西门子变频器技术入门及实践-5.pptx

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1、西门子变频器技术入门及实践-5刘长青 编著2020.55 G120变频器的基本调试5.1操作面板操作面板简介介5.2变频器参数变频器参数5.3调试前的准前的准备工作及工作及调试步步骤5.4恢复出厂恢复出厂设置置5.5使用操作面板使用操作面板BOP-2快速快速调试5.6 使用使用IOP调试变频器器5.7 使用使用STARTER软件件进行快速行快速调试5.1操作面板简介有两种操作面板对G120变频器完成基本调试功能：（1）基本操作面板BOP-2（2）智能操作面板IOP5.1.1基本操作面板BOP-2正面主要有一液晶显示屏和7个按键。背面贴有产品铭牌，并有4个用于安装于柜门或其他位置的螺孔，还有一个

2、RS232接口，用于连接至变频器。符号符号功能功能状状态备注注命令源手动当手动模式启用时，显示该图标。当自动模式启用时，无图标显示。变频器状态变频器和电机运行这是一个静态图标，不旋转。点动点动功能激活故障/报警故障或报警等待：闪烁的符号=故障稳定的符号=警告如果检测到故障，变频器将停止，用户必须采取必要的纠正措施，以清除故障。报警是一种状态（例如，过热），它并不会停止变频器运行。基本操作面板BOP-2的按键功能基本操作面板BOP-2显示屏中的图标含义基本操作面板BOP-2 是一个菜单驱动设备，主要有以下6个菜单：监控“MONITOR”控制“CONTROL”诊断“DIAGNOS”参数“PARAM

3、S”设置“SETUP”附加“EXTRAS”可以通过向下键浏览菜单，通过确认键选择进入该菜单。5.1.2智能操作面板IOP变频器智能操作面板IOP正面有一显示屏，显示屏下方有6个按键：确定（OK）滚轮键开启/运行键（开机键）关闭键（关机键）退出（ESC）键帮助（INFO）键手动/自动（HAND/AUTO）键背面贴有产品铭牌，并有4个用于安装于柜门或其他位置的螺孔，还有一个RS232接口和一个USB接口。IOP面板按键功能IOP显示屏右上角图标功能说明通过旋转IOP操作面板上的确定滚轮按键，选择需要的菜单选项，然后按下确定滚轮按键，进入该菜单的下一级菜单选项，直到找到需要的选项进行浏览或设置。IO

4、P升级工具允许用户升级IOP固件和管理IOP语言。可从西门子服务与支持网站上下载IOP升级工具软件（IOP Updater）、硬件文件和语言文件。5.2变频器参数变频器的参数包括参数号和参数值。对变频器的参数进行设置，就是将参数值赋值给参数号。参数号由一个前置的“p”或者“r”、参数编号和可选用的下标或位数组组成。其中“p”表示可调参数（可读写），“r”表示显示参数（只读）。例如：p918 可调参数 918 p20510.13 可调参数 2051，下标 0 13 p10010.n 可调参数 1001，下标 0 n（n可配置）r944 显示参数 944 r2129.0.15 显示参数 2129，

5、位数组从位0（最低位）到位 15（最高位）p10701 设置参数 1070，下标 1 p20981.3 设置参数 2098，下标 1，位 3 p795.4 可调参数 795，位 45.2.1BICO参数在变频器参数中，有一类参数用于信号互联，为BICO参数，在该类参数名称的前面有“BI：”、“BO：”、“CI：”、“CO”、CO/BO：”字样。参数参数含含义BI二进制互联输入（Binector Input），该参数用来选择数字量信号源。BO二进制互联输出（Binector Output），该参数可作为数字量信号供继续使用。CI模拟量互联输入（Connector Input），该参数可用来选择“

6、模拟量”信号的来源。CO模拟量互联输出（Connector Output），该参数可作为“模拟量”信号供继续使用。CO/BO模拟量/二进制互联输出（Connector/Binector Output），该参数可作为“模拟量”信号，也可作为数字量信号供继续使用。例如：p2103=722.15.2.2参数的序号范围参数范围功能说明参数范围功能说明0000-0099 显示与操作2010-2099通讯(现场总线)0100-0199 调试2100-2139 故障和报警0200-0299 功率单元2140-2199 信号和监控0300-0399 电机2200-2359 工艺控制器0400-0499 编码器

