西门子S120驱动系统介绍

DHI·DCWDHI·DCW西门子S120驱动系统介绍大连重工·起重集团有限公司起重机设计院崔海丰2011年3月DHI·DCW目录一、SINAMICSS120系统的硬件组成1.1结构配置总图1.2电源模块1.3电机模块1.4控制单元CU3201.5编码器模块二、SINAMICSS120系统的调试2.1PLC控制部分2.1.1PLC系统组态2.1.2DP报文设置2.1.3S7-300与SINAMICSS120之间的DP通讯2.2S120组态及参数调试2.2.1S120的系统组态2.2.2Starter调试软件的其他功能DHI·DCW1.1结构配置总图DRIVE-CLiQ动力电源大车逆变器小车逆变器副起逆变器主起逆变器SLMPLCET-200MMP277大车逆变器CU320CU320SMC30SMC30一、SINAMICSS120系统的硬件组成DHI·DCW1.2电源模块SinamicsS120DC/AC的电源模块有三种：1、基本型电源模块(BLM):整流但没有回馈功能。2、非调节型电源模块(SLM):整流且有回馈功能,但不能调节直流母线电压。3、调节型电源模块(ALM):整流且有回馈功能，并能自动调节母线电压，使直流母线电压不受电网波动而能保持稳定。DHI·DCW非调节型电源模块外形图电源模块：将交流转变为直流，并实现能量回馈。DHI·DCW非调节型电源模块连接图X9：1：P24V2：M3，4：分路接触器控制5，6：未占用7，8：预充电接触器反馈L1，L2，L3：预充电和风扇电源的连接（最大预充电电流）X41：1：EPM12：EP+24VSLM启动：给出启动信号后，通过L1，L2，L3进行预充电，大约2～3S后，充电完成，X9：3，4点变为闭点，控制分路接触器吸合，电源通过U1，V1，W1进入整流装置。注意：L1，L2，L3画法错误，现场送电前检查。DHI·DCW电机模块即MotorModule是为相连的电机提供电能的功率部件（DC-AC逆变器）。驱动装置中的直流母线为电机模块供电。电机模块必须通过DRIVE-CLIQ与控制单元相连，控制单元中储存有控制和调节功能。1.3电机模块DHI·DCW电机模块连接图X41：1：EPM12：EP+24VX41为装机装柜型,在书本型中为X21。X21:3:EP+24V4:EPM1X9：1：P24V2：MDHI·DCW1.4控制单元CU3204个DRIVE-CLIQ口:X100～X103数字输入/输出通道:X122,X13224V电源:X124控制单元CU320：整个驱动系统的控制部分DHI·DCW控制单元CU320的内部连接图X122:1:DI02:DI13:DI24:DI35:M16:M7:DI/DO88:DI/DO99:M10:DI/DO1011:DI/DO1112:M其中M1，M2为相应端子的公共端；M为24V的负端。X132:1:DI42:DI53:DI64:DI75:M26:M7:DI/DO128:DI/DO139:M10:DI/DO1411:DI/DO1512:MDHI·DCW1.4编码器模块X500:DRIVE-CLIQ接口X524:24V电源编码器模块：将编码器信号转换成DRIVE-CLiQ可识别的信号，若电机含有DRIVE-CLiQ接口，则不需要此模块。DHI·DCW编码器连接方式一DHI·DCW注意:1、编码器供电电压可通过参数设置为5V或24V。如果参数设置错误，可能导致编码器损坏。2、将X531：2与X521：2，4，6短接。编码器连接方式二DHI·DCWDRIVE-CLIQ连接X400－X402:为装机装柜型电机模块的端子；X200－X203:为书本型电机模块的端子一般接线规则：•在CU320上，一根DRIVE-CLiQ最多只能连接16个接点•一排最多连接8个接点•不能有环型连接•接点之间不能重复连接推荐接线：DHI·DCW二、SINAMICSS120的调试2.1PLC控制部分2.1.1PLC系统组态1、S7中安装GSD文件（GSD_S120_S150_bis_V26）；2、硬件组态中，各驱动系统DP地址设定；PLC硬件组态示意图：DHI·DCW2.1.2DP报文设置DP报文是指通讯过程中，S7-300与SINAMICSS120交换的数据字的数量及各字的含义。根据不同的应用来选择相应的报文。另外，针对整流单元ALM与SLM、BLM模块的控制，需要激活370报文，如果使用小功率SLM模块，不需要在对电源模块进行控制，默认它已经被激活。Driveobject通讯报文格式类型(p0922)SLM370，999CU320390，391，999DHI·DCW双轴模块对应的两个对象所选择的报文结构为标准报文2（Standardtelegram2，PZD4/4）。PZD4/4意即S120发送/接受各为4个字。