Excellence inAutomation DrivesSiemensSIEMENS1.后备电池的应用1.1后备电池的主要用途对于S7300/400CPU来讲，后备电池主要有以下作用：◇备份并保存用户程序。当外部电源切断后，系统中所设置的参数、系统时钟和RAM卡中的数据可以通过后备总线得以保存，当然保存的时间必须是在电池可以提供的最长时间之内。用于保持性存储器的位存储器、计数器、定时器、系统数据以及变量数据块中的数据。女提供在电源上电后CPU的重启功能。1,2相关设备的后备电池（锂电）订货号S7C7后备电池（锂电）订货号（以下产品型号仅供参考，具体型号以最新选型样本为准）：CPU电池订货号S7-21x6ES7291-8BA00-0XA0S7-22x6ES7291-8BA20-0XA06ES7971-1AA00-0AA0(后备电池)S7-3006ES7971-5BB00-0AA0(可充电电池仅用于后备时钟)S7-4006ES7971-0BA00C7-633/634/6266ES7623-1AE01-5AA0WinAC Slot 412/4166ES7971-2BA00-0AA0下图11中为常用的后备电池图片，仅供参考（不同批次的电池外表颜色可能不同）。注意：图中的普通电池不能用于CPU。普通电池用于S7-400CPU用于C7设备用于S7-300CPU图1-1A&D Service SupportPage 4-19Automation DrivesSiemensSIEMENS以下设备不需要后备电池：带MMC卡的S7-300系列CPU和CPU31xIFM。所有S7-200系列的CPU。对S7-200CPU来讲，电池卡只是可选的：CPU集成的高性能电容器会在短时间电源故障的情况下缓存数据。只有当电容器没有电能存储时，后备电池才会起作用。电容的后备时间（或周期）由CPU决定。使用MMC卡的C7设备，如：C7-613,C7-621,C7-635,C7-636等。1.3后备电池在标准型S7-300CPU中的应用对于标准型CPU即采用Flash EPROM卡的CPU,为了保持系统时钟和位存储器(M)、计数器(Count)、定时器(Timer)、系统数据(System Data)以及数据块(DB),需要安装后备电池（订货号为：6ES7971-1AA00-0AA0)。此类CPU正逐步被新型免维护的CPU(即使用MMC卡的CPU)所取代。此外可充电的后备时钟电池（订货号为：6ES7971-5BB00-0AA0)在标准型S7-300CPU(CPU314或CPU314以上具有硬件时钟的CPU)中也可以使用。但该后备时钟电池在CPU断电后仅能后备CPU的内部时钟，不能对CPU中的程序和数据进行后备。也就是说如果仅使用后备时钟电池而没有使用后备电池（订货号为：6ES7971-1AA00-0AA0),当CPU断电后仅有CPU的时钟是保持的，用户程序将丢失。对于新型S7-300CPU,它是属于免维护的自动化系统，采用MMC卡作为装载存储器，CPU掉电时，会自动将工作存储器中的数据拷贝到MMC卡中，并保存DB块中的数据，此类新型CPU不使用后备电池。关于S7-300存储卡的更多的信息及数据保存问题请参考网上课堂文档编号为311“S7-300CPU在储器介绍与在储卡的使用”。A&D Service SupportPage 5-19Excellence inAutomation DrivesSiemensSIEMENS1.3.1标准型S7一300CPU中后备电池的更换更换$7-300的后备电池图1-2更换步骤：1.打开CPU前盖。2.用螺丝刀把旧的后备电池拉出电池盒。3.凹槽向左把新的电池的连接器插入电池盒，并把电池推入电池盒。4.盖上CPU前盖。注意：只能在系统通电时才能更换后备电池，否则，用户存储器区的数据就会丢。如果使用的是后备时钟电池而不是后备电池，则CPU在RUN状态是不能更换后备时钟电池的，且如果发生电源故障，只有硬件时钟的时间日期值会被保存（如果没有使用后备电池），此时CPU上的“BATF”指示灯亮。后备时钟电池只能在标准型S7-300CPU中使用(CPU314和CPU314以上的带有硬件时钟的CPU)。使用MMC卡的CPU不需要后备电池或后备时钟电池。当电源断电后，CPU内部的硬件时钟还能保持继续运行，但其连续运行时间的典型值为6周（当环境温度为40℃时）。更换周期：后备电池使用一年后，建议进行更换。当CPU上的“BATF”指示灯亮时则必须更换电池，否则断电后程序将丢失。