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西門子6SL3210-1SE22-5AA0
6SL3210-1SE22-5AA0
SINAMICS S120 變頻器 功率模塊 PM340 輸入：380-480V 三相交流，50/60Hz 輸出：三相交流 25A(11kW) 結(jié)構(gòu)形式：塊大小 組件 FSC 安裝有進(jìn)線濾波器 內(nèi)部風(fēng)冷
問題
當(dāng)MM4系列變頻器出現(xiàn)F0001故障時該如何解決?
F0001
變頻器過電流，變頻器輸出電流超過大允許電流，常見故障可分為以下三類，電機(jī)故障、負(fù)載問題以及變頻器故障。
常見原因
- 電機(jī)問題
l 電機(jī)繞組相間或?qū)Φ囟搪?/p>
l 電機(jī)電纜有接地故障
l 電機(jī)電纜長度超過了大允許的電纜長度
l 電機(jī)電纜接線存在接觸不良的情況
- 負(fù)載問題
l 負(fù)載電機(jī)遇到?jīng)_擊，或機(jī)械結(jié)構(gòu)出現(xiàn)“卡住”現(xiàn)象，引起電機(jī)電流突然增加
l 變頻器輸出頻率超過電機(jī)額定頻率，電機(jī)處于弱磁狀態(tài)，負(fù)載波動引起過電流
l 變頻器斜坡上升下降時間與負(fù)載特性不匹配，如加、減速時間太短
l 電動機(jī)功率與變頻器的功率不相匹配，小變頻器拖動大電機(jī)(小馬拉大車的情況)
l 變頻器運(yùn)行過程當(dāng)中，使用接觸器投入或切除電機(jī)
l PID控制，反饋信號受到干擾波動較大，PI參數(shù)不合適
l 啟動正在旋轉(zhuǎn)的電機(jī)
l 矢量控制時電機(jī)參數(shù)或速度環(huán)參數(shù)不準(zhǔn)確
l 勢能負(fù)載（例如起重機(jī)）啟動時過電流，電機(jī)抱閘控制不合理，或啟動力矩不夠
- 變頻器問題
l 變頻器I/O板接觸不良
l 變頻器內(nèi)部器件短路
l 變頻器電流檢測元件故障
常見處理辦法
處理MM4系列變頻器F0001故障，應(yīng)首先明確變頻器在何種工況下發(fā)生F0001故障，再按照故障的可能性逐條原因排查。常見工況：
1. 上電不運(yùn)行就發(fā)生F0001故障，并且不能復(fù)位故障
2. 上電沒有F0001故障，一啟動馬上報F0001故障，可以復(fù)位但啟動馬上又出現(xiàn)F0001
3. 正常運(yùn)行過程中偶爾報F0001故障
對于第1種情況，由變頻器問題引起的可能性較大，可嘗試拆除控制接線、電機(jī)接線，只保留變頻器供電電源和地線，嘗試能否復(fù)位故障，如果不能復(fù)位，變頻器可能損壞，請聯(lián)系維修部門。如果故障能復(fù)位，檢查變頻器外部接線是否存在問題。
對于第2種情況，由電機(jī)問題引起的可能性較大，可嘗試拆除控制接線、電機(jī)接線，只保留變頻器供電電源和地線，嘗試使用BOP面板空載啟動變頻器（變頻器控制方式需要設(shè)置為V/F方式），如果變頻器不出現(xiàn)F0001故障，請著重檢查電機(jī)和電機(jī)電纜絕緣情況、電機(jī)電纜是否超長、以及電機(jī)電纜是否存在接觸不良的情況，或更換電機(jī)進(jìn)行測試。如果變頻器仍然出現(xiàn)F0001故障，變頻器可能損壞，請聯(lián)系維修部門。
對于第3種情況，由負(fù)載問題引起的可能性較大，請按照“常見故障原因”中負(fù)載問題逐條分析。
注意：該故障無法屏蔽。
案例集
序號 | 故障現(xiàn)象描述 | 可能的故障原因及處理措施 |
1 | 變頻器上電未啟動就報F0001故障，并且無法復(fù)位，拆除控制接線、電機(jī)接線，只保留變頻器供電電源和地線，仍然不能復(fù)位故障 | 原因：變頻器損壞
措施：請聯(lián)系維修部門 |
2 | 變頻器上電正常，一起動電機(jī)不轉(zhuǎn)馬上報F0001故障，故障可以復(fù)位，復(fù)位后再啟動仍然出現(xiàn)F0001，拆除電機(jī)電纜空載起動變頻器，不再出現(xiàn)F0001 | 原因：可能由于電機(jī)或電機(jī)電纜絕緣不良導(dǎo)致
