西门子6SL3120-2TE21-8AA0

6SL3120-2TE21-8AA0

SINAMICS 双轴电机模块 输入：600V DC 输出:3AC 400V,18A/18A 内部风冷 包含 DRIVE-CLiQ 电缆

1 简单抱闸控制特点
S120抱闸控制主要分为简单抱闸控制和扩展抱闸控制，可根据应用场合不同而灵活选用。本文主要介绍简单抱闸控制。
S120 简单抱闸控制的特点主要有：
? 通过顺序控制自动激活
? 静态P1227（零速P1228）检测监控
? 强制释放抱闸（p0855，p1215），包括有条件或无条件释放抱闸
? 无条件关闭抱闸（p0858 = 1）
? 取消“使能速度控制器”信号后的抱闸应用（p0856 = 0）

2抱闸功能描述
“简单抱闸控制”专门用于电机抱闸的控制。当驱动不激活时，保持抱闸用于保护驱动装置，以免出现不希望的运动，如位能性的负载或垂直运行的负载出现的危险。
释放和保持抱闸的触发命令通过控制单元（CU）的DRIVE-CLiQ 传送至电机模块，直接把信号互连到电机模块上并进行监控。然后电机模块执行动作并激活保持抱闸的输出。可在
SINAMICS S120/S150 参数手册（功能图2701，2704）中看到详细的顺序控制框图。通过
参数p1215可配置抱闸控制的运行规则，图1所示为简单抱闸控制的顺序图。

打开抱闸的过程：
(1) 当符合启动条件后，控制单元发出ON命令，接触器开始闭合，设备开始预充电。完
成后，开始建立励磁；
(2) 励磁完成后，打开抱闸的输出信号为1；
(3) 此处还可以通过p0855=1强迫释放抱闸命令；
(4) 打开抱闸的输出信号为1，r0899.12=1， 可以控制抱闸装置。此时电机并不会立即加
速，否则会出现溜钩的现象；
(5) 延迟时间p1216到达之后，电机立即加速，直到稳定状态。 p1216的时间需根据现
场情况调节。

关闭抱闸的过程：
(1) 当控制单元发出OFF命令后，电机速度开始下降；
(2) 电机实际速度或设定速度小于p1226所设定的值；
(3) 延迟p1227或p1228时间后，关闭抱闸的输出信号为1；
(4) 此处还可以通过p0858 = 1强迫输出关闭抱闸命令；
(5) 关闭抱闸的输出信号为1，r0899.13=1， 可以控制抱闸装置。此时变频器输出电流仍
存在，否则会出现溜钩的现象；
(6) 延迟时间p1217到达之后，变频器脉冲封锁，输出电流立即降到0。 p1217的时间
需根据现场情况调节。

图1 简单抱闸控制的顺序图

3 抱闸调试过程
如果电机模块具有内部集成的抱闸控制并连接有抱闸装置时，可通过设置参数p1215 = 1激活简单抱闸控制。
如果电机模块没有内部集成的抱闸控制，可通过设置参数p1215 = 3激活抱闸控制，此时需要将“开闸”或/和“关闸”信号互联到CU的输出点上，由此输出点来控制开抱闸。
注意：
? 简单抱闸控制不能应用于维护性的抱闸控制，当应用抱闸控制时一定要考虑特殊
的工艺要求和机械条件以保证人员的安全。
? 当电机有抱闸装置时，设置P1215=0，在启动设备时将导致抱闸装置的损坏。
? 只有书本型功率单元和模块型功率单元有安全抱闸继电器时，才能激活抱闸控制
监测（p1278 = 0）。

抱闸配置：
在STARTER或SCOUT调试软件中，添加一个驱动，然后配置驱动参数。在图2所示抱闸配置界面中，根据实际情况选择1或者3。

图2 选择基本抱闸

在驱动的目录树下选择“Functions”?“Brake control”，打开抱闸设置界面，如图3所示。

图3 基本抱闸配置

参数设置：
对于参数p1215，可以有以下几种设置方式：
? p1215=0，不使用报闸功能
? p1215=1，基本报闸控制模块集成的抱闸
? p1215=2，电机报闸一直打开
? p1215=3，外部报闸控制装置
p1216为释放抱闸时间，p1217为关闭抱闸时间。一般地，关闭抱闸命令和释放抱闸命令连接一个BICO参数即可，通常连接r0899.12。

