西門子IPC647D工業(yè)計(jì)算機(jī)

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西門子IPC647D工業(yè)計(jì)算機(jī)  西門子IPC647D工業(yè)計(jì)算機(jī)

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問題

當(dāng)V20變頻器出現(xiàn)A0501時(shí)該如何解決?

A0501

變頻器輸出電流限幅，當(dāng)變頻器的輸出電流達(dá)到r0067參數(shù)的數(shù)值時(shí)，變頻器給出A0501報(bào)警，r0067的大小受P640（電動(dòng)機(jī)過載倍數(shù)）、變頻器大輸出電流、電動(dòng)機(jī)和變頻器熱保護(hù)功能影響。當(dāng)出現(xiàn)A0501報(bào)警時(shí)，變頻器會(huì)啟動(dòng)大電流控制器并保持或降低輸出頻率來抑制電流繼續(xù)增大。

常見原因

1.電機(jī)負(fù)載大，由負(fù)載大導(dǎo)致電機(jī)電流較大達(dá)到了電流限幅值，變頻器出現(xiàn)A0501

·           電動(dòng)機(jī)過載

·           大慣量負(fù)載加速時(shí)間太短需要較大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的設(shè)備的啟動(dòng)過程（包括電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)）

·           PID控制，反饋信號(hào)受到干擾波動(dòng)較大，PI參數(shù)不合適

·           啟動(dòng)正在旋轉(zhuǎn)的電機(jī)

2.變頻器過溫

·           變頻器過載（過溫），由變頻器過溫導(dǎo)致變頻器輸出能力下降。引起A0501

3.電機(jī)參數(shù)問題

·           電機(jī)參數(shù)不準(zhǔn)確

常見處理辦法

1.由電機(jī)負(fù)載大引起的A0501請(qǐng)檢查以下幾點(diǎn)

·           檢查電動(dòng)機(jī)是否過載，通過變頻器r0027查看電機(jī)當(dāng)前電流是否已經(jīng)超過電機(jī)額定電流

·           如果在大慣量負(fù)載加速過程中出現(xiàn)A0501，請(qǐng)適當(dāng)延長斜坡上升時(shí)間P1120

·           需要較大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的重載應(yīng)用時(shí)，啟動(dòng)出現(xiàn)A0501電機(jī)不轉(zhuǎn)，請(qǐng)適當(dāng)增大電壓提升P1310,P 1311,P 1312

·           PID控制經(jīng)常出現(xiàn)A0501，請(qǐng)檢查模擬量反饋信號(hào)是否受到干擾波動(dòng)很大，適當(dāng)增大模擬量信號(hào)濾波時(shí)間，適當(dāng)調(diào)整PI參數(shù)P2280和P2285

·           如果變頻器啟動(dòng)本身就在旋轉(zhuǎn)的電機(jī)，啟動(dòng)時(shí)有可能出現(xiàn)A0501，嚴(yán)重情況可能導(dǎo)致F0001，激活捕捉再啟動(dòng)功能p1200

·           注意：潛水泵、壓縮機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)不同于普通的供水泵和離心風(fēng)機(jī),屬于重負(fù)載應(yīng)用

2.由變頻器過溫引起的A0501請(qǐng)檢查以下幾點(diǎn)

·           變頻器的輸出電流是否已經(jīng)超過變頻器額定電流

·           變頻器工作環(huán)境溫度是否過高

·           變頻器風(fēng)扇是否工作正常

3.由電機(jī)參數(shù)問題引起的A0501

·           檢查設(shè)置的電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)與電機(jī)接線方式（星接/角接）是否*

 