措施：檢查電機(jī)絕緣
|
3 | MM430帶風(fēng)機(jī)負(fù)載，啟動前風(fēng)機(jī)葉片無規(guī)則旋轉(zhuǎn)，啟動馬上報F0001故障 | 原因：啟動正在旋轉(zhuǎn)的電機(jī)
措施：激活直流制動，或者采用機(jī)械方式，鎖定電機(jī)軸 |
4 | MM430帶風(fēng)機(jī)負(fù)載，啟動前風(fēng)機(jī)被風(fēng)吹著一直在旋轉(zhuǎn)，啟動馬上報F0001故障 | 原因：啟動正在旋轉(zhuǎn)的電機(jī)
措施：激活捕捉再啟動 |
5 | 風(fēng)機(jī)負(fù)載，電網(wǎng)閃動時， 變頻器激活了自動再啟動功能，自動復(fù)位欠壓故障后再啟動，偶爾出現(xiàn)F0001故障 | 原因：風(fēng)機(jī)為大慣量負(fù)載，變頻器F0001故障后停機(jī)，但風(fēng)機(jī)由于慣性仍然在旋轉(zhuǎn)，再啟動時變頻器啟動正在旋轉(zhuǎn)的電機(jī)導(dǎo)致過流
措施：激活捕捉再啟動功能 |
6 | 起重機(jī)主鉤，平地起動報F0001故障 | 原因：電機(jī)速度環(huán)比例積分參數(shù)可能不合適
措施：優(yōu)化電機(jī)參數(shù) |
7 | 起重機(jī)主鉤，懸停起動報F0001故障 | 原因：電機(jī)抱閘控制不合理，或啟動力矩不夠
措施：優(yōu)化抱閘控制邏輯，提高低頻扭矩 |
8 | 起重機(jī)大車行走機(jī)構(gòu)，啟動F0001 | 原因：通常大車行走機(jī)構(gòu)為一帶多形式，單臺電機(jī)有問題， 容易導(dǎo)致變頻器過流
措施：檢查外圍機(jī)械， 檢查電機(jī)匝間絕緣 |
9 | 430變頻器用于恒壓供水，水泵切換時出現(xiàn)F0001故障 | 原因：變頻器運(yùn)行過程當(dāng)中，使用接觸器投入或切除電機(jī)
措施：必須封鎖變頻器脈沖輸出才能進(jìn)行接觸器的投切 |
10 | 440驅(qū)動擠出機(jī)，運(yùn)行過程出現(xiàn)F0001 | 原因：是否投料太多，出現(xiàn)卡住現(xiàn)象
措施：考慮特殊機(jī)械的選型余量 |
11 | 430驅(qū)動風(fēng)機(jī)、水泵超50Hz運(yùn)行F0001 | 原因：變頻器超頻運(yùn)行 ，風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載導(dǎo)致電機(jī)軸功率按照3次方關(guān)系加大
措施：限制頻率上限，避免變頻器超速運(yùn)行 |
12 | 440驅(qū)動 離心機(jī)，離心機(jī)全速運(yùn)行后，增加物料，變頻器F0001 | 原因：突然增加負(fù)載，導(dǎo)致變頻器過流
措施：需要緩慢增加負(fù)載 |
13 | 430恒壓供水系統(tǒng)，偶爾F0001 | 原因：模擬量反饋信號受干擾波動較大或PI參數(shù)設(shè)置不合適
措施：排出干擾增加模擬量濾波時間，調(diào)整PI參數(shù) |
14 | 440變頻器輸出電纜超長，偶爾F0001 | 原因：長電纜導(dǎo)致分布電容加大，導(dǎo)致變頻器峰值電流加大
措施：加裝輸出電抗器、縮短電纜長度 |
15 | 440驅(qū)動帶抱閘的電機(jī)，抱閘由PLC控制，停車時F0001 | 原因：電機(jī)減速過程突加負(fù)載引起過流
措施：使用變頻器抱閘控制邏輯或停機(jī)后延時關(guān)閉抱閘 |
16 | MM440驅(qū)動移動小車，偶爾F0001 | 原因：小車震動導(dǎo)致電機(jī)電纜接觸不良引起過電流
措施：禁錮接線端子 |
注意
以上內(nèi)容僅作為故障報警排查的指導(dǎo)，不具有性，導(dǎo)致變頻器故障報警的原因很多，情況也較復(fù)雜，本文只是對常見的故障報警原因和處理方法進(jìn)行說明，供參考。
1. 概述
