中的发光二极管和显示用的发光二极管点亮，光敏晶体管饱和导通。外接触点断开时，此光耦器中的发光二极管熄灭，光敏晶体管截止，信号经背板总线接口传送给CPU模块。
直流16点数字量输入模块的外部端子接线图及内部电路图
图2-5 直流16点数字量输入模块的外部端子接线图及内部电路图
交流16点数字量输入模块的外部端子接线图及内部电路图
图2-6 交流16点数字量输入模块的外部端子接线图及内部电路图
直流输入电路的延迟时间较短，可以直接与接近开关、光电开关等电子输入装置连接，直流24 V是一种安全电压。如果信号线不是很长，PLC所处的物理环境较好，电磁干扰较轻，则应**考虑选用直流24 V的输入模块。交流输入方式适合于在有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。
1．系统硬件设计
该系统以西门子SIMATICS7 CPU315 -2DP作为主站，ACS800变频器为从站，实现全数字交流调速系统在Profibus-DP网中的通信及控制，系统Profibus-DP网络配置图如图4-32所示。
编程软件为STEP7 V5.5软件，用于对S7-300PLC编程和对Profibus-DP网进行组态和通信配置，上位机监控计算机与PLC间采用Profibus-DP的通信方式。
RPBA-01为与变频器配套的通信适配器，插在ABB变频器的插槽1内，其中S1为总线终端器选择开关，总线终端器可以防止总线电缆端的信号反射，如果RPBA-01模块是网络中最后一个模块或是**个模块，总线终端器必须设置为ON，若使用的Profibus带内置终端器的D-sub连接器时，必须断开RPBA- 01终端器；S2为DP地址十位，S3为DP地址个位，如地址为26，则S2拨到2，S3拨到6，在操作时，可以改变节点的地址，但是模块必须重新初始化才能使改变生效。
Profibus-DP现场总线控制器（如PLC或DC S系统）设置：
1)安装ABB变频器GSD文件ABB_0812. GSD。
2)在系统Profibus-DP硬件配置中添加从站RP-BA-01模块，站号为2（或其他站号），插入的PPO为4。
3)在2号从站的参数设置中，将OperationMode改为VendorSpecific（即ABB传动协议）。
4)其他为默认配置。
5)将配置下载到主站中。
系统Profibus-DP网络配置图
图4-32 系统Profibus-DP网络配置图
6)主站对从站2输出区( OUTPUT)的数据结构见表4-2。
表4-2 主站对从站2输出区(OUTPUT)的数据结构
主站对从站2输出区(OUTPUT)的数据结构
7)主站对从站2输入区(INPUT)的数据结构见表4-3。
表4-3 主站对从站2输入区(INTPUT)的数据结构
主站对从站2输入区(INTPUT)的数据结构
ACS800变频器参数的设置步骤如下：
1)将ACS800变频器的Profibus-DP适配器模块RPBA-01安装到变频器上。
2)按照RPBA-01适配器模块的用户手册调整硬件（如站号、终端电阻等）。
3)将参数98. 02(Comm. Modulelink)改为FIELDBUS；确定参数98. 07(COMMPRO-FILE)为ABBDRIVES。
4)将参数51. 04(PPOtype)改为PP04。
5)将参数51. 05(PZD30UT)改为3。
6)将参数51. 06(PZD31N)改为6。
7)将参数51. 07(PZD40UT)改为7。
8)将参数51. 08(PZD41N)改为10。
9)将参数51. 09(PZD50UT)改为8。
10)将参数51. 10(PZD51N)改为11。
11)将参数51. 11(PZD60UT)改为9。
12)将参数51. 12(PZD61N)改为12。
13)变频器中其他组参数组，如10组、11组、16组、90组、92组等根据不同要求设置。
2．用ABB传动通信协议的控制字CW控制电动机起停方法
1)初始化变频器控制字CW，即向ABB传动通信协议的控制字CW中写入1142（十六进制数为476）。
2)延时100ms后，进入步骤3。
3)停止电动机，即主机向ABB传动通信协议的控制字CW中写入1143（十六进制数为477）。
4)起动电动机，即主机向ABB传动通信协议的控制字CW中写入1151（十六进制数为47F）。
3．现场总线给定值的比例换算
在使用ABB传动通信协议时，现场总线给定值REF1和REF2按表4-4中比例进行换算。
表4-4 现场总线给定值REF1和REF2换算比例
现场总线给定值REF1和REF2换算比例
4．系统通信协议设计
Profibus-DP适配器模块RPBA-01只支持Profibus-DP协议，Profibus-DP通信协议的数据报文结构分为协议头、网络数据和协议层。网络数据即PPO包括参数值PKW及过程数据PZD。参数值PKW是变频器运行时要定义的一些功能码如正反转命令源、给定值的命令源等，过程数据PZD是变频器运行过程中要输入/输出的一些数据值，如频率给定值、速度反馈值、电流反馈值等。Profibus-DP共有5种类型的网络PPO，其类型如图4-33所示，其中：ID -参数识别；IND -数组索引号；VALUE -参数值；CW -控制字；SW -状态字；REF -给定值；ACT实际值；PZD -过程数据；DW -数据字。
PPO消息类型