案例集

序號(hào)	報(bào)警現(xiàn)象描述	可能的故障原因及處理措施
1	V20驅(qū)動(dòng)離心風(fēng)機(jī)，加速過程中出現(xiàn)A0501	原因：風(fēng)機(jī)為大慣量負(fù)載，機(jī)械特性決定需要長的加速時(shí)間P1120   措施：延長斜坡上升時(shí)間
2	潛水泵（深井泵），啟動(dòng)、加速過程中出現(xiàn)A0501	原因：潛水泵并不是普通泵類負(fù)載， 類似恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載， 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求較大   措施：P1300=0，適當(dāng)增大電壓提升P1310
3	V20驅(qū)動(dòng)羅茨風(fēng)機(jī)，啟動(dòng)過程中出現(xiàn)A0501報(bào)警， 頻率不能上升。	原因：潛水泵并不是普通泵類負(fù)載， 類似恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載， 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求較大   措施：P1300=0，適當(dāng)增大電壓提升P1310
4	V20變頻器用于恒壓供水，經(jīng)常出現(xiàn)A0501報(bào)警	原因：模擬量反饋信號(hào)受干擾波動(dòng)較大或PI參數(shù)設(shè)置不合適   措施：排出干擾增加模擬量濾波時(shí)間，調(diào)整PI參數(shù)
5	V20驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)、水泵超50Hz運(yùn)行，出現(xiàn)A0501	原因：變頻器超頻運(yùn)行 ，風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載導(dǎo)致電機(jī)軸功率按照3次方關(guān)系加大。電機(jī)過載。   措施：限制頻率上限避免變頻器超速運(yùn)行
6	電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行報(bào)A0501，檢查電機(jī)良好無機(jī)械問題	原因：電機(jī)采用角形接法，電機(jī)參數(shù)按照星形接法輸入   措施：正確設(shè)置電機(jī)參數(shù)

 

注意

以上內(nèi)容僅作為故障報(bào)警排查的指導(dǎo)，不具有性，導(dǎo)致變頻器故障報(bào)警的原因很多，情況也較復(fù)雜，本文只是對(duì)常見的故障報(bào)警原因和處理方法進(jìn)行說明，供參考。

S7-200支持的通信協(xié)議

表1. S7-200系統(tǒng)支持的通信協(xié)議略表

協(xié)議類型	端口位置	接口類型	傳輸介質(zhì)	通信速率	備注
PPI	EM241模塊	RJ11	模擬電話	33.6Kbits/s	數(shù)據(jù)傳輸速率
	CPU口0/1	DB-9針	RS-485	9.6K,19.2K,187.5K	主、從站
MPI				19.2K,187.5K	僅從站
	EM277	DB-9針	RS-485	19.2K...187.5K...12M	速率自適應(yīng) 從站
PROFIBUS-DP				9.6K,19.2K...187.5K...12M
S7協(xié)議	CP243-1/ CP243-1 IT	RJ45	以太網(wǎng)	10Mbits/s, 100Mbits/s	自適應(yīng)
AS-Interface	CP243-2	接線端子	AS-i網(wǎng)絡(luò)	5/10ms循環(huán)周期	主站
USS	CPU口0	DB-9針	RS-485	1200bits/s...9.6K...115.2K	主站 自由口庫指令
Modbus RTU					主站/從站 自由口庫指令
	EM241	RJ11	模擬電話	33.6Kbits/s	數(shù)據(jù)傳輸速率
自由口	CPU口0/1	DB-9針	RS-485	1200...9.6K...115.2K

 

 S7-200 CPU上的通信口（Port0，Port1）可以工作在“自由口”模式下。 所謂自由口就是建立在RS-485半雙工硬件基礎(chǔ)上的串行通信功能，其字節(jié)傳輸格式為：一個(gè)起始位、7位或8位數(shù)據(jù)、一個(gè)可選的奇偶校驗(yàn)位、一個(gè)停止位。凡支持此格式的通信對(duì)象，一般都可以與S7-200通信。在自由口模式下，通信協(xié)議*由通信對(duì)象，或者用戶決定。

 

網(wǎng)絡(luò)通信

一些通信標(biāo)準(zhǔn)只支持一對(duì)一的通信方式；另一些支持網(wǎng)絡(luò)通信。S7-200支持多種網(wǎng)絡(luò)通信方式。

網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議要比一對(duì)一的通信更為復(fù)雜。網(wǎng)絡(luò)通信對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備也有一定的要求，通信設(shè)備能否*符合網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的要求會(huì)影響、制約實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信的完整功能。考察這些網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的要求，對(duì)于項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、調(diào)試具有重要的意義。選用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備可以有目的地利用網(wǎng)絡(luò)通信要求的特點(diǎn)，做到經(jīng)濟(jì)合理。

