西門子6SL3210-1KE11-8UF1

6SL3210-1KE11-8UF1

6SL3210-1KE11-8UF1 SINAMICS G120C RATED POWER 0,55KW WITH 150% OVERLOAD FOR 3 SEC 3AC380-480V +10/-20% 47-63HZ UNFILTERED I/O-INTERFACE: 6DI, 2DO,1AI,1AO SAFE TORQUE OFF INTEGRATED FIELDBUS: PROFINET-PN PROTECTION: IP20/ UL OPEN TYPE SIZE: FSA 196X73X225,4(HXD) EXTERNAL 24V

 《西門子代理商》希殿電氣技術(shù)(上海)有限公司
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見原因

1.硬件問題

l   編碼器電纜中斷（電纜斷線或插頭松動(dòng)等等）

l   編碼器模板損壞

l   編碼器模板與變頻器接觸不良或接插件針腳損壞

l   編碼器A\B信號(hào)接反

l   編碼器參數(shù)設(shè)置不正確

2.動(dòng)態(tài)響應(yīng)不足

l   動(dòng)態(tài)優(yōu)化效果不好

l   上升/下降斜坡時(shí)間過短

3.干擾問題

l   安裝布線不符合規(guī)范

l   電纜過長 

常見處理辦法

1.硬件問題

l   檢查編碼器電纜斷線或相關(guān)插頭是否松動(dòng)

l   檢查編碼器模板安裝是否正確，是否存在松動(dòng)

l   檢查編碼器模板是否損壞（如果有其它編碼器模板可以進(jìn)行交叉測(cè)試）

l   交換編碼器信號(hào)線A,B進(jìn)行測(cè)試

l   檢查編碼器參數(shù)P400～P494

2.動(dòng)態(tài)響應(yīng)不足

l   重新執(zhí)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化，調(diào)整速度環(huán)參數(shù)

l   增加上升/下降斜坡時(shí)間

 3.干擾問題

l   檢查變頻器是否正確可靠接地，變頻器與電機(jī)之間連接電纜使用4芯電纜3相+PE線，并使用PE線將變頻器和電機(jī)進(jìn)行接地連接

l   檢查編碼器電纜屏蔽層是否可靠接地，編碼器電纜屏蔽層應(yīng)正確壓接到編碼器模板的屏蔽夾中

l   檢查編碼器電纜是否與動(dòng)力電纜走在同一橋架或走線槽中，編碼器電纜應(yīng)與動(dòng)力電纜保持一定距離，如果平行布線間距大于20cm

l   檢查編碼器電纜是否超長，不同的通訊速率允許的zui大電纜長度請(qǐng)參考相關(guān)手冊(cè)

l   適當(dāng)增加P492和P494，降低速度偏差檢測(cè)的靈敏度

注意：變頻器*調(diào)試帶編碼器矢量控制時(shí)，應(yīng)先檢查編碼器反饋信號(hào)是否正常，方法如下：

1. 設(shè)置編碼器參數(shù)

2. 變頻器設(shè)置為V/F控制模式P1300=0，讓變頻器運(yùn)行在恒定頻率下（例如20JHz）

3. 查看r0061參數(shù)的數(shù)值，r0061顯示的是編碼器檢測(cè)出的電機(jī)轉(zhuǎn)速

4. 編碼器信號(hào)正常情況下，r0061反饋的速度應(yīng)該與給定頻率符號(hào)相同，大小相近

5. 如果符號(hào)不同，表示編碼器A/B相接反

6. 如果大小相差較大，可能由于編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤、或編碼器信號(hào)受到干擾、或接線不良等原因?qū)е?/span>

案例集

注意

以上內(nèi)容僅作為故障報(bào)警排查的指導(dǎo)，不具有性，導(dǎo)致變頻器故障報(bào)警的原因很多，情況也較復(fù)雜，本文只是對(duì)常見的故障報(bào)警原因和處理方法進(jìn)行說明，供參考。  

西門子S7-1200 緊湊型PLC在當(dāng)前的市場中有著廣泛的應(yīng)用，作為經(jīng)常與SINAMICS G120系列變頻器共同使用的PLC，其USS通信協(xié)議的使用一直在市場上有著非常廣泛的應(yīng)用。本文將主要介紹如何使用USS通信協(xié)議來實(shí)現(xiàn)S7-1200與G120變頻器的通信。

1．控制系統(tǒng)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(tǒng)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(xié)議通過通信模塊CM1241 RS485來實(shí)現(xiàn)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(tài)

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

4. 1 PLC 硬件組態(tài)

首先在Step7 Basic V10.5中建立一個(gè)項(xiàng)目，如圖1所示。

圖2： 新建S7 1200項(xiàng)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(shè)置以太網(wǎng)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(shè)置

