扬州西门子DP接头代理商 西门子一级代理商

1.硬件接线

西门子基本型变频器 SINAMICS V20 可应用于恒压供水，本文提供具体的接线及简单操作流程。

通过BOP设置固定的压力目标值，使用 4~20mA管道压力反馈仪表构成的PID控制恒压供水的接线如下图所示：

图1-1.V20变频器用于恒压供水典型接线 

2调试步骤

2.1 工厂复位

当调试变频器时，建议执行工厂复位操作：

    P0010 = 30

    P0970 = 1

    (显示50? 时 按下OK按钮选择输入，直接转至P304快速调试。)

2.2 快速调试

表2-1 快速调试参数操作流程

参数    功能    设置

P0003    访问级别    =3 （*级）

P0010    调试参数    = 1 （快速调试）

P0100    50 / 60 Hz 选择    根据需要设置参数值：

=0: 欧洲 [kW] ， 50 Hz （工厂缺省值）

=1: 北美 [hp] ， 60 Hz

P0304[0]    电机额定电压 [V]    范围： 10 ... 2000

说明：输入的铭牌数据必须与电机接线

（星形 / 三角形）一致

P0305[0]    电机额定电流 [A]    范围： 0.01 ... 10000

说明： 输入的铭牌数据必须与电机接线

（星形 / 三角形）一致

P0307[0]    电机额定功率 [kW / hp]    范围： 0.01 ... 2000.0

说明： 如 P0100 = 0 或 2 ，电机功率

             单位为 [kW]

        如 P0100 = 1 ，电机功率单位为 [hp]

