西门子ET200Pro 故障安全型变频器调试指南.docx

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1、ET200Pro故障安全型变频器调试指南ET200Pro F-FC Safety Function CommissioningGetting StartedEdition （2009 年 06 月）摘 要本文主要介绍了 ET200Pro F-FC的安装和调试的方法。关键词ET200Pro F-FC,故障安全，变频器，F-RSM, F-SwitchKey Words ET200Pro F-FC, Failsafe, Frequency converter, F-RSM, F-Switch目 录1, ET200Pro故障安全系统介绍42, ET200Pro F-FC的调试方法62.1 Step7

2、的组态62.2 F-FC的调试82.3 F-RSM的调试12附录一推荐网址16ET200Pro系列产品做为西门子分布式。系列产品中的一种，具有最高IP67的防护等 级，成为特殊行业应用的主要产品之一。同时，ET200Pro还提供了故障安全模板：F-DIZF- DC)以及电机启动器(MOtorStarter)、故障安全型变频器(F-FC)等，满足了行业中的故 障安全应用的需求。本文将主要介绍ET200Pro故障安全型变频器的调试和使用的方法。1, ET200Pro故障安全系统介绍与ET200S系统类似，ET200Pro也提供了全系列的故障安全模板。1)故障安全型输入/输出模板(F-DVF-DO)

3、ET200Pro的故障安全型输入/输出的模板的使用与ET200M, ET200S等分布式IO 的安全模板使用方法相同。2)电机启动器(MotOrStarter)ET200Pro的电机启动器模板(MOtorStarter)中，提供了一些特殊的模板，比如F- RSMfO ASM-400,电机启动器模板(MotOrStarter)如果配合F-RSM和ASM-400使 用可以达到SIL3(Cat4)的安全等级(图1) .Safety localmaintenance Disconnecting InterfaceisolatingmoduleDSe,modulemodule400 VStandardn

4、p OuJ 6uue-je图1故障安全型电机启动器(MOtorStarter)系统配置(Cat.4)具体配置列表请参照手册：SIMATIC ET 200pro Motor starters3)故障安全型变频器(F-FC)ET200Pro F-FC是一款嵌入在ET200Pro系统中的紧凑型的故障安全型变频器。工作电 压为3 AC 400V 5060Hz,连接3相交流电机，最大1.1 KW,温度允许的情况下，可以连接 1.5KW电机。该变频器可以通过PROFIBUS/PROFINET的接口模板进行连接调试，也可以使用光纤 转串口的电缆进行连接。ET200Pro变频器需要与前面提到的电机启动模块中的

5、特殊模块一起使用来对其关断信 号进行评估，因而系统中需要F-SW血h或F-RSM (图2)。图2故障安全变频器与F-RSM的配置其中主要的模板包括：接口模板可以连接变频器模板的接口模板包括：1) IM154-4 PN HFCu V6.0 (6ES7 154-4AB10-OABO)2) IM154-2 DP HF (6ES7 154-2AA00-0AB0)F-RSM 或者 F-SWITCH故障安全型变频器(F-FC)终端模块2, ET200Pro F-FC的调试方法ET200ProF-FC的组态可以通过Step7软件来实现。但变频器模板的调试工具需要用到DriveES （或者Starter、Mo

6、tionScout）等软件。如果系统中使用了 F-Switch,则需要MotorStarter ES软件来设置相关Switch的参数。2.1 Step7的组态（1）新建一个S7 300站，这里选择CPU317F-2PN/DP做为F主机，IMI54-4 PNHFeUV6.0做为F设备。（图3）国 HW Config - SIMATIC 300(1) (Configuration) - ET200ProF Station Edit Insert PLC View Options Window Help口今3SI崛昌电 曲曲的口腿4?图3新建S7 300站硬件组态中，添加F-RSM；由于ET200P

7、ro F-FC没有PrOfiSafe报文，因而只能添加标 准报文 F-FC 1.11.5KW Standard telegram1。（图 4）SlotU ModuleOrder numberI addressQ addressDiagnostic addressS !M154-4PN6ES7 154-4ABlooABO8184.(M154-4PN8183.X2fPoitl8186,X2i-Poft28185,1PM-EDC24V87872.F-RSM16A3RK1 3040HS007AA00.0.0.73F-FC 1.11.5kW; Stands6SL3 2350TE211SB0256 .25

