西門子IPC647D工業(yè)計算機

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問題

當V20變頻器出現(xiàn)A0501時該如何解決?

A0501

變頻器輸出電流限幅，當變頻器的輸出電流達到r0067參數(shù)的數(shù)值時，變頻器給出A0501報警，r0067的大小受P640（電動機過載倍數(shù)）、變頻器大輸出電流、電動機和變頻器熱保護功能影響。當出現(xiàn)A0501報警時，變頻器會啟動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.電機負載大，由負載大導致電機電流較大達到了電流限幅值，變頻器出現(xiàn)A0501

·           電動機過載

·           大慣量負載加速時間太短需要較大啟動轉矩的設備的啟動過程（包括電動機堵轉）

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

·           啟動正在旋轉的電機

2.變頻器過溫

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

3.電機參數(shù)問題

·           電機參數(shù)不準確

常見處理辦法

1.由電機負載大引起的A0501請檢查以下幾點

·           檢查電動機是否過載，通過變頻器r0027查看電機當前電流是否已經(jīng)超過電機額定電流

·           如果在大慣量負載加速過程中出現(xiàn)A0501，請適當延長斜坡上升時間P1120

·           需要較大啟動轉矩的重載應用時，啟動出現(xiàn)A0501電機不轉，請適當增大電壓提升P1310,P 1311,P 1312

·           PID控制經(jīng)常出現(xiàn)A0501，請檢查模擬量反饋信號是否受到干擾波動很大，適當增大模擬量信號濾波時間，適當調(diào)整PI參數(shù)P2280和P2285

·           如果變頻器啟動本身就在旋轉的電機，啟動時有可能出現(xiàn)A0501，嚴重情況可能導致F0001，激活捕捉再啟動功能p1200

·           注意：潛水泵、壓縮機、羅茨風機不同于普通的供水泵和離心風機,屬于重負載應用

2.由變頻器過溫引起的A0501請檢查以下幾點

·           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

·           變頻器風扇是否工作正常

3.由電機參數(shù)問題引起的A0501

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

 

案例集

序號	報警現(xiàn)象描述	可能的故障原因及處理措施
1	V20驅(qū)動離心風機，加速過程中出現(xiàn)A0501	原因：風機為大慣量負載，機械特性決定需要長的加速時間P1120   措施：延長斜坡上升時間
2	潛水泵（深井泵），啟動、加速過程中出現(xiàn)A0501	原因：潛水泵并不是普通泵類負載， 類似恒轉矩負載， 啟動轉矩要求較大   措施：P1300=0，適當增大電壓提升P1310
3	V20驅(qū)動羅茨風機，啟動過程中出現(xiàn)A0501報警， 頻率不能上升。	原因：潛水泵并不是普通泵類負載， 類似恒轉矩負載， 啟動轉矩要求較大   措施：P1300=0，適當增大電壓提升P1310
4	V20變頻器用于恒壓供水，經(jīng)常出現(xiàn)A0501報警	原因：模擬量反饋信號受干擾波動較大或PI參數(shù)設置不合適   措施：排出干擾增加模擬量濾波時間，調(diào)整PI參數(shù)
5	V20驅(qū)動風機、水泵超50Hz運行，出現(xiàn)A0501	原因：變頻器超頻運行 ，風機泵類負載導致電機軸功率按照3次方關系加大。電機過載。   措施：限制頻率上限避免變頻器超速運行
6	電動機空載運行報A0501，檢查電機良好無機械問題	原因：電機采用角形接法，電機參數(shù)按照星形接法輸入   措施：正確設置電機參數(shù)

 

注意

以上內(nèi)容僅作為故障報警排查的指導，不具有性，導致變頻器故障報警的原因很多，情況也較復雜，本文只是對常見的故障報警原因和處理方法進行說明，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 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
AS-Interface	CP243-2	接線端子	AS-i網(wǎng)絡	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半雙工硬件基礎上的串行通信功能，其字節(jié)傳輸格式為：一個起始位、7位或8位數(shù)據(jù)、一個可選的奇偶校驗位、一個停止位。凡支持此格式的通信對象，一般都可以與S7-200通信。在自由口模式下，通信協(xié)議*由通信對象，或者用戶決定。

 

網(wǎng)絡通信

一些通信標準只支持一對一的通信方式；另一些支持網(wǎng)絡通信。S7-200支持多種網(wǎng)絡通信方式。

網(wǎng)絡通信協(xié)議要比一對一的通信更為復雜。網(wǎng)絡通信對網(wǎng)絡中的設備也有一定的要求，通信設備能否*符合網(wǎng)絡通信協(xié)議的要求會影響、制約實現(xiàn)整個網(wǎng)絡通信的完整功能?？疾爝@些網(wǎng)絡通信協(xié)議的要求，對于項目的規(guī)劃、設計、調(diào)試具有重要的意義。選用適當?shù)脑O備可以有目的地利用網(wǎng)絡通信要求的特點，做到經(jīng)濟合理。