4. 2 G120參數(shù)設(shè)置

變頻器的參數(shù)設(shè)置如下表所示。

表1 ：G120變頻器的參數(shù)設(shè)置

注意：表1中的17，18，19，20 這四項(xiàng)參數(shù)值的設(shè)置必須使PLC的參數(shù)值與變頻器的參數(shù)值相*。而19，20這兩個(gè)參數(shù)值必須設(shè)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(shù)值。

5．USS通信原理與編程的實(shí)現(xiàn)

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(jìn)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(gè)功能快來完成的。必須在主 OB中調(diào)用，不能在循環(huán)中斷OB中調(diào)用。
        USS_PORT功能塊是S7-1200與變頻器USS通信的接口,主要設(shè)置通信的接口參數(shù)。可在主OB或中斷OB中調(diào)用。
        USS_RPM功能塊是通過USS通信讀取變頻器的參數(shù)。必須在主 OB中調(diào)用，不能在循環(huán)中斷OB中調(diào)用。
        USS_WPM功能塊是通過USS通信設(shè)置變頻器的參數(shù)。必須在主 OB中調(diào)用，不能在循環(huán)中斷OB中調(diào)用。

這些功能塊與變頻器之間的控制關(guān)系如下圖所示：

圖6： USS 通信功能塊與變頻器的控制關(guān)系

        USS_DRV功能塊通過USS_DRV_DB數(shù)據(jù)塊實(shí)現(xiàn)與USS_PORT功能塊的數(shù)據(jù)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(gè)S7-1200 CPUzui多可帶3個(gè)通信模塊，而每個(gè)CM1241 RS485通信模塊zui多支持16個(gè)變頻器。因此用戶在一個(gè)S7-1200 CPU中zui多可建立3個(gè)USS網(wǎng)絡(luò)，而每個(gè)USS網(wǎng)絡(luò)zui多支持16個(gè)變頻器，總共zui多支持48個(gè)USS變頻器。

5. 2 S7 1200 PLC進(jìn)行USS通信的編程

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

圖7： USS通信接口參數(shù)功能塊的編程

USS_PORT功能塊用來處理USS網(wǎng)絡(luò)上的通信，它是S71200 CPU與變頻器的通信借口。每個(gè)CM1241 RS485模塊有且必須有一個(gè)USS_PORT功能塊。

PORT：指的是通過哪個(gè)通信模塊進(jìn)行USS通信。
BAUD：指的是和變頻器進(jìn)行通行的速率。 變頻器的參數(shù)P2010種進(jìn)行設(shè)置。
USS_DB：指的是和變頻器通信時(shí)的USS數(shù)據(jù)塊。每個(gè)通信模塊zui多可以有16個(gè)USS數(shù)據(jù)塊，每個(gè)CPUzui多可以有48個(gè)USS數(shù)據(jù)塊，具體的通信情況要和現(xiàn)場實(shí)際情況相。每個(gè)變頻器與S7-1200進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)塊是*的。
ERROR：輸出錯(cuò)誤。
STATUS：掃描或初始化的狀態(tài)。
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(gè)掃描。
USS_PORT通信的時(shí)間間隔是S7-1200與變頻器通信所需要的時(shí)間，不同的通信波特率對(duì)應(yīng)的不同的USS_PORT通信間隔時(shí)間。下圖列出了不同的波特率對(duì)應(yīng)的USS_PORTzui小通信間隔時(shí)間。

圖8：不同的波特率對(duì)應(yīng)的USS_PORTzui小通信間隔時(shí)間

        USS_PORT在發(fā)生通信錯(cuò)誤時(shí)，通常進(jìn)行3次嘗試來完成通信事件，那么S7-1200與變頻器通信的時(shí)間就是USS_PORT發(fā)生通信超時(shí)的時(shí)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(shí)間間隔應(yīng)當(dāng)大于zui小的調(diào)用時(shí)間間隔，即大于36.1Ms而小于109Ms。S7-1200 USS 協(xié)議庫默認(rèn)的通信錯(cuò)誤超時(shí)嘗試次數(shù)是2次。
        基于以上的USS_PORT通信時(shí)間的處理，我們建議在循環(huán)中斷OB塊中調(diào)用USS_PORT通信功能塊。在建立循環(huán)中斷OB塊時(shí)，我們可以設(shè)置循環(huán)中斷OB塊的掃描時(shí)間，以滿足通信的要求。循環(huán)中斷OB塊的掃描時(shí)間的設(shè)置如下圖所示：

