S120单传培训 第6章 西门子S120变频器应用4Word下载.docx

1、 DI5PLC7 AI0水泵速度给定PLC 4-20mA8 AI1操作箱0-10V9 DO1水泵准备好10 DO2水泵运行11 DO3水泵故障12 AO1水泵速度4-20mA13 AO2水泵电流5 根据下表，列出详细的参数设定。（注意：这个表在调试之前要准备好）。设备名称变频器型号系统程序 时间1#水泵标准程序2013.10.27（1）方式、电机的类型、电机的铭牌参数，负载的类型，电机优化的方法。 对于电机控制方式来说，不同的变频器是不一样的。对于西门子变频器S120来说：A 变频器系统的拓扑结构：控制单元+功率模块+TM31 控制单元采用CU320-2DP，TM31是扩展I/O模块，主要使用

2、它的AI和AO。这些已在前面讲过。B 电机的控制方式：P1300 C 电机的类型：P300D 电机的铭牌数据：P304 、P305、P307、P308、P310、P311E 负载的类型P500：通过STARTER软件，组态变频器、电机、编码器等，完成基本设置和电机优化。Control structure: 控制方式P1300: 0 U/f control with linear characteristicPower unit: Component name: Motor_Module_2 Component type: AC-Power Module Order no.: 6SL3210-1

3、SE22-5Uxx Rated power: 11 kW Rated current: 25 APower unit supplementary data: No filter/choke Adapter module: CUA31Drive setting: Standard（P100=0）: IEC motor （50Hz, SI units） Connection voltage（P210）: 400 V Power unit application（P205）: 0 Load duty cycle with high overload for vector drives （含重载的矢量

4、驱动变频器）Motor: Motor name: Motor_6 电机类型（P300）: 1 Induction motor （rotating）Motor data: p3040: Rated motor voltage 380 Vrms（电机额定电压P304） p3050: Rated motor current 9.00 Arms（电机额定电流P305） p3070: Rated motor power 4.00 kW（电机额定功率P307） p3080: Rated motor power factor 0.830（电机功率因数P308） p3100: Rated motor freq

5、uency 50.00 Hz（电机额定频率P310） p3110: Rated motor speed 1460.0 rpm（电机额定转速P311） p3350: Motor cooling type 0 Non-ventilatedOptional Motor Data: p3200: Motor rated magnetizing current/short-circuit current 0.000 Arms p3220: Maximum motor speed 0.0 rpm p3410: Motor moment of inertia 0.016880 kgm2 p3420: Rat

6、io between the total and motor moment of inertia 1.000 p3440: Motor weight （for the thermal motor model） 37.0 kg p3520: Cable resistance 0.00000 ohm p3530: Motor series inductance 0.000 mHEquivalent Circuit Diagram Data: p3500: Motor stator resistance, cold 0.84972 ohm p3540: Motor rotor resistance

7、cold / damping resistance d axis 0.48861 ohm p3560: Motor stator leakage inductance 7.73621 mH p3580: Motor rotor leakage inductance / damping inductance, d axis 8.10210 mH p3600: Motor magnetizing inductance/magn. inductance, d axis saturated 171.30635 mHCalculation of the Motor/Controller Data（P34

8、0）: No calculationMotor holding brake: Motor holding brake（P1215）: Not available（在电机优化前，不要使用抱闸功能，若有，在电机优化完毕后，再加上。）Encoder: No encoder configured.Drive functions: Technological application（工艺应用P500）: 1 Pumps and fans Motor identification（P1900）: 0 Inhibited（注：通过设置P340、P1900、P1960完成电机优化）。Process data

9、exchange （drive）:设置PROFIBUS通讯 PROFIdrive telegram（P922）: 999 Free telegram configuration with BICOImportant parameters: Current limit: 13.50 Arms（电机最大电流P640） Minimum speed: 0.000 rpm（电机最小转速P1080） Maximum speed: 1500.000 rpm（电机最大转速P1082） Ramp-up time: 10.000 s（加速时间P1120） Ramp-down time: 10.000 s（减速时间

