西門子MM420變頻器

6SE6420-2UC22-2BA1MICROMASTER 420 無濾波器 200-240V+10/-10% 1 AC/1/三相交流 47-63Hz 恒定轉矩 2.2kW 過載 150% 用于 60S 二次矩 2.2kW 202x 149x 172（高x寬x深） 護等級 IP20 環境溫度 -10+50°C 無 AOP/BOP

與稱重變送器和稱重儀表不同，SIWAREX系列稱重模塊可以直接接收稱重傳感器輸出的mV信號，并與西門子控制系統（包括S7 200/300/1200/ET200M/ ET200S）無縫集成，具有擴展靈活、高、響應速度快等優點。SIWAREX系列稱重模塊其設計用于各種工業環境，具備很高的干擾能力，但是為了模塊運行，在安裝接線等方面須要規范操作。

圖1 SIWAREX集成決方案替代稱重變送器/儀表

EMC即電磁兼容性，描述了電氣設備在特定的電磁環境下，既不受到電磁環境的影響，也不會對周圍環境產生影響的能力。在系統安裝之前，要執行EMC設計規范，分析各種可能存在的干擾源。

電磁干擾可以通過以下幾種方式干擾到控制系統和稱重模塊的正常工作：
（1） 電磁場直接作用于控制系統；
（2） 通過現場總線引入干擾，如PROFIBUS DP；
（3） 通過過程信號電纜引入干擾；
（4） 通過電源或者保護地引入干擾；

根輸介質（導電還是非導電）以及干擾源與設備之間的距離，干擾信號可以通過四種耦合方式進入到控制系統：
（1） 電導耦合
（2） 電容耦合
（3） 電感耦合
（4） 輻射耦合

安裝接線注意事項

原則1：接地面積要大
安裝自動化設備時，不可動的金屬部件要接地，接地面積要大，接地電阻要小，比如通過扁鋼、銅排、截面積比較大的電纜等。噴漆或者陽化處理的金屬部件，通過螺絲接地時，需要通過專門的接地片或者去掉接觸面的腐層。因為鋁很容易氧化，不適宜作為接地材料。

圖2 接地銅排及電纜

原則2：電纜敷設要分類
在敷設電纜時，將其按照主電源線、電源線、信號線、現場總線等進行分類，電源線與信號線要走不同的穿線管或者走線槽，信號線盡可能貼著支撐梁、金屬導軌、機柜背板等走線。

原則3：等電勢體
創建等電勢體，并將系統內的電氣設備都通過等電勢體連接到大地。對于爆應用場合，須建立等電勢體。

原則4：電纜屏蔽層要連接
稱重模塊與傳感器之間推薦使用西門子提供的電纜，如圖3所示。
電纜型號：Li2Y 1 x 2 x 0.75 ST + 2 x (2 x 0.34 ST) – CY
訂貨號： 非爆 7MH4702-8AG 爆 7MH4702-8AF
注意：如果使用第三方電纜，請使用兩兩雙絞屏蔽，外面還要有一層總屏蔽的雙屏蔽電纜：

圖3 稱重模塊與傳感器之間連接電纜

當傳感器與稱重模塊之間距離很遠時，在有等電勢體的前提下，建議屏蔽層在接線盒和模塊處均大面積接地，如下圖所示：

在模塊側電纜的屏蔽層壓直接壓在屏蔽安裝單元上，如下圖所示：

西門子MM420變頻器圖4 電纜屏蔽層的連接

原則5 各種屏蔽連接單元的使用
在稱重模塊側，稱重傳感器電纜的屏蔽層通過各種屏蔽連接元件與安裝背板或者導軌進行大面積連接。
對于S7 200中使用的SIWAREX MS模塊其屏蔽連接端子如下圖所示，訂貨號：65728-8MA11，每包10個。

圖5 SIWAREX MS屏蔽連接端子

對于SIWAREX U、SIWAREX FTC和SIWAREX FTA模塊，屏蔽連接元件和屏蔽連接端子需要配合使用，其中：
屏蔽連接單元，訂貨號：67390-5AA00-0AA0，可供兩個SIWAREX U 使用，（對于SIWAREX FTC和SIWAREX FTA模塊一個連接單元只能連接一個模塊。）
屏蔽連接端子，訂貨號：67390-5CA00-0AA0，每包兩個，適合線徑為4 到13mm 的傳感器電纜。

