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6SL3210-5BE24-0UV0西門子4千瓦變頻器6SL3210-5BE24-0UV0
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產(chǎn)品介紹
西門子4千瓦變頻器6SL3210-5BE24-0UV0
 | 6SL3210-5BE24-0UV0 SINAMICS V20 3AC380-480V-15/+10% 47-63Hz 標(biāo)稱功率 4kW mit 150% 過(guò)載 用于 60sec 未過(guò)濾 I/O-Interface:4DI,2DO, 2AI,1AO 現(xiàn)場(chǎng)總線:USS/MODBUS RTU mit eingebautem BOP 防護(hù)方式 IP20/UL Open 型式 尺寸: FSB 140x 160x 165(寬x高x深) |
SIEMENS西門子上海朕鋅電氣設(shè)備有限公司
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1.硬件接線
西門子基本型變頻器 SINAMICS V20 可應(yīng)用于恒壓供水系統(tǒng)，本文提供具體的接線及簡(jiǎn)單操作流程。
通過(guò)BOP設(shè)置固定的壓力目標(biāo)值，使用 4~20mA管道壓力反饋儀表構(gòu)成的PID控制恒壓供水系統(tǒng)的接線如下圖所示：
圖1-1.V20變頻器用于恒壓供水典型接線
2調(diào)試步驟
2.1 工廠復(fù)位
當(dāng)調(diào)試變頻器時(shí)，建議執(zhí)行工廠復(fù)位操作：
P0010 = 30
P0970 = 1
(顯示50? 時(shí) 按下OK按鈕選擇輸入頻率，直接轉(zhuǎn)至P304進(jìn)入快速調(diào)試。)
2.2 快速調(diào)試
表2-1 快速調(diào)試參數(shù)操作流程
| 參數(shù) | 功能 | 設(shè)置 |
| P0003 | 訪問(wèn)級(jí)別 | =3 （專家級(jí)） |
| P0010 | 調(diào)試參數(shù) | = 1 （快速調(diào)試） |
| P0100 | 50 / 60 Hz 頻率選擇 | 根據(jù)需要設(shè)置參數(shù)值： =0: 歐洲 [kW] ， 50 Hz （工廠缺省值） =1: 北美 [hp] ， 60 Hz |
| P0304[0] | 電機(jī)額定電壓 [V] | 范圍： 10 ... 2000 說(shuō)明：輸入的銘牌數(shù)據(jù)必須與電機(jī)接線 （星形 / 三角形）* |
| P0305[0] | 電機(jī)額定電流 [A] | 范圍： 0.01 ... 10000 說(shuō)明： 輸入的銘牌數(shù)據(jù)必須與電機(jī)接線 （星形 / 三角形）* |
| P0307[0] | 電機(jī)額定功率 [kW / hp] | 范圍： 0.01 ... 2000.0 說(shuō)明： 如 P0100 = 0 或 2 ，電機(jī)功率 單位為 [kW] 如 P0100 = 1 ，電機(jī)功率單位為 [hp] |
| P0308[0] | 電機(jī)額定功率因數(shù)（ cosφ ） | 范圍： 0.000 ... 1.000 說(shuō)明： 此參數(shù)僅當(dāng) P0100 = 0 或 2 時(shí)可見(jiàn) |
| P0309[0] | 電機(jī)額定效率 [%] | 范圍： 0.0 ... 99.9 說(shuō)明： 僅當(dāng) P0100 = 1 時(shí)可見(jiàn) 此參數(shù)設(shè)為 0 時(shí)內(nèi)部計(jì)算其值。 |
| P0310[0] | 電機(jī)額定頻率 [Hz] | 范圍： 12.00 ... 599.00 |
| P0311[0] | 電機(jī)額定轉(zhuǎn)速 [RPM] | 范圍： 0 ... 40000 |
| P0314[0] | 電機(jī)極對(duì)數(shù) | 設(shè)置為0時(shí)內(nèi)部計(jì)算其值。 |
| P0320[0] | 電機(jī)磁化電流[%] | 定義相對(duì)于電機(jī)額定電流的磁化電流。 設(shè)置為0時(shí)內(nèi)部計(jì)算其值。 |
