西门子模块6ES7216-2AD23-0XB8优质产品

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 1. 可编程控制器的定义

    可编程控制器，简称PLC（Programmable logic Controller）,是指以计算机技术为基础的*工业控制装置。在1987年电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：

    “PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。"

    2. PLC的特点

    2.1可靠性高，抗干扰能力

    高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了*的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均*时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均*工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有*的可靠性也就不奇怪了。

    PLC发展到，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

    2.3易学易用，深受工程技术人员欢

    PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。

    2.4系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造

  PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。

    2.5体积小，重量轻，能耗低

    以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。

    3. PLC的应用领域

    目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。

    3.1开关量的逻辑控制

    这是PLC基本、广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机qunkong及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。

    3.2模拟量控制

   在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、liuliang、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。

    3.3运动控

    PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。**上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。

    3.4过程控制

    过程控制是指对温度、压力、liuliang等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。

    3.5数据处理

    现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统

G120C的特性 用户受益
紧凑的结构 • 和同类变频器相比，外形尺寸FSAA 可多节省30%的安装空间
• 外形尺寸FSD-FSF：结构尤其紧凑，集成了直流电抗器
• 高功率密度：同等功率，尺寸更小
• 可并排紧密安装不降容
• 设计紧凑，需要占用的机柜空间更小，降低电气费用
• 可以安装在更小的机柜内，更加接近现场安装
• 多个SINAMICS G120C设备可无降容并排安装，空间要求更小
• 使用寿命更长，可靠性更高
• 外形尺寸FSD-FSF内置了直流电抗器，无需在加装进线电抗器简便的调试和操作
• 可以使用BOP-2、IOP-2 以及SD卡进行参数拷贝
• 优化的参数组
• 优化的调试过程
• 集成USB端口
• 配置简单
• 借助智能型操作面板（IOP-2）及其应用向导，标准应用可简单调试
• 直观的批量调试，省时、省力、省钱
• 简单快速的软件参数设置
• 运行和调试操作更简单
• 所有组件采用统一的硬件配置，大大简化了调试过程。变频器自动进入在线模式，可跨网络工作（路由器/远程维护的集成 • 全集成到 TIA Portal系统诊断中
• SINAMICS Startdrive，一种直观简单的变频器配置工具，和SIMATIC配合，可集成到TIAPortal中
• 采用TIA Portal 库方案
• 通用的数据管理
• 统一的端对端操作方案
• 配置过程
• 连贯的端对端驱动控制
• 集成的安全功能
• 可靠的系统诊断*的技术功能 • 集成了标准安全功能Safe Torque Off（STO，安全转矩截止），可避免电机意外转动，并达到EN 61508 SIL 2 级以及EN ISO 13849 的 PL
d 第3类的相关安全要求。
• 高能效的无传感器矢量控制、自动弱磁控制、V/F ECO
• 集成安全功能Safe Torque Off（STO）经过认证，可免去外部组件，包括PROFIsafe
• 作为标准功能全集成在变频器中可靠的通讯 • 外形尺寸FSAA-FSC：PROFINET（PROFIEnergy /PROFISafe / PROFIdrive）、PROFIBUS、USS /
Modbus RTU、EtherNet / IP
• 外形尺寸 FSD-FSF：PROFINET（PROFIEnergy /PROFISafe/PROFIdrive）、USS/Modbus RTU、EtherNet/IP
• 支持通用总线系统
• 即插即用、使用灵活
• 提供24V电源选件，实现不间断通讯
• PROFINET通讯性能更高
• 支持PROFINET安全协议PROFISafe
• 支持PROFINET节能协议PROFIEnergy
• PROFIdrive，简单而快速的驱动通讯方案
为您量身定制，同时也能简单集成 –强大的软件工具支持
SINAMICS G120C变频器系列可以集成到现有的自动化环境中。

白城西门子代理商

西门子PLC的选择主要应从PLC 的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下,力争的性能价格比。选择时应主要考虑到合理的结构型式,安装方式的选择,相应的功能要求,响应速度要求,系统可靠性的要求,机型尽量统一等因素。

一、合理的结构型式
PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。
整体式PLC的每一个I/O点的平均价格比模块式的便宜,且体积相对较小,一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式PLC的功能扩展灵活方便,在I/O点数、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类等方面选择余地大,且维修方便,一般于较复杂的控制系统。

二、安装方式的选择
PLC系统的安装方式分为集中式、远程I/O式以及多台PLC联网的分布式。
集中式不需要设置驱动远程I/O硬件,系统反应快、成本低；远程I/O式适用于大型系统,系统的装置分布范围很广,远程I/O可以分散安装在现场装置附近,连线短,但需要增设驱动器和远程I/O电源；多台PLC联网的分布式适用于多台设备分别独立控制,又要相互的场合,可以选用小型PLC,但必须要附加通讯模块。

