西门子7.5KW变频器

上海朕锌电气设备有限公司

西门子7.5KW变频器

6SE6440-2UC27-5DA1 MICROMASTER 440 无滤波器 200-240V+10/-10% 三相交流 47-63Hz 恒定转矩 7.5kW 过载 150% 60S，200% 3S 二次矩 11kW 520x 275x 245（高x宽x深） 防护等级 IP20 环境温度 -10+50°C 无 AOP/BOP

问题：

什么是快速电流限幅（FCL）？

回答：

快速电流限幅（FCL）是周期性的将实际电流限幅集成在变频器中，而其限幅值设置比软件中设定的过流跳闸值略微低一点而且响应更快，这样就避免了突然加载或快速升速时的误动和不必要的跳闸。 电流波形如下所示：

问题

导致G120变频器CU240B/E-2和CU250S-2发生F1662（内部通信错误）的可能原因是什么？如何消除这个故障？

 

回答

F1662与控制单元内部通信有关。当F1662发生时，只能通过断电再上电来复位故障。

通过现场案例，发现导致CU240B/E-2和CU250S-2发生F1662故障的可能原因如下：

1. 控制单元的继电器输出(DO)与220VAC连接。

CU240B/E-2和CU250S-2的数字量输出仅允许与直流电源连接（较大30V DC, 0.5A）。如果这些数字量输出点与交流220V电源连接，变频器会偶尔报出F1662。这是因为从交流220V过来的电磁干扰可能进入到控制单元的电子电路中，尤其是交流220V继电器/接触器/抱闸等设备的线圈没有配置RC吸收回路的时候。

2. 控制单元DO连接24V电源，但中间继电器没有二极管吸收回路。

中间继电器的线圈等效为一个电感元件，当变频器DO触点断开时，中间继电器线圈的导通回路即被断开，如果在线圈两端没有反并联的二极管，通过该等效电感的电流将发生突变，导致电感两端产生很大的感应电压，该电压通过变频器DO触点影响控制单元内部电路。如果采用控制单元内部24V（9、28端子）驱动中间继电器线圈，该感应电压还能通过内部24V电路来影响控制单元。

下图是用示波器测量的DO触点断开时触点两端的感应电压波形，图1为中间继电器不带二极管吸收回路时的情况，图2为中间继电器带二极管吸收回路时的情况：

 

 西门子7.5KW变频器

 

图1 中间继电器不带二极管吸收回路                图2 中间继电器带二极管吸收回路

 

解决方案

增加一个带直流24V线圈的中间继电器。保证没有交流220V直接与控制单元连接。

同时需要配置与线圈反并联的吸收二极管。该二极管有续流的作用，可以避免数字量输出触点断开时在继电器线圈上感应出高电压，进而产生干扰影响变频器控制单元。有的24V继电器内部集成了二极管吸收回路，如果继电器未集成，需要外加续流二极管。

下图是内部集成了二极管吸收回路的24V中间继电器示意图：

 

 

图3内部集成了二极管吸收回路的24V中间继电器示意图

 

注意

·         F1662已经在至少V4.6 和V4.7固件的CU240B/E-2和CU250S-2中发现。

·         CU230P-2的DO0和DO2允许连接交流220V电源（250V AC, 2A）。

 

1.USS通信协议功能介绍

USS协议功能遵循主-从通信机制。主站根据USS站地址发请求报文访问变频器从站，从站返回应答报文。USS总线上较多可以连接31个变频器，较大波特率57.6kbit/s（对于S7-200，只能达到19.2kbit/s）。

2.如何建立USS通信？

硬件:西门子7.5KW变频器

• 三芯屏蔽电缆，用于连接变频器和主站。
• USS通信必须连接在主站的接口0。
• 电缆依次连接变频器直到较后一个 。
• 变频器连接端子8 (P+), 9 (N-) 和 10 (M/0V)。
• 为了保证通信稳定，在总线上**个和较后一个节点需要安装终端电阻。主站上，在端子P+和N-上安装终端电阻。
• 在SINAMICS G110变频器上，通过前端的DIP开关设置终端电阻连接。.

