西门子代理商中国有限公司

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西门子PLC模块技术参数

企业层的通信包括现场级、控制级、过程级、以及企业管理和资源规划级 (ERP)。通过基于工业标准的标准化接口和内部系统接口，SIMATIC PCS 7 可以在企业内部随时随地地获取过程数据进行分析、规划、协调以及优化工厂操作流程、生产流程和业务过程。

*工程组态

SIMATIC PCS 7 凭借按级分类且品种繁多的功能、统一的操作员控制里面以及相同架构的工程组态和管理工具，获得了客户一致认可。*工程组态系统中包含有大量工具，用于集成系统的工程组态和批生产自动化的组态、安全功能、物料传输或远程控制系统，从而在整个生命周期内实现投资增值。通过降低组态成本和培训成本，将工厂整个生命周期的总拥有成本 (TCO) 降至低。

功能多样化

根据典型过程自动化或客户特定的要求，可以对 SIMATIC PCS 7 进行以下功能扩展，例如：

批生产过程自动化 (SIMATIC BATCH)

安全保护功能（过程自动化安全集成）

物料传输的路径控制 (SIMATIC Route Control)

远程设备的远程控制 (SIMATIC PCS 7 TeleControl)

智能电子设备管理 (SIMATIC PCS 7 PowerControl)

同时，在控制系统中无缝集成更多其它功能可以优化企业过程从而进一步降低运行成本。例如，SIMATIC PCS 7 中除了包含能源管理和资产管理工具，还可以进行高质量的闭环控制并提供行业特定的自动化解决方案和库。模拟量输入模块具有下列机械特性：方便用户接线装置单元通过前置连接器连接模块规范接线西门子模块销售电话;西门子S7-300系列订货号

2012 年 3 月 15 日，西门子工业自动化产品成都生产及研发基地在成都开工建设，这是西门子在中国设立的的现代化数字工厂，它具备高度自动化水平并满足严格的环保要求。工厂计划于 2013 年竣工投产。该项目位于成都新区西部园区，总建筑面积将近 4万平方米。新的工厂能为当地新增就业岗位 1000余个。

西门子PLC扩展模块技术新闻介绍产品选型

10.后简单介绍一个S7-1500的选型配置。

假设需要选一个S7-1500本地站，包含24VDC DI 40点，24VDC DQ 28点，0～10V电压模拟量输入3个点，4～20mA电流输入3个点，4～20mA电流输出5个点。

这里我们选型为：

根据三相电特性对电源模块内部的主要元件IGBT晶体管和续流二极管的导通时序进行分析,论述了三相电整流成直流电及电压提升到直流母线额定电压的过程,并根据IGBT晶体管的导通特性,总结了两种关于电源模块及功率模块的诊断方法。

我们以西门子810/820数控系统为例，讲解一下西门子电源模块维修故障诊断的一般检查方法如下，其他系统的故障诊断方法与此类似。

一、电源模块的故障诊断

SIEMENS810与820系统电源模块的区别仅在于输入电压不同，模块的输出电压及外部接口一致。810系统电源模块采用的是直流24V输入，显示器电源为直流15V;820采用交流220V输入，显示器为交流220V。电源模块的输出直流电压有+5V，-5V，+12V，-12V，+15V等，具有过电流、短路等保护功能。测量、控制端有+5V电压测量孔、电源正常(POWERSUPPLY OK)信号输出端子、系统启动(NC-ON)信号输入端子及复位按钮(RESET)等。

二、电源模块的工作过程如下：

1.外部直流24V或交流220V电压加入;

2.通过短时接通系统启动(NC-ON)信号，接通系统电源;

3.若控制电路正常，直流输出线路中无过电流，“电源正常"输出触点信号闭合;否则输出信号断开。

电源模块的故障通常可以通过对+5V测量孔的电压测量进行判断，若接通NC-ON信号后，+5V测量孔有+5V电压输出，则表明电源模块工作正常。

若无+5V电压输出，则表明电源模块可能损坏。维修时可取下电源模块，检查各电子元器件的外观与电源输入熔丝是否熔断;在此基础上，再根据原理图逐一检查各元器件。

当系统出现开机时有+5V电压输出，但几秒钟后+5V电压又断开的故障时。一般情况下，电源模块本身无损坏，故障是由于系统内部电源过载引起的。维修时可以将电源模块拔出，使其与负载断开，再通过接通NC-ON正常上电，若这种情况下+5V电压输出正常且电源正常信号输出触点闭合，则证明电源模块本身工作正常，故障原因属于系统内部电源过载。这时可以逐一取下系统各组成模块，进一步检查判断故障范围。若电源模块取下后，无+5V输出或仍然只有几秒的+5V电压输出，可能是电源模块本身存在过载或内部元器件损坏，可根据原理图进行进一步的检查。 以上是我们慧博工程师根据多年的实战经验得出的心得，希望对大家的实践操作有所帮助。