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

 S7-200的特點就是支持網(wǎng)絡通信。連接到S7-200編程口的設備都可以認為是連接到了S7-200通信網(wǎng)絡上。一個典型的例子是安裝了編程軟件Micro/WIN的計算機，通過編程電纜與CPU通信口相連，這也可以認為是一個通信網(wǎng)絡。

 

通信主站和從站

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

• 通信從站：從站不能主動發(fā)起通信數(shù)據(jù)交換，只能響應主站的訪問，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)絡中作為從站，響應主站設備的數(shù)據(jù)請求。
• 通信主站：可以主動發(fā)起數(shù)據(jù)通信，讀寫其他站點的數(shù)據(jù)。
  S7-200 CPU在讀寫其他S7-200 CPU數(shù)據(jù)時（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通過附加擴展的通信模塊也可以充當主站。

 安裝編程軟件Micro/WIN的計算機一定是通信主站；所有的HMI（人機操作界面）也是通信主站；與S7-200通信的S7-300/400往往也作為主站。

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

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

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

• 一個S7-200 CPU連接一個HMI，同時需要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)，同時需要Micro/WIN編程、監(jiān)視
• CPU聯(lián)網(wǎng)，有兩個以上的CPU做PPI通信主站
• 一個S7-200 CPU連接多個HMI
• 聯(lián)網(wǎng)的多個CPU，連接多個HMI
• 上述情況的組合

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

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

 S7-200 CPU使用自由口通信模式時，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)動裝置時是主站；使用Modbus RTU從站指令庫時它就是從站。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)議時自己定義各通信設備在通信活動中的角色。

 

服務器和客戶端

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

一個通信對象是服務器還是客戶端取決于它們在通信活動中的具體作用。例如，CP243-1以太網(wǎng)模塊既可以配置為服務器等待客戶端來訪問，也可以配置為客戶端訪問其他服務器。CP243-1作為服務器時，運行在計算機上的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，既可以做服務器，也可以做客戶端；S7-200的OPC Server——PC Access與CP243-1連接時是客戶端，同時對上位的監(jiān)控軟件是服務器。

 

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)絡結構模型，符合歐洲標準EN50170所定義的PROFIBUS標準，基于令牌的的網(wǎng)絡通信協(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，字符格式包括一個起始位、8個數(shù)據(jù)位、一個偶校驗位和一個停止位。其通信幀包括特定的起始和結束字符、源和目的站的地址、幀長度和數(shù)據(jù)校驗和。

 在波特率*、各站地址不同的情況下，PPI，MPI和PROFIBUS可以同時在一個網(wǎng)絡上運行，并且互不干擾。

這就是說如果一個網(wǎng)絡上有S7-300、S7-200，S7-300之間可以通過MPI或PROFIBUS通信，而在同時在同一個網(wǎng)絡上的TP170 micro觸摸屏可以與一個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，可以達到200KHz；用作雙相90°正交脈沖輸入時，速度可達100KHz。

CPU224 XP的兩路高速數(shù)字量輸出速率可以達到100KHz。

圖1. CPU224 XP數(shù)字量接線

圖中：

1. 高速輸出點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數(shù)器輸入端，如表1所示：

表1. CPU224 XP高速輸入端子與計數(shù)器分配

模式	描述	輸入點
	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數(shù)器	時鐘
1		時鐘		復位
2		時鐘		復位	啟動
3	帶有外部方向控制的單相計數(shù)器	時鐘	方向
4		時鐘	方向	復位
5		時鐘	方向	復位	啟動
6	帶有增減計數(shù)時鐘的雙相計數(shù)器	增時鐘	減時鐘
7		增時鐘	減時鐘	復位
8		增時鐘	減時鐘	復位	啟動
9	A/B相正交計數(shù)器	時鐘A	時鐘B
10		時鐘A	時鐘B	復位
11		時鐘A	時鐘B	復位	啟動

 

根據(jù)上表可以看出：

• 要達到單相200KHz高速脈沖輸入，可以使用HSC4和HSC5，分別輸入到I0.3、I0.4
• 要實現(xiàn)雙相90°正交高速脈沖輸入，可以使用HSC4；此時HSC5因為I0.4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；它們既可以用于高速脈沖輸入，也可以用于普通輸入信號。它們與本組輸入點（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