湖南嘉普云自动化设备有限公司
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问题:
一台电机带两个PTC温度传感器,一个是电机过温故障检测信号,一个是电机过温报警检测信号,这两个信号的不同之处是温度值门限值不同,报警的温度门限值要比故障的温度门限值低10度,如何将两个温度检测信号都送给G150变频器?如何设置参数?
答:
(1)G150变频器可以检测一个电机的二个温度传感器信号,个检测点是G150的功率模块上X41端子,X41端子3和4是用于检测电机温度的,如表1所示;第二个是端子模块TM31上X522端子,X522的端子7和8也是用于检测电机温度的,如图1所示。
表1 X41端子
西门子G120变频器代理商
图1 TM31接线原理图
(2)温度检测原理:G150功率模块上的X41端子和TM31的X522端子对温度传感器的信号检测原理相同,如图2所示。下面以PTC温度传感器为例说明:如果选择传感器类型是PTC,则说明只检测电机温度的门限,不检测电机实际温度值。把实际检测到的PTC阻值和1650欧姆做比较,如果PTC的实际阻值小于1650欧姆,则说明电机温度在正常值范围内,没有超过报警和故障门限值,G150不会出现任何故障和报警;如果PTC实际阻值高于1650欧姆,则G150马上会报A07910报警,延时时间P0606到达后,G150马上会出现F07011故障而停机。详细情况请见G150参数手册功能图,功能图图号是8016。
图2
(3)两个PTC的接线方法:电机过温故障检测的PTC信号线连接到功率模块X41端子的3和4,电机过温报警检测的PTC信号线连接到TM31上的X522端子的7和8。
(4)参数设置:
? G150功率模块PTC过温故障检测参数设置:假设个PTC过温故障的温度值是145度,即当电机高于145度时,PTC阻值会瞬间增大并超过1650欧姆。
P0600=11 PTC信号直接送给功率模块
P0601=1 PTC信号报警与延时
P0603=0 不选择电机温度的信号源
P0604=145 电机过温报警的门限温度是145度西门子G120变频器代理商
P0605=145 电机过温故障的门限温度是145度
P0606=1 设置延时时间1秒
注:本例中参数P0604和P0605设置相同,因为X41端子3和4上连接的PTC是用于检测电机过温故障的,所以把过温报警和故障门限值设置相同,如果实测PTC阻值超过1650欧姆,而且只要延时时间P0606到达后,过温报警和故障会同时输出,G150停机。
? TM31的PTC过温报警检测参数设置:
种情况(标准PTC,其门限值是1650欧姆):第二个PTC过温报警温度值是135度,当电机温度达到135度时,PTC的阻值会瞬间增大,并且超过1650欧姆的门限值,则TM31过温报警的状态位r4104.0会置1,状态位r4104.0取反后送到电机轴(VECTOR)的外部报警信号源P2112,所以需要激活G150的自由功能块,图3是PTC的连接图,图4是自由功能块的非门0。参数设置如下:
图3 图4
P4100=1 选择PTC温度传感器
P4102[0]=135 电机过温报警门限值是135度
P20000[0]=1002 执行组的采样时间是2倍的软件采样时间
P20078=r4104.0 非门0的输入是TM31过温报警的状态位r4104.0
P20080=0 执行组0
P20081=1 执行组0的顺序是1
P2112[0]=r20079 电机轴(VECTOR)的外部报警信号源是非门0的输出r20079
第二种情况(非标准PTC,其门限值小于1650欧姆):第二个PTC过温报警的温度值是135度,当电机温度达到135度时,PTC的阻值会瞬间增大,假设阻值是1450欧姆,但是没有超过门限值1650欧姆,这时r4104.0就不会被置1,而且PTC也不能检测电机实际温度,即r4105不会显示电机实际温度大小,所以需要改变温度传感器类型,参数P4100设为2,把电机的PTC假设为KTY84,因为KTY84温度传感器的阻值和温度是线性的。例如对于G150来说,当KTY84的阻值是1507欧姆,G150检测的温度是173.6度。所以当电机的实际温度达到135度时,PTC阻值是1450欧姆,设置P4100=2后,则TM31计算的电机温度值r4105是167.0度,然后把r4105的值送给G150自由功能块中的限幅进行比较,只要r4105超出限幅的上限,则限幅的输出就被置1,后再把限幅的输出反向送给电机轴(VECTOR)的外部报警信号源P2112[0]。图5是KTY84的连接图,图6是自由功能块的限幅0和非门0,参数设置如下:
图5
图6
P4100=2 选择KTY84温度传感器
P4102[0]=180 设置为180度或者更大的值,目的是让r4104.0不被置1
P20000[0]=1002 执行组的采样时间是2倍的软件采样时间
P20234=0 执行组0
P20229=1.60 限幅0的上限幅值,因为大输入是1.67,所以上限设为1.60
P20235=1 执行组0的顺序是1
P20228=r4105 限幅0的输入是TM31计算的电机温度值r4105
P20078=r20231 非门0的输入是限幅0的输出r20231
P20080=0 执行组0
P20081=2 执行组0的顺序是2
P2112[0]=r20079 电机轴(VECTOR)的外部报警信号源是非门输出r20079的值
问题:安全系统应该如何配置?
一个完整的故障安全系统由三个部分组成,分别是:安全输入、安全评估单元和安全输出。
在工厂自动化应用的场合,一般采用的是分布式故障安全的系统,其产品主要是S7300/400系列以及ET200系列;在过程自动化的行业,一般采用的是F系统,其产品一般是S7 400FH系统。
硬件产品选择上,无论是输入、CPU还是输出,一定要选择产品名称带“F”的模板,比如315F,416F,326F等。否则普通模板是不能处理故障安全信号的。
F系统有安全等级的要求(比如:SIL2或SIL3),因而F类型的模板比普通的模板带有更多的诊断功能,其接线方式有时也有特殊的要求(比如要求冗余方式接线),但F类型的模板与普通的模板是可以在一个站上混用的。考虑到不同安全等级的要求,往往还会要求S7300系列的“F”型的模板统一安装在隔离模板(Safety protector module)的右边,与普通模板进行电气隔离;而ET200S的模板往往是通过不同的电源模板将其进行隔离的,但需要注意ET200S的“F-IO”模板的前面必须使用普通的电源模板(PS),而“F”型的电源模板(F-PS)后面只能使用普通的电子模板(图1)。
图1 ET200S 故障安全型系统的配置
除了PLC,安全系统的输入往往也都是具有安全等级要求的,比如:急停按钮、光栅/光幕、安全门锁等等;而输出部分也往往是安全型的,比如安全灯柱、安全型的变频器等等,但不要求一定使用安全型的继电器或接触器。
软件方面,除了STEP7,分布式故障安全还需要Distributed Safety的软件包;而F系统硬件上就是采用H系统的CPU,软件上使用CFC进行编程,除了需要购买F system软件包外,还需要购买一个运行版(F runtime )的授权。