西門子6SE6420-2AB12-5AA1

西門子420變頻器0.25KW A 級濾波器200-240V-

--變頻器工作原理：

變頻器可分為電壓型和電流型兩種變頻器：

電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。

電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。是整流器，整流器，逆變器。

而變頻器的主電路由整流器、平波回路和逆變器三部分構成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器"，吸收在變流器和逆變器產生的電壓脈動的“平波回路。

上圖是一副變頻器接線圖。在變頻器的安裝中，有一些問題是需要注意的。例如變頻器本身有較強的電磁干擾，會干擾一些設備的工作，因此我們可以在變頻器的輸出電纜上加上電纜套。又或變頻器或控制柜內的控制線距離動力電纜至少100mm等等。

二、主電路的接線

1.電源應接到變頻器輸入端R、S、T接線端子上，一定不能接到變頻器輸出端（U、V、W）上，否則將損壞變頻器。接線后，零碎線頭必須清除干凈，零碎線頭可能造成異常，失靈和故障，必須始終保持變頻器清潔。在控制臺上打孔時，要注意不要使碎片粉末等進入變頻器中。

2.在端子+，PR間，不要連接除建議的制動電阻器選件以外的東西，或不要短路。

3.電磁波干擾，變頻器輸入／輸出（主回路）包含有諧波成分，可能干擾變頻器附近的通訊設備。因此，安裝選件無線電噪音濾波器FR-BIF或FRBSF01或FR-BLF線路噪音濾波器，使干擾降到小。

 4.長距離布線時，由于受到布線的寄生電容充電電流的影響，會使快速響應電流限制功能降低，接于二次側的儀器誤動作而產生故障。因此，大布線長度要小于規定值。不得已布線長度超過時，要把Pr．156設為1。

5.在變頻器輸出側不要安裝電力電容器，浪涌抑制器和無線電噪音濾波器。否則將導致變頻器故障或電容和浪涌抑制器的損壞。

6.為使電壓降在2%以內，應使用適當型號的導線接線。變頻器和電動機間的接線距離較長時，特別是低頻率輸出情況下，會由于主電路電纜的電壓下降而導致電機的轉矩下降。

7.運行后，改變接線的操作，必須在電源切斷10min以上，用萬用表檢查電壓后進行。斷電后一段時間內，電容上仍然有危險的高壓電。

三、控制電路的接線

變頻器的控制電路大體可分為模擬和數字兩種

1.控制電路端子的接線應使用屏蔽線或雙絞線，而且必須與主回路，強電回路（含200V繼電器程序回路）分開布線。

2.由于控制電路的頻率輸入信號是微小電流，所以在接點輸入的場合，為了防止接觸不良，微小信號接點應使用兩個并聯的節點或使用雙生接點。

3.控制回路的接線一般選用0.3～0.75平方米的電纜。

四、地線的接線

1.由于在變頻器內有漏電流，為了防止觸電，變頻器和電機必須接地。

2.變頻器接地用接地端子。接地線的連接，要使用鍍錫處理的壓接端子。擰緊螺絲時，注意不要將螺絲扣弄壞。

3.鍍錫中不含鉛。

4.接地電纜盡量用粗的線徑，必須等于或大于規定標準，接地點盡量靠近變頻器，接地線越短越好。

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ET200Pro系列產品做為西門子分布式IO系列產品中的一種，具有高IP67的防護等級，成為特殊行業應用的主要產品之一。同時，ET200Pro還提供了故障安全模板：F-DI/F-DO以及電機啟動器（MotorStarter）、故障安全型變頻器（F-FC）等，滿足了行業中的故障安全應用的需求。本文將主要介紹ET200Pr*安全型變頻器的調試和使用的方法。