8、9256.259图4添加硬件分别双击两个模板，打开属性框，将诊断选项使能。（2）双击CPU,设置CPU的参数。选择F参数，为故障安全程序设置密码（图5）,防止有未经授权的人修改F程序。图5设置F程序的密码选择“Protection，设定CPU程序的访问保护密码，同时将“CPU contains safety PrOgrarTr激活（图 6）。图6保护选项保存编译后，我们可以看到在Step7的BIoCk下，出现了一些相关F系统的功能块，但 由于ET200Pro F-FC没有Profisafe的报文，因而这里实际上并没有关于ET200Pro F-FC的 F 系统块，这也是 ET200Pro F-F

9、C - ET200S F-FC K G12OFs S120F 的不同之处，因而 ET200Pro F-FC的安全功能是通过F-RSM或F-Switch来实现的。至于如何建立Step7的F程序，这里不再详细介绍，请参考相关手册。2.2 FFC的调试ET200Pro F-FC的调试需要用到Drive的一些软件。通过Step7界面，双击变频器模 板，则可以打开相应的调试软件的界面。(1) 双击打开调试界面，选择“在线”。_5kW_Standar_.ET20c Simotion scout - et200Pof - Project Edit Insert Target system ViewOptio

10、nsdh eg LJ固忌IEalI研前Window HelpI回|凶狗信3IETZOOProFCreate new device Insert single drive unit LIBRARIESMONITORF FC 1_1 1 5kW.Standar图7选择在线连接到F-FC如果无法在线操作，则检查“OPtion”菜单下的“Set PG/PC interface”的设置，选择合 适的接口用于连接F-FCo(2) 选择“上载”，将系统配置自动上传到PGa1 *|而同”阐， Jiri I图8上传参数在“Functions”下选择“Safety Integrated”进行安全功能的设置。注意这

11、个选项只有在“在线”的模式下才可以操作。B F_FC_1 _1 _1 _5kW_Standar_E ET200Pro蚩 Drive navigator ConfigurationSSetpoint channel田Open-loop/closed-loop controlBFunctions Shutdown functions BrakeControI Safety Integrated Hyingre蛀aH:1 Free modules Deceleration ramp Automatic restart图9选择安全功能设置(3) 打开设定界面，可以看到ET200ProF-FC提供3种安

12、全功能:ST0、SS1 和 SLSo在 ET200ProFFC 的内部，有两条 F 功能总线“Safety busbar G1” 和“Safetybusbar G2可以通过“Enables”选择这两条安全总线回路中的安全功能。如图10所示,由于F-RSM只提供一个安全回路开关(FO),故这里只选择了SafetybusbarGT的SLS(FO) O如果系统中使用了 F-Switch,则可以设置两个安全功能回路。Change se(tngsSole busbar GlSafe bu&bar G2-I STO IFOJ-I SSlIFO)I SLS (FO)STO )-I SSI F-I SLS(F

13、1)Ret orac(y SdbngDkgrxwlic d the 划砌 frMom Saety Imcbon atcrsO STO clrveO SS1 ac6veO SlS selected O SLS ac6veO Shadow paths rere S教Ag3图10选择安全功能STO：一BvatedLeaving the STOShUtdOWn paths require testing_| Pulse enable immedia(e wi(h the ON commandT est period for shutdown paths - fa- hPulse enableOSTO

14、active(4) 分别设定安全功能的参数 安全转矩关断。该功能激活后，变频器内部的电源被切断，电机进入自由停车状态。(图 11)、Safe torque Ott (STO) Safe stop 1 (SS1) SafetjMrnited speed (SLS) of the shutdown nek when leaving STOHDeIay of the pulse enable through test of the shutdown paths wh ON commandRemaining time Unti expiry of the图11 STO的参数设置界面这里的设置都是关于安

15、全回路测试的：当系统恢复正常时，是否进行回路测试，用 来保证系统正常运行，以及及时检查系统错误。T=8小时的设置也是保证系统的自检测 的时间。SS1:安全停车指令1。当SSl被激活时，系统按照设定的参数进行停车。否则进入故障 状态，并最终进入STOo、Enables Safe torque off (STO) Safe stop 1 (SS1) ： Safety-limited speed (SLS)图12SS1的参数设置界面StandStiII:截止频率。当停车过程中，频率达到该设定值时，进入STC）状态。Tr：停车时间设定；Tv:延时监控时间。超出该设定值，变频器进入故障状态，同时马上进入

16、STO状态。SLS：安全限速。安全限速有4种模式，分别对应4种安全限速的动作。这里需要定义参数设定和修改都需要“Accept SettingS”才能生效。这里需要输入密码和进行验证。Change settings图14参数修改和生效2.3 FRSM的调试ET200Pro F-FC的F功能需要通过F-RSM或者F-Switch来实现（见图15）,因而需 要对F-RSM进行设置。图 15 ET200Pro F-FC 与 F-RSM/F-Switch 的配置原理图(1) F-RSM的连线dia. 8 mmru1LED general fault LabelConnection 1 (IN1, IN2