关于 SIMATIC S7-200:

• 在S7-200侧，使用带PROFIBUS连接头的PROFIBUS电缆。
• 需要注意， 信号地和M (0V)端子已经在内部提供连接
• M (0V)端子应和S7-200的电源M (0V)端子连接。不允许把总线电缆的屏蔽用作M(0V)。
• S7-200侧的终端电阻通过PROFIBUS连接头上的拨码开关进行设置。
• 更多详细信息请参考S7-200系统手册*11章。（链接见文末）

与SIMATIC S7-1200的USS通讯的相关信息请参考S7-1200系统手册*12.4章。（链接见文末） 

3.如何调试和设置参数？

以和S7-200通信为例

G110 参数*:
通讯电缆连接完毕后，需要在变频器中设置USS参数。

请设置如下参数：

• 总线地址(P2011 = 0-31)，
• 波特率(P2010 = 7)，
• 报文长度(P2012 = 2 / P2013 = 127)
• 报文监控时间(P2014 = 根据现场系统要求设置)。

以上操作可以通过选件操作面板或者免费的软件调试工具STARTER完成。STARTER软件能够在PC机上运行，支持的系统为Windows NT/2000/XP Professional/Vista.Win 7。如果通过PC连接组件连接，取下操作面板，在变频器相同位置插上和面板相同尺寸的PC适配器即可。 

S7-200 编程环境

S7-200编程环境是使用Step7 Micro/WIN软件。

同样，请参考S7-200系统手册*11章。

该软件需要补充安装一个协议库，使其能通过USS协议控制变频器。在软件中新建一个项目，在指令-> 库-> USS Protocol中调用USS通信的初始化和控制功能块。

• 初始化功能块"USS_INIT"设置S7-200的interface 0使用USS协议通信。
• 用控制模块"USS_CTRL"发送控制字和速度设定值给变频器。控制字的每一位——例如ON/OFF，反转，故障应答——都是直接控制。其中，速度设定值用变频器的参考频率（参数P2000）进行换算。

在应答报文里，变频器同时返回状态字和变频器实际运行频率。这样使得已经发生的报警和故障可以被识别，变频器的运行状态可以被诊断。对这两个功能块编程，就可以独立控制总线上的变频器，允许他们运行于不同的频率设定值。

读写变频器参数：

编程软件还提供了6个附加功能块进行读写操作——3个读功能块和3个写功能块。 

注意：

在SINAMICS G110的参数表里有三种不同的参数显示方式：WORD/U16, DOUBLE/U32， REAL/float。用户应该根据不同的参数类型选择相应的功能块。当执行一个写操作时，需要关注变频器的运行状态。例如，有些参数诸如电机额定数据只能在调试模式下修改，而另外一些参数，诸如斜坡上升时间（加速时间）甚至可以在变频器运行中修改。

SINAMICS G110 和USS 协议的可能应用

• 生成一个程序块，描述所有特定应用的参数和值。总线地址使用一个S7-200计数器递增，程序块可以非常简单的访问所有总线上的G110。如果在以后需要更改参数，只要在程序块里做相应的简单修改就行，更改后的新值仍然可以写入总线上的所有变频器。通过写操作，操作面板里存储的参数也可以被装载回变频器里。如果参数被意外修改需要恢复，或者用户定制的参数集需要重新载入，这个功能就很必要了。
• 通过附加S7-200模块，扩展通信能力，连接到PROFIBUS, ASI-Bus, GSM, Ethernet（以太网）或者Internet。 S7-200的通信扩展选件允许SinamicsG110——作为Sinamics家族的较小的变频器——被集成到Siemens AG的“全集成自动化”（TIA）概念之中。
• 使用具有WEB 服务器功能的IT 模块将定制的Java小应用程序保存到WEB 服务器，可以通过Ethernet（以太网） 或 Internet浏览这些网页。就可以实现变频器的交互控制，也可以实现参数的读写。
• 在S7-200上评估变频器运行状态。当发生故障时，相应的故障号通过参数读出。并可以通过GSM或者Internet（e-mail）传递该故障。这样用户就能收到每个故障的详细信息，并采取相应的防范措施。

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