西门子6SL3210-1SB14-0UA0

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问题

当MM4系列变频器出现F0001故障时该如何解决?

F0001

变频器过电流，变频器输出电流超过大允许电流，常见故障可分为以下三类，电机故障、负载问题以及变频器故障。

常见原因

1. 电机问题

l  电机绕组相间或对地短路

l  电机电缆有接地故障

l  电机电缆长度超过了大允许的电缆长度

l  电机电缆接线存在接触不良的情况

1. 负载问题

l  负载电机遇到冲击，或机械结构出现“卡住”现象，引起电机电流突然增加

l  变频器输出频率超过电机额定频率，电机处于弱磁状态，负载波动引起过电流

l  变频器斜坡上升下降时间与负载特性不匹配，如加、减速时间太短

l  电动机功率与变频器的功率不相匹配，小变频器拖动大电机(小马拉大车的情况)

l  变频器运行过程当中，使用接触器投入或切除电机

l  PID控制，反馈信号受到干扰波动较大，PI参数不合适

l  启动正在旋转的电机

l  矢量控制时电机参数或速度环参数不准确

l  势能负载（例如起重机）启动时过电流，电机抱闸控制不合理，或启动力矩不够

1. 变频器问题

l  变频器I/O板接触不良

l  变频器内部器件短路

l  变频器电流检测元件故障

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常见处理办法

处理MM4系列变频器F0001故障，应首先明确变频器在何种工况下发生F0001故障，再按照故障的可能性逐条原因排查。常见工况：

1.        上电不运行就发生F0001故障，并且不能复位故障

2.        上电没有F0001故障，一启动马上报F0001故障，可以复位但启动马上又出现F0001

3.        正常运行过程中偶尔报F0001故障

对于第1种情况，由变频器问题引起的可能性较大，可尝试拆除控制接线、电机接线，只保留变频器供电电源和地线，尝试能否复位故障，如果不能复位，变频器可能损坏，请联系维修部门。如果故障能复位，检查变频器外部接线是否存在问题。

对于第2种情况，由电机问题引起的可能性较大，可尝试拆除控制接线、电机接线，只保留变频器供电电源和地线，尝试使用BOP面板空载启动变频器（变频器控制方式需要设置为V/F方式），如果变频器不出现F0001故障，请着重检查电机和电机电缆绝缘情况、电机电缆是否超长、以及电机电缆是否存在接触不良的情况，或更换电机进行测试。如果变频器仍然出现F0001故障，变频器可能损坏，请联系维修部门。

对于第3种情况，由负载问题引起的可能性较大，请按照“常见故障原因”中负载问题逐条分析。

注意：该故障无法屏蔽。

案例集

注意

以上内容仅作为故障报警排查的指导，不具有性，导致变频器故障报警的原因很多，情况也较复杂，本文只是对常见的故障报警原因和处理方法进行说明，供参考。

概述

Top Integration. Top Efficiency. Top Reliability.新型SITOP PSU8600是西门子推出的新一代电源系统，也是能够*集成于联网自动化应用和TIA博途（TIA Portal）系统的电源。该电源可大幅降低工程和运营成本。Ethernet/Profinet接口可让用户分别设定多达16个电源输出端的电压和电流。用户还可以在无需额外接线得情况下，根据需要随时增加附加模块——如可缓解短时外电网故障的模块。众多集成功能可支持状态监测和电源数据采集，这使得电源系统的可用性和效率都大大提高。因此，SITOP PSU8600特别适合对可靠性和集成度有很高要求的行业，例如：汽车、食品饮料和制药行业，以及定制化制造工厂。

优点

新型SITOP PSU8600的优点如下：这款三厢电源设备输出大电流为40A、拥有4路可独立监控的输出端，宽度仅125mm，特别节省空间。每路输出电流阈值可以设置在0.5-10A之间，输出电压可以设置在12-28V之间。通过连接器（System Clip Link）,无需额外布线，用户即可通过增加多达三个可提供多路输出的模块以及两个缓冲模块，来扩展SITOP PSU8600模块化系统中的电源。这使得应用系统可以承受长达600ms的外电网短时故障，从而避免造成进一步的损失。

因为能集成到TIA博途中，工程、组态和操作等都得以大幅简化。用户可以通过集成的Profinet接口获取广泛的电源运行和诊断信息。这些信息可直接通过Simatic S7得到评估，并显示在WinCC界面中。适用于Simatic控制器的标准化S7功能块及现成的WinCC面板软件包均可免费下载并快速整合到用户程序中。

