dcm直流调速器快速调试汇编.docx
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dcm直流调速器快速调试汇编
SINAMICSDCM简明调试指南
SINAMICSDCMCommissioningGuide
UserGuide Edition(2012年6月)
摘 要
本文介绍了SINAMICSDCM的选型,基本调试步骤。
关键词
SINMICSDCM,6RA80,选型,调试
KeyWords
SINMICSDCM,6RA80,Selection,Commissioning
目 录
1 DCM介绍
1.1DCM介绍
1.2SINAMICSDCM选型和接线
2 调试
2.1BOP20调试
2.2Starter配置和调试
3 DCM功能介绍
3.1优化
3.2数据组
3.3参数复位和存储
3.4第二块CUD
3.5自由功能块和DCC
1 DCM介绍
1.1DCM介绍
SINAMICSDCM是SINAMICS家族中的直流驱动装置,包含直流驱动装置和控制模块两种产品。
直流驱动装置功率范围从15-3000A,超过3000A可以用装置并联实现。
控制模块主要用来替代原来的SIMOREGCM系列产品,实现设备的改造。
其型谱如图1:
图1SINAMICSDCM型谱
1.2SINAMICSDCM选型和接线
1.2.1 控制单元选件
∙标配的DCM包含以下部分:
∙控制单元电子板CUD
∙标准面板BOP20
∙三相晶闸管全控桥(2Q和4Q);
∙单相励磁模块
∙风扇(125A及以下装置自冷)
DCM上有两个控制单元电子板插槽(左槽和右槽)。
左槽为整个驱动装置发出控制指令,右槽的CUD的主要功能可以扩展端子数量,增加计算能力(如DCC的编程),增加选件插槽(如CBE20)等功能。
控制单元CUD分成两类:
StandardCUD和AdvancedCUD(选件G00),其接线如图1-2所示:
图2SINAMICSDCMCUD接线
与StandardCUD相比,AdvancedCUD增加了选件插槽,Drive-CliQ和右槽CUD的扩展端口等等。
SINAMICSDCM主控板的配置有如下方式,可以根据现场工艺需求选择以下四种不同配置:
表1 SINAMICSDCMCUD四种配置方式
左槽
右槽
选件配置
1
StandardCUD
-
标准配置
2
AdvancedCUD
-
G00
3
AdvancedCUD
StandardCUD
G00+G10
4
AdvancedCUD
AdvancedCUD
G00+G11
存储卡:
CUD板上都有存储卡插槽,存储卡在以下场合下是必要选件:
∙固件升级
∙AOP30使用其他语言包
∙使用SINAMICSLink通讯功能
∙装载DCC程序
存储卡在以下场合作为可选件:
∙保存多组参数;
∙将参数传送到其他DCM设备中;
∙串口调试。
CBE20通讯板:
只能插在AdvancedCUD的选件插槽中,用于实现Profinet通讯。
下图为CUD上的所有可选件列表:
图3SINAMICSDCM控制部分选件
1.2.2功率部分选件和接线
图4 SINAMICSDCM功率部分接线举例
电子版电源供电:
有三种供电方式:
∙400VAC:
∙230VAC
∙24VDC:
需在订购时,加选L05选件
图5SINAMICSDCM电子板电源接线
电枢电源:
电枢电源三相供电:
通过1U1,1V1,1W1供电,电源电压应当在装置额定电压以内,但不能低于85V。
如果供电电压低于85V,需要选取选件L04,可以实现10-50V低电压供电。
电枢电源单相供电:
DCM额定直流电流小于125A,且额定电压小于575V的SINAMICSDCM装置,可以单相供电运行。
必须使用短路阻抗为4%的单相进线电抗器或者变压器。
单相供电设定参数p51799=1。
单相供电接线:
整流器接线端子为1U1和1V1,1W1端子空置
图6SINAMICSDCM单相供电
单相供电时,整流装置进线电流等于直流电流。
因此整流装置需要降容使用,其额定直流电流自动降为3相运行时额定电流的67%。
由于与6脉动整流相比单相供电时电流波动更大,因此直流回路上需要串联平滑电抗器(选型时请咨询电机生产商)。
电流的脉动可能会导致速度波动,为使速度更加平稳,推荐设定速度环滤波参数p50200=10ms。
单相供电时,不能使用动态过载功能,且I2t功能必须禁止(p50075=0),否则会出现故障F60058(故障值为4)。
如果单相供电的装置超过要求的额定值范围,装置启动时会出现故障F60058。
励磁供电:
装置内标配1Q的励磁模块,进线端子为3U1,3W1(接电网),出线端子为3C,3D(接电机励磁线圈)。
励磁部分有以下三种选件:
∙2Q:
需要在订购时加L11选件
∙无励磁模块:
需要在订购时加L10选件
∙85A励磁模块:
需要在订购时加L85选件。
