西門子6SE6440-2UD21-1AA1

PROFIBUS 通和,5. 100 Mbps EtherCAT總線，實現(xiàn)運(yùn)動控制器與H系列伺服系統(tǒng)之間的速通和，可組成冗余的通和環(huán)網(wǎng)，使系統(tǒng)簡單可靠。,三菱現(xiàn)在的FX3U是可以選擇源型和漏型的。,按照電纜卷曲作業(yè)的工藝流程及對整個系統(tǒng)的動力、控制要求，該電纜卷盤自動化控制系統(tǒng)采用以太網(wǎng)與Profibus-DP總線結(jié)合方式組成分布式控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)由工控機(jī)作為上位機(jī)，,請教各位高手，本人現(xiàn)用到西門子S7-300（CPU315）做整流系統(tǒng)的PID控制，具體是由AI模塊輸入4-20MA信號（既A柜/B柜飽和電抗器控制電流信號反饋和機(jī)組A柜/B柜直流電流信號反饋），,避免電纜過于松弛或者過于緊張的纏繞到轉(zhuǎn)盤上。同時，根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)，電纜負(fù)重臂會在每一圈結(jié)束后自動運(yùn)動到下一圈，使電纜整齊的排列在電纜筐上。,創(chuàng)建代碼塊時，應(yīng)選擇該塊要使用的編程語言。 用戶程序可以使用由任意或所有編程語言創(chuàng)建的代碼塊。,模板地與（CPU）系統(tǒng)地的連接。如果有干擾環(huán)流，則將取消模板地與系統(tǒng)地的連接，讓模擬地懸浮。另外，屏蔽推薦雙端接地，如果有干擾環(huán)流，則改為單端。

參數(shù)“11.03"設(shè)置為“COMM.REF"，通過通訊設(shè)定速度；,請教各位高手，本人現(xiàn)用到西門子S7-300（CPU315）做整流系統(tǒng)的PID控制，具體是由AI模塊輸入4-20MA信號（既A柜/B柜飽和電抗器控制電流信號反饋和機(jī)組A柜/B柜直流電流信號反饋），,只需要將要交換的數(shù)據(jù)整理到一個連續(xù)的V存儲區(qū)當(dāng)中即可。

　　1）的個 cp5611 卡可以連接兩臺 s7300plc（使用西門子廠家提供的可編程插頭來實現(xiàn)）； ,PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)"的方式進(jìn)行工作的。即在PLC運(yùn)行時，CPU根據(jù)用戶按控制要求編制的并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環(huán)掃描，如無跳轉(zhuǎn)指令，,S7-200 SMART 使用建議 ：,1）用戶編程電纜的撥碼設(shè)置：在編程電纜的撥碼中，第 5 個端子是設(shè)置通訊協(xié)議的：撥碼設(shè)置為 0，表示 PPI/Freeport ；撥碼設(shè)置為 1，表示 PPI(master)；用戶使用 PPI 協(xié)議和組態(tài)王通訊時，, FB41調(diào)用時無須再賦值。,用于實現(xiàn)基于工業(yè)以太網(wǎng)的集成、一致的自動化解決方案，它的一個關(guān)鍵特點(diǎn)是從現(xiàn)有的現(xiàn)場總線解決方案（例如：PROFIBUSDP）到基于以太網(wǎng)的PROFInet的無縫轉(zhuǎn)換。PROFInet 滿足所有自動化的需求，,2）需要將 MPI 通訊卡 CP5611 卡安裝在計算機(jī)的插槽中，使用西門子公司提供的專用電纜和網(wǎng)絡(luò)接頭將 CP5611 卡和 S7-200 的 Port 口相連（CP5611 卡的 3，8 分別和 S7200的 PORT 口 3，8 連接），

