西門子6RA7095-4KV62-0

6RA7095-4KV62-0

SIMOREG DC Master 整流器 帶微處理器 用于 4 象限驅動 電路（B6）A（B6）C 輸入 690V 3AC，1658A 可控勵磁整流器 D725/2000 MREQ-GEGF4V62 輸出 725V DC，2000A 輸出端 US 等級：DC725V， 1402A 現場輸入端 460V，輸出端 375V， 40A

Task
本例為如何調試兩臺變頻器主從控制。
一個簡單的示例如傳送帶上有兩臺變頻器：一臺為主傳動，一臺為從傳動控制。
傳送帶的速度通過主傳動設定 (電機 M1) (如：通過 AIN 1)。主傳動選用帶編碼器的矢量控制，從傳動為帶編碼器的閉環轉矩控制。 從傳動轉矩設定值來自于主傳動轉矩，需要將主傳動模擬量輸出連接到從傳動的模擬量輸入。

基本*條件

 MICROMASTER 440變頻器與配置 CU240S（版本3.2以上）的 SINAMICS G120均可。

解決方案
按說明書調試兩臺變頻器如下：
1. 兩臺變頻分別做快速調試
2. 兩臺變頻分別做電機識別
3. 兩臺變頻器分別做帶編碼器的調試
4. 主傳動模擬量輸出端2連接到從傳動模擬量輸入端2
5. 設定從傳動I/O端子板的模擬量輸入端子2的撥碼開關為ON（0-20mA輸入）

調試之前首先要校對電機速度，方法是采用V/F（見P1300）控制方式，兩臺變頻器運行速度要相同，比較參數r0061和r0021值的大小，電機的轉向和大小必須*（微小的偏差是可以接受的）。如果完成了以上要求， 則改變P1300的值來激活帶編碼器閉環矢量控制/閉環轉矩控制(參考 MM440參數手冊, 3.29節控制模式，參數 P1300；3.5節速度編碼器，參數P0400；MM440操作說明，3.23.2節)。如果電機旋轉方向不正確，應該檢查變頻器的輸出相序和編碼器通道，必要時進行改線。

注意
參數P1820設置為1就可以改變電機轉向而不需要重新接電機動力電纜，同時參數P0410設置為1可以改變編碼器轉向檢測(只對SINAMICS G120；參考CU240S參數手冊…參數 P0410)。

主傳動的參數設置
1. P0771.1 = r0079 模擬量輸出2為轉矩設定值
為了能將從主機來的負轉矩設定值給定到從機（電機的正轉與反轉），主機模擬量輸出需標定如下：

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 帶編碼器矢量控制

從傳動參數需設置如下
7. P0756.1 = 2 模擬輸入2 0-20mA

模擬輸入的標定：
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 大頻率 (比主傳動值高)
13. P1300 = 23 帶編碼器轉矩控制
14. P1503 = r0755.1 模擬輸入2作為轉矩設定
15. P2000 = 55 基準頻率 (比主傳動值高)

如果從機故障停機，必須盡可能快得關斷主傳動。需要將從傳動的故障位 r0052.3輸出作為主機的OFF2命令或脈沖使能，從機數字輸出 (e.g. DOUT1) 應連接到主機的數字輸入 (如： DIN4).
將從機的端子19與20連接到主機端子8與9上。
相應的參數需要設置：

從傳動
P0731.0 = 52.3

主傳動
P0704 = 99
P0844.0 = 722.3 OFF2 命令

Or/and
P0852.0 = 722.3 脈沖使能

系統的原理框圖

 Fig. 01

．控制系統原理和接線圖

下圖是本例中所使用的原理和接線圖。

圖1:控制系統原理和接線圖

2．硬件需求
S7-1200 PLC目前有3種類型的CPU：
1）S7-1211C CPU。
2）S7-1212C CPU。
3）S7-1214C CPU。
這三種類型的CPU都可以使用USS通信協議通過通信模塊CM1241 RS485來實現S7-1200與G120變頻器的通信。

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

本例中使用的G120變頻器硬件為：
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 通信電纜 ( 6XV1830-0EH10)

3．軟件需求

1) 編程軟件 Step7 Basic V10.5 ( 6ES7 822-0AA0-0YA0)

