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1.硬件接线
西门子基本型变频器 SINAMICS V20 可应用于恒压供水,本文提供具体的接线及简单操作流程。
通过BOP设置固定的压力目标值,使用 4~20mA管道压力反馈仪表构成的PID控制恒压供水的接线如下图所示:
图1-1.V20变频器用于恒压供水典型接线
2调试步骤
2.1 工厂复位
当调试变频器时,建议执行工厂复位操作:
P0010 = 30
P0970 = 1
(显示50? 时 按下OK按钮选择输入,直接转至P304快速调试。)
2.2 快速调试
表2-1 快速调试参数操作流程
参数 功能 设置
P0003 访问级别 =3 (*级)
P0010 调试参数 = 1 (快速调试)
P0100 50 / 60 Hz 选择 根据需要设置参数值:
=0: 欧洲 [kW] , 50 Hz (工厂缺省值)
=1: 北美 [hp] , 60 Hz
P0304[0] 电机额定电压 [V] 范围: 10 ... 2000
说明:输入的铭牌数据必须与电机接线
(星形 / 三角形)一致
P0305[0] 电机额定电流 [A] 范围: 0.01 ... 10000
说明: 输入的铭牌数据必须与电机接线
(星形 / 三角形)一致
P0307[0] 电机额定功率 [kW / hp] 范围: 0.01 ... 2000.0
说明: 如 P0100 = 0 或 2 ,电机功率
单位为 [kW]
如 P0100 = 1 ,电机功率单位为 [hp]
P0308[0] 电机额定功率因数( cosφ ) 范围: 0.000 ... 1.000
说明: 此参数仅当 P0100 = 0 或 2 时可见
P0309[0] 电机额定效率 [%] 范围: 0.0 ... 99.9
说明: 仅当 P0100 = 1 时可见
此参数设为 0 时内部计算其值。
P0310[0] 电机额定 [Hz] 范围: 12.00 ... 599.00
P0311[0] 电机额定转速 [RPM] 范围: 0 ... 40000
P0314[0] 电机较对数 设置为0时内部计算其值。
P0320[0] 电机磁化电流[%] 定义相对于电机额定电流的磁化电流。
设置为0时内部计算其值。
P0335[0] 电机冷却 根据实际电机冷却设置参数值
= 0: 自冷(工厂缺省值)
= 1: 强制冷却
= 2: 自冷与内置风扇
= 3: 强制冷却与内置风扇
P0507 应用宏 =10: 普通水泵应用
P0625 电机温度 范围: -40... 80℃(工厂设置20)
P0640[0] 电机过载系数 [%] 范围: 10.0 ... 400.0 (工厂缺省值: 150.0 )
说明: 该参数相对于 P0305 (电机额定电
流)定义电机过载电流极限值。建议
保留工厂缺省值。
P0700 选择命令源 = 2: 端子启动
P0717 连接宏 =8: PID 控制与模拟量参考组合
P0727 2/3线控制选择 =0: 西门子控制(启动 / 方向)
P1000[0] 设定值选择 =0: 无主设定值
P1080[0] 小 [Hz] 范围: 0.00 … 599.00 (工厂缺省值: 0.00 )
说明: 此参数中所设定的值对正转和反转
都有效。 例如可设置为30Hz。
P1082[0] 大 [Hz] 范围: 0.00 … 599.00 (工厂缺省
值: 50.00 )
说明: 此参数中所设定的值对正转和反转
都有效。
P1120[0] 斜坡上升时间 [s] 范围: 0.00 … 650.00 (工厂缺省
值: 10.00 )
说明: 此参数中所设定的值表示在不使用
圆弧功能时使电机从停车状态加速
至电机大( P1082 )所需的
时间。
P1121[0] 斜坡下降时间 [s] 范围: 0.00 … 650.00 (工厂缺省
值: 10.00 )
说明: 此参数中所设定的值表示在不使用
圆弧功能时使电机从电机大
( P1082 )减速至停车状态所需的
时间。
P1135[0] OFF3 斜坡下降时间 范围: 0.00 … 650.00 (工厂缺省值: 5.00 )
P1300[0] 控制 = 0: 具有线性特性的 V/f 控制(潜水泵适用)
= 2: 具有平方特性的 V/f 控制 (离心循环泵
适用)
P1900 电机识别 = 0 : 暂时跳过电机辨识
P3900 快速调试结束 = 3: 仅对电机数据结束快速调试
说明:
在计算结束之后, P3900 及 P0010
自动复位至初始值0 。
变频器显示 “8.8.8.8.8” 表明其正在执行
内部数据处理。
P1900 选择电机数据识别 = 2: 静止时识别所有参数
此时变频器屏幕出现三角符号。号A541。
此时通过端子启动变频器,开始电机数据识别,待符号消失后,
电机识别完成。