关闭抱闸配置：
如图4所示，点击“Close brake”按钮，进入关闭抱闸设置界面。可以设置零速检测阈值（p1266），零速检测监控时间（p1227）和脉冲抑制延迟时间（p1228）。
通过参数p0858设置强制关闭抱闸，可连接至一个开关量，如果此信号为1，则强制关闭抱闸。

图4 关闭抱闸设置

释放抱闸配置：
如图5所示，点击“Release brake”按钮，进入释放抱闸设置界面。通过参数p0855设置强制释放抱闸，可连接至一个开关量，如果此信号为1，则强制释放抱闸。

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图5 释放抱闸设置

4 重要参数
列出关于抱闸控制的一些重要参数，可以根据不同应用场合进行灵活设置：
? r0056.4                                 励磁完成
? r0060             CO                 设定值滤波器前的速度设定值
? r0063             CO                 实际值滤波后的实际速度值（伺服）
? r0063[0…2]   CO                速度实际值
? r0108.14        CO                 扩展抱闸控制
? p0855[C]       BI                  无条件释放抱闸
? p0856            BI                   速度控制器使能
? p0858            BI                  无条件关闭抱闸
? r0899.12       BO                 开抱闸指令
? r0899.13       BO                 关抱闸指令
? p1215                                 电机抱闸配置
? p1216                                 释放抱闸时间
? p1217                                 关闭抱闸时间
? p1226                                 零速检测阈值
? p1227                                 零速检测监视时间
? p1228                                 脉冲抑制延迟时间
? p1278                                 抱闸控制诊断评估

1 概述

    根据通讯接口的不同，SINAMICS S120的控制单元分两类：

· 支持PROFINET IO的控制单元：CU310-2 PN，CU320-2 PN

· 支持PROFIBUS DP的控制单元：CU310-2 DP，CU320-2 DP

    对于支持PROFIBUS DP通讯的控制单元，可以使用Y-Link模板将CU3x0-2 DP接入到S7-400H冗余系统中。

    对于支持PROFINET IO通讯的控制单元，在固件版本V4.8之前，一直没有相应的解决方案。但从固件版本V4.8开始，SINAMICS S120增加了一个新功能，开始支持与S7-400H冗余系统的PROFINET通讯。一个带有3个CU310-2 PN的S7-400H系统连接示意图，如图1-1所示。

图1-1  连接示意图：S7-400H与S120的PROFINET通讯

    S7-400H系统由两个相互冗余的控制器组成，两个CPU一用一备，双方通过光纤连接，保持数据同步。如果一个CPU故障停机，另一个CPU会立即投用，这大大降低了系统停机的风险，提高了系统可靠性。S120配合S7-400H系统使用时，同样具有以上优点，在一个CPU出现故障时S120无需停机，在切换CPU的过程中，上一个连接的设定值将被冻结并仍然有效。

    但是，目前这种配置不支持PROFINET IRT模式，不支持设备共享（Shared Device），而且只能使用控制单元的板载PN接口实现系统冗余。

2 通讯连接与配置

2.1 硬件需求

在SINAMICS S120配合S7-400H系统进行PN通讯时，需要以下硬件：

· SIMATIC S7-400H控制系统

带有PROFINET接口的H-CPU，型号为 41xH

· SINAMICS S120控制单元

带PROFINET接口的 控制单元，CU310-2 PN 或 CU320-2 PN

2.2 通讯拓扑

S120与S7-400H的PROFINET冗余通讯连接有两种拓扑结构。

2.2.1 不使用交换机的通讯拓扑

不使用交换机时，可以将S120控制单元上的两个PN接口分别与S7-400H系统的两个CPU相连接，如图2-1所示。

图2-1 不使用交换机：S120与S7-400H的连接拓扑

2.2.2 使用交换机的通讯拓扑

可以使用交换机同时与S7-400H系统的两个CPU相连接，S120控制单元只使用一个PN接口与交换机相连接，如图2-2所示。

图2-2 使用交换机：S120与S7-400H的连接拓扑

2.3  硬件组态示例

使用SIMATIC PCS7软件可以完成项目硬件组态和后续调试。以2.2节中图2-1与图2-2的拓扑为例，其硬件组态如图2-3所示。

图2-3 硬件组态示例

能源管理流程

随着能源成本的不断增加和环保法规的日渐严苛，与此同时企业也不断努力，争取获得 ISO 50001 能源管理标准认证，这些都使得能源管理的应用实施变得更为重要。高效的能源管理，不但可以提高企业的能源应用效率和生产力，同时还可显着提升企业的市场竞争力。若要在生产过程中提高能源效率，则需做到：

