西門子s120驅(qū)動系統(tǒng)介紹

1、,西門子S120驅(qū)動系統(tǒng)介紹,大連重工·起重集團有限公司,起重機設計院 崔海豐,2011年3月,目 錄,一、SINAMICS S120系統(tǒng)的硬件組成 1.1 結構配置總圖 1.2 電源模塊 1.3 電機模塊 1.4 控制單元CU320 1.5 編碼器模塊二、SINAMICS S120系統(tǒng)的調(diào)試 2.1 PLC控制部分 2.1.1 PLC系統(tǒng)組態(tài) 2

2、.1.2 DP報文設置 2.1.3 S7-300與SINAMICS S120之間的DP通訊 2.2 S120組態(tài)及參數(shù)調(diào)試 2.2.1 S120的系統(tǒng)組態(tài) 2.2.2 Starter調(diào)試軟件的其他功能,1.1 結構配置總圖,,一、SINAMICS S120系統(tǒng)的硬件組成,1.2 電源模塊,Sinamics S120 DC/AC的電源模塊有三種：1、基本型電源模塊(BLM): 整流但沒有回饋功能。

3、2、非調(diào)節(jié)型電源模塊(SLM): 整流且有回饋功能 , 但不能調(diào)節(jié)直流母線電壓。3、調(diào)節(jié)型電源模塊(ALM): 整流且有回饋功能，并能自動調(diào)節(jié)母線電壓，使直流母線電壓不受電網(wǎng)波動而能保持穩(wěn)定。,非調(diào)節(jié)型電源模塊外形圖,電源模塊：將交流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷鳎崿F(xiàn)能量回饋。,非調(diào)節(jié)型電源模塊連接圖,X9：1：P24V2：M3，4：分路接觸器控制5，6：未占用7，8：預充電接觸器反饋L1，L2，L3：預充電和風扇電源的連接（最大預充

4、電電流）,X41：1：EP M12：EP +24V,SLM啟動： 給出啟動信號后，通過L1，L2，L3進行預充電，大約2～3S后，充電完成，X9：3，4點變?yōu)殚]點，控制分路接觸器吸合，電源通過U1，V1，W1進入整流裝置。,注意：L1，L2，L3畫法錯誤，現(xiàn)場送電前檢查。,電機模塊即 Motor Module 是為相連的電機提供電能的功率部件（DC-AC 逆變器）。驅(qū)動裝置中的直流母線為電機模塊供電。 電機模塊必須

5、通過 DRIVE-CLIQ 與控制單元相連，控制單元中儲存有控制和調(diào)節(jié)功能。,1.3 電機模塊,電機模塊連接圖,X41：1：EP M1 2：EP +24V,X41為裝機裝柜型, 在書本型中為X21。 X21: 3: EP +24V 4: EP M1,X9：1：P24V 2：M,1.4 控制單元CU320,4個DRIVE-CLIQ口:X100～X103數(shù)字輸入/輸出通道:X122,X1322

6、4V電源:X124,控制單元CU320：整個驅(qū)動系統(tǒng)的控制部分,控制單元CU320的內(nèi)部連接圖,X122:1:DI0 2:DI1 3:DI2 4:DI3 5:M1 6:M 7:DI/DO8 8:DI/DO9 9:M 10:DI/DO10 11:DI/DO11 12:M,其中M1，M2為相應端子的公共端；M為24V的

7、負端。,X132:1:DI4 2:DI5 3:DI6 4:DI7 5:M2 6:M 7:DI/DO12 8:DI/DO13 9:M 10:DI/DO14 11:DI/DO15 12:M,1.4 編碼器模塊,X500:DRIVE-CLIQ接口

8、X524:24V電源,編碼器模塊： 將編碼器信號轉(zhuǎn)換成DRIVE-CLiQ 可識別的信號， 若電機含有DRIVE-CLiQ 接口，則不需要此模塊。,編碼器連接方式一,注意:1、編碼器供電電壓可通過參數(shù)設置為5V或24V。如果參 數(shù)設置錯誤，可能導致編碼器損壞。 2、將X531：2與X521：2，4，6短接。,編碼器連接方式二,DRIVE-CLIQ連接,X400－X402:為裝機裝柜型電機模塊的端子

9、；X200－X203:為書本型電機模塊的端子,一般接線規(guī)則：? 在CU320上，一根DRIVE-CLiQ 最多只能連接16個接點? 一排最多連接8個接點? 不能有環(huán)型連接? 接點之間不能重復連接,推薦接線：,二、SINAMICS S120的調(diào)試,2.1 PLC控制部分,2.1.1 PLC系統(tǒng)組態(tài),1、S7中安裝GSD文件（GSD_S120_S150_bis_V26）；2、硬件組態(tài)中，各驅(qū)動系統(tǒng)DP地址設定；,PLC硬件

10、組態(tài)示意圖：,2.1.2 DP報文設置,DP報文是指通訊過程中，S7-300與SINAMICS S120交換的數(shù)據(jù)字的數(shù)量及各字的含義。根據(jù)不同的應用來選擇相應的報文。 另外，針對整流單元ALM與SLM、BLM模塊的控制，需要激活370 報文，如果使用小功率SLM模塊，不需要在對電源模塊進行控制，默認它已經(jīng)被激活。,雙軸模塊對應的兩個對象所選擇的報文結構為標準報文2（Standard telegram 2，PZD4/4）。

