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詳細(xì)介紹
西門子6RA7095-4KV62-0
6RA7095-4KV62-0
SIMOREG DC Master 整流器 帶微處理器 用于 4 象限驅(qū)動(dòng) 電路（B6）A（B6）C 輸入 690V 3AC，1658A 可控勵(lì)磁整流器 D725/2000 MREQ-GEGF4V62 輸出 725V DC，2000A 輸出端 US 等級(jí)：DC725V， 1402A 現(xiàn)場(chǎng)輸入端 460V，輸出端 375V， 40A
Task
本例為如何調(diào)試兩臺(tái)變頻器主從控制。
一個(gè)簡(jiǎn)單的示例如傳送帶上有兩臺(tái)變頻器：一臺(tái)為主傳動(dòng)，一臺(tái)為從傳動(dòng)控制。
傳送帶的速度通過(guò)主傳動(dòng)設(shè)定 (電機(jī) M1) (如：通過(guò) AIN 1)。主傳動(dòng)選用帶編碼器的矢量控制，從傳動(dòng)為帶編碼器的閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制。 從傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩設(shè)定值來(lái)自于主傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩，需要將主傳動(dòng)模擬量輸出連接到從傳動(dòng)的模擬量輸入。
基本*條件
MICROMASTER 440變頻器與配置 CU240S（版本3.2以上）的 SINAMICS G120均可。
解決方案
按說(shuō)明書調(diào)試兩臺(tái)變頻器如下：
1. 兩臺(tái)變頻分別做快速調(diào)試
2. 兩臺(tái)變頻分別做電機(jī)識(shí)別
3. 兩臺(tái)變頻器分別做帶編碼器的調(diào)試
4. 主傳動(dòng)模擬量輸出端2連接到從傳動(dòng)模擬量輸入端2
5. 設(shè)定從傳動(dòng)I/O端子板的模擬量輸入端子2的撥碼開(kāi)關(guān)為ON（0-20mA輸入）
調(diào)試之前首先要校對(duì)電機(jī)速度，方法是采用V/F（見(jiàn)P1300）控制方式，兩臺(tái)變頻器運(yùn)行速度要相同，比較參數(shù)r0061和r0021值的大小，電機(jī)的轉(zhuǎn)向和大小必須*（微小的偏差是可以接受的）。如果完成了以上要求， 則改變P1300的值來(lái)激活帶編碼器閉環(huán)矢量控制/閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制(參考 MM440參數(shù)手冊(cè), 3.29節(jié)控制模式，參數(shù) P1300；3.5節(jié)速度編碼器，參數(shù)P0400；MM440操作說(shuō)明，3.23.2節(jié))。如果電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不正確，應(yīng)該檢查變頻器的輸出相序和編碼器通道，必要時(shí)進(jìn)行改線。
注意
參數(shù)P1820設(shè)置為1就可以改變電機(jī)轉(zhuǎn)向而不需要重新接電機(jī)動(dòng)力電纜，同時(shí)參數(shù)P0410設(shè)置為1可以改變編碼器轉(zhuǎn)向檢測(cè)(只對(duì)SINAMICS G120；參考CU240S參數(shù)手冊(cè)…參數(shù) P0410)。
主傳動(dòng)的參數(shù)設(shè)置
1. P0771.1 = r0079 模擬量輸出2為轉(zhuǎn)矩設(shè)定值
為了能將從主機(jī)來(lái)的負(fù)轉(zhuǎn)矩設(shè)定值給定到從機(jī)（電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)），主機(jī)模擬量輸出需標(biāo)定如下：
2. P0777.1 = 0 % x1 值 = 0 %
3. P0778.1 = 10 y1 值 = 10 mA
4. P0779.1 = 100 % x2 值 = 100 %
5. P0780.1 = 20 y2 值 = 20 mA
6. P1300 = 21 帶編碼器矢量控制
從傳動(dòng)參數(shù)需設(shè)置如下
7. P0756.1 = 2 模擬輸入2 0-20mA
模擬輸入的標(biāo)定：
8. P0757.1 = 10 x1 值 = 10 mA
9. P0758.1 = 0 % y1 值 = 0 %
10. P0759.1 = 20 x2 值 = 20 mA
11. P0760.1 = 100 % y2 值 = 100 %
12. P1082 = 55 大頻率 (比主傳動(dòng)值高)
13. P1300 = 23 帶編碼器轉(zhuǎn)矩控制
14. P1503 = r0755.1 模擬輸入2作為轉(zhuǎn)矩設(shè)定
15. P2000 = 55 基準(zhǔn)頻率 (比主傳動(dòng)值高)
如果從機(jī)故障停機(jī)，必須盡可能快得關(guān)斷主傳動(dòng)。需要將從傳動(dòng)的故障位 r0052.3輸出作為主機(jī)的OFF2命令或脈沖使能，從機(jī)數(shù)字輸出 (e.g. DOUT1) 應(yīng)連接到主機(jī)的數(shù)字輸入 (如： DIN4).