2.3 输入输出端子相关参数设置
2.3.1 DI端子设置
P0700[0]=2 端子启动
P0701[0]=1 DI1 作为启动
P0703[0]=9 DI3作为故障复位
2.3.2 DO端子设置
P0731[0]=52.2 DO1设置为运行
P0732[0]=52.3 DO2设置为故障
P0748.1=1 DO2作为故障输出,有故障时NO触点闭合,
无故障时NO触点断开。
2.3.3 AI端子设置
P0756[0] =2 模拟量输入通道1,电流
P0757[0] =4 模拟量输入通道1定标X1=4mA
P0758[0] =0 模拟量输入通道1定标Y1=0%
P0759[0] =20 模拟量输入通道1定标X2=20mA
P0760[0] =100 模拟量输入通道1定标Y2=
P0761[0] =4 模拟量输入通道1死区宽度4mA
2.3.4 AO端子设置
P0771[0]=21 模拟量输出通道1,设置为实际输出
P0773[0]=50 模拟量输出通道1,滤波时间50ms
P0777[0]=0 模拟量输出通道 定标X1=0%
P0778[0]=4 模拟量输出通道 定标Y1=4mA
P0779[0]=100 模拟量输出通道 定标X2=
P0780[0]=20 模拟量输出通道 定标Y2=20mA
P0781[0]=4 模拟量输出通道死区宽度4mA
2.4 PID恒压控制功能调试
P2200[0]=1 使能PID控制器
P2240[0]=X 依用户需求设置压力设定值的百分比
P2253[0]=2250 BOP作为PID目标给定源
P2264[0]=755.0 PID反馈源于模拟通道1
P2265=1 PID反馈滤波时间常数
P2274=0 微分时间设置。通常微分需要关闭,设置为0
P2280=P参数 比例益设置(需要根据现场调试)
P2285=I参数 积分时间设置(需要根据现场调试)
2.5 其他可选功能
2.5.1 斜坡启动、停车 设置
P0701[0]=99 端子DI1使用BICO连接功能
P0840[0]=722.0 端子DI1设置为启动功能
P0852[0]=722.0 端子DI1设置为脉冲使能
2.5.2 使用2线制压力反馈仪表的接线
图2-1 压力反馈使用2线制仪表的接线
2.5.3 休眠功能
V20变频有简单休眠功能:当需求低于阈值时电机停转,当需求**阈值时电机启动。
图2-2 简单休眠下要求的响应
P2365[0]=1 休眠使能 / 禁止 此参数使能或禁止休眠功能。
P2366[0]=t1 电机停止前的 [s] 在休眠使能的情况下,此参数
定义变频器休眠之前的时间。
范围: 0 ... 254 (工厂缺省值: 5 )
P2367[0]=t2 电机启动前的 [s] 在休眠使能的情况下,此参数定义变频器
退出休眠之前的时间。
范围: 0 ... 254 (工厂缺省值: 2 )
2.5.4启动功能
水泵启动前可能处在状态,为避免启动时出现过电流,可设置启动功能:
P1200=1 始终启动 双方向有效;
P1202[0]=50 以电机额定电流P305表示的搜索电流大小。
P1203[0]=100 大600ms的搜索时间
2.5.5 BOP设置目标值记忆
P2231[0]=1 设定值存储
3常见故障和
表3-1 常见故障及处理
故障代码 故障分析 诊断及处理
F1
过电流 ? 电机功率( P0307 )与
变频器功率( r0206 )
不一致
? 电机导线短路
? 接地故障
r0949 = 0 : 硬件报告
r0949 = 1 : 报告 检查下列各项:
? 电机功率( P0307 )必须与变频器功率( r0206 )一致
? 电缆长度不得**过允许的极限值
? 电机电缆和电机内部不得有短路或
接地故障
? 电机参数必须与实际使用的电机相配
? 定子电阻值( P0350 )必须正确误
? 电机不得出现堵转或过载现象
? 大斜坡上升时间( P1120 )
? 减小启动强度( P1312 )
F2
过电压 ? 电源电压过高
? 电机处于再生
r0949 = 0 : 硬件报告
r0949 = 1 或 2 : 报告 检查下列各项:
? 电源电压( P0210 )必须在铭牌规定的
范围以内
? 斜坡下降时间( P1121 )必须与负载惯量
相匹配
? 需要的制动功率必须处于规定范围内。
? Vdc 控制器必须使能( P1240 )且参数
设置正确
说明:
斜坡下降过快或者电机由负载驱动
可能电机处于再生。
惯量越高,需要的斜坡时间越长;否则
需连接制动电阻。
F3
欠电压 ? 电源故障。
? 冲击负载**过了规定的
限定值
r0949 = 0 : 硬件报告
r0949 = 1 或 2 : 报告 检查电源电压。
F4
变频器
过热 ? 变频器过载
? 通风不足
? 脉冲过高
? 温度过高
? 风扇不工作 检查下列各项:
? 负载或负载循环是否过高?