17、tSlide switch for function selectionPlug connector to infeed of the main power (X1) Plug connector to outfeed ofRotary element for circuit breaker with closing lockout via padlockFAULTRUNPOWER1-channel2-channelConnection 2 (START) with status displayConnection 3 (OUT) with status displayPlug connect

18、or to outfeed of main power (X3)Locking bracketmain power (X2)图16 F-RSM组件其内部原理图为:N 工L nzILSnq280OLL -6二叁 2 出,x? 11图17 F-RSM的原理图r V V _ri3TK2841Xdioo i MOCIUlQstatusADl 0.2 I Status safety output x IN 1 EMERGENCYOFFor L safety dr 1 st channelIN 2 EMERGENCYOFFor safety door 2nd channelT IN 3 monitored

19、 STARTA OUTFO supply of FO busbar -Configuration 1-annl / 2annG - Configuration monitored START/autostartF-RSM内部为一个3TK2841的安全继电器，其中输入端子为IN1/IN2,可以用于连接急 停按钮；IN3做为3TK2841的“monitered START”输入端，当选择“自动启动”时，该端子可 以不接。输出“OUT”做为3TK3841的功能输出连接端子，内部busbar总线将“F0”输出至IJ F-FC,做 为安全功能的激活信号。a,IN1可以连接一个单通道或者双通道的“急停”信

20、号，其端子接线方式为:MechanicalEMERGENCY OFF 1-channelChannel 1Mechanical EMERGENCY OFF 2-channelChannel 1图18 IN1的连接b. Start”信号的接线方式:c. “OUT”信号的接线:Pin 1: output (L2+) Pin 2: not connected Pin 3: not connected Pin 4: start inputPin 8 not CCnnartAd图19启动信号的连接Pin 1: not connected Pin 2: not connectedPin 3: ground

21、 (L2-)Pin 4: F output (L2+) Pin F? not CCnnACtAd图20输出信号的连接单通道以及双通道的选择，自动启动与手动启动的选择是通过切换开关实现的:Slide switchS1S212-channel operationAutostart01-channel operationMonitored startup图21选择开关的模式设置（2）激活安全功能当急停信号为*T时，系统正常工作，此时“F0”状态为“1”。当急停被按下时，表示系统运 行出现危险状况，应当启动相应的安全功能，此时“F0”变为“0”，此时，应通过busbar将FO 信号传送至F-FC,变频

22、器激活相应的安全功能。注意：1）系统中的FRSM的供电是通过电源端子提供的，因而在连接接口模板的电源端子时，应 当连接两路电源（DC24V）,否则F-RSM内部的3TK2841处于失电状态，从其运行灯的 状态可以判断该路电源是否有连接（图22）。图22电源的连接2）在调试过程中，请注意使用StartV4.1.2.4之后的软件版本，否则可能导致系统功能调 试错误。附录一推荐网址自动化系统西门子（中国）有限公司工业自动化与驱动技术集团客户服务与支持中心网站首页：WWW自动化系统下载中心：http : WWW自动化系统全球技术资源：http :SUPDOrtaUtOrnatiO“找答案”自动化系统版

23、区：http : WWW驱动技术西门子（中国）有限公司工业自动化与驱动技术集团客户服务与支持中心网站首页：WWW.4008104288.驱动技术下载中心：httD: WWW驱动技术全球技术资源：htm: SuDDO“找答案”驱动技术版区：http :WWW ry.asp?Cid=IO38低压电器西门子（中国）有限公司工业自动化与驱动技术集团客户服务与支持中心网站首页：WWW低压电器下载中心：http : WWW. cndownloadDocList. asDx?TVDeId=O&CatFirst=66低压电器全球技术资源：http:/SIlDDO“找答案”低压电器版区：http : WWW注意事项应用示例与所示电路、设备及任何可能结果没有必然联系，并不完全相关。应用示例不表示 客户的具体解决方案。它们仅对典型应用提供支持。用户负责确保所述产品的正确使用。这 些应用示例不能免除用户在确保安全、专业使用、安装、操作和维护设备方面的责任。当使 用这些应用示例时，应意识到西门子不对在所述责任条款范围之外的任何损坏/索赔承担责 任。我们保留随时修改这些应用示例的权利，恕不另行通知。如果这些应用示例与其它西门 子出版物（例如，目录）给出的建议不同，则以其它文档的内容为准。