西門子MM420變頻器圖6 SIWAREX U/FTA/FTC屏蔽連接單元及端子

對于SIWAREX CS模塊
屏蔽連接元件，訂貨號：67193-4GA00-0AA0，每包5個；
屏蔽連接端子，訂貨號：67193-4GB00-0AA0，每包5 個；

圖7 SIWAREX CS屏蔽連接單元及端子

屏蔽連接端子和單元組裝后，如下圖所示：

圖8 SIWAREX CS屏蔽連接單元及端子裝配圖

原則6：接線盒的選擇
當一臺秤使用多個稱重傳感器時，傳感器電纜須通過接線盒將電纜進行并聯。西門子提供的接線盒，有不銹鋼和鋁兩種材質，外殼噴漆處理，如下圖所示。盒子上面有4個進線空，下面有一個出線孔，即多允許四個傳感器并聯。
訂貨號： 不銹鋼材質 7MH4710-1EA 鋁材質 7MH4710-1BA

圖9 西門子稱重傳感器接線盒

接線盒的電纜密封格蘭頭內有4個金屬片，當電纜從該格蘭頭穿過時，電纜的屏蔽層通過四個金屬片壓緊，并與金屬格蘭頭大面積接觸，而金屬格蘭頭與接線盒殼體是導通的，這樣連到接線盒上的傳感器的屏蔽層通過金屬殼體導通，而且導通電阻小。

圖10 接線盒電纜密封格蘭頭

圖11 電纜屏蔽層通過電纜密封格蘭頭內金屬片壓緊圖

在有等電勢體的情況下，接線盒可以通過其接地端子進行接地。該接地端子與電纜密封格蘭及殼體都是連通的。

圖12 接線盒接地端子

注意：如果需用第三方接線盒，要求接線盒的殼體及其電纜密封格蘭都須是金屬的。

EMC問題通常會引起稱重模塊的SF指示燈亮或者重量顯示錯誤，通常可以檢查下列幾點：

（1） 在稱重模塊側，電纜屏蔽層是否通過各種屏蔽連接元件接地；
（2） 在接線盒處，電纜屏蔽層是否通過接線盒的金屬密封格蘭與接線盒連接，而不是將屏蔽層連接到內部端子上；
（3） 稱重傳感器接地電纜，截面積大于16mm2，這樣可以程度上現場電焊等操作造成傳感器過電流損壞。如果從西門子采購，該電纜訂貨號為7MH3701-1 AA1

西門子MM420變頻器圖13 稱重傳感器接地電纜

（4） 電纜屏蔽層接地點是否等電勢，等電勢體的截面積是否大。
（5） 稱重模塊與傳感器之間的連接電纜與電源或者電機（尤其變頻器控制的電機）的動力電纜距離是否太近了。
（6） 檢查控制柜中稱重模塊與變頻器或者它的的電纜太近了。
（7） 繼電器、開關或者電磁閥門是否有保護電路，或者保護電路是否工作正常。
（8） 24V供電電源也可能引起模塊故障。在這種情況下，24V電源可以并聯穩壓二管，1N6285的效果就很好，擊穿電壓不高于34V。
（9） 在某些場合還可能用到濾波器。經過測試EPCOS的SIFI-B或D型濾波器效果很好。如果故障來源于傳感器電纜，那么EXC、SENSE和SIG各需要一個濾波器。

一．PROFIBUS 簡介 1. PROFIBUS 基本性質 PROFIBUS規定了串行現場總線系統的技術和功能特性。通過這個系統，從底層（傳感器、執行器級）到中層（單元級）的分布式、數字現場可編程控制器都可以連網。PROFIBUS區分為主站和從站。 ......