將從機(jī)的端子19與20連接到主機(jī)端子8與9上。
相應(yīng)的參數(shù)需要設(shè)置：
從傳動(dòng)
P0731.0 = 52.3
主傳動(dòng)
P0704 = 99
P0844.0 = 722.3 OFF2 命令
Or/and
P0852.0 = 722.3 脈沖使能
系統(tǒng)的原理框圖
Fig. 01
．控制系統(tǒng)原理和接線圖
下圖是本例中所使用的原理和接線圖。
圖1:控制系統(tǒng)原理和接線圖
2．硬件需求
S7-1200 PLC目前有3種類型的CPU：
1）S7-1211C CPU。
2）S7-1212C CPU。
3）S7-1214C CPU。
這三種類型的CPU都可以使用USS通信協(xié)議通過(guò)通信模塊CM1241 RS485來(lái)實(shí)現(xiàn)S7-1200與G120變頻器的通信。
本例中使用的PLC硬件為：
1）PM1207電源 ( 6EP1 332-1SH71 )
2） S7-1214C ( 6ES7 214 -1BE30 -0XB0 )
3) CM1241 RS485 ( 6ES7 241 -1CH30 -0XB0 )
4) 模擬器 ( 6ES7 274 -1XH30 -0XA0 )
本例中使用的G120變頻器硬件為：
1） SINAMICS G120 PM240 （6SL3244-0BA20-1BA0）
2） SINAMICS G120 CU240S（6SL3224-0BE13-7UA0）
3） SIEMENS MOTOR (1LA7060-4AB10)
4） 操作面板 ( XAU221-001469)
5） USS 通信電纜 ( 6XV1830-0EH10)
3．軟件需求
1) 編程軟件 Step7 Basic V10.5 ( 6ES7 822-0AA0-0YA0)
4．組態(tài)
我們通過(guò)下述的實(shí)際操作來(lái)介紹如何在Step7 Basic V10.5 中組態(tài)S7-1214C 和G120變頻器的USS通信。
4. 1 PLC 硬件組態(tài)
首先在Step7 Basic V10.5中建立一個(gè)項(xiàng)目，如圖1所示。
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圖2： 新建S7 1200項(xiàng)目
在硬件配置中，添加CPU1214C和通信模塊CM1241 RS485模塊，如圖2所示。
圖3： S7 1200硬件配置
在CPU的屬性中，設(shè)置以太網(wǎng)的IP地址，建立PG與PLC的連接，如下圖所示。
圖4： S7 1200 IP地址的設(shè)置
4. 2 G120參數(shù)設(shè)置
變頻器的參數(shù)設(shè)置如下表所示。
| 序號(hào) | 功能 | 參數(shù) | 設(shè)定值 |
| 1 | 工廠設(shè)置復(fù)位 | P0010 | 30 |
| 2 | 工廠設(shè)置復(fù)位 | P970 | 1 |
| 3 | 快速啟動(dòng)設(shè)置 | P0010 | 1 |
| 4 | 電機(jī)額定電壓 | P0304 | 380V |
| 5 | 電機(jī)額定功率 | P0307 | 5.5KW |
| 6 | 電機(jī)額定頻率 | P0310 | 50Hz |
| 7 | 電機(jī)額定轉(zhuǎn)速 | P0311 | 1350r/min |
| 8 | USS命令源 | P0700 | 5 |
| 9 | 頻率設(shè)定源 | P01000 | 5 |
| 10 | 小電機(jī)頻率 | P1080 | 0.0Hz |
| 11 | 大電機(jī)頻率 | P1081 | 50.0Hz |
| 12 | 啟動(dòng)斜坡時(shí)間 | P1120 | 10.0S |
| 13 | 延遲斜坡時(shí)間 | P1121 | 10.0S |
| 14 | 結(jié)束快速啟動(dòng)設(shè)置 | P3900 | 1 |
| 15 | 激活專家模式 | P0003 | 3 |
| 16 | 參考頻率 | P2000 | 50.0Hz |
| 17 | USS數(shù)據(jù)傳輸速度 | P2010 | 9 |
| 18 | USS從站地址 | P2011 | 1 |
| 19 | USS PZD長(zhǎng)度 | P2012 | 2 |
| 20 | USS PKW長(zhǎng)度 | P2013 | 4 |
| 21 | 通信監(jiān)控 | P2014 | 0 |
| 22 | 在E2PROM 保存數(shù)據(jù) | P0971 | 1 |
| 23 | 激活專家模式 | P0003 | 3 |
| 24 | 激活參數(shù)模式 | P0010 | 30 |
| 25 | 從G120中傳輸參數(shù)到BOP | P0802 | 1 |
表1 ：G120變頻器的參數(shù)設(shè)置
注意：表1中的17，18，19，20 這四項(xiàng)參數(shù)值的設(shè)置必須使PLC的參數(shù)值與變頻器的參數(shù)值相*。而19，20這兩個(gè)參數(shù)值必須設(shè)置成如表1中的值，否則有可能變頻器與S7-1200通信有如下問(wèn)題：可能不能讀出從變頻器反饋回來(lái)的參數(shù)值。