1 ET200Pr*安全系統介紹
與ET200S系統類似，ET200Pro也提供了全系列的故障安全模板。
1) 故障安全型輸入/輸出模板（F-DI/F-DO）
ET200Pro的故障安全型輸入/輸出的模板的使用與ET200M，ET200S等分布式IO的安全模板使用方法相同。
2）電機啟動器（MotorStarter）
ET200Pro的電機啟動器模板（MotorStarter）中，提供了一些特殊的模板，比如F-RSM和ASM-400，電機啟動器模板（MotorStarter）如果配合F-RSM和ASM-400使用可以達到SIL3(Cat.4)的安全等級（圖1）。

圖1 故障安全型電機啟動器（MotorStarter）系統配置(Cat.4)

具體配置列表請參照手冊：SIMATIC ET 200pro Motor starters

3）故障安全型變頻器（F-FC）
ET200Pro F-FC是一款嵌入在ET200Pro系統中的緊湊型的故障安全型變頻器。工作電壓為3 AC 400V 50/60Hz，連接3相交流電機，大1.1KW，溫度允許的情況下，可以連接1.5KW電機。
該變頻器可以通過PROFIBUS/PROFINET的接口模板進行連接調試，也可以使用光纖轉串口的電纜進行連接。
ET200Pro變頻器需要與前面提到的電機啟動模塊中的特殊模塊一起使用來對其關斷信號進行評估，因而系統中需要F-Switch 或F-RSM（圖2）。

圖2 故障安全變頻器與F-RSM的配置

其中主要的模板包括：
③接口模板
可以連接變頻器模板的接口模板包括：
1) IM154-4 PN HF Cu V6.0 (6ES7 154-4AB10-0AB0)
2) IM154-2 DP HF (6ES7 154-2AA00-0AB0)
④F-RSM或者F-SWITCH
⑤故障安全型變頻器（F-FC）
⑥終端模塊

2 ET200Pro F-FC的調試方法
ET200Pro F-FC的組態可以通過Step7軟件來實現。但變頻器模板的調試工具需要用到DriveES（或者Starter、MotionScout）等軟件。如果系統中使用了F-Switch，則需要MotorStarter ES軟件來設置相關Switch的參數。

2．1 Step7的組態
（1）新建一個S7 300站，這里選擇CPU 317F-2 PN/DP做為F主機，IM154-4 PN HF Cu V6.0做為F設備。（圖3）

圖3 新建S7 300站

硬件組態中，添加F-RSM；由于ET200Pro F-FC沒有Profisafe報文，因而只能添加標準報文F-FC 1.1/1.5KW Standard telegram1。(圖4)

圖4 添加硬件

分別雙擊兩個模板，打開屬性框，將診斷選項使能。

（2）雙擊CPU，設置CPU的參數。

選擇F 參數，為故障安全程序設置密碼（圖5），防止有未經*的人修改F程序。

圖5 設置F程序的密碼

選擇“Protection"，設定CPU程序的訪問保護密碼，同時將“CPU contains safety program"激活（圖6）。

圖6 保護選項

保存編譯后，我們可以看到在Step7的Block下，出現了一些相關F系統的功能塊，但由于ET200Pro F-FC沒有Profisafe的報文，因而這里實際上并沒有關于ET200Pro F-FC的F系統塊，這也是ET200Pro F-FC與ET200S F-FC或者G120F、S120F的不同之處，因而ET200Pro F-FC的安全功能是通過F-RSM或F-Switch來實現的。
至于如何建立Step7的F程序，這里不再詳細介紹，請參考相關手冊。

2．2 F-FC的調試
ET200Pro F-FC的調試需要用到Drive的一些軟件。通過Step7界面，雙擊變頻器模板，則可以打開相應的調試軟件的界面。

（1） 雙擊打開調試界面，選擇“在線"。

圖7 選擇在線連接到F-FC

如果無法在線操作，則檢查“Option"菜單下的“Set PG/PC interface"的設置，選擇合適的接口用于連接F-FC。

（2） 選擇“上載"，將系統配置自動上傳到PG。

圖8 上傳參數

在“Functions"下選擇“Safety Integrated"進行安全功能的設置。注意這個選項只有在“在線"的模式下才可以操作。