A&D Service SupportPage 6-19Excellence inAutomation DrivesSiemensSIEMENS1.4后备电池在S7一400CPU中的应用对于S7-400CPU,电池用于保证用户程序在断电情况下不丢失，对于使用RAM卡扩展装载内存的用户，要想使CPU断电后保留程序则必须使用后备电池。另外也可使用外部电池(5~15V直流电源)来实现这种备份，可将外部电池连接到CPU EXT.BATT端子，也可通过接收IM上的EXT.BATT插座来为扩展机架中的模块供电。S7一400CPU中的后备电池安装在电源模块中。当外部电源切断后，系统中所设置的参数和RAM卡中的数据可以通过后备总线得以保存，当然保存的时间必须是在电池可以提供的最长时间之内。注意：安装在电源模块中的电池只能使用西门子专用锂电池。1.4.1S7-400CPU中后备电池的更换在双槽宽电源模块中插入两块备用电池在单槽宽电源模块中插入备用电池图1-3更换步骤：1.打开电源模板前盖2.用带子把电池拉出电池盒3.插入新电池，并注意电池极性4.设定BATT.INDIC开关（是否监视后备电池状态的选择开关）BAT位置：用于单槽宽度电源模板，监视电池后备状态。1BAT位置：在双槽或三槽宽度电源模板中，监视一个电池的后备状态。A&D Service SupportPage 7-19Excellence inAutomation DrivesSiemensSIEMENS2BAT位置：在双槽或三槽宽度电源模板中，监视两个电池的后备状态。OFF位置：不监视电池的后备状态。·用电源模板上的故障消息复位按钮(FMR)复位报错信息·关上电源盖。注意：只能在系统通电或已经连接外部电池时才能更换电池，否则，CPU内的用户程序将会丢失（对于使用RAM卡的CPU)。更换周期：计算S7-400CPU的后备时间并根据该时间更换备用电池。1.4.2S7一400CPU中后备电池的指示灯及开关S7-400电源模块上的LED指示灯INTF>内部故障“BAF>电池故障BATT1F->电池1电压不足或不存在"BAT2F">电池2电压不足或不存在DC5V正常DC24V正常FMR确认开关（故障信息复位）保持开关电池盒电池监视选择开关电压选择器111111BATOFF3针电源连接器LED“BAF”:电池故障，红色指示灯。如果背板总线上的电池电压太低，此LED就变亮。例如：没有装电池或在没有外部电池时电池电压过低。LED“BATT1F/BATT2F”:电池1故障/电池2故障，黄色指示灯。当电池极性接反时或电池不存在或电池放电过半时，该LED就点亮。FMR开关：故障解除后用于确认和复位故障信息的开关。A&D Service SupportPage 8-19Excellence inAutomation Drives.SiemensSIEMENSBATT.INDIC开关：只是用于选择是否进行电池状态监视。可以选择1个电池监视、两个电池监视或不监视电池后备状态。不管该监视开关选择什么位置，也仅有一个电池在提供后备电流（即使实际安装2个后备电池）。例如，对于可以插入2块后备电池的电源模块，如果在双槽电源模板上使用2块电池，即使此时开关选择到2BATT位置，也只有第一个槽中的后备电池起后备作用，第二槽中的电池是第一槽中电池的后备。也就是说，在第1块电池没有耗尽电能之前，另外1块电池始终作为备用，不提供后备电流：只有当第1块电池耗尽电能后，另外1块电池才开始提供后备电流。1)安装1块后备电池的单槽电源模板：BATT开关位置后备电池的状态是被监控的。如果背板总线上检测到低电压或没有安装后备电池，BAF指示灯点亮。OB81在CPU中被调用。OFF开关位置后备电池的状态不被监控。即使后备电池没电，LED“BAF”指示灯也不会点亮。如果正在使用的电池处于良好工作状态，发生电源故障断电后，即使选择了OFF设置，后备电池依然能提供后备电流。2）安装两块后备电池的电源模板：·2BATT开关位置两块后备电池的状态均被监控。如果背板总线上检测到低电压，或没有安装后备电池LED“BAF指示灯点亮，同时对应的LED“BAF1F?、“BAF2F”指示灯将点亮，OB81在CPU中被调用。例如，若第一槽中没有安装后备电池或电池没电，第二槽的后备电池状态良好，LED“BAF1F将点亮。详细的指示灯状态参见电源模板电池指示灯状态（表1-1）。·1BATT开关位置只有左侧的后备电池(BATT.1)状态被监控。如果背板总线上检测到低电压，BAF,BAF1F指示灯点亮。第2个电池即使没有没电或故障，LED“BAF2F”指示灯也不会点亮。OB81在CPU中被调用。如果装有第2块电池，且第2个电池处于良好的工作状态，在第1块电池出现故障的情况下第2块电池会自动提供后备电流。A&D Service SupportPage 9-19Automation DrivesSiemensSIEMENSOFF开关位置备后备电池的状态不被监控。