三、相应的功能要求
一般小型(低档)PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能,对于只需要开关量控制的设备都可满足。
对于以开关量控制为主,带少量模拟量控制的系统,可选用能带A/D和D/A转换单元,具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档PLC。对于控制较复杂,要求实现PID运算 、闭环控制、通信联网等功能,可视控制规模大小及复杂程度,选用中档或PLC。但是中、PLC价格较贵,一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。

四、响应速度要求
PLC是为工业自动化设计的通用控制器,不同档次PLC的响应速度一般都能满足其应用范围内的需要。如果要跨范围使用PLC,或者某些功能或信号有特殊的速度要求时,则应该慎重考虑PLC的响应速度,可选用具有高速I/O处理功能的PLC,或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。

五、系统可靠性的要求
对于一般系统PLC的可靠性均能满足。对可靠性要求很高的系统,应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。

六、机型尽量统一
一个企业,应尽量做到PLC的机型统一。主要考虑到以下三方面问题：
1)机型统一,其模块可互为备用,便于备品备件的采购和管理。
2)机型统一,其功能和使用方法类似,有利于技术力量的培训和技术水平的tigao。
3)机型统一,其外部设备通用,资源可共享,易于联网通信,配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统

（1)故障P.OFF

变频器上电显示P.OFF延时1~2s后显示0，表示变频器处于待机状态。在应用中若出现变频器上电后一直显示P.OFF而不跳0现象，主要原因有输入电压过低、输入电源缺相及变频器电压检测电路故障，处理时应先测量电源三相输入电压，R、S、T端子正常电压为三相380V，如果输入电压低于320V或输入电源缺相，则应排除外部电源故障。

如果输入电源正常可判断为变频器内部电压检测电路或缺相保护故障，对于G1/P1系列90kW及以上机型变频器，故障原因主要为内部缺相检测电路异常，缺相检测电路由两个单相380V/18.5V变压器及整流电路构成，故障原因大多为检测变压器故障，处理时可测量变压器的输出电压是否正常。

(2)故障ER08

变频器出现ER08故障代码表示变频器处于欠压故障状态。主要原因有输入电源过低或缺相、变频器内部电压检测电路异常、变频器主电路异常。通用变频器电压输入范围在320V~460V，在实际应用中变频器满载运行时,当输入电压低于340V时可能会出现欠压保护，这时应电网输入电压或变频器降额使用;若输入电压正常,变频器在运行中出现ER08故障，则可判断为变频器内部故障。当主回路中KS器跳开，使限流电阻在变频器运行时串联到主回路中，这时若变频器带负载运行便会出现ER08故障，这时可排除是否为器损坏或器控制电路异常;若变频器主回路正常，出现ER08的原因大多为电压检测电路故障，一般变频器的电压检测电路为开关电源的一组输出，经过取样、比较电路后给CPU处理器，当超过设定值时，CPU根据比较输出故障，IGBT，同时显示故障代码。

(3)故障ER02/ER05

故障代码ER02/ER05表示变频器在减速中出现过流或过压故障，主要原因为减速时间过短、负载回馈能量过大未能及时被释放。若电机驱动惯性较大的负载时，当变频器(即电机的同步转速)下降时电机的实际转速可能大于同步转速，这时电机处于发电状态，此部分能量将通过变频器的逆变电路返回到直流回路，从而使变频器出现过压或过流保护。现场处理时在不影响生产工艺的情况下可变频器的减速时间，若负载惯性较大，又要求在一定时间内停机时，则要加装外部制动电阻和制动单元，G2/P2系列变频器22kW以下的机型均内置制动单元,只需加外部制动电阻即可，电阻选配可根据产品说明中选用，对于功率22kW以上的机型则要求外加制动单元和制动电阻。

ER02/ER05故障一般只在变频器减速停机中才会出现，如果变频器在其它运行状态下出现该故障，则可能是变频器内部的开关电源部分，如电压检测电路或电流检测电路异常而引起的。

(4)故障ER17

代码ER17表示电流检测故障，通用变频器电流检测一般采用电流传感器，通过检测变频器两相输出电流来实现变频器运行电流的检测、显示及保护功能，输出电流经电流智能传感器输出线性电压，经放大比较电路输送给CPU处理器，CPU处理器根据不同判断变频器是否处于过电流状态，如果输出电流超过保护值，则故障保护电路，IGBT脉冲，实现保护功能。

变频器出现ER17故障主要原因为电流传感器故障或电流检测放大比较电路异常，前者可通过更换传感器解决，后者大多为相关电流检测IC电路或IC芯片工作电源异常，可通过更换相关IC或相关电源解决。