7、2360-2399 预备、休眠0500-0599 工艺和单位，电机专用数据等2500-2699 位置闭环控制(LR)和简单定位(EPOS)0600-0699 热监控、最大电流、电机数据等2700-2719 基准值显示0700-0799 控制单元端子、测量插口2720-2729 负载齿轮箱0800-0839 CDS数据组、DDS 数据组、电机转接2800-2819 逻辑运算0840-0879 顺序控制（例如 ON/OFF1 的信号源）2900-2930 固定值（例如百分比，转矩）0880-0899 ESR，驻留功能，控制字和状态字3000-3099 电机识别结果0900-0999 PROFIBU

8、S/PROFIdrive3100-3109 实时钟(RTC)1000-1199 设定值通道（例如斜坡函数发生器）3110-3199 故障和报警1200-1299 功能（例如电机抱闸）3200-3299 信号和监控1300-1399 V/f 控制3400-3659 供电闭环控制1400-1799 控制器3660-3699 电压监控模块(VSM)，内部制动模块1800-1899 选通单元3700-3779 高级定位控制(APC)1900-1999 功率部件与电机识别3780-3819 同步2000-2009 基准值3820-3849 摩擦特性曲线参数范围功能说明参数范围功能说明3850-3899

9、功能（例如长定子）7840-8399 系统内部参数3900-3999 管理8400-8449 实时钟(RTC)4000-4599 终端板，终端模块（例如 TB30、TM31）8500-8599 数据管理和宏管理4600-4699 编码器模块8600-8799 CAN 总线4700-4799 跟踪8800-8899 以太网通讯板（CBE），PROFIdrive4800-4849 函数发生器8900-8999 工业以太网，PROFINET，CBE204950-4999 OA 应用9000-9299 拓扑结构5000-5169 主轴诊断9300-9399 安全集成5200-5230 电 流 设 定

10、值 滤 波 器 5-10（r0108.21）9400-9499 参数一致性和参数保存5400-5499 系统下垂控制（例如波发生器）9500-9899 安全集成5500-5599 动态电网支持（太阳能）9900-9949 拓扑结构5600-5614 PROFIenergy9950-9999 内部诊断5900-6999 SINAMICS GM/SM/GL/SL10000-10199 安全集成7000-7499 功率单元的并联11000-11299 自由工艺控制器 0、1、27500-7599 SINAMICS SM12020000-20999 自由功能块（FBLOCKS）7700-7729 外部

11、信息21000-25999 DCC：驱动控制图7770-7789 NVRAM，系统参数50000-53999 SINAMICS DC MASTER（直流闭环控制）7800-7839 EEPROM 可读可写参数61000-61001 PROFINET5.3调试前的准备工作及调试步骤5.3.1需要注意的警告事项5.3.2调试前的准备工作5.2.3调试步骤5.3.1需要注意的警告事项任何时候都应特别注意 遵守说明书中要求采取的安全措施和给予的警告。（1）G120变频器是在高电压下运行。（2）电气设备运行时，设备的某些部件上存在危险电压。（3）变频器不运行时，电源、电动机及相关的端子仍可能带有危险电压

12、。（4）“紧急停车设备”必须在控制设备的所有工作方式下都保持可控性。无论紧急停车设备是如何停止运转的，都不能导致电气设备不可控的或者未曾预料的再次启动。（5）必须采取附加的外部预防措施或者另外安装用于确保安全运行的装置（例如，独立的限流开关、机械联锁等），避免短路故障。（6）在输入电源故障并恢复后，一些参数设置可能会造成变频器的自动再启动。（7）为了保证电动机的过载保护功能正确动作，电动机的参数必须准确地配置。（8）可按照UL508C标准在变频器内部提供电动机过载保护。电动机的过温保护功能也可以采用外部PTC或KTY84来实现。5.3.2调试前的准备工作在开始调试前，需要明确被控电动机和变频器

13、的数据及工艺要求等信息。（1）需要明确被控的电动机要在哪个地区使用，不同地区的供电频率和功率单位可能不同。（2）需要记住电动机铭牌上的数据。对于西门子电动机，使用调试工具Starter软件调试变频器时，只需要选择该电动机的订货号。（3）需要了解电动机运行所在地的温度。如果电动机实际环境温度与变频器出厂设置（20）不符，则需要修改。（4）需要明确电动机的应用场合，根据电动机的应用场合，确定电动机的控制方式：V/F控制和矢量控制。（5）确定电动机应用的更多要求。例如，需要明确电动机最小转速、最大转速、加速时间和减速时间等。5.2.3调试步骤（1）确定应用对变频器的要求。（2）如果需要，将变频器恢复