当电池没电时“BAF”、LED"BAF1F?、“BAF2F”指示灯都不会点亮，如果正在使用的电池处于良好工作状态，在此设置下发生电源故障的情况下它也用作备用电源模板电池指示灯状态（如表1-1）指示灯状态BATT.INDICBAFBAF1FBAF2F开关位置OFF无论电池是否故障或是否安装不亮不亮不亮安装1个电池（电池故障或未安装）红灯黄灯不亮第1槽后备电池故障或未安装红灯黄灯不亮1 BATT第2槽后备电池状态良好安装2个电池第2槽后备电池故障或未安装不亮不亮不亮2个后备电池均有故障或未安装红灯黄灯不亮安装1个电池（电池故障或未安装）红灯黄灯黄灯安装1个电池（状态良好）红灯不亮黄灯第1槽后备电池故障或未安装红灯黄灯不亮2 BATT第2槽后备电池状态良好安装2个电池第2槽后备电池故障或未安装红灯不亮黄灯第1槽后备电池状态良好2个后备电池均有故障或未安装红灯黄灯黄灯A&D Service SupportPage 10-19Excellence inAutomation Drives.SiemensSIEMENS2后备电池应用时的问题2.1除去锂电池的钝化层后备电池采用锂电池（锂/亚硫酰氯），可存放十年。在使用这种技术的锂电池在开发了专用的钝化膜用来长时间存储。后备电池长时间不使用时会出现钝化膜，它会影响电池的即时功能。在特定的环境下当电源单元打开时这会导致错误信息（这也是为什么尽管插入一块新的备用电池还出现电池故障信号的原因)。S7400的电源单元通过指定的电池加载可以清除锂电池的钝化膜。这一过程会持续几分钟。当钝化膜被清除且锂电池达到其额定电压时，可以使用FMR按钮来确认电源单元的错误消息。由于锂电池的存储时间通常不可知，推荐以下步骤去除钝化膜：1)在电池盒中放入备用电池/电池组。2)用故障信息复位按钮“FMR”按复位电源单元的所有电池故障信息。3)如果不能复位电池故障，等几分钟后再试。4)如果还是不能复位电池故障，拔出电池（组）并将它们短路1~3秒（最多三秒）。5重新插入电池/电池组，并用FMR按钮再次尝试确认。如果所显示的电池故障信息消失，电池（组）可以准备使用，如果所显示的电池故障信息不消失，则电池（组）没电。3S7-400CPU后备电池的后备时间问题最大的后备时间取决于后备电池的容量和机架上所需的后备电流，而后备电流是在电源切断后，系统所需的后备电流的总和，比如电源模板、CPU模块、RAM卡、Profibus DP接口模板IM467或IM467FO等等。另一方面，在计算最大后备时间时，不能使用100%的额定电池容量作为计算值，因为后备电池在电源模块通电的情况下会被去钝(de-passivation),达不到l00%的利用率。在实际操作中，我们一般选择额定容量的63%作为典型计算值。3.1计算后备时间的例子现以包含一块PS40710A电源模块和一块CPU416-2模块，并且使用2块后备电池的系统作为例子，说明如何进行后备时间的计算：电池的额定容量：1.9Ah?后备电池的计算值：额定容量的63%A&D Service SupportPage 11-19Excellence inAutomation DrivesSiemensSIEMENSCPU416-2所需的后备电流（典型值）：550A电源模板所需的后备电流（最大值）：100A(当没有外部供电时电源模块所需的后备电流)。最大的后备时间=实际总的电池容量/所需总的后备电流实际总的电池容量=21.94h*63%所需总的后备电流=100A+550A=650A÷最大的后备时间=2.4Ah/650M=3692小时=154天经过计算可以知道，如果使用2块后备电池，并且只有1块PS40710A电源模块和1块CPU416-2模块，那么所能提供的最大后备时间为154天。请注意：上述的后备时间计算方式仅仅是一个粗咯的估算方式。基于上述的计算方式，你可以下载如下以ZIP文件提供的一个后备时间计算器(htm文件格式).附件1：calculator.zip(1KB)3.2新旧CPU后备电流参数对比CU典型的后备电流是一个经验定义值。而最大后备电流则是加上了包括存储模块相关制造商的详细产品说明等因素后计算出最坏情况下的电流值。3.2.1新旧CPU后备电流数值对比CPU版本V5.x后备电流参数CPU型号订货号后备电流（典型）后备电流（最大）CPU414-36ES7414-3EM05-0AB0PN/DP125μA300μACPU16-36ES7416-3ER05-0AB0PN/DP125μA300μACPU416F-36ES7416-3FR05-0AB0PN/DP125μA300μAA&D Service SupportPage 12-19