(5)故障ER15

代码ER15表示逆变模块IPM、IGBT故障，主要原因为输出对地短路、变频器至电机的电缆线过长(超过50m)、逆变模块或其保护电路故障。现场处理时先拆去电机线,测量变频器逆变模块，观察输出是否存在短路，同时检查电机是否对地短路及电机线是否超过允许范围，如上述均正常，则可能为变频器内部IGBT模块驱动或保护电路异常。一般IGBT过流保护是通过检测IGBT导通时的管压降的。

当IGBT正常导通时其饱和压降很低，当IGBT过流时管压降VCE会随着短路电流的而增大，增大到一定值时,检测二极管DB将反向导通，此时反向电流经IGBT驱动保护电路送给CPU处理器，CPUIGBT输出,以达到保护作用。如果检测二极管DB损坏，则变频器会出现ER15故障，现场处理时可更换检测二极管以排除故障。

(6)故障ER11

ER11故障表示变频器过热，可能的原因主要有:风道阻塞、温度过高、散热风扇损坏不转及温度检测电路异常。现场处理时先判断变频器是否确实存在温度过高情况，如果温度过高可先按以上原因排除故障;若变频器温度正常情况下出现ER11，则故障原因为温度检测电路故障。康沃22kW以下机型采用的七单元逆变模块，内部集成有温度元件，如果模块内此部分电路故障也会出现ER11，另一方面当温度检测运算电路异常时也会出现同样故障现象。

采用 SCOUT V4.4 HF6 DVD 提供的，可在典型的 STEP 7 V5.5 SP4 中安装 SCOUT，也可在 Totally Integrated Automation Portal V13 SP1 中安装 SCOUT TIA。对于 TIA Portal，建议为其安装更新。
SCOUT TIA 无单机版。SCOUT TIA 包含在 SCOUT 单机版交付包中。这意味着，对于 SCOUT TIA 来说，必须采用另一个 TIA Portal 客户端（例如 STEP 7、WinCC、 Startdrive）事先完成 TIA Portal 框架的安装。
SCOUT/SCOUT 单机版和 SCOUT TIA V4.4 可以同时安装在同一台 PC 机上。只需要一个 SCOUT V4.4 许可证。

SIMOTION SCOUT TIA for V4.4 的要求：
同 TIA Portal 或其客户端（例如 STEP 7、 WinCC、Startdrive）的要求，因为 SCOUT TIA 只能与这些一起安装。必须遵守以下例外条件：SCOUT TIA 只可以在 Windows 7 Professional、Ultimate 或 Enterprise (32/64-bit) 和 Windows 8.1 Enterprise (64-bit) 等操作中使用。

SIMOTION Kernel 更新

DVD 盘上提供了用于所有 SIMOTION 平台的 SIMOTION Kernel 更新，可将它们从编程器/PC 到 SIMOTION 微型存储卡 (SIMOTION C) 或 SIMOTION CF 卡 (SIMOTION D) 上，或安装在 SIMOTION P320-4 上。

需要使用一个 PC 卡适配器来写入 SIMOTION MMC（微型存储卡）或 SIMOTION CF（小型闪存卡）。这些适配器通常可在 PC 商店和电子商场中购得。

借助设备更新工具，SIMOTION 提供了一个用户操作方便的解决方案来更新 SIMOTION 设备。SIMOTION D4x5-2 也可通过 U 记忆棒更新。

松原西门子代理商

变频器常见的故障现象和分析处理实例：

过流是变频器为的现象。

1.1现象

（1）重新启动时，一升速就跳闸。这是过电流十分严重的现象。主要原因有：负载短路，机械部位有卡住；逆变模块损坏；电动机的转矩过小等现象引起。

（2）上电就跳，这种现象一般不能复位，主要原因有：模块坏、驱动电路坏、电流检测电路坏。重新启动时并不立即跳闸而是在加速时，主要原因有：加速时间设置太短、电流上限设置太小、转矩补偿（V/F）设定较高。

1.2实例

（1）一台LG-IS3-43.7kW变频器一启动就跳“OC"

分析与：打开机盖没有发现任何烧坏的迹象，在线测量IGBT（7MBR25NF-120）基本判断没有问题，为进一步判断问题，把IGBT拆下后测量7个单元的大功率晶体管开通与关闭都很好。在测量上半桥的驱动电路时发现有一路与其他两路有明显区别，经仔细检查发现一只光耦A3120输出脚与电源负极短路，更换后三路基本一样。模块装上上电运行一切良好。

（2）一台BELTRO-VERT2.2kW变频通电就跳“OC"且不能复位。

分析与：首先检查逆变模块没有发现问题。其次检查驱动电路也没有异常现象，估计问题不在这一块，可能出在过流处理这一部位，将其电路传感器拆掉后上电，显示一切正常，故认为传感器已坏，找一新品换上后带负载实验一切正常。