10、P1121） Ramp-down time w. OFF 3 3.000 s（快停时间P1135）由于在前面的应用中，对S120有了一定的了解，因此在本例中，只叙述主要的关键的，在本例中，主要实现两地选择控制。（2）电机启动/停止/方向（通过“控制字”）； 在本例中,主要是两地控制（控制字是独立的），因此必须使用“选择”命令进行选择。即当DI2=0时，选择操作箱控制；当DI2=1时，选择PLC控制；参考如下功能图A 功能图 2501（控制字，顺序控制）B 功能图 2546（控制字，故障/报警）C 功能图 9550（TM31 的电位隔离输入端DI0-DI3）D 功能图 9552（TM31 的电位

11、隔离输入端DI4-DI7）我们事先不知道P840和P844是什么值，只知道是经过选择后的值。参数号参数值来源含义备注P840？DI0或DI1后的值第0位P844第1位P1113DI4或DI5后的值速度设定值取反这里，需要使用S120“自由功能块”的功能。SINAMICS 自由功能块包括逻辑运算、算术运算等52个自由功能块。S120自由功能块有下面几种:逻辑运算:功能图7210（“与”功能块AND0 、AND1、AND2、AND3）；功能图7212（“或”功能块OR0 、OR1、OR2、OR3）；功能图7214（“异或”功能块XOR0 、XOR1、XOR2、OR3）；功能图7216（“取反”功能

12、块NOT0 、NOT1、NOT2、NOT3）；算术运算：功能图7220（“加”功能块ADD0 、ADD1；“减”功能块SUB0、SUB1）；功能图7222（“乘”功能块MUL0 、MUL1；“除”功能块DIV0、DIV1）；功能图7224（“取绝对值”功能块AVA0 、AVA1）；时间功能块：功能图7230（MFP0、MFP1；PCL0、PCL1）；功能图7232（PDE0、PDE1；PDF0、PDF1）；功能图7234（PST0、PST1）；内存功能块：功能图7240（RSR0、RSR1，DFR0、DFR1）；切换功能块：功能图7250（BSW0、BSW1，NSW0、NSW1）；控制功能块：

13、复杂功能块：对于DI或DO ，由于有“没有取反”或“取反”之分，因此，应确定合适的BICO；BICODI0r4022.0没有取反DI1r4022.1DI2 r4022.2DI4r4022.4DI5r4022.5选取合适的自由功能块（这和在PLC里选用指令是一回事），使用BSW0和BSW1。BSW0用于选择“启动/停止”命令（来自操作箱或PLC）；BSW1用于选择“方向”命令（来自操作箱或PLC）； 从功能块BSW0上需要设置如下参数P202080操作箱启/停命令P202081PLC启/停命令P20209DI20=操作箱，1=PLCP8400r20210P8440P20211运行时间组P2021

14、2580运行顺序为了使用自由功能块，必须先激活“自由功能块”，如何激活呢？通过“STARTER”软件激活“自由功能块”的功能。为了让“BSW0”功能块起作用，设置P20211和P20212两个参数。P20211的默认值是9999，表示不执行功能块。P202130操作箱的方向命令P202131PLC的方向命令P20214P11130r20215P20216P20217590（3）电机速度给定以及给定的限幅 速度给定的来源有很多。可以是来自“操作面板BOP20”或“AI”（比如本例中的TM31的AI1 ）或“变频器的内部固定速度”或“通过端子的多段速”或“PROfiBUS-DP通讯”等。 速度给定

15、的目的是什么？从变频器CPU运算的角度看，将我们需要的速度通过人机接口经过选择、速度给定限幅、给定方向后作为“斜坡发生函数”的输入，然后经过“斜坡函数的运算（加减速时间）”，其输出作为“速度控制器（PID）的给定一个过程，进而达到控制电机的速度的目的。 我们通过功能图来了解“速度给定值”是如何一步步，最终作为“速度控制器”的输入的？功能图（3030）主设定值/附加设定值。功能图（3040）方向限制和换向。功能图（3050）跳转频带和转速控制。功能图（3060）简单斜坡函数发生器。（功能图（3070）扩展斜坡函数发生器）。功能图（3080）斜坡函数发生器选择。看功能图的顺序是：3030-3040