提供可組態(tài)的測量系統(tǒng)，輸入數(shù)據(jù)時既可以使用工程單位（如英寸或厘米），也可以使用脈沖數(shù), （4）數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換：NC程序在使用的速數(shù)據(jù)交換區(qū)時可進(jìn)行數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換，例如：的$A_DBB[n]、$A_DBW[n]和$A_DBD[n]賦值浮點(diǎn)類型，系統(tǒng)不認(rèn)為這是編程錯誤，而是轉(zhuǎn)換為整數(shù)后賦值。$A_DBB[0]=1.23,設(shè)備上插標(biāo)準(zhǔn) PPI 電纜，modem9 針口通過一個標(biāo)準(zhǔn) 232 交叉線接到 PPI 電纜上即可，232 交叉線的 modem 側(cè)需要 1 4 6 短接，7 和 8 短接。

在變頻器領(lǐng)域，也存在著一些難以控制的東西。直到西門子功能強(qiáng)大的變頻器問世之后，情況才有了改觀。MICROMASTER 440 是專門針對與通常相比需要更加廣泛的功能和更高動態(tài)響應(yīng)的應(yīng)用而設(shè)計的。這些高級矢量控制系統(tǒng)可確保一致的高驅(qū)動性能，即使發(fā)生突然負(fù)載變化時也是如此。由于具有快速響應(yīng)輸入和定位減速斜坡，因此，甚至在不使用編碼器的情況下也可以移動至目標(biāo)位置。該變頻器帶有一個集成制動斬波器，即使在制動和短減速斜坡期間，也能以突出的精度工作。所有這些均可在 0.12 kW (0.16 HP) 直至 250 kW (350 HP) 的功率范圍內(nèi)實現(xiàn)。

從變頻器設(shè)計、使用以及維修人員的實際需要出發(fā)，介紹了通用變頻器的理論，并對當(dāng)前市場上主流的西門子MM4、6SE70、G110/120/150和S120變頻器的規(guī)格、控制系統(tǒng)設(shè)計、功能、參數(shù)、操作、維修等方面的內(nèi)容進(jìn)行了介紹。本書通過圖解的方式，功能說明深入細(xì)致，理論聯(lián)系實際，面向工程應(yīng)用，實用性強(qiáng)?！秷D解西門子變頻器入門到實踐》共分六章，主要內(nèi)容包括通用變頻器的工作原理與結(jié)構(gòu)，西門子變頻器的操作、通信、工程應(yīng)用與設(shè)計、典型故障診斷及技術(shù)答疑，附錄還給出了西門子變頻器故障原因及對策。本書適合廣大變頻器工程和設(shè)計人員，中、高級電工，相關(guān)院校的電氣、自動化、機(jī)電一體化、應(yīng)用電子技術(shù)等專業(yè)的學(xué)生參考。

通用變頻器的工作原理與結(jié)構(gòu)節(jié) 變頻器的構(gòu)造與調(diào)速原理
第二節(jié) 變頻器的功能與方式選擇
第二章 西門子變頻器的操作節(jié) 西門子MM4系列變頻器的初步認(rèn)識
第二節(jié) MM440變頻器的快速調(diào)試與參數(shù)設(shè)置
第三節(jié) MM4系列變頻器參數(shù)的高級功能
第四節(jié) 西門子6SE70變頻器的基本操作
第五節(jié) 西門子SINAMICS G120變頻器的基本操作
第六節(jié) 西門子SINAMICS S120變頻器的基本操作
第三章 西門子變頻器的通信節(jié) 西門子變頻器與PC通過DriveMonitor進(jìn)行通信
第二節(jié) 西門子變頻器與PC通過STARTER進(jìn)行通信
第三節(jié) MM4系列變頻器與S7200 plc進(jìn)行通信
第四節(jié) MM440變頻器與S71200 PLC進(jìn)行USS通信
第五節(jié) 西門子變頻器與S7300 PLC進(jìn)行PROFIBUS通信
第六節(jié) 基于Drive ES for PCS7的MM440應(yīng)用
第七節(jié) SINAMICS S120與hmi直接通信
第四章 西門子變頻器的工程應(yīng)用與設(shè)計節(jié) 西門子6SE70變頻器的抱閘控制
第二節(jié) 西門子MM440變頻器在位置控制中的應(yīng)用
第三節(jié) 西門子MM4系列變頻器在泵控制中的工程應(yīng)用
第四節(jié) 西門子MM440變頻器在冶金工業(yè)中的應(yīng)用
第五章 西門子變頻器典型故障診斷節(jié) 罐車系統(tǒng)變頻器過電流的處理
第二節(jié) 茶葉機(jī)變頻器過電壓的處理
第三節(jié) 裝礦站電振電動機(jī)軸承故障的處理
第四節(jié) 變頻器驅(qū)動電路故障的處理
第五節(jié) 其他與變頻器相關(guān)的故障
第六章 西門子變頻器技術(shù)答疑節(jié) 西門子S120變頻器技術(shù)答疑
第二節(jié) 西門子MM4變頻器技術(shù)答疑
第三節(jié) 西門子G110/G120/G150變頻器技術(shù)答疑附錄西門子變頻器故障原因及對策

