西门子200KW变频器

湖南嘉普云自动化设备有限公司

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本FAQ以带有CU240E-2的G120为例，介绍了SINAMICS变频器如何通过参数设置实现DI点的ON/OFF2功能，其他SINAMICS变 频器用法类似。

1 单方向正转ON/OFF2功能设置

1.1 硬件接线：
        这里使用DI0端子为例，将CU240E-2的DI0端子作为变频器的斜坡启动信号，DC24V接通后按照 P1120斜坡上升时间启动；同时DI0端子也作为自由停车信号 取代OFF1斜坡停车，DC24V断开后执行OFF2停车命令，变频器封锁逆变桥，电机惯性自由停车。如图01所示：


图01.单方向正传硬件接线

1.2 参数设置：
         G120-2的CU单元通常使用P0015参数来选择常用的宏指令，本例以宏参数2或者3为例介绍如何设置单方向正转的ON/OFF2功能。

2 单方向反转ON/OFF2功能设置

2.1 硬件接线：
        某些现场不希望改变硬件接线实现单方向反转ON/OFF2功能，这里同样使用DI0端子为例，将CU240E-2的DI0端子作为变频器的反向斜坡启动信 号，DC24V接通后按照P1120斜坡上升时间启动；同时DI0端子也作为自由停车信号 取代OFF1斜坡停车，DC24V断开后执行OFF2停车命令，变频器封锁逆变桥，电机惯性自由停车。如图02所示：

图02.单方向反转硬件接线

2.2参数设置：

注：除了增加一个反转的选择外，原理同单方向正转相同。

3 G120-2的正反转的ON/OFF2功能设置

3.1硬件接线：

        DI0作为变频器的正转端子，DI1作为变频器的反转端子，启动硬件接线如03图所示：

图03.双方向硬件接线

3.2参数设置：

        当宏参数选择1/17/18/19/20为时。西门子200KW变频器

4 S120/G130/G150等SINAMICS变频器的正反转的ON/OFF2功能设置

4.1硬件接线：

        本例以G150中CU320-2DP上的DI0作为变频器的正转端子，DI1作为变频器的反转端子，启动硬件接线如03图所示：

图04.双方向硬件接线

4.2参数设置：

        设置前要激活自由功能块，步骤如下：首先在STARTER软件中右键单击Control_Unit进入到Properties菜单，进入Function module子菜单，勾选Free function blocks后点击OK，后将配置好的项目下载到变频器中。
G150的异或功能块儿为四个输入，只用到前两个管脚，后两个管脚设置为默认值0。

ET200Pro系列产品做为西门子分布式IO系列产品中的一种，具有高IP67的防护等级，成为特殊行业应用的主要产品之一。同时，ET200Pro还提供了故障安全模板：F-DI/F-DO以及电机启动器（MotorStarter）、故障安全型变频器（F-FC）等，满足了行业中的故障安全应用的需求。本文将主要介绍ET200Pr*安全型变频器的调试和使用的方法。

1 ET200Pr*安全系统介绍
与ET200S系统类似，ET200Pro也提供了全系列的故障安全模板。
1) 故障安全型输入/输出模板（F-DI/F-DO）
ET200Pro的故障安全型输入/输出的模板的使用与ET200M，ET200S等分布式IO的安全模板使用方法相同。
2）电机启动器（MotorStarter）
ET200Pro的电机启动器模板（MotorStarter）中，提供了一些特殊的模板，比如F-RSM和ASM-400，电机启动器模板（MotorStarter）如果配合F-RSM和ASM-400使用可以达到SIL3(Cat.4)的安全等级（图1）。

图1 故障安全型电机启动器（MotorStarter）系统配置(Cat.4)

具体配置列表请参照手册：SIMATIC ET 200pro Motor starters

3）故障安全型变频器（F-FC）
ET200Pro F-FC是一款嵌入在ET200Pro系统中的紧凑型的故障安全型变频器。工作电压为3 AC 400V 50/60Hz，连接3相交流电机，大1.1KW，温度允许的情况下，可以连接1.5KW电机。
该变频器可以通过PROFIBUS/PROFINET的接口模板进行连接调试，也可以使用光纤转串口的电缆进行连接。
ET200Pro变频器需要与前面提到的电机启动模块中的特殊模块一起使用来对其关断信号进行评估，因而系统中需要F-Switch 或F-RSM（图2）。

