西门子MM440变频器55千瓦

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组态数字量输入

单击 “系统块” (System Block) 对话框的 “数字量输入” (Digital Inputs) 节点组态数字量输入滤波器和脉冲捕捉位。

图1. 组态数字量输入设置窗口

数字量输入滤波器

 S7-200 SMART CPU 允许为某些或所有数字量输入点选择一个定义时延（可在 0.2 ms 到 12.8 ms 和 0.2 μs 到 12.8 μs 之间选择）的输入滤波器。“系统块”中不能修改滤波时间的其他数字量输入通道，其滤波时间默认为12.8ms。

 如果需要使用 S7-200 SMART 的高速计数器功能，需要手动修改滤波器的时间至 0.2 μs （也可根据速率设定成更长的滤波时间），否则在速率较高时将会造成高速计数器无法计数。 因为S7-200 SMART 与S7-200 不同，对于 S7-200 SMART ，用户可以根据输入信号速率不同自由设置滤波时间以便高速计数器过滤噪音。

通过设置输入延时，您可以过滤数字量输入信号。 输入状态改变时，输入必须在时延期限内保持在新状态，才能被认为有效。 滤波器会消除噪音脉冲，并强制输入线在数据被接受之前稳定下来。默认滤波时间是 6.4 ms。

要设置输入延迟，请按以下步骤操作： 
1. 从一个或多个输入旁的下拉列表中选择延迟时间。 
2. 单击 “确定” (OK) 按钮，输入选项。

 如果数字量输入通道的滤波时间更改自以前的设置，则新的“0” 电平输入值可能需要保 持长达 12.8 ms 的累积时间，然后滤波器才会完全响应新输入。 在此期间，可能不 会检测到持续时间少于 12.8 ms 的短“0”脉冲事件或对其计数。 滤波时间的这种更改会引发意外的机械或过程操作，这可能会导致人员死亡、重伤和设备损坏。 为了确保新的滤波时间立即生效，必须关闭 CPU 电源后再开启。

脉冲捕捉位

S7-200 SMART CPU 为数字量输入点提供脉冲捕捉功能。通过脉冲捕捉功能可以捕捉高电平脉冲或低电平脉冲。此类脉冲出现的时间较短，CPU 在扫描周期开始读取数字量输入时，可能无法始终看到此类脉冲。

当为某一输入点启用脉冲捕捉时，输入状态的改变被锁定，并保持至下一次输入循环更新。 这样可确保延续时间很短的脉冲被捕捉，并保持至 S7-200 SMART CPU 读取输入。 
根据 CPU 型号，可按以下数字量输入点数单独启用脉冲捕捉操作： 
● CPU CR40： 14 
● CPU SR20： 12 （14，如果存在 SB DT04 ） 
● CPU ST40/CPU SR40： 14 （16，如果存在 SB DT04 ） 
● CPU ST60/CPU SR60： 14 （16，如果存在 SB DT04 ）

图2. S7-200 SMART CPU （脉冲捕捉启用和未启用）的基本操作状况

由于脉冲捕捉功能在输入通过输入滤波器后对输入进行操作，您必须调整输入滤波时间， 以防滤波器过滤掉脉冲。

图3. 数字量输入电路方框图西门子MM440变频器55千瓦

S7-200 SMART 硬件诊断

硬件诊断是判断设备故障的重要途径。当CPU不能正常工作时，除了检查CPU内部的逻辑外还需要判断该故障是否由于CPU硬件故障造成的。CPU提供了多个途径来诊断CPU硬件的状态。

诊断方法介绍

通过模块指示灯、CPU信息、读取S7-200 SMART CPU特殊寄存器（SM）的数值这三种方式来诊断S7-200 SMART PLC的硬件故障，这三种方式可以一起使用。

1. 模块指示灯

S7-200 SMART CPU有一个ERROR状态指示灯，EM扩展模块有一个DIAG状态指示灯，SB电池信号板上有一个Alarm指示灯。这些指示灯都具有故障报警功能。如下图1. 模块指示灯所示。

图1. 模块指示灯

注意： 
硬件模块上的指示灯仅仅提示用户：CPU、EM模块、SB信号板是否有故障，而不是直接告诉用户模块的故障是什么，因为能导致模块指示灯提示故障的原因不止一个。想要知道故障的详细信息需要查看CPU的信息和特殊寄存器（SM）的数值。