西門子驅(qū)動裝置（SIMOVERT MasterDrives VC，MicroMaster 4 以及SIMOREG DC Master）除了具有與驅(qū)動基本應(yīng)用有關(guān)的功能外，還具有強(qiáng)大的通訊功能。驅(qū)動通訊可以分為三種方式：
? PROFIBUS DP協(xié)議
? USS協(xié)議
? SIMOLINK協(xié)議（一般用來代替Peer to Peer協(xié)議，實現(xiàn)從站到從站的通訊）
PROFIBUS DP和USS協(xié)議屬于主/從通訊，需要有PLC作為主站，驅(qū)動裝置作為從站。
USS協(xié)議的主要優(yōu)點是，其接口集成在基本裝置中，不需要額外費(fèi)用；主要缺點是通訊速度慢，只有基本通訊功能（PKW+PZD），多31個從站。
PROFIBUS DP協(xié)議的主要優(yōu)點是，通訊速度快，除了基本功能之外還有一些附加功能（例如：非循環(huán)通訊，交叉通訊），站點數(shù)更多；主要缺點是需要另外購買作為選件的通訊模板（例如：CBP2或PROFIBUS模板）。
SIMOLINK協(xié)議（代替Peer to Peer協(xié)議）主要用來實現(xiàn)驅(qū)動裝置與驅(qū)動裝置之間的通訊。SIMOLINK協(xié)議也可以是主/從通訊，主站是S7-400（FM458+EXM448）或SIMADYN D。
這里我們主要介紹S7 PLC與驅(qū)動裝置采用PROFIBUS DP協(xié)議進(jìn)行通訊。
采用PROFIBUS DP協(xié)議通訊時，既可以利用STEP 7本身提供的功能，也可以使用TIA軟件Drive ES。
本文檔只介紹STEP 7本身提供的功能。有關(guān)Drive ES的功能將根據(jù)需要在以后的文檔中再做介紹。
（關(guān)于 DriveES，可以參加西門子自動化與驅(qū)動培訓(xùn)中心的培訓(xùn)課程D2403）
2. *條件
下面以S7-300 PLC與MasterDrives CUVC變頻器的通訊為例：
主站：S7-300 CPU315-2DP可編程序控制器
從站：MasterDrives CUVC變頻器 + CBP2 通訊模板
編程裝置：PC + STEP 7 V5.4 + MPI接口（MPI Adapter 或CP5611卡）
裝有STEP 7 V5.4 的PC機(jī)用于S7 CPU315-2DP的硬件組態(tài)與編程，通過MPI電纜與CPU315-2DP的MPI接口連接，用于硬件組態(tài)數(shù)據(jù)及程序的下載。CPU315-2DP的DP接口通過PROBIBUS 電纜與CUVC 變頻器的CBP2 上的DP 接口連接，用于S7-300 與變頻器的通訊。
網(wǎng)絡(luò)連接如圖1 所示。
西門子6SL3210-1SE22-5AA0
圖1：PC機(jī)、CPU315-2DP 與驅(qū)動裝置的連接
3. 硬件組態(tài)
3.1. 新建項目
在SIMATIC Manager 中新建一個項目，名稱為Drives_Comm。如圖2 所示。
圖2：新建項目，名稱為Drives_Comm
3.2. 插入一個S7-300 主站
在項目名稱Drives_Comm 下插入SIMATIC 300 Station，如圖3 所示。
圖3：在項目下插入一個S7-300 站
接下來對該站進(jìn)行硬件組態(tài)：從硬件組態(tài)目錄中依次插入機(jī)架、電源、CPU，設(shè)置CPU上PROFIBUS DP 接口的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)（可采用缺省設(shè)置，即：地址2，高地址126，波特率1.5 Mbps，協(xié)議DP）。如圖4 所示。
圖4：設(shè)置CPU 上PROFIBUS DP 接口的參數(shù)
按OK 鍵確認(rèn)后得到主站的組態(tài)結(jié)果，如圖5所示。
圖5：主站的組態(tài)
3.3 插入一個MASTERDRIVE 從站