图2 故障安全变频器与F-RSM的配置

其中主要的模板包括：西门子200KW变频器
③接口模板
可以连接变频器模板的接口模板包括：
1) IM154-4 PN HF Cu V6.0 (6ES7 154-4AB10-0AB0)
2) IM154-2 DP HF (6ES7 154-2AA00-0AB0)
④F-RSM或者F-SWITCH
⑤故障安全型变频器（F-FC）
⑥终端模块

2 ET200Pro F-FC的调试方法
ET200Pro F-FC的组态可以通过Step7软件来实现。但变频器模板的调试工具需要用到DriveES（或者Starter、MotionScout）等软件。如果系统中使用了F-Switch，则需要MotorStarter ES软件来设置相关Switch的参数。

2．1 Step7的组态
（1）新建一个S7 300站，这里选择CPU 317F-2 PN/DP做为F主机，IM154-4 PN HF Cu V6.0做为F设备。（图3）

图3 新建S7 300站

硬件组态中，添加F-RSM；由于ET200Pro F-FC没有Profisafe报文，因而只能添加标准报文F-FC 1.1/1.5KW Standard telegram1。(图4)

图4 添加硬件

分别双击两个模板，打开属性框，将诊断选项使能。

（2）双击CPU，设置CPU的参数。

选择F 参数，为故障安全程序设置密码（图5），防止有未经*的人修改F程序。

图5 设置F程序的密码

选择“Protection”，设定CPU程序的访问保护密码，同时将“CPU contains safety program”激活（图6）。

图6 保护选项

保存编译后，我们可以看到在Step7的Block下，出现了一些相关F系统的功能块，但由于ET200Pro F-FC没有Profisafe的报文，因而这里实际上并没有关于ET200Pro F-FC的F系统块，这也是ET200Pro F-FC与ET200S F-FC或者G120F、S120F的不同之处，因而ET200Pro F-FC的安全功能是通过F-RSM或F-Switch来实现的。
至于如何建立Step7的F程序，这里不再详细介绍，请参考相关手册。

2．2 F-FC的调试
ET200Pro F-FC的调试需要用到Drive的一些软件。通过Step7界面，双击变频器模板，则可以打开相应的调试软件的界面。

（1） 双击打开调试界面，选择“在线”。

图7 选择在线连接到F-FC

如果无法在线操作，则检查“Option”菜单下的“Set PG/PC interface”的设置，选择合适的接口用于连接F-FC。

（2） 选择“上载”，将系统配置自动上传到PG。

图8 上传参数

在“Functions”下选择“Safety Integrated”进行安全功能的设置。注意这个选项只有在“在线”的模式下才可以操作。

图9 选择安全功能设置

（3） 打开设定界面，可以看到ET200Pro F-FC提供3种安全功能：
STO、SS1和SLS。
在ET200Pro F-FC的内部，有两条F功能总线“Safety busbar G1” 和“Safety busbar G2”。可以通过“Enables”选择这两条安全总线回路中的安全功能。如图10所示，由于F-RSM只提供一个安全回路开关(F0)，故这里只选择了“Safety busbar G1”的SLS（F0）。如果系统中使用了F-Switch，则可以设置两个安全功能回路。

图10 选择安全功能

（4） 分别设定安全功能的参数

STO：安全转矩关断。该功能激活后，变频器内部的电源被切断，电机进入自由停车状态。（图11）

图11 STO的参数设置界面

这里的设置都是关于安全回路测试的：当系统恢复正常时，是否进行回路测试，用来保证系统正常运行，以及及时检查系统错误。T=8小时的设置也是保证系统的自检测的时间。
SS1:安全停车指令1。当SS1被激活时，系统按照设定的参数进行停车。否则进入故障状态，并终进入STO。

图12 SS1的参数设置界面

Standstill:截止频率。当停车过程中，频率达到该设定值时，进入STO状态。
Tr：停车时间设定；
Tv: 延时监控时间。超出该设定值，变频器进入故障状态，同时马上进入STO状态。

SLS：安全限速。安全限速有4种模式，分别对应4种安全限速的动作。这里需要定义安全限速的设定值“Setpoint”，上限值“Upper limit”和选择模式 

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