2. S7-200 SMART CPU信息

S7-200 SMART CPU具有一定的自诊断功能，通过查看CPU信息的方式能快速有效地得到CPU的状态信息。查看方法：在STEP 7-Micro/WIN SMART软件菜单功能区选择“PLC”选项，在PLC选项中的“信息”部分选择“PLC”，如下图2. PLC信息的查找方法所示。在CPU信息中，除了能够得到CPU的硬件信息、运行状态，还可以得到当前程序的扫描周期等其它有用信息。

图2. PLC信息的查找方法

图3. PLC信息

注意： 
CPU的信息是实际CPU的内部信息，因此需要通过STEP 7-Micro/WIN SMART软件在线连接到CPU上才可以得到该信息。

从CPU的错误信息窗口中可以得到CPU致命错误、非致命错误、当前IO错误的信息提示。还包括CPU的产品序列以及固件版本。图4. 所示。

图4.CPU错误信息

从CPU的时间日志窗口里可以得到CPU的事件列表。其列表是根据时间先后顺序记录CPU事件的。用户可以查看列表的内容判断CPU的状态。 图5. 所示。

图5. CPU事件日志

从“扫描速率”页面可以得到CPU程序实际运行的扫描周期的时间。 图6. 所示。

图6. CPU扫描速率

3. 读取S7-200 SMART CPU特殊寄存器SM的数值

S7-200 SMART CPU内部有特殊寄存器SM，用户可以借以查看或是更改CPU的系统参数。其中有一些SM区域用来表示CPU硬件状态，包括CPU订货号、序列号、硬件版本、CPU故障信息，以及EM扩展模块和SB信号板的订货号、序列号、硬件版本、故障信息等。通过在线监控相应SM的数值可以得到信息参数来诊断硬件故障。 
根据《S7-200 SMART系统手册》章节D“特殊存储器（SM）和系统符号名称”中关于特殊寄存器的描述，可以得到相应故障的解释和说明。表1. 特殊寄存器诊断地址列出了S7-200 SMART CPU、EM扩展模块、SB信号板的SM诊断地址。

表1. 特殊寄存器诊断地址

模拟量模块接线

1.普通模拟量模块接线

模拟量类型的模块有三种：普通模拟量模块、RTD模块和TC模块。 
普通模拟量模块可以采集标准电流和电压信号。其中，电流包括：0-20mA、4-20mA两种信号，电压包括：+/-2.5V、+/-5V、+/-10V三种信号。 
注意： 
S7-200 SMART CPU普通模拟量通道值范围是0~27648或-27648~27648。 
普通模拟量模块接线端子分布如下图1 模拟量模块接线所示，每个模拟量通道都有两个接线端。

图1 模拟量模块接线

模拟量电流、电压信号根据模拟量仪表或设备线缆个数分成四线制、三线制、两线制三种类型，不同类型的信号其接线方式不同。 
四线制信号指的是模拟量仪表或设备上信号线和电源线加起来有4根线。仪表或设备有单独的供电电源，除了两个电源线还有两个信号线。四线制信号的接线方式如下图2模拟量电压/电流四线制接线所示。

图2 模拟量电压/电流四线制接线

三线制信号是指仪表或设备上信号线和电源线加起来有3根线，负信号线与供电电源M线为公共线。三线制信号的接线方式如下图3 模拟量电压/电流三线制接线所示。

图3 模拟量电压/电流三线制接线

两线制信号指的是仪表或设备上信号线和电源线加起来只有两个接线端子。由于S7-200 SMART CPU模拟量模块通道没有供电功能，仪表或设备需要外接24V直流电源。两线制信号的接线方式如下图4 模拟量电压/电流两线制接线所示。

图4 模拟量电压/电流两线制接线

不使用的模拟量通道要将通道的两个信号端短接，接线方式如下图5 不使用的通道需要短接所示。

图5 不使用的通道需要短接

2. RTD模块接线

RTD热电阻温度传感器有两线、三线和四线之分，其中四线传感器测温值是较准确的。S7-200 SMART EM RTD模块支持两线制、三线制和四线制的RTD传感器信号，可以测量PT100、PT1000、Ni100、Ni1000、Cu100等常见的RTD温度传感器，具体型号请查阅《S7-200 SMART系统手册》。 
S7-200 SMART EM RTD模块还可以检测电阻信号，电阻也有两线、三线和四线之分。 
EM RTD模块的接线方法如下图6 传感器RTD/电阻信号接线所示。

图6 RTD传感器/电阻信号接线

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