西門(mén)子6RA7088-6KS22-0上海盟疆自動(dòng)化（shimu）優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品; PLC 、屏、變頻器,、電纜及通訊卡、數(shù)控、網(wǎng)絡(luò)接頭、伺服驅(qū)動(dòng),、 凡在公司采購(gòu)西門(mén)子產(chǎn)品，均可質(zhì)保
一年,，假一罰十,，以客戶的需求為宗旨 , 以誠(chéng)為本 , 精益求精是專(zhuān)業(yè)從事西門(mén)子工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品銷(xiāo)售和集成的優(yōu)良企業(yè)。

西門(mén)子6RA7088-6KS22-0

 

6RA7088-6KS22-0

SIMOREG DC Master 整流器 帶微處理器 針對(duì)單象限驅(qū)動(dòng) 電路 B6C 輸入 690V 3AC,，788A 可控勵(lì)磁整流器 D830/950 MRE-GEEF6S22 輸出 830V DC,，950A 輸出端 US 等級(jí)：830V DC， 667A 現(xiàn)場(chǎng)輸入端 460V，輸出端 375V,， 30A

 

 

 

．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(lèi)型的CPU：
1）S7-1211C CPU。
2）S7-1212C CPU,。
3）S7-1214C CPU,。
這三種類(lèi)型的CPU都可以使用USS通信協(xié)議通過(guò)通信模塊CM1241 RS485來(lái)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(guò)下述的實(shí)際操作來(lái)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。

序號(hào)	功能	參數(shù)	設(shè)定值
1	工廠設(shè)置復(fù)位	P0010	30
2	工廠設(shè)置復(fù)位	P970	1
3	快速啟動(dòng)設(shè)置	P0010	1
4	電機(jī)額定電壓	P0304	380V
5	電機(jī)額定功率	P0307	5.5KW
6	電機(jī)額定頻率	P0310	50Hz
7	電機(jī)額定轉(zhuǎn)速	P0311	1350r/min
8	USS命令源	P0700	5
9	頻率設(shè)定源	P01000	5
10	小電機(jī)頻率	P1080	0.0Hz
11	大電機(jī)頻率	P1081	50.0Hz
12	啟動(dòng)斜坡時(shí)間	P1120	10.0S
13	延遲斜坡時(shí)間	P1121	10.0S
14	結(jié)束快速啟動(dòng)設(shè)置	P3900	1
15	激活專(zhuān)家模式	P0003	3
16	參考頻率	P2000	50.0Hz
17	USS數(shù)據(jù)傳輸速度	P2010	9
18	USS從站地址	P2011	1
19	USS PZD長(zhǎng)度	P2012	2
20	USS PKW長(zhǎng)度	P2013	4
21	通信監(jiān)控	P2014	0
22	在E2PROM 保存數(shù)據(jù)	P0971	1
23	激活專(zhuān)家模式	P0003	3
24	激活參數(shù)模式	P0010	30
25	從G120中傳輸參數(shù)到BOP	P0802	1

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(wèn)題：可能不能讀出從變頻器反饋回來(lái)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(guò)USS通信的基本原理

S7 1200提供了的USS庫(kù)進(jìn)行USS通信,，如下圖所示：

圖5： S7 1200 的USS庫(kù)

        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(guò)這個(gè)功能快來(lái)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),?？稍谥鱋B或中斷OB中調(diào)用。
        USS_RPM功能塊是通過(guò)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(guò)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(guò)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 CPU多可帶3個(gè)通信模塊，而每個(gè)CM1241 RS485通信模塊多支持16個(gè)變頻器,。因此用戶在一個(gè)S7-1200 CPU中多可建立3個(gè)USS網(wǎng)絡(luò),，而每個(gè)USS網(wǎng)絡(luò)多支持16個(gè)變頻器，總共多支持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(lái)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(guò)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)通信模塊多可以有16個(gè)USS數(shù)據(jù)塊,，每個(gè)CPU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(chǎng)實(shí)際情況相聯(lián)系。每個(gè)變頻器與S7-1200進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)塊是一的,。
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_PORT小通信間隔時(shí)間。

圖8：不同的波特率對(duì)應(yīng)的USS_PORT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(lái)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(kù)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：

西門(mén)子6RA7088-6KS22-0
圖9：循環(huán)中斷OB塊的掃描時(shí)間的設(shè)置

1                     SINAMICS G120的效率優(yōu)化功能

什么是效率優(yōu)化

效率優(yōu)化是在矢量控制中負(fù)載較輕時(shí)，為提高電機(jī)效率,，降低電機(jī)勵(lì)磁損耗而采取的弱磁控制,。可以降低電機(jī)損耗,，減少電機(jī)噪聲,。

 

效率優(yōu)化適用于變轉(zhuǎn)矩負(fù)載或輕載應(yīng)用，與V/F控制中的ECO功能類(lèi)似,，目的均為降低電機(jī)磁通,，提高電機(jī)效率