风扇供电:
根据装置功率不同,装置配有不同大小,不同供电方式的风机,可以通过4U1,4V1,4W1给风机供电。
对于使用三相交流供电的风机的装置,可以加选件L21实现单相电源供电。
降容:
温度和海拔对装置的影响:
图7SINAMICSDCM降容
功率接口板上还有以下端子:
∙XT1:
103,104,模拟测速机反馈信号
∙XS1:
105,106,E-Stop
∙XR1:
109,110,用于控制主接触器合闸信号
功率部分选件列表:
图8功率部分选件
表2SINAMICSDCMASTER仅支持以下SINAMICS驱动组件:
模块
含义
CBE20
通讯板
SMC30
传感器模块(仅支持6SL3055-0AA00-5CA2)
TM15
端子模块
TM31
端子模块(仅支持TM316SL3055-0AA00-3AA1)
SMC30,TM15,andTM31模块通过Drive-CliQ接口和SINAMICSDCM连接的,CBE20可以在订购时直接以选件形式订购,插在CUD板上的OMI插槽中。
SINAMICSDCMASTER最多可以连接3个端子模块TM15/TM31和1个SMC30。
CUD上有两个Drive–CliQ接口(X100,X101),模块可以串联或者并联,但是SMC30必须安装在总线的末端。
高级操作面板AOP30(仅6SL3055-0AA00-4CA4支持DCM的调试)
AOP30可以用于对设定参数(调试),监控状态变量,控制驱动装置,诊断故障和报警,可以安装在柜门上。
图9AOP30
AOP30面板上可以显示驱动装置最重要的变量:
工厂设定值,显示驱动装置的运行状态,转矩方向,时间,和四个驱动变量值(参数)和两个参数以进度条方式显示,如下图所示。
.
图10AOP30运行界面
AOP30需要24V供电,如果用CUD供电,电缆长度应当小于50m。
如果电缆大于50m,需要使用外部24V供电。
通讯电缆需要单独订购,有如下三种连接方式:
图11AOP30与装置之间的连线
① 使用CUD板的24V电源供电,RS485电缆-最大.50m
② 一个CUD的24V电源供电,用于控制两个CUD运行的RS485电缆–最大.50m
③ 外部24V供电,RS485电缆-最大.200m
通讯电缆订货号请参考SINAMICSDCM样本D23.1。
2 调试
2.1BOP20调试
2.1.1BOP20介绍
BOP20可以用来调试和显示参数,还可以用来起停电机,确认故障。
图12BOP20面板
表4 BOP20显示含义:
显示
含义
左上两位
当前显示的驱动对象
RUN
装置状态
右上两位
S
参数发生变化,但是其值还没有存储在非易失存储区中,此时显示“S”
P
仅在按P键之后,设定值才有效,此时显示“P”
C
下面六位
显示参数,下标,故障,报警等
2.1.2BOP20调试步骤
1.工厂复位与参数权限
工厂复位:
设定,
p009=30
p976=1
参数权限:
必须在BOP20上激活驱动对象1(DO1)
p0003=1 标准
p0003=2 高级
p0003=3 专家级
2.调整额定电流
如果最大电枢电流大于装置额定电枢直流电流*0.5,装置的电枢额定直流电流必须通过参数p50076[0](I%)或p50067调整:
如果最大励磁电流小于装置额定励磁直流电流*0.5,装置的额定励磁直流电流必须通过参数p50076[1](I%)调整
3.调整电网电压参数
p50078[0] 装置电枢电压参数( V)
p50078[1] 装置励磁电压参数( V)
4.设定电机参数
p50100[D] 额定电枢电流(A)
p50101[D] 额定电枢电压(V)
p50102[D] 额定励磁电流(A)
p50104[D] 速度n1(rpm)
p50105[D] 电枢电流I1(A)
p50106[D] 速度n2( rpm)
p50107[D] 电枢电流I2(A)
p50108[D] 最大运行速度n3( rpm)
p50109[D] 激活速度-电流限幅的功能
p50114[D] 电机温度时间常数(S)
5.速度实际值的来源
测速机反馈:
p50083[D]=1 测速机端子XT103和XT104返回的测量值 r52013
p50741[D] 最大转速对应的测速机实际电压值(–270.00to+270.00V)
注意:
1.此值设定之后决定了100%转速对应的实际转速值,参数P2000设定为参数P50741[0] 设定的电压对应的实际转速值(rpm),参数P2000用于将%的转速转化为rpm为单位的转速实际值,用于以下场合:
StarterControlPanel速度设定值,AOP30速度设定值,显示参数r0020,r0021,r0060,r0063的值
编码器反馈:
p50083[D]=2 速度实际值来自于(r0061)端子X177.
p0400[0] 编码器类型
p2000 100%转速对应的速度实际值
.