系统化能源管理

西门子提供全面的能源管理产品与技术，其中能源管理系统可根据客户能源需求提供优化的能源管理。在此，我们将能源管理分为三个阶段 — 识别、评估和实施。通过相应的硬件和软件解决方案，为客户在生产过程的每一阶段提供*的支持。

公司范围内实现透明能源流

生产过程优化的一个重要措施就是提高生产资源的利用率。只有系统性地采集电能、热能、压缩空气或用水等消耗数据，才能对工业实施长期高效的能源管理。通过数据分析，可以有效地发掘节能潜力，优化能源效率。

精确计算各种节约潜力

能源管理的第二个阶段是评估。在完成能源数据采集、评估和可视化分析，并由此确定了大能源消耗设备之后，即可开始在整个自动化层级中对具体的节能潜力进行评估。后根据评估结果，计算出实施节能措施后的成本效益。

实施节能措施，提高能源效率

在基于经济分析确定优秀节能改造措施之后，下一步就是通过具体措施，尽可能有效地利用已确定的节能潜力，开展节能项目。在能源管理中，关键是驱动设备的节能；驱动系统的能耗通常占整个工业能耗的三分之二。无论是新工厂还是新系统上线，亦或是旧厂的现代化改造，单个驱动解决方案的节能效率均可高达 70%。

专业咨询，助您显着实现节能增效

为了准确计算生产过程中的节能潜力，西门子的专家将竭诚为您提供专业的咨询服务，涵盖所有行业涉及工业能源管理的各个方面。西门子的 EOA 服务包，可计算单一设备的节约成本潜力并对整个工厂的能源消耗进行相应优化。初，EOA只是应用于驱动系统的分析，但通过系统化能源管理，大投资回报期可缩短至两年。这样，只需少量投资即可显着降低能源成本。EOA 是西门子能源优化服务 EOS 的一部分，主要用于检测能源过程和类型，并识别各种节能潜力。

S120作为一款高性能伺服驱动器，其强大的功能和*的控制性能得到了广大用户的*好评和青睐。借助强大的调试软件可以方便完成S120的调试，但对于初步接触和使用该产品的工程师来说，调试过程中往往会遇到一些简单的故障由于缺乏经验而导致排查过程中走了弯路，本次我们来介绍一下S120常见故障F7900及其排查方法。

1 概述

S120作为一款高性能伺服驱动器，其强大的功能和*的控制性能得到了广大用户的*好评和青睐。借助强大的调试软件可以方便完成S120的调试，但对于初步接触和使用该产品的工程师来说，调试过程中往往会遇到一些简单的故障由于缺乏经验而导致排查过程中走了弯路，本次我们来介绍一下S120常见故障F7900及其排查方法。

2 F0790*排查

首先来看一下什么是F0790*？产生此故障的判断依据是什么？

电机长时间以转矩极限值工作，超出了 p2177 中设置的时间，且转速低于 p2175 中设置的转速阈值，S120 驱动就会发出F07900电机堵转报警。

可以按照以下流程进行故障排查：

几点说明：

1. 实际生效的转矩限幅为电流限幅、转矩限幅、功率限幅换算为转矩的小值，逻辑图如下，所以在观察到R1538，R1539为0或很小的时候应该判断哪个限幅生效并修改。

1. 如果空电机不带负载运行正常，带载运行报故障F7900，此时应该核算驱动器和电机是否过载，如过载，需要更换大的电机及驱动器或减小负载；如未过载，可以通过减小P2175或增大P2177解决。
2. 对S120驱动第三方伺服电机的情况，有可能出现P1300=20能正常运行，且此时R60与R61大小相同符号*，但P1300=21运行报故障F7900的情况，此时应该进行值编码器调校P1990=1（对值编码器和带有C/D信号的增量编码器）或磁极位置识别P1982=1（对增量编码器）。

如按以上流程检查，可解决大部分F790*。