西门子6RA7095-4KV62-0

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6RA7095-4KV62-0

SIMOREG DC Master 整流器 带微处理器 用于 4 象限驱动 电路（B6）A（B6）C 输入 690V 3AC，1658A 可控励磁整流器 D725/2000 MREQ-GEGF4V62 输出 725V DC，2000A 输出端 US 等级：DC725V， 1402A 现场输入端 460V，输出端 375V， 40A

Task
本例为如何调试两台变频器主从控制。
一个简单的示例如传送带上有两台变频器：一台为主传动，一台为从传动控制。
传送带的速度通过主传动设定 (电机 M1) (如：通过 AIN 1)。主传动选用带编码器的矢量控制，从传动为带编码器的闭环转矩控制。 从传动转矩设定值来自于主传动转矩，需要将主传动模拟量输出连接到从传动的模拟量输入。

基本*条件

 MICROMASTER 440变频器与配置 CU240S（版本3.2以上）的 SINAMICS G120均可。

解决方案
按说明书调试两台变频器如下：
1. 两台变频分别做快速调试
2. 两台变频分别做电机识别
3. 两台变频器分别做带编码器的调试
4. 主传动模拟量输出端2连接到从传动模拟量输入端2
5. 设定从传动I/O端子板的模拟量输入端子2的拨码开关为ON（0-20mA输入）

调试之前首先要校对电机速度，方法是采用V/F（见P1300）控制方式，两台变频器运行速度要相同，比较参数r0061和r0021值的大小，电机的转向和大小必须*（微小的偏差是可以接受的）。如果完成了以上要求， 则改变P1300的值来激活带编码器闭环矢量控制/闭环转矩控制(参考 MM440参数手册, 3.29节控制模式，参数 P1300；3.5节速度编码器，参数P0400；MM440操作说明，3.23.2节)。如果电机旋转方向不正确，应该检查变频器的输出相序和编码器通道，必要时进行改线。

注意
参数P1820设置为1就可以改变电机转向而不需要重新接电机动力电缆，同时参数P0410设置为1可以改变编码器转向检测(只对SINAMICS G120；参考CU240S参数手册…参数 P0410)。

主传动的参数设置
1. P0771.1 = r0079 模拟量输出2为转矩设定值
为了能将从主机来的负转矩设定值给定到从机（电机的正转与反转），主机模拟量输出需标定如下：

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 带编码器矢量控制

从传动参数需设置如下
7. P0756.1 = 2 模拟输入2 0-20mA

模拟输入的标定：
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 大频率 (比主传动值高)
13. P1300 = 23 带编码器转矩控制
14. P1503 = r0755.1 模拟输入2作为转矩设定
15. P2000 = 55 基准频率 (比主传动值高)

如果从机故障停机，必须尽可能快得关断主传动。需要将从传动的故障位 r0052.3输出作为主机的OFF2命令或脉冲使能，从机数字输出 (e.g. DOUT1) 应连接到主机的数字输入 (如： DIN4).
将从机的端子19与20连接到主机端子8与9上。
相应的参数需要设置：

从传动
P0731.0 = 52.3

主传动
P0704 = 99
P0844.0 = 722.3 OFF2 命令

Or/and
P0852.0 = 722.3 脉冲使能

系统的原理框图

 Fig. 01

．控制系统原理和接线图

下图是本例中所使用的原理和接线图。

图1:控制系统原理和接线图

2．硬件需求
S7-1200 PLC目前有3种类型的CPU：
1）S7-1211C CPU。
2）S7-1212C CPU。
3）S7-1214C CPU。
这三种类型的CPU都可以使用USS通信协议通过通信模块CM1241 RS485来实现S7-1200与G120变频器的通信。

本例中使用的PLC硬件为：
1）PM1207电源 ( 6EP1 332-1SH71 )
2） S7-1214C ( 6ES7 214 -1BE30 -0XB0 )
3) CM1241 RS485 ( 6ES7 241 -1CH30 -0XB0 )
4) 模拟器 ( 6ES7 274 -1XH30 -0XA0 )

本例中使用的G120变频器硬件为：
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 通信电缆 ( 6XV1830-0EH10)

3．软件需求

1) 编程软件 Step7 Basic V10.5 ( 6ES7 822-0AA0-0YA0)