无测速机反馈(闭环EMF控制)
p50083[D]=3 速度实际值来自于“实际EMF值”(r52287),但是需要参数p50115计算。
p50115[D] 100%转速时的EMF值(1.00到140.00%电源电压(p50078[0]))
注意:
P2000位P50115设定的EMF设定值对应的实际转速。
自由连接
p50083[D]=4 速度实际值来自于p50609设定的连接器[C]
p2000 100%转速对应的速度实际值
SMC30增量式编码器反馈
p50083[D]=5 速度实际值来自于SMC30连接的增量式编码器的反馈值(r3770).
p0400[1] 编码器类型
p2000 100%转速对应的速度实际值l.
注意:
需要正确设置参数P2000,否则装置会报故障。
6.励磁数据
励磁回路控制
p50082=0 不使用内部励磁(e.g.永磁电机)
p50082=1 励磁随着主接触器动作 (励磁脉冲随着主接触器的动作激活或禁止)
p50082=2 在达到运行状态o7或更高时,在P50258参数化的延时到达后,由P50257设置的停机励磁自动接入
p50082=3 励磁永久有效
弱磁
p50081=0 无弱磁功能
p50081=1 通过内部闭环EMF控制实现弱磁,如:
速度超过额定转速时,电机的实际EMF值保持为EMF设定值 r52289=p50101–p50100xp50110
7.设置基本的工艺功能
电流限幅
p50171[D] 转矩方向I 系统电流限幅(参数p50100的值对应100%)
p50172[D] 转矩方向II系统电流限幅(参数p50100的值对应100%)
转矩限幅
p50180[D] 转矩方向I 转矩限幅1(电机额定转矩为100%)
p50181[D] 转矩方向II 转矩限幅1(电机额定转矩为100%)
斜坡函数发生器
p50303[D] 斜坡上升时间1(S)
p50304[D] 斜坡下降时间1(S)
p50305[D] 起始圆弧1(S)
p50306[D] 终止圆弧1(S)
8.完成快速调试
设置p3900=3.
执行电机数据的计算和根据之前输入参数进行的调节器参数计算。
完成之后,P3900为0。
在一般的运行场合,执行快速调试之后,电机可以正常运行,不需要再执行优化。
如果设备要做优化,不需要进行此步骤的快速调试。
9.优化
p50051=24 励磁回路电流环调节器优化
p50051=25 电枢回路电流环调节器优化
p50051=26 速度控制优化
p50051=27 闭环EMF控制优化(包括弱磁特性曲线)
p50051=28 摩擦特性优化
p50051=29 具有摆动机构的传动系统的速度调节器的优化运行
10.最高转速的校准和可能的精密调整
优化执行之后,需要检测最大转速是否精确。
如果最大转速改变超过了10%,则需要检查速度调节器的响应。
有必要的话,可以重新进行优化。
如果最大转速改变,必须重新进行弱磁和惯性补偿的优化。
11.检查驱动
优化运行不能对每种应用提供最优结果。
因而,调节器的设定必须用合适的方法加以检查(示波器,Starter跟踪等等)。
在某些情况下,须要手动再优化。
12.手动优化(根据需要)
参考“SINAMICSDCM操作手册”
13.非易失参数存储
所有设定参数的变化首先存储在RAM里,如果此时装置断电,所有参数将丢失。
为将参数永久存储在ROM里(非易失存储器),必须设定参数P0977为1,将RAM存储到ROM。
存储过程中,BOP20面板闪烁(CUD的RDY灯也闪烁),大约需要45s。
存储结束后,设定的参数备份在ROM中,驱动装置此时可以断电。
2.2Starter配置和调试
STARTERER是用于调试SINAMICUS系列变频器的工具软件,无需授权。
如果已安装了SCOUT软件,那么STARTERER将自动集成在SCOUT中,无需再次安装。
STARTERER软件安装对系统的最低要求:
WindowsXPProfessionalSP2/Windows2000SP3
SIMATICSTEP7V5.4
STARTERER主要能实现以下功能:
• 硬件组态
• 驱动参数的设置
• 电机动态特性的调试
• 故障诊断
• 驱动器项目的下载和上载
Starter可以通过三种方式与装置连接:
Profibus DP,Profinet,或者RS232,下面以ProfibusDP为例介绍与装置连接和配置的过程:
1.启动STARTER软件,使用“Project\New”命令创建一个新项目:
“SINAMICSDCM”,然后在项目中插入驱动装置:
选定使用的控制板(本例中选择的是StandardCUDLeft),对应的Firmware版本,和ProfibusDP的站地址:
图13插入驱动装置
2.配置驱动设备:
图14配置驱动设备
3.配置工艺调节器和自由功能块