西門子6SE6440-2UD21-1AA1

1、 電機(jī)參數(shù)及配重的選擇

 電梯曳引機(jī)選用江蘇西德電梯有限公司生產(chǎn)的無齒輪永磁同步電梯曳引機(jī)。
         主要電機(jī)參數(shù)：曳引輪直徑 400mm          額定電流  25.7A
                       額定速度   1.5m/s         額定功率  11.5Kw
                       額定負(fù)載   1150Kg         額定扭矩  765N
                       額定電壓   380V           懸掛方式  2/1
                       額定頻率   24Hz           工作制  S5  40%
注： S5工作制 包括電制動的斷續(xù)周期工作制：按一系列相同的工作周期運(yùn)行，每一周期包括一段起動時間、一段恒定負(fù)載運(yùn)行時間、一段快速電制動時間和一段斷能停轉(zhuǎn)時間。
電梯配重的計算，配重是一種平衡體，其質(zhì)量應(yīng)選擇大約跟電梯廂(包括平均塔載的乘客)的質(zhì)量相等。當(dāng)起動電動機(jī)時，它只需要供給提升多搭載的乘客上升或少搭載的乘客下降的動力。其余的重力由配重來平衡。按照國家標(biāo)，出現(xiàn)電梯里面坐滿40%-50%額定載荷的人的概率大，這樣經(jīng)濟(jì)的情況下應(yīng)該是對重的重量等于轎廂的重量加上它額定載荷40%-50%的重量好。減去轎廂重量的有效配重占額定載荷的比例也叫電梯的平衡系數(shù)。本樣機(jī)中的動平衡系數(shù)約為45%，且懸掛方式為2/1，則：
正常運(yùn)行時的大扭矩M按照超載10%來計算，
  M = (1.1-ψ) × QD1g/2r
                = (1.1-0.45) × 1150 × 0.4 × 9.8/4
                = 732N
式中，曳引比 r="2," Q為轎廂載重量，D1為曳引輪直徑，D1=400mm， ψ為平衡系數(shù)，
ψ=0.45。

PM340模塊型功率模塊的降額特性曲線

客戶主要選擇第三方制動電阻，在S120功率單元PM340有對制動電阻阻值的要求，即客戶選擇的制動單元阻值不能小于PM340功率單元允許的小阻值要求，如果選擇的制動單元阻值小于功率單元允許的阻值，會導(dǎo)致PM340內(nèi)置的制動單元損壞。