? 电机功率( P0307 )必须匹配变频器
功率( r0206 )。
? 脉冲必须设为缺省值
? 温度是否过高?
? 变频器运行时风扇必须
F5
变频器
I 2 t ? 变频器过载。
? 负载循环需求过高。
? 电机功率( P0307 )**过
变频器功率( r0206 ) 检查下列各项:
? 负载循环必须处于规定范围内。
? 电机功率( P0307 )必须匹配变频器
功率( r0206 )。
F6
芯片温度**过临界值 电机过载 检查下列各项:
? 负载或负载阶跃是否过高?
? 电机标称过热参数( P0626 - P0628 )
必须设置正确
? 电机温度阈值( P0604 )必须匹配
F20
直流波动过高 计算出的直流波动阈值已**过阈值。 这通常是因为电源输入的一相丢失引起的 检查电源接线
F41
电机数据识别故障 电机数据识别故障。
? r0949 = 0 : 无负载
? r0949 = 1 : 识别中达到
电流极限值
? r0949 = 2 : 识别出的
定子电阻小于 0.1% 或
大于
? r0949 = 30 : 电压极限值
时的电流控制器
? r0949 = 40 : 识别出的
数据
集不一致,至少一个识别
故障基于阻抗
Zb = Vmot,nom / sqrt(3) /
Imot,nom 的百分比值 检查下列各项:
? r0949 = 0 : 电机是否已连接到变频器?
? r0949 = 1 - 49 : P0304 - P0311 中的
电机数据是否正确?
? 检查需要的电机接线类型(星形,
三角形连接)
F221
PID 反馈
低于小值 PID 反馈低于小值P2268 ? 更改 P2268 的值
? 反馈益
F222
PID 反馈
**大值 PID 反馈**大值P2267 ? 更改 P2267 的值
? 反馈益
西门子NCU710.3PN
提供有各种类型的总线连接器,可优化用于连接的设备:
总线连接器具有轴向电缆引出线(180°),可用于如 PC 和 SIMATIC HMI OP,传输速率高达 12 Mbit/s,带集成的总线端接电阻
带垂直电缆引出线的总线连接器(90°);
这种接头采用垂直电缆引出线(有或没有编程器接口),数据传输速率高达 12 Mbit/s,带集成的终端电阻。传输速率为 3、6 或12 Mbit/s 时,在带编程器接口的总线接头和编程器之间,需要使用 SIMATIC S5/S7 连接电缆。
有 30°电缆引出线的总线接头(经济型),无编程器接口,数据传输速率较大为 1.5 Mbit/s,无集成的总线端接电阻。
PROFIBUS 快速连接 RS485 总线接头(90°或 180°电缆引出线),传输速率较大为 12Mbit/s,采用绝缘刺破技术可实现快速简单安装(用于硬线和软线)。
SIEMENS西门子上海西万自动化科技有限公司
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西门子提供了全面的基于Profinet技术的产品、系统与解决方案,涵盖了从控制器、驱动系统,到传感器和仪表,再到通讯设备的全线工业产品。在TIA全集成自动化系统中,所有西门子产品系列均支持Profinet功能。为应对“工业4.0”愿景和“中国制造2025”国家规划提出的挑战,西门子正大力推进数字化企业发展。要实现数字化企业有四个关键要素,应用数字化企业软件套件、部署工业通迅网络、确保在工业环境下工厂与网络的安全以及系统的完整性、以及面向特定业务的工业服务。其中,工业通讯是至关重要的基础,Profinet作为适用于实时自动化行业的开放式以太网技术,能够满足面向未来的大数据传输和高精度控制,支持中国制造业的强国之路。
插头与终端电阻在Profibus通讯中有着非常重要的作用,它们使用起来非常简单,没有很多复杂的设置;但是正是由于使用简单,使得很多工程师在使用当中忽略了一些细节,导致很多通讯问题。
1 Profibus插头的结构与简单用法
西门子NCU710.3PN
图1Profibus插头结构
这是常见的Profibus插头,如果我们有A、B两个站点要做Profibus通讯,应该如何连接插头呢?因为总线上只有两个站,显然终端电阻都要打到ON位置。那么插头上的接线是否要一进一出呢。
图2 两个DP站点的连接
正确的做法是两个插头都连接进线端。因为终端电阻与插头的出线端是2选1的。终端电阻打ON,进线端连接终端电阻,断开与出线端的连接;终端电阻打OFF,进线端断开与终端电阻的连接,连接出线端。
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