集成的状态监测功能可提供电源的各种运行状态信息，从而及早为用户提供输出过载、温度超限、系统过载或电源故障等预警。这使用户可以及时采取预防措施，避免故障发生，提高可用性。此外，众多功能还支持高校的电源管理，包括实际电流和电压值的捕获、通过Profienergy对输出端进行独立的开/关切换（如在设备闲置期），以及与电源管理系统的*集成。

为了改进城市的自来水供应，欧盟出资开发了一个项目。在该项目中，西门子和合作机构共同研究降低供水网络损耗和能耗的新方法。无线传感器为能够实时呈现供水系统状况的仿真和优化模型提供数据，而后这些数据以数学计算方法进行运算分析，终帮助优化运营。欧盟委员会将在2015年秋季之前为ICeWater这一高效管理水资源的ICT（Information and Communication Technology）解决方案提供290万欧元的资金。项目参与方还包括东芝、Italdata、教科文组织水教育学院、通信与计算机系统研究所（ICCS）以及意大利米兰和罗马尼亚蒂米什瓦拉的自来水公司。

水资源如今常被大量浪费。即使在欧洲的中心城市，20%到30%的水损耗也比较常见。因此，找到能够快速、可靠地监测和定位漏水点的方法，有助于大幅减少水的浪费。除漏水问题外，大多数供水系统需要使用许多水泵，会消耗大量能源。如果能根据实际需求优化调整水泵运营计划，就能节省很多能源。

目前，这些创意还未被运用到供水网络中。事实上，供水系统内的传感器通常无法做到与监控和数据采集系统充分连接。此外，目前相关信息仅依靠人工进行收集，极不全面，而且一个月或一年才分析一次。

ICeWater项目旨在开发一种可优化供水网络规划和运营的决策支持系统。在西门子的SIWA水管理系统中就能看到这种辅助系统的雏形。西门子中央研究院目前正致力于研究适用于漏损管理的增强模块，为供水网络的运营和规划提供支持，为建立一个无线、节能的通信网络奠定基础。该网络可让监测水耗、水位和水流速的电池供电传感器通过互联网与自来水公司的控制系统进行通信。ICeWater系统可以保存收集的数据，并将它们提供给不同模块。此外，ICeWater项目运用了能够准确呈现供水网络水力特性的SIWA仿真模型。为了适应米兰和蒂米什瓦拉的特定条件，该项目对SIWA仿真模型实行了改进。这些模型可以帮助运营商寻找和定位漏点，而新算法可让运营商改善能耗。

1. 概述

西门子驱动装置（SIMOVERT MasterDrives VC，MicroMaster 4 以及SIMOREG DC Master）除了具有与驱动基本应用有关的功能外，还具有强大的通讯功能。驱动通讯可以分为三种方式：

? PROFIBUS DP协议
? USS协议
? SIMOLINK协议（一般用来代替Peer to Peer协议，实现从站到从站的通讯）

PROFIBUS DP和USS协议属于主/从通讯，需要有PLC作为主站，驱动装置作为从站。

USS协议的主要优点是，其接口集成在基本装置中，不需要额外费用；主要缺点是通讯速度慢，只有基本通讯功能（PKW+PZD），多31个从站。

PROFIBUS DP协议的主要优点是，通讯速度快，除了基本功能之外还有一些附加功能（例如：非循环通讯，交叉通讯），站点数更多；主要缺点是需要另外购买作为选件的通讯模板（例如：CBP2或PROFIBUS模板）。

SIMOLINK协议（代替Peer to Peer协议）主要用来实现驱动装置与驱动装置之间的通讯。SIMOLINK协议也可以是主/从通讯，主站是S7-400（FM458+EXM448）或SIMADYN D。

这里我们主要介绍S7 PLC与驱动装置采用PROFIBUS DP协议进行通讯。
采用PROFIBUS DP协议通讯时，既可以利用STEP 7本身提供的功能，也可以使用TIA软件Drive ES。

本文档只介绍STEP 7本身提供的功能。有关Drive ES的功能将根据需要在以后的文档中再做介绍。

（关于 DriveES，可以参加西门子自动化与驱动培训中心的培训课程D2403）

2. *条件

下面以S7-300 PLC与MasterDrives CUVC变频器的通讯为例：

主站：S7-300 CPU315-2DP可编程序控制器
从站：MasterDrives CUVC变频器 + CBP2 通讯模板
编程装置：PC + STEP 7 V5.4 + MPI接口（MPI Adapter 或CP5611卡）