 在用戶的實(shí)際工作中，上述的制約更多地在使用了非西門子的第三方產(chǎn)品時(shí)出現(xiàn)。

 S7-200的特點(diǎn)就是支持網(wǎng)絡(luò)通信。連接到S7-200編程口的設(shè)備都可以認(rèn)為是連接到了S7-200通信網(wǎng)絡(luò)上。一個(gè)典型的例子是安裝了編程軟件Micro/WIN的計(jì)算機(jī)，通過編程電纜與CPU通信口相連，這也可以認(rèn)為是一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)。

 

通信主站和從站

通信協(xié)議規(guī)定了通信設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的角色，可分為：

• 通信從站：從站不能主動(dòng)發(fā)起通信數(shù)據(jù)交換，只能響應(yīng)主站的訪問，提供或接受數(shù)據(jù)。從站不能訪問其他從站。在多數(shù)情況下，S7-200在通信網(wǎng)絡(luò)中作為從站，響應(yīng)主站設(shè)備的數(shù)據(jù)請(qǐng)求。
• 通信主站：可以主動(dòng)發(fā)起數(shù)據(jù)通信，讀寫其他站點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
  S7-200 CPU在讀寫其他S7-200 CPU數(shù)據(jù)時(shí)（使用PPI協(xié)議）就作為主站（PPI主站也能接受其他主站的數(shù)據(jù)訪問）；S7-200通過附加擴(kuò)展的通信模塊也可以充當(dāng)主站。

 安裝編程軟件Micro/WIN的計(jì)算機(jī)一定是通信主站；所有的HMI（人機(jī)操作界面）也是通信主站；與S7-200通信的S7-300/400往往也作為主站。

只有一個(gè)主站，其他通信設(shè)備都處于從站通信模式的網(wǎng)絡(luò)就是單主站網(wǎng)絡(luò)。單主站網(wǎng)絡(luò)的例子有：

• 一個(gè)S7-200 CPU和Micro/WIN（編程計(jì)算機(jī)）的通信
• 一個(gè)S7-200 CPU和一個(gè)HMI（如TD200）的通信
• 多個(gè)CPU聯(lián)網(wǎng)（但它們都處于PPI從站模式時(shí)），與Micro/WIN的通信
• 多個(gè)CPU聯(lián)網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)上只有一個(gè)HMI（如TP170B等）
• 一個(gè)CPU使用USS協(xié)議與一個(gè)或多個(gè)西門子驅(qū)動(dòng)裝置通信
• 一個(gè)Modbus RTU主站與從站的通信

一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)中，如果有多個(gè)通信主站存在，就稱為多主站網(wǎng)絡(luò)。屬于多主站網(wǎng)絡(luò)的情況有：

• 一個(gè)S7-200 CPU連接一個(gè)HMI，同時(shí)需要Micro/WIN的編程通信
• S7-200 CPU聯(lián)網(wǎng)，有CPU做PPI主站訪問其他CPU的數(shù)據(jù)，同時(shí)需要Micro/WIN編程、監(jiān)視
• CPU聯(lián)網(wǎng)，有兩個(gè)以上的CPU做PPI通信主站
• 一個(gè)S7-200 CPU連接多個(gè)HMI
• 聯(lián)網(wǎng)的多個(gè)CPU，連接多個(gè)HMI
• 上述情況的組合

單主站和多主站網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)并不總是不變的。例如一個(gè)僅包括一個(gè)CPU和一個(gè)TD200的單主站網(wǎng)絡(luò)，如果要與Micro/WIN進(jìn)行編程通信，它就變成了多主站網(wǎng)絡(luò)。

 并不是所有的設(shè)備都支持多主站網(wǎng)絡(luò)通信！在多主站網(wǎng)絡(luò)中，主站要輪流控制網(wǎng)絡(luò)上的通信，這就要求它們有交換令牌的能力。不是所有的設(shè)備都有這個(gè)能力