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在UI 型馈电模块中，因为采用功率二极管 进行整流，所以当电机制动或减速时，直流母线上产生的制 动能量不能回馈到电网，这种制动能量可以存储在直流母线 上的大电容里。

1.2 可控馈电模块 可控馈电模块蕞大的特点是直流母线电压可调节，直 流母线上的制动能量可以反馈到供电电网实现再生。它的整 流部分采用IGBT 功率晶体管实现整流。

1.3 电源模块常见故障分析

1.3.1 5V，5V 故障灯亮 公司中捷FK125 数控机床，采用西门子611 驱动，电 源模块上的15V，5V 红色指示灯亮，说明这两种电源电压出 现故障，故障原因有两个方面：电源模块本身电子电源转换 电路有问题；所联接的外部负载出现问题。首先关断电源， DC-Link 电压降到安全范围，断开X151（轴模块上），断开 端子X121、X141、X161、X171，上电，这时候故障消失，说 明电源模块本身没有问题，可能在端子接口中有短路情况存 在。

然后将端子依次加上去，发现是X151 扁平电缆的问题。 当加到W 轴模块时出现两红色指示灯亮起，说明驱动模块有 问题，将模块的控制板取出来，*新，这时故障排除。

1.3.2 外部供电电源故障灯亮 公司043-017 号昆明道斯数控加工中心，出现电源模 个指示灯中左边蕞下面红色指示灯亮，说明外部电源有故障。首先要确定故障出现在上电时（Power up）还是在 使能时（Enable）。

如果在上电时，检查端子U1、V1、W1 X181是否缺相，并检查一下供电电压是否正常。如机床是在 使能时出现红色指示灯亮，则有可能是功率模块的故障，或 者电源模块本身故障。断开电源，等到DC-Link 电压降到安 全范围，从电源模块处断开直流母排的连接端，这样就将所 有的驱动模块从直流母线上脱开。然后上电检查电源模块。

故障依旧，说明驱动模块没有问题，故障应该出现在电源模 块，更换电源模块后故障排除。 驱动模块611D 数字控制模块用于控制1FT6/1FK7/1FN1/1FE1 1PH电机的运行，611D 结构有单轴模块和双轴模块两种。

驱动模块分为功率单元和数字闭环控制单元，通过设备总线与 驱动总线连接到系统。由于611D 数字控制单元结 SINUMERIK840C 或SINUMERIK840D 才能发挥其作用，所以 611D 的控制参数要通过840C 或840D 数控系统设定。

2.1 驱动模块连接 驱动模块上的脉冲使能触点T663/9 是一个输入信号， 当T663/9 触点闭合时，驱动模块各进给轴控制回路开始工 作，控制信号对该模块上的所有轴都有效。“脉冲使能"信 号由PLC 控制，有条件地使能各个驱动模块，如果直接短 接，则系统一旦上电，驱动模块的控制立即进入工作状态。

2.2 功率单元的检测方法 如果功率模块发生故障，那么集成在内部的半导体器 件（IGBT）就会有反应，可以通过电阻测试很容易地检测出 来。从图04 可以看出驱动模块**率单元的工作原理，功率 单元实现电源逆变主要靠6 个IGBT 晶体管的导通/关断动作 以及续流二极管的导通.关闭驱动的电源，等直流母线放电结 束，断开电机的连接端子（U2、V2、W2）。直流母线M600、 P600 上把模块与其他相邻的模块断开。用万用表的正*测试 M600 端，负*测试P600 端，如图05 所示。万用表显示的两 个二极管的压降值大约在0.7V ，如果显示的压降值在0V 者大于2.2V，则说明模块有故障。

2.3 进驱动模块常见故障分析

2.3.1 功率模块故障 公司FK110 数控机床，在加工的过程中出现“25201" 伺服故障报警。产生故障的原因有多方面的，如伺服电机、电缆出现问题；机械传动部分阻力过大；功率模块内部 故障等等。首先重启机床，上电完成后没有出现报警，说明 模块通过了自检，如有报警基本上可以肯定是驱动模块损 坏。第二步，加上驱动模块的使能后，如果马上产生报警， 原因主要是伺服电机、动力电缆短路或接地，说明功率模块 本身有问题。第三步，选择JOG 模式，进给倍率选择在低速 区，正、负方向移动一下就出现25201 号报警，通过轴驱动 参数1708 号查看负荷率，负荷率在移动瞬间只有40%多，说 明机械传动部分正常。