4．组态

我们通过下述的实际操作来介绍如何在Step7 Basic V10.5 中组态S7-1214C 和G120变频器的USS通信。

4. 1 PLC 硬件组态

首先在Step7 Basic V10.5中建立一个项目，如图1所示。

西门子6RA7095-4KV62-0
图2： 新建S7 1200项目

在硬件配置中，添加CPU1214C和通信模块CM1241 RS485模块，如图2所示。

图3： S7 1200硬件配置

在CPU的属性中，设置以太网的IP地址，建立PG与PLC的连接，如下图所示。

图4： S7 1200 IP地址的设置

4. 2 G120参数设置

变频器的参数设置如下表所示。

表1 ：G120变频器的参数设置

注意：表1中的17，18，19，20 这四项参数值的设置必须使PLC的参数值与变频器的参数值相*。而19，20这两个参数值必须设置成如表1中的值，否则有可能变频器与S7-1200通信有如下问题：可能不能读出从变频器反馈回来的参数值。

5．USS通信原理与编程的实现

5. 1 S7 1200 PLC与G120 通过USS通信的基本原理

S7 1200提供了的USS库进行USS通信，如下图所示：

图5： S7 1200 的USS库

        USS_DRV 功能块是S7-1200 USS通信的主体功能块，接受变频器的信息和控制变频器的指令都是通过这个功能快来完成的。必须在主 OB中调用，不能在循环中断OB中调用。
        USS_PORT功能块是S7-1200与变频器USS通信的接口,主要设置通信的接口参数。可在主OB或中断OB中调用。
        USS_RPM功能块是通过USS通信读取变频器的参数。必须在主 OB中调用，不能在循环中断OB中调用。
        USS_WPM功能块是通过USS通信设置变频器的参数。必须在主 OB中调用，不能在循环中断OB中调用。

这些功能块与变频器之间的控制关系如下图所示：

图6： USS 通信功能块与变频器的控制关系

        USS_DRV功能块通过USS_DRV_DB数据块实现与USS_PORT功能块的数据接收与传送，而USS_PORT功能块是S7-1200 PLC CM1241 RS485模块与变频器之间的通信接口。USS_RPM功能块和USS_WPM功能块与变频器的通信与USS_DRV功能块的通信方式是相同的。

        每个S7-1200 CPU多可带3个通信模块，而每个CM1241 RS485通信模块多支持16个变频器。因此用户在一个S7-1200 CPU中多可建立3个USS网络，而每个USS网络多支持16个变频器，总共多支持48个USS变频器。

5. 2 S7 1200 PLC进行USS通信的编程

1．USS通信接口参数功能块的编程
USS通信接口参数功能块的编程如下图所示。

图7： USS通信接口参数功能块的编程

USS_PORT功能块用来处理USS网络上的通信，它是S71200 CPU与变频器的通信借口。每个CM1241 RS485模块有且必须有一个USS_PORT功能块。

PORT：指的是通过哪个通信模块进行USS通信。
BAUD：指的是和变频器进行通行的速率。 变频器的参数P2010种进行设置。
USS_DB：指的是和变频器通信时的USS数据块。每个通信模块多可以有16个USS数据块，每个CPU多可以有48个USS数据块，具体的通信情况要和现场实际情况相联系。每个变频器与S7-1200进行通信的数据块是一的。
ERROR：输出错误。
STATUS：扫描或初始化的状态。
S7-1200 PLC与变频器的通信是与它本身的扫描周期不同步的，在完成一次与变频器的通信事件之前，S7-1200通常完成了多个扫描。
USS_PORT通信的时间间隔是S7-1200与变频器通信所需要的时间，不同的通信波特率对应的不同的USS_PORT通信间隔时间。下图列出了不同的波特率对应的USS_PORT小通信间隔时间。

图8：不同的波特率对应的USS_PORT小通信间隔时间

        USS_PORT在发生通信错误时，通常进行3次尝试来完成通信事件，那么S7-1200与变频器通信的时间就是USS_PORT发生通信超时的时间间隔。例如：如果通信波特率是57600，那么USS_PORT与变频器通信的时间间隔应当大于小的调用时间间隔，即大于36.1Ms而小于109Ms。S7-1200 USS 协议库默认的通信错误超时尝试次数是2次。
        基于以上的USS_PORT通信时间的处理，我们建议在循环中断OB块中调用USS_PORT通信功能块。在建立循环中断OB块时，我们可以设置循环中断OB块的扫描时间，以满足通信的要求。循环中断OB块的扫描时间的设置如下图所示：

图9：循环中断OB块的扫描时间的设置