 S7-200 CPU使用自由口通信模式時(shí)，既可以做主站，又可以做從站。如S7-200用USS協(xié)議控制西門子驅(qū)動(dòng)裝置時(shí)是主站；使用Modbus RTU從站指令庫時(shí)它就是從站。這說明所謂主、從是由通信協(xié)議決定的，用戶在編制通信協(xié)議時(shí)自己定義各通信設(shè)備在通信活動(dòng)中的角色。

 

服務(wù)器和客戶端

服務(wù)器（Server）與客戶端（Client）的關(guān)系有些像從站與主站的關(guān)系。服務(wù)器總是等待客戶端發(fā)起數(shù)據(jù)訪問。這個(gè)概念常常在以太網(wǎng)通信中使用。

一個(gè)通信對(duì)象是服務(wù)器還是客戶端取決于它們在通信活動(dòng)中的具體作用。例如，CP243-1以太網(wǎng)模塊既可以配置為服務(wù)器等待客戶端來訪問，也可以配置為客戶端訪問其他服務(wù)器。CP243-1作為服務(wù)器時(shí)，運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上的PC Access軟件作為客戶端通過CP243-1訪問CPU的數(shù)據(jù)；而PC Access軟件本身是OPC Server，OPC Client軟件（如支持OPC的HMI軟件）可以訪問它。

 CP243-1/CP243-1 IT與S7-300/400的以太網(wǎng)模塊一樣，既可以做服務(wù)器，也可以做客戶端；S7-200的OPC Server——PC Access與CP243-1連接時(shí)是客戶端，同時(shí)對(duì)上位的監(jiān)控軟件是服務(wù)器。

 

PPI, MPI和PROFIBUS

PPI，MPI和PROFIBUS都是基于OSI（開放系統(tǒng)互聯(lián)）的七層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型，符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170所定義的PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)，基于令牌的的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。這些協(xié)議是非同步的（串行的）基于字符的通信協(xié)議，字符格式包括一個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位、一個(gè)偶校驗(yàn)位和一個(gè)停止位。其通信幀包括特定的起始和結(jié)束字符、源和目的站的地址、幀長度和數(shù)據(jù)校驗(yàn)和。

 在波特率*、各站地址不同的情況下，PPI，MPI和PROFIBUS可以同時(shí)在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行，并且互不干擾。

這就是說如果一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上有S7-300、S7-200，S7-300之間可以通過MPI或PROFIBUS通信，而在同時(shí)在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的TP170 micro觸摸屏可以與一個(gè)S7-200 CPU通信。

CPU224 XP 高速I/O

S7-200 CPU支持6路高速數(shù)字量輸入（CPU224/226）和兩路高速數(shù)字量輸出（用于PTO/PWM）。

新產(chǎn)品CPU224 XP高速輸入中的兩路支持更加高的速度。用作單相脈沖輸入時(shí)，可以達(dá)到200KHz；用作雙相90°正交脈沖輸入時(shí)，速度可達(dá)100KHz。

CPU224 XP的兩路高速數(shù)字量輸出速率可以達(dá)到100KHz。

圖1. CPU224 XP數(shù)字量接線

圖中：

1. 高速輸出點(diǎn)Q0.0和Q0.1與Q0.2 - Q0.4成組支持5 - 24VDC電壓輸出
2. 特高速輸入點(diǎn)I0.3/I0.4/I0.5支持5 - 24VDC電壓的源型或漏型輸入；同組其他輸入點(diǎn)電壓可以仍然是24VDC，單要求兩者的電源的公共端在1M處連接

 