14、为出厂设置。（3）检查变频器的出厂设置是否满足应用要求，如果不满足，则执行快速调试。（4）如果快速调试不能满足需要，则进行扩展调试，例如：调整端子排的功能、调整变频器上的通讯接口、设置变频器中的其他功能等。（5）保存设置。5.4恢复出厂设置5.4.1恢复G120变频器安全功能的出厂设置5.4.2恢复G120变频器的出厂设置（无安全功能）5.4.3G120变频器的出厂设置5.4.1恢复G120变频器安全功能的出厂设置如果已使能变频器的安全功能，如 STO或 SLS，则必须先复位安全功能。使用操作面板，利用参数将G120变频器的安全功能恢复为出厂设置，主要按照以下步骤进行：设置变频器参数 p10=

15、30，激活恢复出厂设置。进入变频器参数p9761，输入安全功能的密码。设置变频器参数 p970=5，开始恢复出厂设置。等待，直至变频器设置 p0970=0。设置 p971=1。等待，直至变频器设置 p971=0。切断变频器的电源。等待片刻，直到变频器上所有的 LED 都熄灭。给变频器重新上电。此时，G120变频器的安全功能恢复为出厂设置。5.4.2恢复G120变频器的出厂设置（无安全功能）（1）使用操作面板利用参数复位（2）使用操作面板（BOP-2或IOP）利用菜单复位（1）使用操作面板利用参数恢复出厂设置设置变频器参数 p0010=30，激活恢复出厂设置。设置变频器参数P0970=1，开始复

16、位。等待变频器完成恢复出厂设置，对变频器做重新上电操作。（2）使用BOP-2操作面板的菜单恢复出厂设置在菜单“Extras”中选择“DRVRESET”。按下“OK”键，确认将变频器恢复出厂设置。等待。在此过程中 BOP-2 将显示“BUSY”，直至BOP-2 显示“DONE”，变频器恢复出厂设置完成。按“OK”键或“ESC”键返回“EXTRAS”顶层菜单。对变频器做重新上电操作。（3）使用IOP操作面板的菜单恢复出厂设置通过确定滚轮键依次选择并进入“菜单”-“工具”-“参数设置”选项。选择第一项“恢复驱动出厂设置”，确认，进行恢复出厂设置。等待，直到弹出恢复出厂设置完成界面，按下确定滚轮键进行

17、确定，并对变频器做重新上电操作。5.4.3变频器的出厂设置变频器出厂时，根据功率模块的额定功率对异步电机进行了匹配设置，变频器的输入/输出和现场总线接口都具备一定的功能。（1）CU240B-2 接口的出厂设置（2）CU240E-2 接口的出厂设置（3）接通和关闭电机（4）电机点动运行（5）最小转速和最大转速（6）以出厂设置运行变频器（1）CU240B-2 接口的出厂设置CU240B-2 接口端子排的出厂设置取决于控制单元CU支持哪种现场总线。CU240B-2 接口端子出厂设置（PROFIBUS接口）CU240B-2 接口端子出厂设置（USS接口）（2）CU240E-2 接口的出厂设置CU240

18、E-2 接口端子排的出厂设置也取决于控制单元CU支持哪种现场总线。CU240E-2接口端子的出厂设置（PROFIBUS或PROFINET接口）CU240E-2的出厂设置（USS接口）（3）接通和关闭电机出厂设置中电机的接通、关闭和换向时序（4）电机点动运行出厂设置中电机的JOG模式时序（5）最小转速和最大转速最小转速参数指的是电机最小的转速，出厂设置值为0 rpm，不受转速设定值的影响。最大转速参数指的是电机最大的转速，出厂设置值为1500 rpm。变频器将电机转速控制在最大转速以下。（6）以出厂设置运行变频器先设置电机数据，再以出厂设置进行快速开机调试。在满足条件的某些场合可不经调试直接运行

19、，但需要检查控制质量是否能达到应用的要求。5.5 使用操作面板BOP-2快速调试快速调试是通过设置电动机参数、变频器的命令源、速度设定源等基本参数，达到简单快速运转电动机的一种操作模式。在启动系统调试之前，必须小心确保潜在危险负载的安全，可采取将负载放在地面上或用电动机停机抱闸钳住负载等安全措施。5.5.1使用BOP-2面板快速调试步骤5.5.2检测电机数据并优化控制器5.5.1使用BOP-2面板快速调试步骤（1）接通电源，操作面板显示设定值和实际值。（2）按下退出键（ESC），通过向上键或向下键，将光标移动到“SETUP”菜单。（3）按确认键，进入“SETUP”菜单，显示“RESET”，选择