2.3.2 散热器温度报警 公司奥地利EMCO 数控车床出现300515 号报警，功率 单元蕞大温度*出，这是功率模块蕞常见报警之一。原因有 两方面，机械传动阻力过大，造成电流值过大，功率单元的 散热器温度过高；还有就是功率模块散热风扇坏。其监控机 制如图06 所示。在实际的维修工作中，特别夏季出现频繁， 绝大多数是因为散热风扇不工作造成的报警，通过更换风扇 故障排除。 结束语 在对模块故障诊断前，必须熟知各模块接口的定义， 掌握模块好坏的检测方法。特别是对于驱动模块，同一个报 警代码可能产生故障的原因有很多种，如出现25201 伺服故 障报警时，有可能是功率模块本身有故障，也有可能是电缆 线，伺服电机损坏，也有可能是机械传动部分出问题，也有 可能是测量系统有故障造成的，等等。要根据其它的报警提 示，结合模块监控参数，观察模块的指示灯状态，听传动部 位声音等手段来综合诊断故障点。

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本文通过分析介绍两种模块的工作原理和功能，驱动模块的 检测方法，结合实际工作中电源和驱动模块出现的故障现 象，针对不同的故障原因，提出相应的故障诊断和维修方 [关键词]数控机床电源模块 驱动模块 故障，诊断 TM 前言西门子SIMODRIVE 611 系列驱动系统是一种**驱 动系统，能满足数控机床对驱动系统的稳定性和技术性能方 面等要求，包括蕞高要求的动态响应，速度整定范围以及平 滑运行特性，通常用于西门子802D、840D、810D 以及海德汉 等数控系统中，实现机床的驱动功能。

611D 电源模块主要功 能是提供直流母线电压、电子电源、使能信号以及故障监控 功能。驱动模块一般由功率模块和控制模块以及驱动总线组 成，实现伺服对位置、速度和电流三个闭环控制。

电源模块西门子SIMODRIVE 611D 系列电源模块，通常也称为馈 电模块，主要为数控单元和进给驱动装置提供控制和驱动用 的电源，即产生直流母线电压和电子电源，同时监测电源和 模块的状态，通常直流母线电压根据馈电模块的类型，电源 模块分为不可控电源模块称为UI 电源模块，可控电源模块称 电源模块。

可控馈电模块直流母线电压稳定在600VDC，而不可控馈电模块的直流母线电压在490―644VDC 范围内波动，电子电源主要有+15VDC，-15VDC，24VDC 5VDC，由DEVICEBUS 设备总路线输出，供数控单元和驱动模 块内部工作使用。

1.1 不可控馈电模块 不可控电源模块采用不可控的功率二极管来实现整流 功能，把外部三相380V 交流供电电源整流为直流电源，通常 直流电压的经验为UDC=1.35UAC。UI 不可控馈电模块的直流 母线电压不可调节，适用于低压应用场合，通常有5KW，10KW 以及28KW 等级。

在UI 型馈电模块中，因为采用功率二极管 进行整流，所以当电机制动或减速时，直流母线上产生的制 动能量不能回馈到电网，这种制动能量可以存储在直流母线 上的大电容里。

SINAMICS S120系列

    SINAMICS S120 是一种带有矢量控制和伺服控制功能的模块化传动系统，可用于实现复杂传动应用的单机和多机变频调速装置 /柜。

    与单轴传动解决方案一样，带有上位运动控制功能的多轴传动解决方案也可通过 SINAMICS S120 传动装置来实现。

    覆盖 0.12 kW 至 4500 kW 的功率范围，具有各种按功能分级的控制部件，因此，使用 SINAMICS S120 传动装置，可实现几乎有控制要求苛刻的驱动应用，是易于快速方便地实现控制定制的驱动配置。

    SINAMICS S120 智能化驱动功能体现于控制单元中的闭环控制功能。

    不仅可用于矢量和伺服控制，而且还可进行 U/f 控制。 SINAMICS S120 还可对有传动轴进行转速和转矩控制，并执行其它智能驱动功能。

    应用闭环控制控制同步和异步电机，是可以用于驱动西门子的整个低压电机系列的传动产品。

在供货时，这些变频器集成有标准 PROFIBUS DP 或 PROFINET 接口。通过这些接口，可方便地集成到上位自动化控制系统中。

    SINAMICS S120 变频调速柜组配的*的机柜组非常适合安装于各个生产环节， 其功率可达4500 kW。通过标准化的接口，可快速地将这些变频调速装置随意连接组成应对多电机复杂驱动的各种解决方案。