一．PROFIBUS 簡介

1. PROFIBUS 基本性質

PROFIBUS規定了串行現場總線系統的技術和功能特性。通過這個系統，從底層（傳感器、執行器級）到中層（單元級）的分布式、數字現場可編程控制器都可以連網。PROFIBUS區分為主站和從站。

> 主站 主站掌握總線中數據流的控制權。只要它擁有訪問總線權（令牌），主站就可在沒有外部請求的情況下發送信息。在PROFIBUS協議中，主站也被稱作主動節點。
> 從站 從站是簡單的輸入、輸出設備。典型的從站為傳感器，執行器以及變頻器。從站也可為智能從站，如S7300／400帶集成口的CPU等。從站不 會擁有總線訪問的授權。從站只能確認收到的信息或者在主站的請求下發送信息。從站也被稱作被動節點。
> 傳輸方法 合美國標準EIA RS485的閉合電路傳輸，是制造工程、建筑服務管理 系統和動力工程的基本標準。它采用銅導體的雙絞線，也可用光纖。
> 傳輸速度 PROFIBUS總線的傳輸速率從9.6Kbit/s—12Ｍbit/s。

網段總線長度與傳輸速率的關系

> 節點數 127（地址0－126）

2． ROFIBUS現場應用類型

PROFIBUS提供了三種通信協議類型：FMS，DP和PA
> PROFIBUS－FMS： 用于現場通用通信任務的FMS接口（DIN 19245 T.2）
> PROFIBUS－DP：　用于與分布式I/O進行通訊
> PROFIBUS－PA： 用于執行規定現場設備特性的PA設備，它使用擴展的PROFIBUS－DP協議進行數輸。

3． 利用PROFIBUS DP進行的通信

PROFIBUS－DP是為了實現在傳感器－執行器級快速數據交換而設計的。控制裝置（例如可編程控制器）在這里通過一種快速的串行接口與分布式輸入和輸出設備通信。與這些裝置的通信一般是循環發生的。
控制器（主站）從從站讀取輸入信息并將輸出信息寫到從站。
單主站或者多主站系統可以由PROFIBUS－DP來實現。這使得系統配置異常方便。一條總線多可以連接126個設備（主站或從站）。

> 系統配置

系統配置的規范包含一系列的站點，I/O地址的分配， 輸入輸出數據的完整性，診斷信息的格式以及總線參數。

> 設備類型

二．通過PROFIBUS－DP實現兩CPU集成DP接口之間的主從通信

PROFIBUS－DP從站不是ET200系列的遠程I/O站，當然也可以是一些智能從站，如帶集成DP接口和PROFIBUS 通信模塊的S7 300站，S7400站（V3.0以上）都可以作為DP的從站。下面我們將以兩個CPU315-2DP CPU之間主從通信為例介紹連接智能從站的組態方法。

1． 硬件和軟件需求

硬件：
PROFIBUS-DP主站 S7－300 CPU315-2DP(67 315-2AG10-0AB0)，SM374
PROFIBUS-DP從站 S7－300 CPU315-2DP(67 315-2AG10-0AB0)；SM374
PROFIBUS電纜及接頭
CP5512（PCMCIA卡，用于筆記本電腦）或PC適配器，CP5611（PC機）

軟件：

STEP7 V5.3 SP2

2． 網絡組態及參數設置

1) 新建項目：
在STEP7中創建一個新項目，然后選擇Insert ? Station ? Simatic 300 station，兩個S7 300站，這里命名為Simatic 300(master)和 Simatic 300(slave)。當然也可完成一個站的配置后，再建另一個。如圖1。

圖1 在STEP7 硬件組態中兩個S7 300站

2) 組態從站：在兩CPU主從通信組態配置是，原則上要先組態從站。

> 硬件組態
雙擊Simatic 300(slave)“Hardware”，進入硬件組態窗口，在功能按鈕欄中點擊“Catalog”圖標打開硬件目錄，按硬件安裝次序和訂貨號依次機架、電源、CPU和SM374等進行硬件組態。
CPU時會同時彈出PROFIBUS接口組態窗口。也可以CPU后，雙擊DP(X2)插槽，打開DP屬性窗口點擊屬性按鈕進入PROFIBUS接口組態窗口。點擊“NEW”按鈕新建PROFIBUS網絡，分配 PROFIBUS站地址，本例設為3號站。點擊“Propertiv”按鈕組態網絡屬性，選擇“Network Setting”進行網絡參數設置，如波特率、行規。本例傳輸速率為1.5Mbit/s，行規為DP。如圖2。

圖2 Profibus DP 網絡參數設置

西門子MM420變頻器