CPU224 XP的高速數(shù)字量輸入

除了其他高速輸入端子外，CPU224 XP*的高速輸入端子為I0.3、I0.4、I0.5。

具體位置如圖1所示。

這些特高速輸入端可用作高速計(jì)數(shù)器輸入端，如表1所示：

表1. CPU224 XP高速輸入端子與計(jì)數(shù)器分配

模式	描述	輸入點(diǎn)
	HSCO	I0.0	I0.1	I0.2
	HSC1	I0.6	I0.7	I1.0	I1.1
	HSC2	I1.2	I1.3	I1.4	I1.5
	HSC3	I0.1
	HSC4	I0.3	I0.4	I0.5
	HSC5	I0.4
0	帶有內(nèi)部方向控制的單相計(jì)數(shù)器	時(shí)鐘
1		時(shí)鐘		復(fù)位
2		時(shí)鐘		復(fù)位	啟動(dòng)
3	帶有外部方向控制的單相計(jì)數(shù)器	時(shí)鐘	方向
4		時(shí)鐘	方向	復(fù)位
5		時(shí)鐘	方向	復(fù)位	啟動(dòng)
6	帶有增減計(jì)數(shù)時(shí)鐘的雙相計(jì)數(shù)器	增時(shí)鐘	減時(shí)鐘
7		增時(shí)鐘	減時(shí)鐘	復(fù)位
8		增時(shí)鐘	減時(shí)鐘	復(fù)位	啟動(dòng)
9	A/B相正交計(jì)數(shù)器	時(shí)鐘A	時(shí)鐘B
10		時(shí)鐘A	時(shí)鐘B	復(fù)位
11		時(shí)鐘A	時(shí)鐘B	復(fù)位	啟動(dòng)

 

根據(jù)上表可以看出：

• 要達(dá)到單相200KHz高速脈沖輸入，可以使用HSC4和HSC5，分別輸入到I0.3、I0.4
• 要實(shí)現(xiàn)雙相90°正交高速脈沖輸入，可以使用HSC4；此時(shí)HSC5因?yàn)镮0.4被HSC4占用而不能使用
• HSC4可以工作在模式0、1、3、4、6、7、9、10
• HSC5可以工作在模式0

 支持特高速輸入的I0.3、I0.4、I0.5可以接受5 - 24VDC信號(hào)；它們既可以用于高速脈沖輸入，也可以用于普通輸入信號(hào)。它們與本組輸入點(diǎn)（I0.0 - I0.7）一起，

6SE7033-2TG60
6SE7033-7TG60
6SE7018-0ES87-2DA1
6SE7021-6ES87-2DA1
6SE7023-2ES87-2DA1
6SE7028-0ES87-2DA1
6SE7031-6EB87-2DA1
6SE7032-7EB87-2DA1
6SE7025-3HS87-2DA1
6SE7032-1HB87-2DA1
6SE7018-0ES87-2DC0
6SE7021-6ES87-2DC0
6SE7023-2ES87-2DC0
6SE7028-0ES87-2DC0
6SE7031-6ES87-2DC0
6SE7032-7ES87-2DC0
6SE7025-3HS87-2DC0
6SE7032-1HS87-2DC0
6SE7021-0ES87-0FB1
6SE7021-8ES87-0FB1
6SE7023-4ES87-0FB1
6SE7027-2ES87-0FB1
6SE7031-2ES87-0FA1
6SE7031-8ES87-0FA1
6SE7033-2ES87-0FA1
6SE7016-1EA87-1FC0
6SE7021-0EB87-1FC0
6SE7021-8EB87-1FC0
6SE7022-6EC87-1FC0
6SE7023-4EC87-1FC0
6SE7024-7ED87-1FC0
6SE7027-2ED87-1FC0
6SE7031-0EE87-1FH0
6SE7031-5EF87-1FH0
6SE7031-8EF87-1FH0
6SE7032-6EG87-1FH0
6SE7016-2FB87-1FD0
6SE7021-5FB87-1FD0
6SE7022-2FC87-1FD0
6SE7023-4FC87-1FD0
6SE7024-7FC87-1FD0
6SE7026-0HE87-1FD0
6SE7028-2HE87-1FD0
6SE7031-2HS87-1FD0
6SE7031-7HS87-1FD0
6SE7032-3HS87-1FD0
6SE7033-0HS87-1FD0
6SE7033-5HS87-1FD0
6SE7034-5HS87-1FD0
6SE7090-0XA87-3CA1
6SE7090-0XB87-3CA1
6SE7090-0XC87-3CA1
6SE7090-0XD87-3CA1
6SE7090-0XE87-3AC0
6SE7090-0XF87-3AC0
6SE7090-0XG87-3AC0
6SE7080-0QX60
6SE7087-6NX60
6SE7087-6QX60
6SE7090-0XX84-0BA0
6SE7090-0XX84-0BC0