在PROFIBUS(1): DP master system (1) 總線上掛上MasterDrives 從站。
從站路徑為：PROFIBUS DP >
SIMOVERT >
MASTERDRIVES/DC MASTER CBPx 或
MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1
MASTERDRIVES/DC MASTER CBPx 與MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 的區(qū)別是，前者只能按照PPO 類型選擇報文結(jié)構(gòu)（即CBP 功能：循環(huán)通訊），后者還能選擇更多的報文結(jié)構(gòu)，以配合CBP2 的一些擴(kuò)展功能（DPV1功能）。
（關(guān)于CBP2 模板的報文結(jié)構(gòu)參見下面第7 部分）
（關(guān)于MM4 PROFIBUS 模板的報文結(jié)構(gòu)參見下面第8 部分）
選擇MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 作為從站，地址設(shè)成3。如圖6 所示。
圖6：選擇MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 作為3 號站
3.4. 在從站中插入“模板”
在驅(qū)動裝置從站中插入類似于ET 200M 從站中的模板，以確定報文結(jié)構(gòu)。
將右邊窗口硬件目錄中MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 下面的 PPO 3: 0PKW, 2PZD插入左下窗口中的*行（Slot 1）。該選項共占兩行。意思是：PPO類型3，即：0個字參數(shù)數(shù)據(jù)（又叫PKW），2 個字過程數(shù)據(jù)（又叫PZD）。參數(shù)數(shù)據(jù)用于PLC 讀/寫變頻器的參數(shù)，過程數(shù)據(jù)用于PLC 控制和監(jiān)視生產(chǎn)過程。0 個字參數(shù)數(shù)據(jù)表示PLC 不能讀/寫驅(qū)動裝置的參數(shù)，參數(shù)數(shù)據(jù)也不占用S7 的外設(shè)地址；2 個字過程數(shù)據(jù)表示PLC 和驅(qū)動裝置交換2 個字過程數(shù)據(jù)，各占用S7-300 PLC 四個字節(jié)的外設(shè)地址。地址范圍是輸入字節(jié)256 - 259，輸出字節(jié)256 -259。如圖7 所示。
通常S7 傳送到驅(qū)動裝置的第1 個字是控制字，第2 個字是頻率設(shè)定值；驅(qū)動裝置傳送到S7的第1 個字是狀態(tài)字，第2 個字是頻率實際值。這是簡單的應(yīng)用。
(關(guān)于CBP2 模板的其他選項的含義參見下面第7 部分)
(關(guān)于MM4 PROFIBUS 模板選項的含義參見下面第8 部分)
圖7：驅(qū)動裝置的輸入/輸出地址
3.5 查看從站中“模板”的屬性
雙擊左下窗口中的第二行（Slot 2），打開其屬性。如圖8 所示。
圖8：驅(qū)動裝置的輸入/輸出地址的屬性
屬性中給出驅(qū)動裝置占用S7-300 PLC 外設(shè)地址的情況，包括：輸出/輸入地址，長度，單位，連續(xù)性范圍。這里除了地址之外，其他屬性都是由PPO3 決定的，只能讀，不能改寫。
| 提示： | ||||||
| 長度： | MASTERDRIVES/DC MASTER： | 大 16 個字 | ||||
| MICROMASTER 420： | 大 4 個字 | |||||
| MICROMASTER 430/440： | 大 8 個字 | |||||
| 單位： | Words（字） | |||||
| 連續(xù)性范圍： | Unit | 以字為單位傳送 | ||||
| Total length | 所有字一起傳送 | |||||
當(dāng)字長不大于 2 或選擇“以字為單位傳送”時：用 MOVE 指令（L/T 指令）編程