4．組態

我們通過下述的實際操作來介紹如何在Step7 Basic V10.5 中組態S7-1214C 和G120變頻器的USS通信。

4. 1 PLC 硬件組態

首先在Step7 Basic V10.5中建立一個項目，如圖1所示。

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圖2： 新建S7 1200項目

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

圖3： S7 1200硬件配置

在CPU的屬性中，設置以太網的IP地址，建立PG與PLC的連接，如下圖所示。

圖4： S7 1200 IP地址的設置

4. 2 G120參數設置

變頻器的參數設置如下表所示。

表1 ：G120變頻器的參數設置

注意：表1中的17，18，19，20 這四項參數值的設置必須使PLC的參數值與變頻器的參數值相*。而19，20這兩個參數值必須設置成如表1中的值，否則有可能變頻器與S7-1200通信有如下問題：可能不能讀出從變頻器反饋回來的參數值。

5．USS通信原理與編程的實現

5. 1 S7 1200 PLC與G120 通過USS通信的基本原理

S7 1200提供了的USS庫進行USS通信，如下圖所示：

圖5： S7 1200 的USS庫

        USS_DRV 功能塊是S7-1200 USS通信的主體功能塊，接受變頻器的信息和控制變頻器的指令都是通過這個功能快來完成的。必須在主 OB中調用，不能在循環中斷OB中調用。
        USS_PORT功能塊是S7-1200與變頻器USS通信的接口,主要設置通信的接口參數。可在主OB或中斷OB中調用。
        USS_RPM功能塊是通過USS通信讀取變頻器的參數。必須在主 OB中調用，不能在循環中斷OB中調用。
        USS_WPM功能塊是通過USS通信設置變頻器的參數。必須在主 OB中調用，不能在循環中斷OB中調用。

這些功能塊與變頻器之間的控制關系如下圖所示：

圖6： USS 通信功能塊與變頻器的控制關系

        USS_DRV功能塊通過USS_DRV_DB數據塊實現與USS_PORT功能塊的數據接收與傳送，而USS_PORT功能塊是S7-1200 PLC CM1241 RS485模塊與變頻器之間的通信接口。USS_RPM功能塊和USS_WPM功能塊與變頻器的通信與USS_DRV功能塊的通信方式是相同的。

        每個S7-1200 CPU多可帶3個通信模塊，而每個CM1241 RS485通信模塊多支持16個變頻器。因此用戶在一個S7-1200 CPU中多可建立3個USS網絡，而每個USS網絡多支持16個變頻器，總共多支持48個USS變頻器。

5. 2 S7 1200 PLC進行USS通信的編程

1．USS通信接口參數功能塊的編程
USS通信接口參數功能塊的編程如下圖所示。

圖7： USS通信接口參數功能塊的編程

USS_PORT功能塊用來處理USS網絡上的通信，它是S71200 CPU與變頻器的通信借口。每個CM1241 RS485模塊有且必須有一個USS_PORT功能塊。

PORT：指的是通過哪個通信模塊進行USS通信。
BAUD：指的是和變頻器進行通行的速率。 變頻器的參數P2010種進行設置。
USS_DB：指的是和變頻器通信時的USS數據塊。每個通信模塊多可以有16個USS數據塊，每個CPU多可以有48個USS數據塊，具體的通信情況要和現場實際情況相聯系。每個變頻器與S7-1200進行通信的數據塊是一的。
ERROR：輸出錯誤。
STATUS：掃描或初始化的狀態。
S7-1200 PLC與變頻器的通信是與它本身的掃描周期不同步的，在完成一次與變頻器的通信事件之前，S7-1200通常完成了多個掃描。
USS_PORT通信的時間間隔是S7-1200與變頻器通信所需要的時間，不同的通信波特率對應的不同的USS_PORT通信間隔時間。下圖列出了不同的波特率對應的USS_PORT小通信間隔時間。

圖8：不同的波特率對應的USS_PORT小通信間隔時間

        USS_PORT在發生通信錯誤時，通常進行3次嘗試來完成通信事件，那么S7-1200與變頻器通信的時間就是USS_PORT發生通信超時的時間間隔。例如：如果通信波特率是57600，那么USS_PORT與變頻器通信的時間間隔應當大于小的調用時間間隔，即大于36.1Ms而小于109Ms。S7-1200 USS 協議庫默認的通信錯誤超時嘗試次數是2次。
        基于以上的USS_PORT通信時間的處理，我們建議在循環中斷OB塊中調用USS_PORT通信功能塊。在建立循環中斷OB塊時，我們可以設置循環中斷OB塊的掃描時間，以滿足通信的要求。循環中斷OB塊的掃描時間的設置如下圖所示：

圖9：循環中斷OB塊的掃描時間的設置