圖1 效率優(yōu)化曲線  

G120的效率優(yōu)化功能

與效率優(yōu)化有關(guān)的參數(shù)如下表所示：

P1570	磁通設(shè)定值 / 磁通設(shè)定值
P1580	效率優(yōu)化 / 效率優(yōu)化

 

表1 與效率優(yōu)化有關(guān)的參數(shù)    

圖2 效率優(yōu)化部分的功能圖

從功能圖可以看出：在弱磁段，經(jīng)過(guò)P1580修改的磁通與弱磁控制器輸出的值是二者取小的關(guān)系,。  

當(dāng)P1580=0時(shí),，效率優(yōu)化功能禁用，如圖3,。

圖3 效率優(yōu)化未激活時(shí)的磁通變化

1段轉(zhuǎn)速為1000rpm/min,；2段轉(zhuǎn)速為1800rpm/min，紫色曲線為磁通

從曲線可以看出,，如果不使能效率優(yōu)化功能，在恒轉(zhuǎn)矩段,，磁通r84=100%

在恒功率段,，磁通按照弱磁曲線降低，在1800rpm/min時(shí),，磁通為90%*P1570

 

 

當(dāng)P1580≠0時(shí),，變頻器按照上圖實(shí)現(xiàn)不同的效率優(yōu)化效果，如圖4,。          

圖4 效率優(yōu)化激活時(shí)（P1580=10%）的磁通變化    

1段轉(zhuǎn)速為1000rpm/min,，2段轉(zhuǎn)速為1800rpm/min，紫色曲線為磁通

從曲線可以看出,，如果使能效率優(yōu)化功能之后,，

在恒轉(zhuǎn)矩段，磁通經(jīng)過(guò)按照?qǐng)D2-1的曲線優(yōu)化之后為95%*P1570,。

在恒功率段,，經(jīng)過(guò)P1580優(yōu)化后的磁通要高于弱磁控制器輸出的磁通，因此磁通為90%*P1570

效率優(yōu)化功能總結(jié)

l  效率優(yōu)化功能可以降低不*負(fù)載范圍內(nèi)的電機(jī)損耗 ,，減少電機(jī)發(fā)出的噪音

l  效率優(yōu)化是一種主動(dòng)弱磁的手段,，以達(dá)到節(jié)能效果

l  只有在動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求較低的應(yīng)用中，例如：水泵和風(fēng)機(jī),，才推薦使用該功能,。

l  效率優(yōu)化功能優(yōu)化后的磁通量會(huì)與弱磁控制器輸出的磁通量比較，較小的值起作用

l  效率優(yōu)化功能會(huì)對(duì)弱磁產(chǎn)生影響，推后進(jìn)入恒功率段的點(diǎn) 

6ES7 450-1AP00-0AE0
6ES7 451-3AL00-0AE0
6ES7 452-1AH00-0AE0
6ES7 453-3AH00-0AE0
6ES7 455-0VS00-0AE0
6ES7 455-1VS00-0AE0
6DD1 607-0AA2
6ES7 953-8LJ20-0AA0
6ES7 953-8LL20-0AA0
6ES7 953-8LM20-0AA0
6DD1 607-0CA1
6DD1 607-0EA0
6DD1 607-0EA2
6DD1 684-0GE0
6DD1 684-0GD0
6DD1 684-0GC0
6DD1 681-0AE2
6DD1 681-0AF4
6DD1 681-0EB3
6DD1 681-0AG2
6DD1 681-0DH1
6DD1 681-0AJ1
6DD1 681-0GK0
通訊模板
6ES7 440-1CS00-0YE0
6ES7 441-1AA04-0AE0
6ES7 441-2AA04-0AE0
6ES7 963-1AA00-0AA0
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附件
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6ES7 400-1TA11-0AA0
6ES7 400-1JA11-0AA0
6ES7 401-2TA01-0AA0
6ES7 400-2JA00-0AA0
6ES7 400-2JA10-0AA0
6ES7 403-1TA01-0AA0
6ES7 403-1JA01-0AA0
6ES7 403-1TA11-0AA0
6ES7 403-1JA11-0AA0
6ES7 460-0AA01-0AB0
6ES7 461-0AA01-0AA0
6ES7 468-1AH50-0AA0
6ES7 468-1BB50-0AA0
6ES7 461-0AA00-7AA0
6ES7 460-1BA01-0AB0
6ES7 461-1BA01-0AA0
6ES7 468-3AH50-0AA0
6ES7 468-3BB50-0AA0
6ES7 460-3AA01-0AB0
6ES7 461-3AA01-0AA0
6ES7 468-1BF00-0AA0
6ES7 468-1CB00-0AA0
6ES7 468-1CC50-0AA0
6ES7 468-1CF00-0AA0
6ES7 468-1DB00-0AA0
6ES7 461-3AA00-7AA0
6ES7 463-2AA00-0AA0
6ES7 964-2AA04-0AB0