P0308[0]    电机额定功率因数（ cosφ ）    范围： 0.000 ... 1.000

说明： 此参数仅当 P0100 = 0 或 2 时可见

P0309[0]    电机额定效率 [%]    范围： 0.0 ... 99.9

说明： 仅当 P0100 = 1 时可见

此参数设为 0 时内部计算其值。

P0310[0]    电机额定 [Hz]    范围： 12.00 ... 599.00

P0311[0]    电机额定转速 [RPM]    范围： 0 ... 40000

P0314[0]    电机较对数    设置为0时内部计算其值。

P0320[0]    电机磁化电流[%]    定义相对于电机额定电流的磁化电流。

设置为0时内部计算其值。

P0335[0]    电机冷却    根据实际电机冷却设置参数值

= 0: 自冷（工厂缺省值）

= 1: 强制冷却

= 2: 自冷与内置风扇

= 3: 强制冷却与内置风扇

P0507    应用宏    =10: 普通水泵应用

P0625    电机温度    范围： -40... 80℃（工厂设置20）

P0640[0]    电机过载系数 [%]    范围： 10.0 ... 400.0 （工厂缺省值： 150.0 ）

说明： 该参数相对于 P0305 （电机额定电

         流）定义电机过载电流极限值。建议

         保留工厂缺省值。

P0700    选择命令源    = 2: 端子启动

P0717    连接宏     =8: PID 控制与模拟量参考组合

P0727    2/3线控制选择    =0: 西门子控制（启动 / 方向）

P1000[0]    设定值选择    =0: 无主设定值

P1080[0]    小 [Hz]    范围： 0.00 … 599.00 （工厂缺省值： 0.00 ）

说明： 此参数中所设定的值对正转和反转

            都有效。 例如可设置为30Hz。

P1082[0]    大 [Hz]    范围： 0.00 … 599.00 （工厂缺省

            值： 50.00 ）

说明： 此参数中所设定的值对正转和反转

            都有效。

P1120[0]    斜坡上升时间 [s]    范围： 0.00 … 650.00 （工厂缺省     

             值： 10.00 ）

说明： 此参数中所设定的值表示在不使用

             圆弧功能时使电机从停车状态加速

             至电机大（ P1082 ）所需的

             时间。

P1121[0]    斜坡下降时间 [s]    范围： 0.00 … 650.00 （工厂缺省

            值： 10.00 ）

说明： 此参数中所设定的值表示在不使用

             圆弧功能时使电机从电机大

           （ P1082 ）减速至停车状态所需的

             时间。

P1135[0]    OFF3 斜坡下降时间    范围： 0.00 … 650.00 （工厂缺省值： 5.00 ）

P1300[0]    控制    = 0: 具有线性特性的 V/f 控制（潜水泵适用）

= 2: 具有平方特性的 V/f 控制 （离心循环泵

       适用）

P1900    电机识别    = 0 : 暂时跳过电机辨识

P3900    快速调试结束    = 3: 仅对电机数据结束快速调试

说明：

在计算结束之后， P3900 及 P0010

自动复位至初始值0 。

变频器显示 “8.8.8.8.8” 表明其正在执行

内部数据处理。

P1900    选择电机数据识别    = 2: 静止时识别所有参数

此时变频器屏幕出现三角符号。号A541。

此时通过端子启动变频器，开始电机数据识别，待符号消失后，

电机识别完成。

2.3 输入输出端子相关参数设置

2.3.1 DI端子设置

            P0700[0]＝2             端子启动

            P0701[0]＝1             DI1 作为启动

            P0703[0]＝9             DI3作为故障复位

2.3.2 DO端子设置

            P0731[0]＝52.2             DO1设置为运行

            P0732[0]＝52.3             DO2设置为故障

            P0748.1＝1                   DO2作为故障输出，有故障时NO触点闭合，

                                                  无故障时NO触点断开。

2.3.3 AI端子设置

            P0756[0] ＝2             模拟量输入通道1，电流

            P0757[0] ＝4             模拟量输入通道1定标X1=4mA

            P0758[0] ＝0             模拟量输入通道1定标Y1=0%

            P0759[0] ＝20           模拟量输入通道1定标X2=20mA

            P0760[0] ＝100         模拟量输入通道1定标Y2=

            P0761[0] ＝4             模拟量输入通道1死区宽度4mA

2.3.4 AO端子设置

            P0771[0]＝21            模拟量输出通道1，设置为实际输出

            P0773[0]＝50            模拟量输出通道1，滤波时间50ms

            P0777[0]＝0              模拟量输出通道 定标X1=0%

            P0778[0]＝4              模拟量输出通道 定标Y1=4mA

            P0779[0]＝100          模拟量输出通道 定标X2=

            P0780[0]＝20            模拟量输出通道 定标Y2=20mA

            P0781[0]＝4              模拟量输出通道死区宽度4mA

2.4 PID恒压控制功能调试

            P2200[0]＝1             使能PID控制器

            P2240[0]＝X             依用户需求设置压力设定值的百分比

            P2253[0]＝2250        BOP作为PID目标给定源

            P2264[0]＝755.0       PID反馈源于模拟通道1

            P2265＝1                  PID反馈滤波时间常数

            P2274＝0                  微分时间设置。通常微分需要关闭，设置为0

            P2280＝P参数          比例益设置（需要根据现场调试）

            P2285＝I参数           积分时间设置（需要根据现场调试）

2.5 其他可选功能

2.5.1 斜坡启动、停车 设置

            P0701[0]＝99             端子DI1使用BICO连接功能

            P0840[0]＝722.0        端子DI1设置为启动功能

            P0852[0]＝722.0        端子DI1设置为脉冲使能

2.5.2 使用2线制压力反馈仪表的接线

图2-1 压力反馈使用2线制仪表的接线

2.5.3 休眠功能

V20变频有简单休眠功能：当需求低于阈值时电机停转，当需求**阈值时电机启动。

图2-2 简单休眠下要求的响应

            P2365[0]＝1 休眠使能 / 禁止 此参数使能或禁止休眠功能。