4、第三方永磁同步電機(jī)的調(diào)試及優(yōu)化

磁極位置識別：

S120驅(qū)動永磁同步電機(jī)需要進(jìn)行磁極位置識別功能來確定同步電機(jī)的電氣磁極位置，在磁場定向控制中需要該位置。所以對于帶未校準(zhǔn)編碼器的電機(jī)，只需要進(jìn)行一次性磁極位置識別，相比較客戶原先使用施耐德ATV71L, 因為ATV71L不能接入編碼器C, D信號，每次變頻器上電*次運(yùn)行會自動執(zhí)行磁極位置識別，從而引起電梯產(chǎn)生較大的震動，降低了電梯的舒適性，而本樣機(jī)中S120驅(qū)動沈陽藍(lán)光永磁同步電機(jī)，編碼器為海德漢ERN1387， 帶有C，D 信號，所以只需在電梯調(diào)試時執(zhí)行一次磁極位置識別，之后運(yùn)行不會出現(xiàn)ATV71L的情況，保證了電梯運(yùn)行的舒適性。
磁極位置識別主要步驟：
1.通過 p1980 選擇一個識別方法
2.設(shè)置 p1990 = 1，啟動一次性磁極位置識別
實際的磁極位置識別過程，電機(jī)至少旋轉(zhuǎn)360゜
實際磁極位置識別方法應(yīng)滿足以下補(bǔ)充條件：
轉(zhuǎn)速設(shè)定值 = 0 或靜止?fàn)顟B(tài)
電機(jī)能夠自由旋轉(zhuǎn)，垂直負(fù)載脫開

抱閘設(shè)置：

                                       電機(jī)抱閘參數(shù)設(shè)置

P1215=3: 電機(jī)抱閘同順序控制，通過 BICO 連接。P1216 電機(jī)抱閘打開時間，抱閘通電后（打開抱閘），轉(zhuǎn)速/ 速度設(shè)定值在該時間內(nèi)保持為零，之后使能轉(zhuǎn)速/ 速度設(shè)定值。P1217 電機(jī)抱閘閉合時間, 在執(zhí)行 OFF1 或 OFF3、給抱閘斷電（閉合抱閘）后，驅(qū)動在該時間仍處于閉環(huán)控制中，轉(zhuǎn)速/速度設(shè)定值為零，在該時間屆滿后刪除脈沖。如果設(shè)置的閉合時間比實際閉合時間短，則可能會使負(fù)載滑落；而如果閉合時間設(shè)得太大，控制閉環(huán)會施加反作用在抱閘上，縮短抱閘使用壽命。

                                       抱閘控制時序

轉(zhuǎn)矩限制：

轉(zhuǎn)矩限值是允許的大轉(zhuǎn)矩，針對電機(jī)電動運(yùn)行和回饋運(yùn)行設(shè)置不同的轉(zhuǎn)矩限值，且由轉(zhuǎn)矩限制，電流設(shè)置和功率限制共同決定。需要確認(rèn)設(shè)定的回饋功率是否滿足電機(jī)回饋運(yùn)行。

                                       轉(zhuǎn)矩限制

變頻器控制信號設(shè)定：

本樣機(jī)中變頻器速度給定值通過二進(jìn)制選擇的固定頻率給定實現(xiàn)。

                                       固定頻率給定二進(jìn)制選擇

變頻器的故障信號輸出信號連接到電梯控制主板，因為在系統(tǒng)上電時，電梯的控制主板啟動時間比變頻器時間要短，當(dāng)變頻器沒有準(zhǔn)備好，電梯控制主板提前啟動變頻器，有可能會導(dǎo)致意外發(fā)生，所以需要故障信號輸出信號取反后發(fā)送到電梯控制主板。當(dāng)變頻器控制單元正常運(yùn)行后才能把故障信號取反發(fā)送出去，所以變頻器在正常運(yùn)行的情況才會發(fā)出常1信號，當(dāng)變頻器斷電或者變頻器故障時，電梯控制主板不能接收到這個常1信號，就認(rèn)為變頻器不具備啟動條件，整個電梯系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。