DHI·DCW2.1.3S7-300与SINAMICSS120之间的DP通讯PLC通过PROFIBUS周期性通讯方式将控制字1(CTW1)和主设定值(NSETP_B)发送至驱动器。用DP总线对电机启、停及速度控制：（1）控制字中Bit0做电机的启、停控制；（2）主设定值为速度设定值，4000（十六进制）对应50HZ；发送的最高频率（最大值）为7FFF；（3）当组态的报文结构PZD=2或者自由报文999时，频率设定值为一个字，在S7-300中可用“MOVE”指令进行数据传送；当组态的报文结构2，频率设定值为两个字时，在S7-300中对PZD（过程数据）读写参数时需调用SFC14和SFC15。SFC14(“DPRD_DAT”)用于读Profibus从站的数据。SFC15(“DPWR_DAT”)用于将数据写入Profibus从站。DHI·DCW2.2S120组态及参数调试SINAMICSS120的调试软件为Starter或者是Scout,常用的DP通讯卡CP5512等。STARTER调试工具可以对部件进行参数化、编程和调试。在安装Starter与Scout之前，需要安装Step-7软件的最新版本，例如StarterV4.1.5需要Step7V5.4SP4。2.2.1S120的系统组态STARTER主要能实现以下功能：•硬件组态和识别（电子铭牌）•参数的设置•动态特性的调试•故障诊断•程序的下装和上载DHI·DCWSinamicsS120创建项目方式一、离线创建方式：1.打开STARTER，建一个新项目；2.设定PROFIBUS-DP接口；3.插入驱动单元,对其连接的硬件(电源模块、电机模块、编码器、电机等)进行逐个配置；4.存储项目，在线连接，将项目下载到SINAMICSS120中。二、在线创建方式：1.打开STARTER，建一个新项目；2.设定PROFIBUS-DP接口；3.插入驱动单元，在线，将编程器与驱动器连接起来；4.自动配置驱动系统；5.离线，手动配置不带Drive-CLiQ接口的组件；6.编译、存盘，然后在线、下载。DHI·DCW2.2.2Starter调试软件的其他功能•1)使用控制面板(Controlpanel)进行电机辩识，控制电机转向以及转速；•2）对CU320的输入/输出点进行设置；•3）通过参数表直接修改参数功能；•4）根据导航DriveNavigator来对控制链路的各个环节进行设定以及监控；•5）数据记录(Trace)功能对驱动器以及电机的各种状态参数进行记录，方便故障诊断以及性能判断；•6）操作面板（BOP）。DHI·DCW1）控制面板(Controlpanel)如果采用ALM、BLM或者是16kW以上(包含16kW)的SLM模块，在使能驱动之前，要先激活整流单元infeed模块。2、电机辩识：a）将参数P1910=1（静态辩识）；P1960=2/4（动态辩识）；b）接受控制权，使能Enable，按启动按钮。优化完成后必须执行copyRAMtoROM。1、P340=1（电机模型计算）。3、操作电机运行：a）接受控制权,使能Enable；b)输入电机转速（-为反向）；c）启动。(0%～200%n可调)DHI·DCW2）CU320的输入/输出点的设置DI2:SLM复位；DI3:SLM使能。DHI·DCWDO8：副起制动器控制点；DO9:小车制动器控制点；DO10:一号大车制动器控制点；DO11:二号大车制动器控制点。DHI·DCW3）参数表功能每个电源模块、电机模块、CU320模块都有自己的参数表1为参数号；2为参数所属数据组类别(M为电机数据组)；3为参数解释；4为参数当前值；5为参数的单位；6表示参数的修改条件；7表示参数设置的最大与最小值。①②③④⑤⑥⑦DHI·DCW4）导航DriveNavigator功能导航DriveNavigator对控制链路的各个环节进行设定以及监控。例1：起升制动器的控制（开闸）DHI·DCW起升制动器的控制（关闸）DHI·DCW加减速时间设置DHI·DCW5）数据记录(Trace)功能数据记录(Trace)功能对驱动器以及电机的各种状态参数进行记录，方便故障诊断以及性能判断。1、打开Trace页面；2、选择要Trace的信号参数；3、设置记录数据的采样时间；4、设置Trace总时间长度；5、选择Trace的触发条件；6、开始Trace。DHI·DCW6）操作面板（BOP）BOP功能：•改变驱动对象，启动或停止驱动轴；•实现参数的修改和显示；•显示故障信息并复位故障。左上角两个位置：显示被激活的传动对象1、改变传动对象：a）按下“FN”和“▲”，左上角光标闪烁；b）使用“▲”选择需要的传动对象；c）按“P”确认。2、参数显示：a）按“P”；b）使用“▲”选择需要设置的参数；c）按“FN”，显示参数r0000；d）按“P”，切换到运行显示状态。DHI·DCW