            P2366[0]＝t1 电机停止前的 [s] 在休眠使能的情况下，此参数

                                   定义变频器休眠之前的时间。

                                   范围： 0 ... 254 （工厂缺省值： 5 ）

            P2367[0]＝t2 电机启动前的 [s] 在休眠使能的情况下，此参数定义变频器

                                    退出休眠之前的时间。

                                    范围： 0 ... 254 （工厂缺省值： 2 ）

2.5.4启动功能

        水泵启动前可能处在状态，为避免启动时出现过电流，可设置启动功能：

            P1200＝1             始终启动 双方向有效；

            P1202[0]＝50      以电机额定电流P305表示的搜索电流大小。

            P1203[0]＝100    大600ms的搜索时间

2.5.5 BOP设置目标值记忆

            P2231[0]＝1 设定值存储

3常见故障和

表3-1 常见故障及处理

故障代码    故障分析    诊断及处理

F1

过电流    ? 电机功率（ P0307 ）与

   变频器功率（ r0206 ）

   不一致

? 电机导线短路

? 接地故障

r0949 = 0 ： 硬件报告

r0949 = 1 ： 报告    检查下列各项：

? 电机功率（ P0307 ）必须与变频器功率（ r0206 ）一致

? 电缆长度不得**过允许的极限值

? 电机电缆和电机内部不得有短路或

   接地故障

? 电机参数必须与实际使用的电机相配

? 定子电阻值（ P0350 ）必须正确误

? 电机不得出现堵转或过载现象

? 大斜坡上升时间（ P1120 ）

? 减小启动强度（ P1312 ）

F2

过电压    ? 电源电压过高

? 电机处于再生

r0949 = 0 ： 硬件报告

r0949 = 1 或 2 ： 报告    检查下列各项：

? 电源电压（ P0210 ）必须在铭牌规定的

   范围以内

? 斜坡下降时间（ P1121 ）必须与负载惯量

   相匹配

? 需要的制动功率必须处于规定范围内。

? Vdc 控制器必须使能（ P1240 ）且参数

   设置正确

说明：

斜坡下降过快或者电机由负载驱动

可能电机处于再生。

惯量越高，需要的斜坡时间越长；否则

需连接制动电阻。

F3

欠电压    ? 电源故障。

? 冲击负载**过了规定的

   限定值

r0949 = 0 ： 硬件报告

r0949 = 1 或 2 ： 报告    检查电源电压。

F4

变频器

过热    ? 变频器过载

? 通风不足

? 脉冲过高

? 温度过高

? 风扇不工作    检查下列各项：

? 负载或负载循环是否过高？

? 电机功率（ P0307 ）必须匹配变频器

   功率（ r0206 ）。

? 脉冲必须设为缺省值

? 温度是否过高？

? 变频器运行时风扇必须

F5

变频器

I 2 t    ? 变频器过载。

? 负载循环需求过高。

? 电机功率（ P0307 ）**过

   变频器功率（ r0206 ）    检查下列各项：

? 负载循环必须处于规定范围内。

? 电机功率（ P0307 ）必须匹配变频器

   功率（ r0206 ）。

F6

芯片温度**过临界值    电机过载    检查下列各项：

? 负载或负载阶跃是否过高？

? 电机标称过热参数（ P0626 - P0628 ）

   必须设置正确

? 电机温度阈值（ P0604 ）必须匹配

F20

直流波动过高    计算出的直流波动阈值已**过阈值。 这通常是因为电源输入的一相丢失引起的    检查电源接线

F41

电机数据识别故障    电机数据识别故障。

? r0949 = 0 ： 无负载

? r0949 = 1 ： 识别中达到

  电流极限值

? r0949 = 2 ： 识别出的

  定子电阻小于 0.1% 或

  大于

? r0949 = 30 ： 电压极限值

  时的电流控制器

? r0949 = 40 ： 识别出的

  数据

  集不一致，至少一个识别

  故障基于阻抗

  Zb = Vmot,nom / sqrt(3) /

  Imot,nom 的百分比值    检查下列各项：

? r0949 = 0 ： 电机是否已连接到变频器？

? r0949 = 1 - 49 ： P0304 - P0311 中的

  电机数据是否正确？

? 检查需要的电机接线类型（星形，

  三角形连接）

F221

PID 反馈

低于小值    PID 反馈低于小值P2268    ? 更改 P2268 的值

? 反馈益

F222

PID 反馈

**大值    PID 反馈**大值P2267    ? 更改 P2267 的值

? 反馈益

参数设置

变频器的设定参数多，每个参数均有一定的选择范围，  

使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象。

控制方式：即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根据控制精度，需要进行静态或动态辨识。

较低运行频率：即电机运行的较小转速，电机在低转速下运行时，其散热性能很差，电机长时间运行在低转速下，会导致电机烧毁。而且低速时，其电缆中的电流也会增大，也会导致电缆发热。

较高运行频率：一般的变频器较大频率到60Hz，有的甚至到400 Hz，高频率将使电机高速运转，这对普通电机来说，其轴承不能长时间的**额定转速运行，电机的转子是否能承受这样的离心力。

载波频率：载波频率设置的越高其高次谐波分量越大，这和电缆的长度，电机发热，电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。

电机参数：变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、较大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。

跳频：在某个频率点上，有可能会发生共振现象，特别在整个装置比较高时；在控制压缩机时，要避免压缩机的喘振点。

控制参数

变频器日常使用中出现的一些问题，很多情况下都是因为变频器参数设置不当引起的。西门子变频器可设置的参数有几千个，只有系统地、合适地、准确地设置参数才能充分利用变频器性能。[1]

变频器控制方式的选择由负荷的力矩特性所决定，电动机的机械负载转矩特性根据下列关系式决定：

p= t n/ 9550

式中：p——电动机功率(kw)

t——转矩(n. m)

n——转速(r/ min)

转矩t与转速n的关系根据负载种类大体可分为3种[2]。

(1)即使速度变化转矩也不大变化的恒转矩负载，此类负载如传送带、起重机、挤压机、压缩机等。

(2)随着转速的降低，转矩按转速的平方减小的负载。此类负载如风机、各种液体泵等。

(3)转速越高，转矩越小的恒功率负载。此类负载如轧机、机床主轴、卷取机等。

变频器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有线性v/f控制、抛物线特性v/f控制。将变频器参数p1300设为0，变频器工作于线性

v/f控制方式，将使调速时的磁通与励磁电流基本不变。适用于工作转速不在低频段的一般恒转矩调速对象。

将p1300设为2，变频器工作于抛物线特性v/f控制方式，这种方式适用于风机、水泵类负载。这类负载的轴功率n近似地与转速n的3次方成正比。其转矩m近似地与转速n的平方成正比。对于这种负载，如果变频器的v/f特性是线性关系，则低速时电机的许用转矩远大于负载转矩，从而造成功率因数和效率的严重下降。为了适应这种负载的需要，使电压随着输出频率的减小以平方关系减小，从而减小电机的磁通和励磁电流，使功率因数保持在适当的范围内。