圖9：循環(huán)中斷OB塊的掃描時(shí)間的設(shè)置 

2．USS_DRV功能塊的編程
USS_DRV功能塊的編程如下圖所示。

6SL3210-1KE11-8UF1
圖10： USS_DRV功能塊的編程

USS_DRV功能塊用來與變頻器進(jìn)行交換數(shù)據(jù)，從而讀取變頻器的狀態(tài)以及控制變頻器的運(yùn)行。每個(gè)變頻器使用*的一個(gè)USS_DRV功能塊，但是同一個(gè)CM1241 RS485模塊的USS網(wǎng)絡(luò)的所有變頻器（zui多16個(gè)）都使用同一個(gè)USS_DRV_DB。

USS_DRV_DB：變頻器進(jìn)行USS通信的數(shù)據(jù)塊。
RUN：                 DB塊的變頻器啟動(dòng)指令。
OFF2：                 緊急停止，自由停車。 該位為0時(shí)停車。
OFF3：                 快速停車，帶制動(dòng)停車。 該位為0時(shí)停車。
F_ACK：             變頻器故障確認(rèn)。
DIR ：                 變頻器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。
SPEED_SP：       變頻器的速度設(shè)定值。

ERROR：          程序輸出錯(cuò)誤。
RUN_EN：        變頻器運(yùn)行狀態(tài)指示。
D_DIR：           變頻器運(yùn)行方向狀態(tài)指示。
INHIBIT：        變頻器是否被禁止的狀態(tài)指示。
FAULT：           變頻器故障。
SPEED：           變頻器的反饋的實(shí)際速度值。

DRIVE：           變頻器的USS站地址。變頻器參數(shù)P2011設(shè)置。
PZD_LEN：      變頻器的循環(huán)過程字。 變頻器參數(shù)P2012設(shè)置。

注意：變頻器的PKW的長度在這里是特殊需要注意的，在使用USS通信時(shí)必須是4，如果改成3或者127都將不能讀取反饋回來的過程值。

3．USS_RPM功能塊的編程

USS_RPM功能塊的編程 如下圖所示。

圖11：USS_RPM功能塊的編程

USS_RPM功能塊用于通過USS通信從變頻器讀取參數(shù)。

REQ：         讀取參數(shù)請(qǐng)求。
DRIVE：     變頻器的USS站地址。
PARAM：   變頻器的參數(shù)代碼。
INDEX：     變頻器的參數(shù)索引代碼
USS_DB：  變頻器進(jìn)行USS通信的數(shù)據(jù)塊。

DONE：     讀取參數(shù)完成。
ERROR：  讀取參數(shù)錯(cuò)誤。
STATUS： 讀取參數(shù)狀態(tài)代碼。
VALUE：   所讀取的參數(shù)的值。

注意：進(jìn)行讀取參數(shù)功能塊編程時(shí)，各個(gè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型一定要正確對(duì)應(yīng)。如果需要設(shè)置變量讀取參數(shù)時(shí)，注意該參數(shù)變量的初始值不能為0，否則容易產(chǎn)生通信錯(cuò)誤。

4．USS_WPM功能塊的編程

USS_WPM功能塊的編程如下圖所示。

圖12：USS_WPM功能塊的編程

USS_WPM    功能塊用于通過USS通信設(shè)置變頻器的參數(shù)。
REQ：         讀取參數(shù)請(qǐng)求。
DRIVE：     變頻器的USS站地址。
PARAM：   變頻器的參數(shù)代碼。
INDEX：     變頻器的參數(shù)索引代碼。
EEPROM：把參數(shù)存儲(chǔ)到變頻器的EEPROM。
VALUE：    設(shè)置參數(shù)的值。
USS_DB：   變頻器進(jìn)行USS通信的數(shù)據(jù)塊。

DONE：      讀取參數(shù)完成。
ERROR：   讀取參數(shù)錯(cuò)誤狀態(tài)。
STATUS：  讀取參數(shù)狀態(tài)代碼。

注意：對(duì)寫入?yún)?shù)功能塊編程時(shí)，各個(gè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型一定要正確對(duì)應(yīng)。如果需要設(shè)置變量進(jìn)行寫入?yún)?shù)值時(shí)，注意該參數(shù)變量的初始值不能為0，否則容易產(chǎn)生通信錯(cuò)誤。