電梯運(yùn)行舒適性設(shè)置：

為了滿足乘客乘坐電梯時舒適性的要求，需要通過擴(kuò)展斜坡函數(shù)發(fā)生器和轉(zhuǎn)速控制器適配來實現(xiàn)。
擴(kuò)展的斜波函數(shù)發(fā)生器提供電機(jī)啟動加速過程中的起始圓弧和結(jié)束圓弧，實現(xiàn)了速度的平穩(wěn)過渡，在電梯整個加減速過程中實現(xiàn)變加速度的功能，在電梯啟動瞬間和快加速到達(dá)給定速度時，減小了電梯運(yùn)行加速度，提高了電梯乘坐的舒適性,避免了電梯從靜止?fàn)顟B(tài)突然啟動和電梯加速到設(shè)定速度時的沖擊。

                                       帶初始和結(jié)束圓弧的斜波發(fā)生器

速度控制器Kp_n/ Tn_n適配，首先電梯啟動時，因為電梯是垂直軸，需要較大的Kp_n和較小的Tn_n，當(dāng)電梯速度變大時，為了保證電梯的舒適性，需要調(diào)小電機(jī)運(yùn)行的動態(tài)響應(yīng)，讓速度環(huán)特性變軟，即調(diào)小Kp_n和增大Tn_n。速度控制器Kp_n/ Tn_n適配實現(xiàn)了根據(jù)電梯運(yùn)行速度切換速度控制器Kp_n/ Tn_n的功能。相對于基于電梯運(yùn)行速度切換速度控制器KP_n/ Tn_n，S120速度控制器KP_n/ Tn_n適配功能更加靈活，實現(xiàn)了Kp_n/ Tn_n的平滑調(diào)整。

                   速度控制器Kp_n/ Tn_n適配

電梯提升的優(yōu)化：

S120驅(qū)動曳引同步電機(jī)，首先采用 P1910 進(jìn)行電機(jī)數(shù)據(jù)識別（靜態(tài)測量）?？蛰d時進(jìn)行編碼器識別得到磁極，得到P431換向角偏移，不接入負(fù)載，通過P1960選擇2，進(jìn)行帶編碼器的旋轉(zhuǎn)檢測得到更準(zhǔn)確的飽和特性曲線。在電機(jī)沒有更換及編碼器安裝沒有移動的前提下，可以直接在P431中輸入已知的磁極換向角偏移，不需要重新做磁極角辨識。
基于之前的優(yōu)化準(zhǔn)備工作，接入負(fù)載，曳引機(jī)掛上轎廂和配重，根據(jù)之前電梯配重的選擇，在轎廂空置的情況下，曳引機(jī)的有效負(fù)載約為額定負(fù)載的50%，基本達(dá)到了電梯運(yùn)行的大負(fù)載，啟動電梯下行，電機(jī)運(yùn)行在電動狀態(tài)，出現(xiàn)溜車現(xiàn)象，S120報故障F7412（驅(qū)動：換向角出錯）。但在接入負(fù)載之前多次進(jìn)行了磁極位置識別，得到的P431換向角偏移基本相同，且在曳引電機(jī)空載時可以正常運(yùn)行，所以可以排除是因為換向角偏移角度錯誤的原因，根據(jù)手冊關(guān)于F7412的故障說明中提到可能是控制回路因為參數(shù)設(shè)定錯誤而不穩(wěn)定。結(jié)合其中溜車時的Trace圖中的速度和扭矩的變化，發(fā)現(xiàn)速度環(huán)的響應(yīng)達(dá)不到性能要求。通過逐步增大KP_n和減小Tn_n，電梯可以啟動運(yùn)行。