二、过压（OU）

过电压一般是出现在停机的时候，其主要原因是减速时间太短或制动电阻及制动单元有问题。

（1）实例

一台台安N2系列3.7kW变频器在停机时跳“OU"。

分析与：在修这台机器之前，首先要搞清楚“OU"的原因何在，这是因为变频器在减速时，电动机转子绕组切割磁场的速度加快，转子的电动势和电流增大，使电机处于发电状态，回馈的能量通过逆变环节中与大功率开关管并联二极管流向直流环节，使直流母线电压升高所致，所以我们应该着重检查制动回路，测量放电电阻没有问题，在测量制动管（ET191）时发现已击穿，更换后上电运行，且快速停车都没有问题。

三、欠压（Uu）

欠压也是我们在使用中经常碰到的问题。主要是因为主回路电压太低（220V系列低于200V，380V系列低于400V），主要原因：整流桥某一路损坏或可控硅三路中有工作不正常的都有可能欠压故障的出现，其次主回路器损坏，直流母线电压损耗在充电电阻上面有可能欠压。还有就是电压检测电路发生故障而出现欠压问题。

3.1举例

（1）一台CT18.5kW变频器上电跳“Uu"

分析与：经检查这台变频器的整流桥充电电阻都是好的，但是上电后没有听到器，因为这台变频器的充电回路不是利用可控硅而是靠器的吸合来完成充电的，因此认为故障可能出在器或控制回路以及电源部分，拆掉器单独加24V直流电器工作正常。继而检查24V直流电源，经仔细检查该电压是经过LM7824稳压管稳压后输出的，测量该稳压管已损坏，找一新品更换后上电工作正常。

（2）一台DANFOSSVLT5004变频器，上电显示正常，但是加负载后跳“DCLINKUNDERVOLT"（直流回路电压低）。

分析与：这台变频器从现象上看比较特别，但是你如果仔细分析一下问题也就不是那么复杂，该变频器同样也是通过充电回路，器来完成充电的，上电时没有发现任何异常现象，估计是加负载时直流回路的电压下降所引起，而直流回路的电压又是通过整流桥全波整流，然后由电容平波后提供的，所以应着重检查整流桥，经测量发现该整流桥有一路桥臂开路，更换新品后问题解决。

四、过热（OH）。

过热也是一种比较常见的故障，主要原因：周围温度过高，风机堵转，温度传感器性能不良，马达过热。

举例：一台ABBACS50022kW变频器客户反映在运行半小时左右跳“OH"。

分析与：因为是在运行一段时间后才有故障，所以温度传感器坏的可能性不大，可能变频器的温度确实太高，通电后发现风机转动，防护罩里面堵满了很多棉絮（因该变频器是用在纺织行业），经打扫后开机风机运行良好，运行数小时后没有再跳此故障。

五、输出不平衡

输出不平衡一般为马达抖动，转速不稳，主要原因：模块坏，驱动电路坏，电抗器坏等。

5.1举例

一台富士G9S11KW变频器，输出电压相差100V左右。分析与：打开机器初步在线检查逆变模块（6MBI50N-120）没发现问题，测量6路驱动电路也没发现故障，将其模块拆下测量发现有一路上桥大功率晶体管不能正常导通和关闭，该模块已经损坏，经确认驱动电路*后更换新品后一切正常。

六、过载

过载也是变频器跳动比较的故障之一，平时看到过载现象我们其实首先应该分析一下到底是马达过载还是变频器自身过载，一般来讲马达由于过载能力较强，只要变频器参数表的电机参数设置得当，一般不大会出现马达过载。而变频器本身由于过载能力较差很容易出现过载。我们可以检测变频器输出电压。

七、开关电源损坏

这是众多变频器常见的故障，通常是由于开关电源的负载发生短路造成的，变频器采用了脉宽集成控制器UC2844来开关电源的输出，同时 UC2844还带有电流检测，电压反馈等功能，当发生无显示，控制端子无电压，DC12V，24V风扇不运转等现象时我们首先应该考虑是否开关电源损坏了。

八、SC故障

SC故障是安川变频器较常见的故障。IGBT模块损坏，这是引起SC故障的原因之一。此外驱动电路损坏也容易SC故障。安川在驱动电路的设计上，上桥使用了驱动光耦 PC923，这是于驱动IGBT模块的带有放大电路的一款光耦，安川的下桥驱动电路则是采用了光耦PC929，这是一款内部带有放大电路，及检测电路的光耦。此外电机抖动，三相电流，电压不平衡，有显示却无电压输出，这些现象都有可能是IGBT模块损坏。IGBT模块损坏的原因有多种，首先是外部负载发生故障而IGBT模块的损坏如负载发生短路，堵转等。其次驱动电路老化也有可能驱动波形失真，或驱动电压波动太大而IGBT损坏，从而SC故障。