5．USS通信原理與編程的實(shí)現(xiàn)
5. 1 S7 1200 PLC與G120 通過(guò)USS通信的基本原理
S7 1200提供了的USS庫(kù)進(jìn)行USS通信，如下圖所示：
圖5： S7 1200 的USS庫(kù)
USS_DRV 功能塊是S7-1200 USS通信的主體功能塊，接受變頻器的信息和控制變頻器的指令都是通過(guò)這個(gè)功能快來(lái)完成的。必須在主 OB中調(diào)用，不能在循環(huán)中斷OB中調(diào)用。
USS_PORT功能塊是S7-1200與變頻器USS通信的接口,主要設(shè)置通信的接口參數(shù)?？稍谥鱋B或中斷OB中調(diào)用。
USS_RPM功能塊是通過(guò)USS通信讀取變頻器的參數(shù)。必須在主 OB中調(diào)用，不能在循環(huán)中斷OB中調(diào)用。
USS_WPM功能塊是通過(guò)USS通信設(shè)置變頻器的參數(shù)。必須在主 OB中調(diào)用，不能在循環(huán)中斷OB中調(diào)用。
這些功能塊與變頻器之間的控制關(guān)系如下圖所示：
圖6： USS 通信功能塊與變頻器的控制關(guān)系
USS_DRV功能塊通過(guò)USS_DRV_DB數(shù)據(jù)塊實(shí)現(xiàn)與USS_PORT功能塊的數(shù)據(jù)接收與傳送，而USS_PORT功能塊是S7-1200 PLC CM1241 RS485模塊與變頻器之間的通信接口。USS_RPM功能塊和USS_WPM功能塊與變頻器的通信與USS_DRV功能塊的通信方式是相同的。
每個(gè)S7-1200 CPU多可帶3個(gè)通信模塊，而每個(gè)CM1241 RS485通信模塊多支持16個(gè)變頻器。因此用戶在一個(gè)S7-1200 CPU中多可建立3個(gè)USS網(wǎng)絡(luò)，而每個(gè)USS網(wǎng)絡(luò)多支持16個(gè)變頻器，總共多支持48個(gè)USS變頻器。
5. 2 S7 1200 PLC進(jìn)行USS通信的編程
1．USS通信接口參數(shù)功能塊的編程
USS通信接口參數(shù)功能塊的編程如下圖所示。
圖7： USS通信接口參數(shù)功能塊的編程
USS_PORT功能塊用來(lái)處理USS網(wǎng)絡(luò)上的通信，它是S71200 CPU與變頻器的通信借口。每個(gè)CM1241 RS485模塊有且必須有一個(gè)USS_PORT功能塊。
PORT：指的是通過(guò)哪個(gè)通信模塊進(jìn)行USS通信。
BAUD：指的是和變頻器進(jìn)行通行的速率。 變頻器的參數(shù)P2010種進(jìn)行設(shè)置。
USS_DB：指的是和變頻器通信時(shí)的USS數(shù)據(jù)塊。每個(gè)通信模塊多可以有16個(gè)USS數(shù)據(jù)塊，每個(gè)CPU多可以有48個(gè)USS數(shù)據(jù)塊，具體的通信情況要和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況相聯(lián)系。每個(gè)變頻器與S7-1200進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)塊是一的。
ERROR：輸出錯(cuò)誤。
STATUS：掃描或初始化的狀態(tài)。
S7-1200 PLC與變頻器的通信是與它本身的掃描周期不同步的，在完成一次與變頻器的通信事件之前，S7-1200通常完成了多個(gè)掃描。
USS_PORT通信的時(shí)間間隔是S7-1200與變頻器通信所需要的時(shí)間，不同的通信波特率對(duì)應(yīng)的不同的USS_PORT通信間隔時(shí)間。下圖列出了不同的波特率對(duì)應(yīng)的USS_PORT小通信間隔時(shí)間。
圖8：不同的波特率對(duì)應(yīng)的USS_PORT小通信間隔時(shí)間
USS_PORT在發(fā)生通信錯(cuò)誤時(shí)，通常進(jìn)行3次嘗試來(lái)完成通信事件，那么S7-1200與變頻器通信的時(shí)間就是USS_PORT發(fā)生通信超時(shí)的時(shí)間間隔。例如：如果通信波特率是57600，那么USS_PORT與變頻器通信的時(shí)間間隔應(yīng)當(dāng)大于小的調(diào)用時(shí)間間隔，即大于36.1Ms而小于109Ms。S7-1200 USS 協(xié)議庫(kù)默認(rèn)的通信錯(cuò)誤超時(shí)嘗試次數(shù)是2次。
基于以上的USS_PORT通信時(shí)間的處理，我們建議在循環(huán)中斷OB塊中調(diào)用USS_PORT通信功能塊。在建立循環(huán)中斷OB塊時(shí)，我們可以設(shè)置循環(huán)中斷OB塊的掃描時(shí)間，以滿足通信的要求。循環(huán)中斷OB塊的掃描時(shí)間的設(shè)置如下圖所示：
圖9：循環(huán)中斷OB塊的掃描時(shí)間的設(shè)置
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