                              KP_n, 2.5   Tn_n 60ms

                              KP_n, 11.5   Tn_n 2.5ms

運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)電梯運(yùn)行在檢修模式時，電梯每次停車，都會出現(xiàn)非常大的堵轉(zhuǎn)電流，基本達(dá)到了變頻器的大電流，實際情況也是電梯停車時都會有很大的震動，通過觀察Trace圖的電流曲線和抱閘閉合命令輸出，大電流出現(xiàn)在抱閘閉合命令輸出之前，本樣機(jī)中變頻器的抱閘控制命令是先輸出到電梯控制主板，然后由電梯控制主板發(fā)出抱閘打開和閉合命令。由Trace圖分析，此堵轉(zhuǎn)電流出現(xiàn)是因為電腦控制主板發(fā)出停車命令，而后通過檢測TTL差分信號得到電機(jī)的實際速度后控制抱閘，使抱閘閉合動作先于變頻器的抱閘時序，導(dǎo)致電機(jī)堵轉(zhuǎn)。通過把變頻的抱閘時序和電梯控制主板的抱閘時序進(jìn)行匹配，消除了此堵轉(zhuǎn)電流。
電梯正常工作時，電機(jī)首先到達(dá)電梯大速度，電梯控制主板通過樓層距離計算出的速度包絡(luò)曲線，當(dāng)轎廂快到達(dá)樓層時，切換到慢速運(yùn)行使轎廂底部與樓層對齊，完成平層動作。當(dāng)速度控制器Kp_n, 11.5，Tn_n，3ms，電機(jī)運(yùn)行4.5rpm時出現(xiàn)了速度震蕩。通過Trace圖分析，因為在低速運(yùn)行時Kp_n偏大，造成電機(jī)轉(zhuǎn)速震蕩，因為電梯啟動時需要電機(jī)具有高動態(tài)響應(yīng)能力，所以不能大幅度的減小Kp_n，可以通過慢慢的減小Kp_n，本樣機(jī)中當(dāng)Kp_n減小到10.8時，電機(jī)速度在4.5rpm出現(xiàn)的速度震蕩消失，電梯在整個運(yùn)行周期內(nèi)，速度平穩(wěn)。

                             Kp_n, 11.5   Tn_n 2.5ms

                       Kp_n, 10.8  Tn_n 2.5ms，電梯上行 電機(jī)發(fā)電運(yùn)行

                       Kp_n, 10.8  Tn_n 2.5ms，電梯下行 電機(jī)電動運(yùn)行

驗收測試及后期優(yōu)

抱閘力檢測功能:

為了保證電梯曳引機(jī)抱閘系統(tǒng)的正常運(yùn)行，增加了抱閘力檢測功能。
當(dāng)電梯處于空閑模式時，電梯控制器會輸出抱閘力測試請求，由變頻器負(fù)責(zé)給電機(jī)一定的堵轉(zhuǎn)力矩，由電梯控制板檢測曳引輪是否出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。如果有打滑認(rèn)為抱閘力不夠，電梯停用，否則認(rèn)為測試正常。
具體實現(xiàn)方法為：

通過簡單的參數(shù)設(shè)置，利用MOP的斜坡發(fā)生器，實現(xiàn)了抱閘力測試的要求。

隱藏式電機(jī)停機(jī)去電流：

永磁同步電機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)一般可分為凸極式（IPMSM）和隱級式(SPMSM)。

對于IPMSM具有明顯的凸極效應(yīng)，即直軸電感與交軸電感不相等（一般）Ld < Lq
對于SPMSM沒有凸極效應(yīng)，即Ld = Lq
在永磁同步曳引機(jī)在電梯主提升的應(yīng)用過程中，發(fā)現(xiàn)隱級式同步電機(jī)在停車時會發(fā)出有別于抱閘閉合的響聲，影響了電梯乘坐的舒適感。
由下圖發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控電電機(jī)停車S120去使能瞬，由在電機(jī)零速停車時，發(fā)現(xiàn)有3rpm的速度震蕩，這個速度震蕩導(dǎo)致了停車噪音的出現(xiàn)。

                                                 電機(jī)零速停車速度曲線

根據(jù)永磁同步電機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)一般可分為凸極式（IPMSM）和隱級式(SPMSM)的主要不同點(diǎn)是Ld 和 Lq不相等，懷疑是否因為去使能時電流突然變?yōu)榱悖瑢?dǎo)致了電機(jī)的震動。
所以為了驗證電流突變是否震蕩的直接原因，所以了通過DCC編程減緩了電機(jī)去使能時的電流突變。