20、是否执行恢复出厂设置，即工厂复位。（4）当面板显示“DRV APPL”时，按确认键，进入p96参数，选择应用等级。（5）当面板显示“EUR/USA”时，按确认键，进入p100参数，设置电机标准。（6）当面板显示“INV VOLT”时，按确认键，进入p210参数，设置变频器的输入电压。（7）当面板显示“MOT TYPE”时，按确认键，进入p300参数，设置电机类型。（8）如果使用电机代码选择了电机类型，则在面板出现“MOT CODE”时，进入p301参数，输入该电机代码。（9）当面板显示“87 HZ”字样时，表示电机以87 Hz 运行。只有选择了 IEC 作为电机标准（EUR/USA，P100=

21、KW 50HZ），BOP-2面板才会显示该步骤。（10）当面板显示“MOT VOLT”时，按确认键，进入p304参数，设置电机额定电压。（11）当面板显示“MOT CURR”时，按确认键，进入p305参数，设置电机额定电流。（12）当面板显示“MOT POW”时，按确认键，进入p307参数，设置电机额定功率。（13）当面板显示“MOT FREQ”时，按确认键，进入p310参数，设置电机额定频率。（14）当面板显示“MOT PRM”时，按确认键，进入p311参数，设置电机额定转速。（15）当面板显示“MOT COOL”时，按确认键，进入p335参数，设置电机冷却方式。（16）当面板显示“TEC

22、APPL”时，按确认键，选择电机闭环控制的基础设置或合适的应用（p501、p502或p500）。（17）如果应用等级选择的是专家（Expert），则面板会出现“CTRL MOD”字样，此时需要设置p1300参数，选择控制方式。（18）当面板显示“MAc PAr”时，按确认键，进入p15参数，选择与应用相适宜的变频器接口缺省设置。（19）当面板显示“MIN RPM”时，按确认键，进入p1080参数，设置电机的最小转速。（20）当面板显示“MAX RPM”时，按确认键，进入p1082参数，设置电机的最大转速。（21）当面板显示“RAMP UP”时，按确认键，进入p1120参数，设置电机的上升时间。

23、（22）当面板显示“RAMP DWN”时，按确认键，进入p1121参数，设置电机的下降时间。（23）当面板显示“OFF3 RP”时，按确认键，进入p1135参数，设置符合OFF3指令的斜降时间。（24）当面板显示“MOT ID”时，按确认键，进入p1900参数，选择变频器测量所连电机数据的方式。（25）当面板显示“FINISH”时，按确认键，再通过向上键或向下键选择“YES”，按下确认键，确认结束快速调试。此时面板显示“BUSY”，变频器进行参数计算。当计算完成后，短暂显示“DONE”界面，随后光标返回“MONITOR”菜单，快速调试结束。5.5.2检测电机数据并优化控制器变频器可通过电机数据

24、检测测量静止电机的数据。检测电机数据并优化控制器需要两个前提条件：（1）在快速调试时已经选择了一种电机数据检测的方式，例如：对p1900参数设置为STILL方式，在静止时测量电机数据，快速调试结束后，变频器输出报警 A07991。（2）电机已冷却到环境温度，电机温度太高会导致电机数据检测的结果错误。使用BOP-2操作面板检测电机数据的操作步骤（1）按下键HAND/AUTO（手动/自动）键，进入HAND（手动）运行模式。（2）按下开机键，接通电机。（3）进行电机数据检测。在该期间，BOP-2面板上“MOT-ID”会闪烁；此时变频器启动，向电动机注入电流，电动机会发出吱吱的电磁噪声。（4）如果不发

25、生报警 A7991时，关闭电机并将变频器控制由 HAND（手动）切换为AUTO（自动）运行模式，结束电机数据检测。（5）如果变频器输出报警 A7991，变频器会等待新的ON指令用于启动旋转测量：按下开机键，接通电机，以启动旋转测量。进行电机数据检测。根据电机数据检测设置方式，在电机数据检测结束后，变频器会关闭电机或使电机加速至当前设定值。必要时请关闭电机。将变频器控制由 HAND（手动）切换为 AUTO（自动），完成电机数据检测。5.6 使用IOP调试变频器最后，保存设置。5.7 使用STARTER软件进行快速调试调试前，准备好已安装完毕的传动系统（电机和变频器）、安装了Win7/Win10操