图15配置工艺调节器和自由功能块
4.选择装置型号
图15 选择装置型号
5.配置电源电压参数和电机参数
图16设置设备和电机参数
6.设置抱闸功能和参数
图17设置报闸功能参数
7.设置编码器参数
图18设置编码器参数
两种选择编码器的方式:
“Selectstandardencoderfromlist”(从列表中选择编码器类型)和“EnterData”(直接输入编码器数据),请参考下面两个图:
图19选择编码器类型
图20设置编码器参数
选择速度反馈方式和参考转速:
图21 设置速度反馈方式和参考转速
图22设置速度反馈方式
8.设定励磁控制方式和励磁相关参数
图23设置励磁控制方式和励磁相关参数
9设定电流,转矩限幅和上升下降时间参数
图24设定电流,转矩限幅和上升下降时间参数
10.完成驱动装置配置
图25完成驱动装置配置
11.设置其他功能参数,如速度设定源,启动方式等等
图26设置设定值方式
3 DCM功能介绍
3.1优化
如下图,可以在Commissioning->Optimizationrun中实现优化操作和运行:
图27优化
也可以在参数列表中,直接通过设定参数P50051来实现优化。
按照工艺需求,顺序执行下面步骤的优化:
p50051=24闭环励磁电流控制优化
p50051=25闭环电枢电流控制优化
p50051=26速度控制优化
p50051=27闭环EMF控制优化(包含励磁特性曲线)
p50051=28摩擦特性曲线
3.2数据组
DCM有命令数据组CDS,传动数据组DDS,编码器数据组EDS,数据组可以通过BICO功能,进行切换。
命令数据组CDS:
DCM有两组命令数据组,其功能:
可以改变控制命令的来源;
改变频率给定的来源等。
表5CDS切换
通过P0810连接的开关量状态实现命令数据组的切换。
CDS参数组复制:
p0809[0]=源
[1]=目标
[2]=1开始复制,复制之后,p0809[2]=0
图28CDS切换逻辑
传动数据组DDS:
DCM有四组命令数据组,其功能:
配置EDS(最多两个,通过参数p0187和p0188设定);
控制参数(速度限幅值,斜坡函数发生器,调节器参数等等)
通过P0820和P0821所连接的开关量状态实现命令数据组的切换。
p0820BI:
DDS,bit0
p0821BI:
DDS,bit1
编码器数据组EDS:
一个传动装置可以管理16个编码器数据组,编码器数据组的数量可以通过P0140配置。
当选择了一个传动数据组时,自动选择分配的编码器数据组。
通过参数P0187、P0188、向传动数据组分别分配最多2个编码器据组。
DDS参数组复制:
p0819[0]=源
[1]=目标
[2]=1开始复制,复制之后,p0819[2]=0
3.3参数复位和存储
工厂复位:
p0009=30 参数复位
p0976=1 所有参数恢复到工厂设置值,设置完成之后,P976=0,P0009=1.
删除所有用户参数
实际的参数设置存储在非易失存储器,可以使用p0976=1删除,用户参数还包含:
DCC图表
DCC库
其他参数数据组(见p0802,p0803,p0804)
这些数据同样存储在非易失存储器(ROM),删除所有用户数据过程如下:
p0009=30 参数复位
p0976=200 开始删除所有用户数据
复位过程需要几分钟,装置自动重启,Starter会离线,重新连接装置。
完成之后,
p0976=0,p0009=0。
参数存储:
任何参数都是在RAM中更改,电子板电源掉电时,数据会丢失。
因此如果有参数修改而没有永久保存,BOP20或者AOP30上会有“S”闪烁。
参数保存在ROM中,有以下几种方法:
•设定参数p977=1(DO1)
•STRATER:
使用STARTER执行"CopyfromRAMtoROM"
•BOP20:
按住BOP20上的P键3s
•AOP30:
确认传输参数时,按住OK键1S以上,然后在后面的提示对话框中点击Yes。
如果CUD中有MMC卡,参数同时也会存储到存储卡中。
对于左侧或者右侧的CUD,ROM中的参数都存储在CUD中,如果要更换CUD,参数必须重新下载。
(或者使用MMC卡或者Starter),或者通过AOP30或者BOP20,然后执行“CopyRAMtoROM”。
图29参数存储过程
① 存储卡可用:
存储参数,PDS0同时拷贝到RAM和存储卡内;
② p802=20;p803=0;p804=1,手动设置将存储卡中的数据组拷贝到ROM中的指定数据组中;
③ p802=20;p803=0;p804=2,手动设置将ROM中的数据组拷贝到存储卡中的指定数据组中;
④ 上电时,如果卡内没有PDS0,RO
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