11、PZD 4/4 意即S120發(fā)送/接受各為4個字。,2.1.3 S7-300與SINAMICS S120之間的DP通訊,PLC通過PROFIBUS周期性通訊方式將控制字1(CTW1)和主設定值(NSETP_B) 發(fā)送至驅(qū)動器。,用DP總線對電機啟、停及速度控制：,（1）控制字中Bit0做電機的啟、?？刂?；（2）主設定值為速度設定值，4000（十六進制）對應50HZ；發(fā)送的最高頻率（最大值）為7FFF；（3）當組態(tài)的報文結構PZD=2

12、或者自由報文999時，頻率設定值為一個字，在S7-300中可用“MOVE”指令進行數(shù)據(jù)傳送；當組態(tài)的報文結構>2，頻率設定值為兩個字時，在S7-300中對PZD（過程數(shù)據(jù)）讀寫參數(shù)時需調(diào)用SFC14和SFC15。 SFC14 (“DPRD_DAT”) 用于讀Profibus從站的數(shù)據(jù)。 SFC15 (“DPWR_DAT”) 用于將數(shù)據(jù)寫入Profibus從站。,2.2 S120組態(tài)及參數(shù)調(diào)試,SINAMICS S120

13、的調(diào)試軟件為Starter 或者是Scout,常用的DP通訊卡CP5512等。STARTER調(diào)試工具可以對部件進行參數(shù)化、編程和調(diào)試。在安裝Starter與Scout之前，需要安裝Step-7軟件的最新版本，例如Starter V4.1.5 需要Step7 V5.4 SP4。,2.2.1 S120的系統(tǒng)組態(tài),,STARTER 主要能實現(xiàn)以下功能：硬件組態(tài)和識別（電子銘牌）參數(shù)的設置動態(tài)特性的調(diào)試故障診斷程序的下裝和上載,

14、Sinamics S120 創(chuàng)建項目方式,一、離線創(chuàng)建方式： 1. 打開STARTER，建一個新項目； 2. 設定PROFIBUS-DP 接口； 3. 插入驅(qū)動單元,對其連接的硬件(電源模塊、電機模塊、編碼器、電機等)進行逐個配置； 4. 存儲項目，在線連接，將項目下載到SINAMICS S120 中。二、在線創(chuàng)建方式： 1. 打開STARTER，建一個新項目； 2. 設定PROFIBUS-DP接口； 3. 插入驅(qū)動單元

15、，在線，將編程器與驅(qū)動器連接起來； 4. 自動配置驅(qū)動系統(tǒng)； 5. 離線，手動配置不帶Drive-CLiQ 接口的組件； 6. 編譯、存盤，然后在線、下載。,2.2.2 Starter調(diào)試軟件的其他功能,1) 使用控制面板(Control panel)進行電機辯識，控制電機轉(zhuǎn)向以及 轉(zhuǎn)速；2）對CU320的輸入/輸出點進行設置；3）通過參數(shù)表直接修改參數(shù)功能；4）根據(jù)導航Drive Navigator來對控制鏈路的各個環(huán)

16、節(jié)進行設定以及監(jiān)控；5）數(shù)據(jù)記錄 (Trace)功能對驅(qū)動器以及電機的各種狀態(tài)參數(shù)進行記錄，方便故障診斷以及性能判斷；6）操作面板（BOP）。,1）控制面板(Control panel),如果采用ALM、BLM或者是16 kW以上(包含16kW)的SLM模塊，在使能驅(qū)動之前，要先激活整流單元infeed模塊。,2、電機辯識：a）將參數(shù)P1910=1（靜態(tài)辯識）；P1960=2/4（動態(tài)辯識）；b）接受控制權，使能Enable，按啟動

17、按鈕。 優(yōu)化完成后必須執(zhí)行copy RAM to ROM。,1、P340=1（電機模型計算）。,3、操作電機運行：a）接受控制權,使能Enable；b)輸入電機轉(zhuǎn)速（-為反向）；c）啟動。(0%～200%n可調(diào)),2）CU320的輸入/輸出點的設置,DI2:SLM復位；DI3:SLM使能。,DO8：副起制動器控制點；DO9:小車制動器控制點；DO10:一號大車制動器控制點；DO11:二號大車制動器控制點。,3）參數(shù)表功能,每個

18、電源模塊、電機模塊、CU320模塊都有自己的參數(shù)表,1為參數(shù)號；2為參數(shù)所屬數(shù)據(jù)組類別(M為電機數(shù)據(jù)組)；3為參數(shù)解釋；4為參數(shù)當前值；5為參數(shù)的單位；6表示參數(shù)的修改條件；7表示參數(shù)設置的最大與最小值。,①,②,③,④,⑤,⑥,⑦,4）導航Drive Navigator功能,導航Drive Navigator對控制鏈路的各個環(huán)節(jié)進行設定以及監(jiān)控 。,例1：起升制動器的控制（開閘）,起升制動器的控制（關閘）,加減速時間設置,5）數(shù)據(jù)記錄

19、 (Trace)功能,數(shù)據(jù)記錄 (Trace)功能對驅(qū)動器以及電機的各種狀態(tài)參數(shù)進行記錄，方便故障診斷以及性能判斷。,1、打開Trace頁面；2、選擇要Trace的信號參數(shù)；3、設置記錄數(shù)據(jù)的采樣時間；4、設置Trace總時間長度；5、選擇Trace的觸發(fā)條件；6、開始Trace。,6）操作面板（BOP）,BOP功能：改變驅(qū)動對象，啟動或停止驅(qū)動軸；實現(xiàn)參數(shù)的修改和顯示；顯示故障信息并復位故障。,左上角兩個位置：顯示被激