26、作系统和STARTER软件（见第10章）的计算机。初次调试G120变频器时，优先使用USB连接方式。5.7.1将变频器接收到 STARTER 项目5.7.2进入“在线”模式5.7.3基本调试5.7.4电机数据检测5.7.1将变频器接收到 STARTER 项目（1）使用USB 电缆连接 PC 和变频器后，接通变频器的电源。（2）打开 STARTER软件，新建项目，并对新建项目进行命名。（3）在 STARTER 软件中点击工具条中“Accessable nodes”（可访问节点）按钮。（4）如果 USB 接口设置不正确，系统会弹出信息提示框；关闭提示框，显示可访问节点视图。依次点击该视图中的“PG

27、/PC”按钮和“Access point”按钮，将接口参数设置为“USB.S7USB.1”，将访问点设为“DEVICE（STARTER,Scout）”；最后点击“Update”按钮，更新设置，刷新界面。（5）如果通信接口参数设置正确，在“Accessible nodes”可访问节点视图中会显示可访问的变频器。（6）选中可访问节点视图中搜索到的变频器，点击“Accept”（确定）按钮，则弹出“transfer drive units to the project”提示框，提示已将变频器传输到项目中，且在项目视图的项目下，增加了一个G120驱动设备。5.7.2进入“在线”模式（1）点击“在线”按钮

28、。（2）调出“Online/offline comparison”在线/离线比较对话框。（3）上载硬件组态到当前项目（PG 或PC）中。（4）进入在线模式。5.7.3基本调试（1）打开STARTER软件，使变频器设备进入在线模式。（2）双击该变频器下的“Control Unit”（控制单元），则在工作区显示“Control_Unit”控制单元视图。可以在该视图中点击“Wizard”向导按钮进行基本调试的参数设置；还可以点击“Configuration”、“Drive data sets”、“Command data sets”、“Units”、“Reference variabes-setti

29、ng”或“I/O configuration”标签页进行标签页切换，并在相应标签页中进行参数设置，从而实现G120变频器的基本调试。（1）利用向导对相关参数进行设置与调试选择控制模式（Control structure）：无编码器的V/f控制或FCC；无编码器的矢量控制；带编码器的矢量控制。选择变频器接口的缺省设置（Defaults of the setpoint）。允许的配置方式包括输入/输出端的出厂设置和输入/输出端的预设置。选择变频器的应用（Drive setting）。低动态的轻过载应用，例如：电泵或风机。高动态的重过载应用，例如：传送带。选择电机（Motor）。根据电机的铭牌输入电机

30、数据（Motor data）。如果选择了电机的订货号，则电机数据自动录入。设置设备功能（Drive functions）。根据实际应用设置重要参数（Important parameters）。设置电机数据计算选项（Calculation of the motor）。设置编码器。最后，勾选“Copy RAM to ROM”，将数据掉电保存在变频器中，完成基本调试参数设置。（2）使用STARTER软件调整编码器数据5.7.4电机数据检测及电机测试在 STARTER 软件界面的指令树中，在在线模式下双击需要操作的变频器下的控制面板（“Control_Unit”“Commissioning”“Cont

31、rol panel”）。在STARTER 软件界面下方的对话框中，点击“Assume control priority”，获取对变频器的控制权，并勾选“Enables”，然后点击绿色启动按钮，接通电机，变频器开始启动电机数据检测。检测过程可能持续数分钟，检测完成后，变频器会自动关闭电机。在电机检测结束后，点击“Give up control priority”按钮，重新交还控制权给变频器。点击工具条中“Copy RAM to ROM”按钮，进行保存。如果除了静态电机数据检测外，还选择了包含矢量控制自动优化的旋转电机检测，必须再次给变频器通电，按上述步骤执行优化。本章小结本章简单介绍西门子SINAMICS变频器的基本参数，变频器调试前的准备工作和注意事项，以及变频器的调试步骤；重点介绍G120变频器的恢复出厂设置，使用BOP-2操作面板、IOP操作面板和STARTER软件等三种方式进行基本调试的过程，使初学者初步掌握变频器的基本调试内容和方法，熟练完成G120变频器的快速调试。