图4-33 PPO消息类型
在用于现场层的高速数据传送时，主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息，总线循环时间必须要比主站( PLC)程序循环时间短。除周期性用户数据传输外，Profibus-DP还提供智能化设备所需的非周期性通信以进行组态、诊断和报警处理。
总线的物理传输媒介是双绞型电缆（符合RS-485标准），总线电缆的较大长度在100~1200m范围内，具体长度取决于所选的传输速率。较多可以有31个节点连接到同一个Profibus网络段上，并且不需要使用中继器。如果使用中继器，连接到网络上的节点数（包括中继器和主机站）可以增加到127个。
通信协议设计为主/从方式，S7-300PLC作为主站，变频器作为从站，主站向变频器传送控制指令，同时接收变频器反馈的运行状态及运行参数。变频器与RPBA-01通信适配器模块相连，接入Profibus-DP网中作为从站，接收从主站SIMATICS7-315-2DP的控制。RPBA-01通信适配器模块将从Profibus-DP网中接收到的过程数据存入双向RAM中，变频器将RAM中的数据写入控制字、设定值或读出实际值、诊断信息等参量，从而使变频器能够按照计算机指令运行。
1)传输技术：RS-485双绞线、双线电缆或光缆。波特率从9.6kbit/s~12Mbit/s。总线电缆的较大长度在100~1200m范围内，具体长度取决于所选的传输速率。
2)总线存取：各主站间令牌传递，主站与从站间为主一从传送。支持单主或多主系统。总线上较多站点（主，从设备）数为126。Profibus的理论地址范围为0~127（127为广播地址）。较多可用32个主站，总的站数可达127个（多主）。
3)通信：点对点（用户数据传送）或广播（控制指令），循环主一从用户数据传送和非循环主一主数据传送。
4)运行模式：运行；清除；停止。
5)同步：控制指令允许输入和输出同步，同步模式：输出同步；锁定模式：输入同步。
6)功能：DP主站和DP从站间的循环用户数据传送；各DP从站的动态激活和可激活；DP从站组态的检查。强大的诊断功能，三级诊断信息；输入或输出的同步。通过总线给DP从站赋予地址。通过布线对DP主站(DPMl)进行配置，每DP从站的输入和输出数据较大为244字节。
7)可靠性和保护机制：所有信息的传输按海明距离HD =4进行，DP从站带看门狗定时器( WatchdogTimer)。对DP从站的输入/输出进行存取保护，DP主站上带可变定时器的用户数据传送监视。
8)设备类型：第二类DP主站(DPM2)是可进行编程、组态、诊断的设备。第一类DP主站(DPMl)是可编程序控制器，如PLC、PC等。DP从站是带二进制值或模拟量输
入/输出的驱动器、阀门等；同时也可以是智能从站，即从站支持可编程，一般智能从站为另外一台PLC主机。
5．系统STEP7软件设计
STEP7软件设计主要包括项目系统组态及通信编程：
1)使用STEP7V5.5组态软件，进入HardwareConfigure完成S7 -300PLC硬件组态，将RPBA-01的GSD（设备数据库）文件导入STEP7的编程环境中，点击“options-installGSDfile”将ABB变频器的GSD文件导入STFP7中，GSD文件名为ABB_0812. GSD。
2)选定S7-315-2DP为主站系统，默认地址为2，将ABB的RPBA- 01组态到S7 -315 -2DP为主站的DP网上，并选定使用的PPO类型，在这里使用PPO4，设定站点网络地址为4，然后编译存盘。
3) PLC主机从从站读取输入信息并把输出信息反送给从站，因此在PLC主程序OB1中调用两个系统功能块SFC14和SFC15来读写这些数据，实现对变频器的通信控制，并在PLC程序中建立一个数据块DB10，可以通过控制字来实现传动设备的控制，用于变频器的数据通信。
6．变频器的运行设置
变频器与PLC应用Profibus-DP现场总线连成网络后，除在PLC中进行编程外，在每个变频器上也要进行适当的参数设置。主要是ABBDRIVESPROFILE(VENDER-SPECIFIC)WITHPPO相关参数的设置，比如通信类型、通信地址、波特率、PPO类型等的设置。

滤波电容中间电路滤波电容：又称电解电容，该电容的作用：滤除整流后的电压纹波，还在整流与逆变器之间起去耦作用，以相互干扰，还为电动机提供必要的无功功率，要承受较大的脉冲电流，所以使用寿命短，因其要在工作中储能，所以必须长期通电，它连续工作产生的热量加上变频器本身产生的热量都会加速其电解液的干涸，直接影响其容量的大小。正常情况下电容的使用寿命为5年。建议每年定期检查电容容量一次，一般其容量减少20%以上应更换。
西门子S7-400同300的区别主要在于热启动(wrst)这一部分，其他基本一样。它还有一个外部的电池电源接口，当在线更换电池时可以向ram提供后备电源。编程设备主要有pg720pg740pg760——可以理解成装有编程软件的手提电脑;也可以直接用安装有step7(siemens的编程软件)的pc来完成。而实现通讯(要编程首先要和plc的cpu通讯上)的要求主要在于接口：1.可以在pc上装cp5611卡——上面有mpi口，可用电缆直接连接。2.加个pc适配器，把mpi口转换成rs-232口后接到pc上。3.plc加cp343卡，使它具有以太网口。