装有STEP 7 V5.4 的PC机用于S7 CPU315-2DP的硬件组态与编程，通过MPI电缆与CPU315-2DP的MPI接口连接，用于硬件组态数据及程序的下载。CPU315-2DP的DP接口通过PROBIBUS 电缆与CUVC 变频器的CBP2 上的DP 接口连接，用于S7-300 与变频器的通讯。

网络连接如图1 所示。

图1：PC机、CPU315-2DP 与驱动装置的连接

3. 硬件组态

3.1. 新建项目
在SIMATIC Manager 中新建一个项目，名称为Drives_Comm。如图2 所示。

图2：新建项目，名称为Drives_Comm

3.2. 插入一个S7-300 主站
在项目名称Drives_Comm 下插入SIMATIC 300 Station，如图3 所示。

图3：在项目下插入一个S7-300 站

接下来对该站进行硬件组态：从硬件组态目录中依次插入机架、电源、CPU，设置CPU上PROFIBUS DP 接口的网络参数（可采用缺省设置，即：地址2，高地址126，波特率1.5 Mbps，协议DP）。如图4 所示。

图4：设置CPU 上PROFIBUS DP 接口的参数

按OK 键确认后得到主站的组态结果，如图5所示。

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图5：主站的组态

3.3 插入一个MASTERDRIVE 从站
在PROFIBUS(1): DP master system (1) 总线上挂上MasterDrives 从站。

从站路径为：PROFIBUS DP >
                        SIMOVERT >
                        MASTERDRIVES/DC MASTER CBPx                 或
                        MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1

MASTERDRIVES/DC MASTER CBPx 与MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 的区别是，前者只能按照PPO 类型选择报文结构（即CBP 功能：循环通讯），后者还能选择更多的报文结构，以配合CBP2 的一些扩展功能（DPV1功能）。

（关于CBP2 模板的报文结构参见下面第7 部分）
（关于MM4 PROFIBUS 模板的报文结构参见下面第8 部分）

选择MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 作为从站，地址设成3。如图6 所示。

图6：选择MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 作为3 号站

3.4. 在从站中插入“模板”
在驱动装置从站中插入类似于ET 200M 从站中的模板，以确定报文结构。
将右边窗口硬件目录中MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 下面的 PPO 3: 0PKW, 2PZD插入左下窗口中的*行（Slot 1）。该选项共占两行。意思是：PPO类型3，即：0个字参数数据（又叫PKW），2 个字过程数据（又叫PZD）。参数数据用于PLC 读/写变频器的参数，过程数据用于PLC 控制和监视生产过程。0 个字参数数据表示PLC 不能读/写驱动装置的参数，参数数据也不占用S7 的外设地址；2 个字过程数据表示PLC 和驱动装置交换2 个字过程数据，各占用S7-300 PLC 四个字节的外设地址。地址范围是输入字节256 - 259，输出字节256 -259。如图7 所示。

通常S7 传送到驱动装置的第1 个字是控制字，第2 个字是频率设定值；驱动装置传送到S7的第1 个字是状态字，第2 个字是频率实际值。这是简单的应用。

(关于CBP2 模板的其他选项的含义参见下面第7 部分)
(关于MM4 PROFIBUS 模板选项的含义参见下面第8 部分)

图7：驱动装置的输入/输出地址

3.5 查看从站中“模板”的属性
双击左下窗口中的第二行（Slot 2），打开其属性。如图8 所示。

图8：驱动装置的输入/输出地址的属性

属性中给出驱动装置占用S7-300 PLC 外设地址的情况，包括：输出/输入地址，长度，单位，连续性范围。这里除了地址之外，其他属性都是由PPO3 决定的，只能读，不能改写。

当字长不大于 2 或选择“以字为单位传送”时：用 MOVE 指令（L/T 指令）编程
当字长大于 2 且选择“所有字一起传送”时：用 SFC14/15 编程

4. 编程

根据前面的组态，由于输入/输出各占四个字节，可以使用两次MOVE 指令（L/T 指令）。由于程序简单，程序可以直接编写在OB1 中。数据从MB0 - MB3（即：MW0和MW2）写入驱动装置，从驱动装置读回的数据放入MB4 - MB7（即：MW4和MW6）。如图9所示。