5. 3 S7 1200 PLC進(jìn)行USS通信的調(diào)試

S7-1200 PLC 通過CM1241 RS485模塊與變頻器進(jìn)行USS通信時(shí)，需要注意如下幾點(diǎn)：

1. 當(dāng)同一個(gè)CM1241 RS485 模塊帶有多個(gè)（zui多16個(gè)）USS變頻器時(shí)，這個(gè)時(shí)候通信的USS_DB是同一個(gè)，USS_DRV功能塊調(diào)用多次，每個(gè)USS_DRV功能塊調(diào)用時(shí)，相對(duì)應(yīng)的USS站地址與實(shí)際的變頻器要*，而其它的控制參數(shù)也要*。
2. 當(dāng)同一個(gè)S7-1200 PLC 帶有多個(gè)CM1241 RS485模塊（zui多3個(gè)）時(shí)，這個(gè)時(shí)候通信的USS_DB相對(duì)應(yīng)的是3個(gè)，每個(gè)CM1241 RS485模塊的USS網(wǎng)絡(luò)使用相同的USS_DB,不同的USS網(wǎng)絡(luò)使用不同的USS_DB。
3. 當(dāng)對(duì)變頻器的參數(shù)進(jìn)行讀寫操作時(shí)，注意不能同時(shí)進(jìn)行USS_RPM和USS_WPM的操作，并且同一時(shí)間只能進(jìn)行一個(gè)參數(shù)的讀或者寫操作，而不能進(jìn)行多個(gè)參數(shù)的讀或者寫操作。

1 G120控制單元CU240 　

2 CU240E 6SL3244-0BA10-0BA0

3 CU240S 6SL3244-0BA20-1BA0

4 CU240S DP 6SL3244-0BA20-1PA0

5 CU240S PN 6SL3244-0BA20-1FA0

6 CU240S DP-F 6SL3244-0BA21-1PA0

7 CU240S PN-F 6SL3244-0BA21-1FA0

8 PM240(不帶內(nèi)置濾波器）380-480V 3AC 重載 　

9 1.3A/0.37KW 6SL3224-0BE13-7UA0

10 1.7A/0.55KW 6SL3224-0BE15-5UA0

11 2.2A/0.75KW 6SL3224-0BE17-5UA0

12 3.1A/1.1KW 6SL3224-0BE21-1UA0

13 4.1A/1.5KW 6SL3224-0BE21-5UA0

14 5.9A/2.2KW 6SL3224-0BE22-2UA0

15 7.7A/3KW 6SL3224-0BE23-0UA0

16 10.2A/4KW 6SL3224-0BE24-0UA0

17 18A/5.5KW 6SL3224-0BE25-5UA0

18 25A/7.5KW 6SL3224-0BE27-5UA0

19 32A/11KW 6SL3224-0BE31-1UA0

20 38A/15KW 6SL3224-0BE31-5UA0

21 45A/18.5KW 6SL3224-0BE31-8UA0

22 60A/22KW 6SL3224-0BE32-2UA0

23 75A/30KW 6SL3224-0BE33-0UA0

24 90A/37KW 6SL3224-0BE33-7UA0

25 110A/45KW 6SL3224-0BE34-5UA0

26 145A/55KW 6SL3224-0BE35-5UA0

27 178A/75KW 6SL3224-0BE37-5UA0

28 205A/90KW 6SL3224-0BE38-8UA0

29 250A/110KW 6SL3224-0BE41-1UA0

30 302A/132KW 6SL3224-0XE41-3UA0

31 370A/160KW 6SL3224-0XE41-6UA0

32 477A/200KW 6SL3224-0XE42-0UA0

33 PM240(不帶內(nèi)置濾波器）380-480V 3AC 輕載 　

34 1.3A/0.37KW 6SL3224-0BE13-7UA0

35 1.7A/0.55KW 6SL3224-0BE15-5UA0

36 2.2A/0.75KW 6SL3224-0BE17-5UA0

37 3.1A/1.1KW 6SL3224-0BE21-1UA0

38 4.1A/1.5KW 6SL3224-0BE21-5UA0

39 5.9A/2.2KW 6SL3224-0BE22-2UA0

40 7.7A/3KW 6SL3224-0BE23-0UA0

41 10.2A/4KW 6SL3224-0BE24-0UA0西門子6SL3210-1KE11-8UF1

42 18A/7.5KW 6SL3224-0BE25-5UA0

43 25A/11KW 6SL3224-0BE27-5UA0

44 32A/15KW 6SL3224-0BE31-1UA0

45 38A/18.5KW 6SL3224-0BE31-5UA0

46 45A/22KW 6SL3224-0BE31-8UA0

47 60A/30KW 6SL3224-0BE32-2UA0

48 75A/37KW 6SL3224-0BE33-0UA0

49 90A/45KW 6SL3224-0BE33-7UA0

50 110A/55KW 6SL3224-0BE34-5UA0

51 145A/75KW 6SL3224-0BE35-5UA0

52 178A/90KW 6SL3224-0BE37-5UA0

53 205A/110KW 6SL3224-0BE38-8UA0