16、-3050-3060-3080-6030（到速度控制器）功能图3030 功能图3040 功能图3050 功能图3060 功能图3080功能图（3030）主设定值/附加设定值默认值P1070r1024?r20220速度主设定值P1075-不变速度附加设定P1055JOG 1控制字第8位P1056JOG 2控制字第9位P1058JOG 1 速度设定值P1059JOG 2 速度设定值 现在我们所要解决的是如何让P1070和TM31的AI0和AI1关联起来。现在我们看TM31的功能图。通过TM31的功能图9566，AI0经过一系列转化成r40550。通过TM31的功能图9568，AI1经过一系列转化成

17、r40551。从本例知道，当DI2=0时，让P1070=AI0；当当DI2=1时，让P1070=AI1。所以，我们需要用到的自由功能块如下：P202180r40551AI0操作箱的速度给定0-10VP202181r40550AI1PLC的速度给定4-20MAP20219P10700P20221P20222610-P1110禁止负方向P1111禁止正方向P106310001500设定值通道速度极限绝对值有4个危险频率范围可以设定，主要避免“共振点”。P1091速度跳跃点 1P1092速度跳跃点 2P1093速度跳跃点 3P1094速度跳跃点 4P1101转速跳跃点带宽P108340000正转转速

18、极限P1086-40000反转转速极限P1142使能设定值控制字的第4位P1140使能斜坡函数发生器控制字的第5位P1141继续斜坡函数发生器控制字的第6位P1122不跨接斜坡函数发生器P112010s60s加速时间P1121减速时间P11353sOFF3快停时间P1115选择斜坡函数发生器简单斜坡函数（4）模拟量输入的工程量整定（如何组态AI0，其目的是4-20mA对应0-100%）AI0组态：首先把TM31的硬件拨码开关，将S5.0 拨到“I”位置，表示AI0 是电流信号。P40630TM31 模拟输入偏移P40560TM31 模拟输入类型P40970TM31 模拟输入模拟模式P40570

19、4mATM31模拟输入特性曲线值 x1P405800%TM31模拟输入特性曲线值 y1P4059020mATM31模拟输入特性曲线值 x2P40600100%TM31模拟输入特性曲线值 y2P40660TM31模拟输入绝对值计算激活P40670TM31 模拟输入端取反信号源P40680TM31模拟输入窗口用来抑制噪声P40690TM31用于使能的模拟输入信号源需要改变的参数为P4056（此参数组态为4-20MA），然后P4057（4MA）对应P4058（0%），P4059（20MA）对应P4060（100%），有时候，因为阻抗不匹配的原因，尽管PLC发过来4MA信号是正常的，例如3.98MA；

20、但是发过来的20MA不正常，变频器接受到的只有19mA ,那么怎么办呢？此时，有两种方法：一个是使用隔离器进行隔离，另外一个，修改参数，让19MA对应100%，即P4059=19MA。AI1组态：首先把TM31的硬件拨码开关，将S5.1 拨到“V”位置（默认是电压），表示AI1是电压信号。P40631P40561P40971P405710VP40581P4059110VP40601P40661P40671P40681P40691（5）通过DO端子实现运行、故障、准备好等显示。CU320的DI/DO8准备运行CU320的DI/DO9运行CU320的DI/DO10故障看功能图CU320的输入/输出端子。功能图2130 双向数字输入/输出端（DI/DO8、DI/DO9）。P738r899.1状态字P748.8P728.8使之为DO8P739r899.11P748.9P728.9使之为DO9功能图2131 双向数字输入/输出端（DI/DO10、DI/DO11）P740r2139.3故障/报警状态字P748.10P728.10使之为DO10