當(dāng)字長大于 2 且選擇“所有字一起傳送”時：用 SFC14/15 編程
4. 編程
根據(jù)前面的組態(tài)，由于輸入/輸出各占四個字節(jié)，可以使用兩次MOVE 指令（L/T 指令）。由于程序簡單，程序可以直接編寫在OB1 中。數(shù)據(jù)從MB0 - MB3（即：MW0和MW2）寫入驅(qū)動裝置，從驅(qū)動裝置讀回的數(shù)據(jù)放入MB4 - MB7（即：MW4和MW6）。如圖9所示。
圖9：PLC程序
傳送到驅(qū)動裝置的第1 個字（MW0）是控制字（控制指令）：
當(dāng) MW0 = 0000 0100 0000 0000 B = 0400 H 時，驅(qū)動裝置處于運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)；
當(dāng) MW0 = 0000 0100 0000 0001 B = 0401 H 時，驅(qū)動裝置進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)1）
1） 相應(yīng)于第5部分參數(shù)設(shè)置，PLC 只控制驅(qū)動裝置起/停。若要傳送所有指令應(yīng)設(shè)置：
MW0 = 1001 1100 0111 1110 B（9C7EH）<-> 運(yùn)行準(zhǔn)備
MW0 = 1001 1100 0111 1111 B（9C7FH）<-> 運(yùn)行
同時設(shè)置：P555~P575 = 3101~3115
傳送到驅(qū)動裝置的第2 個字（MW2）是頻率設(shè)定值：
當(dāng)MW2 = 0100 0000 0000 0000 B = 4000 H= 16384 D 時，相當(dāng)于50Hz。
5. 參數(shù)設(shè)置
在驅(qū)動裝置側(cè)，驅(qū)動裝置應(yīng)處于可以運(yùn)行的狀態(tài)。為了實現(xiàn)與PLC 之間的通訊，以及從PLC 接收起/停指令和設(shè)定值，向PLC 傳送狀態(tài)字（驅(qū)動裝置狀態(tài)）和實際值，應(yīng)如下更改參數(shù)：
| P918.01 = 3（缺省設(shè)置） | 驅(qū)動裝置地址（即：站號） | ||||
| P554.01 = 3100 | 起/停指令（ON/OFF1） | ||||
| P443.01 = 3002 | 頻率設(shè)定值（Setpoint） | ||||
| P734.01 = 32 | 狀態(tài)字1（Status Word1） | ||||
| P734.02 = 148 | 頻率實際值（Actual Value） | ||||
參數(shù)設(shè)置可以通過操作面板PMU，也可以通過DriveMonitor 軟件進(jìn)行。
6. 測試
啟動STEP 7的Monitor/Modify Variables 功能，填寫變量。如圖10 所示。
圖10：用監(jiān)視和修改變量功能控制驅(qū)動裝置起動和調(diào)速
當(dāng)控制字（Control Word1）為W#16#0400 時，驅(qū)動裝置應(yīng)顯示O009，表示運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)。將控制字從W#16#0400 改成W#16#0401 時，驅(qū)動裝置起動。除了狀態(tài)字（Status Word1）會發(fā)生變化外，速度實際值（Actual Value）也會逐漸上升，上升速度取決于參數(shù)P462.01 的數(shù)值，后達(dá)到W#16#4000（50Hz）。狀態(tài)字的含義如圖11 所示。其中Bit 2 表示運(yùn)行狀態(tài)。將控制字改回W#16#0400 時，驅(qū)動裝置首先減速，減速時間取決于P464.01 的數(shù)值，然后停止運(yùn)行。
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