可以进一步通过设置参数使v/f控制曲线适合负载特性。将p1312在0至250之间设置合适的值，具有起动提升功能。将低频时的输出电压相对于线性的v/f曲线作适当的提高以补偿在低频时定子电阻引起的压降导致电机转矩减小的问题。适用于大起动转矩的调速对象。

变频器v/f控制方式驱动电机时，在某些频率段，电机的电流、转速会发生振荡，严重时系统无法运行，甚至在加速过程中出现过电流保护，使得电机不能正常启动，在电机轻载或转矩惯量较小时更为严重。可以根据系统出现振荡的频率点，在v/f曲线上设置跳转点及跳转频带宽度，当电机加速时可以自动跳过这些频率段，保证系统能够正常运行。从p1091至p1094可以设定4个不同的跳转点，设置p1101确定跳转频带宽度。

有些负载在特定的频率下需要电机提供特定的转矩，用可编程的v/f控制对应设置变频器参数即可得到所需控制曲线。设置p1320、p1322、p1324确定可编程的v/f特性频率座标，对应的p1321、p1323、p1325为可编程的v/f 特性电压座标。

参数p1300设置为20，变频器工作于矢量控制。这种控制相对完善，调速范围宽，低速范围起动力矩高，精度高达0.01%，响应很快，高精度调速都采用svpwm矢量控制方式。

参数p1300设置为22，变频器工作于矢量转矩控制。这种控制方式是目前国际上较先进的控制方式，其他方式是模拟直流电动机的参数，进行保角变换而进行调节控制的，矢量转矩控制是直接取交流电动机参数进行控制，控制简单，精确度高。

1 单方向正转ON/OFF2功能设置

1.1 硬件接线：

        这里使用DI0端子为例，将MM4的DI0端子作为变频器的斜坡启动信号，DC24V接通后按照P1120斜坡上升时间启动；同时DI0端子也作为自由停车信号 取代OFF1斜坡停车，DC24V断开后执行OFF2停车命令，变频器封锁逆变桥，电机惯性自由停车。如图01所示：

single

图01.单方向正传硬件接线

1.2 参数设置：

参数号    参数值    注释

P701    99    使能BICO参数互联

P840    r052.4     OFF2 (停车2)命令激活*给正转ON/OFF1

P844    r722.0    DI0*给OFF2源

2 单方向反转ON/OFF2功能设置

2.1 硬件接线：

        某些现场不希望改变硬件接线实现单方向反转ON/OFF2功能，这里同样使用DI0端子为例，将MM4的DI0端子作为变频器的反向斜坡启动信号，DC24V接通后按照P1120斜坡上升时间启动；同时DI0端子也作为自由停车信号 取代OFF1斜坡停车，DC24V断开后执行OFF2停车命令，变频器封锁逆变桥，电机惯性自由停车。如图02所示：

singleRE西门子6SE6440-2UD31-5DB1

图02.单方向反转硬件接线

2.2参数设置：

参数号    参数值    注释

P701    99    使能BICO参数互联

P842    r052.4     OFF2 (停车2)命令激活*给反转ON/OFF1

P844    r722.0    DI0*给OFF2源

注：如果出现P842出现修改不了的情况，确认是否有其他的DI点功能设置为反转，检查P701到P708参数。

3 正反转的ON/OFF2功能设置

3.1硬件接线：

        DI0作为变频器的正转端子，DI1作为变频器的反转端子，启动硬件接线如03图所示：

double

图03.双方向硬件接线

3.2参数设置：

参数号    参数值    注释

P701    99    使能BICO参数互联

P702    99    使能BICO参数互联

P2800    1    激活自由功能块功能

P2801[6]    1    激活XOR1功能

P2822[0]    r722.0    DI0关联到XOR1的输入1

P2822[1]    r722.1    DI1关联到XOR1的输入2

P844    r2823     XOR1的输出关联到OFF2 (停车2)

P840    r052.4    OFF2 (停车2)命令激活*给ON/OFF1

P1113    r722.1    DI1关联到反向

3.3自由功能块逻辑关系：

FBB

图04.自由功能块逻辑

注：

当变频器启动前需要首先到达一个变频器准备好的状态，所以需要提前给OFF2使能，再通过OFF2的状态激活ON命令才能实现ON/OFF2的功能。SINAMICS变频器这种方法同样适用。