图9：PLC程序

传送到驱动装置的第1 个字（MW0）是控制字（控制指令）：
当 MW0 = 0000 0100 0000 0000 B = 0400 H 时，驱动装置处于运行准备状态；
当 MW0 = 0000 0100 0000 0001 B = 0401 H 时，驱动装置进入运行状态1）

1） 相应于第5部分参数设置，PLC 只控制驱动装置起/停。若要传送所有指令应设置：
MW0 = 1001 1100 0111 1110 B（9C7EH）<-> 运行准备
MW0 = 1001 1100 0111 1111 B（9C7FH）<-> 运行
同时设置：P555~P575 = 3101~3115

传送到驱动装置的第2 个字（MW2）是频率设定值：
当MW2 = 0100 0000 0000 0000 B = 4000 H= 16384 D 时，相当于50Hz。

5. 参数设置

在驱动装置侧，驱动装置应处于可以运行的状态。为了实现与PLC 之间的通讯，以及从PLC 接收起/停指令和设定值，向PLC 传送状态字（驱动装置状态）和实际值，应如下更改参数：

参数设置可以通过操作面板PMU，也可以通过DriveMonitor 软件进行。

6. 测试

启动STEP 7的Monitor/Modify Variables 功能，填写变量。如图10 所示。

图10：用监视和修改变量功能控制驱动装置起动和调速

当控制字（Control Word1）为W#16#0400 时，驱动装置应显示O009，表示运行准备状态。将控制字从W#16#0400 改成W#16#0401 时，驱动装置起动。除了状态字（Status Word1）会发生变化外，速度实际值（Actual Value）也会逐渐上升，上升速度取决于参数P462.01 的数值，后达到W#16#4000（50Hz）。状态字的含义如图11 所示。其中Bit 2 表示运行状态。将控制字改回W#16#0400 时，驱动装置首先减速，减速时间取决于P464.01 的数值，然后停止运行。

西门子科学家正在参与一项新的科研项目，该项目可就大数据的多种商业应用方式进行分析。欧盟的BYTE项目旨在制定一份路线图，为实现在2020年以前提高欧洲在大数据市场所占份额提供行动方案。BYTE将重点开发政治措施和技术措施，这些举措既能大程度利用大数据的优势，又可以小化隐私等方面的不利影响。欧盟的BIG项目为大数据应用找到了业务模式和相应技术，BYTE项目是在BIG项目基础上的进一步推进。除西门子以外，此项目还聚集了其他十家来自工业和科研领域的合作伙伴。

海量数据的智能分析以及更重要的对分散信息的融合蕴含着巨大潜力。举例而言，工业企业已经在利用大数据技术来寻找节能空间。当涉及多个数据源时，大数据分析的难度会更大，例如，要研究特定地区的工厂和家庭用户的能源消耗数据就比较困难。分析此类信息可以得出工厂的生产情况或个人的使用行为，因而必须对这类信息的使用加以精确和安全的规范。由多数据源融合而来的数据量越大，数据使用所带来的正面或负面的影响就越多样化。BYTE团队中聚集了自然科学、工程、计算机编程、法律、社会学和经济学领域的专家，专家们通过开展各种案例研究以分析大数据的方方面面。

西门子中央研究院的科学家们在BYTE项目中对智能城市展开了案例研究。来自城市、工厂和发电厂等特殊环境的信息，经过特定的处理方式实现关联，西门子称其为智能数据（Smart Data）。例如，手机可以提供用户行动轨迹的匿名数据，汽车可以生成交通路况的数据，智能电表提供的数据可用于预测未来的能源需求。城市可以利用此类数据疏导交通，改善碳足迹，又不侵犯市民的隐私。为实现这一愿景，需进一步制定相关法律并开发数据保护技术。

西门子研究人员与欧洲城市携手合作，对能源与交通交集领域的大数据应用展开研究。他们走访了能源供应商、市政当局和公共运输公司的专家，努力推进各个方面的研究。西门子的一些业务部门已经在开发智能城市解决方案，包括智能电表、楼宇和能源管理系统以及电动交通基础设施。此外，西门子中央研究院于2013年夏季在维也纳启动了“Aspern智能城市”（Aspern Smart City）研究项目，目前该项目正在推进过程中。

SITOP modular

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