| P0335[0] | 電機(jī)冷卻 | 根據(jù)實(shí)際電機(jī)冷卻方式設(shè)置參數(shù)值 = 0: 自冷（工廠缺省值） = 1: 強(qiáng)制冷卻 = 2: 自冷與內(nèi)置風(fēng)扇 = 3: 強(qiáng)制冷卻與內(nèi)置風(fēng)扇 |
| P0507 | 應(yīng)用宏 | =10: 普通水泵應(yīng)用 |
| P0625 | 電機(jī)環(huán)境溫度 | 范圍： -40... 80℃（工廠設(shè)置20） |
| P0640[0] | 電機(jī)過(guò)載系數(shù) [%] | 范圍： 10.0 ... 400.0 （工廠缺省值： 150.0 ） 說(shuō)明： 該參數(shù)相對(duì)于 P0305 （電機(jī)額定電 流）定義電機(jī)過(guò)載電流極限值。建議 保留工廠缺省值。 |
| P0700 | 選擇命令源 | = 2: 端子啟動(dòng) |
| P0717 | 連接宏 | =8: PID 控制與模擬量參考組合 |
| P0727 | 2/3線控制方式選擇 | =0: 西門子標(biāo)準(zhǔn)控制（啟動(dòng) / 方向） |
| P1000[0] | 頻率設(shè)定值選擇 | =0: 無(wú)主設(shè)定值 |
| P1080[0] | zui小頻率 [Hz] | 范圍： 0.00 … 599.00 （工廠缺省值： 0.00 ） 說(shuō)明： 此參數(shù)中所設(shè)定的值對(duì)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn) 都有效。 例如可設(shè)置為30Hz。 |
| P1082[0] | zui大頻率 [Hz] | 范圍： 0.00 … 599.00 （工廠缺省 值： 50.00 ） 說(shuō)明： 此參數(shù)中所設(shè)定的值對(duì)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn) 都有效。 |
| P1120[0] | 斜坡上升時(shí)間 [s] | 范圍： 0.00 … 650.00 （工廠缺省 值： 10.00 ） 說(shuō)明： 此參數(shù)中所設(shè)定的值表示在不使用 圓弧功能時(shí)使電機(jī)從停車狀態(tài)加速 至電機(jī)zui大頻率（ P1082 ）所需的 時(shí)間。 |
| P1121[0] | 斜坡下降時(shí)間 [s] | 范圍： 0.00 … 650.00 （工廠缺省 值： 10.00 ） 說(shuō)明： 此參數(shù)中所設(shè)定的值表示在不使用 圓弧功能時(shí)使電機(jī)從電機(jī)zui大頻率 （ P1082 ）減速至停車狀態(tài)所需的 時(shí)間。 |
| P1135[0] | OFF3 斜坡下降時(shí)間 | 范圍： 0.00 … 650.00 （工廠缺省值： 5.00 ） |
| P1300[0] | 控制方式 | = 0: 具有線性特性的 V/f 控制（潛水泵適用） = 2: 具有平方特性的 V/f 控制 （離心循環(huán)泵 適用） |
| P1900 | 電機(jī)識(shí)別 | = 0 : 暫時(shí)跳過(guò)電機(jī)辨識(shí) |
| P3900 | 快速調(diào)試結(jié)束 | = 3: 僅對(duì)電機(jī)數(shù)據(jù)結(jié)束快速調(diào)試 說(shuō)明： 在計(jì)算結(jié)束之后， P3900 及 P0010 自動(dòng)復(fù)位至初始值0 。 變頻器顯示 “8.8.8.8.8” 表明其正在執(zhí)行 內(nèi)部數(shù)據(jù)處理。 |
| P1900 | 選擇電機(jī)數(shù)據(jù)識(shí)別 | = 2: 靜止時(shí)識(shí)別所有參數(shù) |
| 此時(shí)變頻器屏幕出現(xiàn)三角報(bào)警符號(hào)。報(bào)警號(hào)A541。 此時(shí)通過(guò)端子啟動(dòng)變頻器，開(kāi)始電機(jī)數(shù)據(jù)識(shí)別，待報(bào)警符號(hào)消失后， 電機(jī)識(shí)別完成。 | ||
2.3 輸入輸出端子相關(guān)參數(shù)設(shè)置
2.3.1 DI端子設(shè)置
P0700[0]＝2 端子啟動(dòng)
P0701[0]＝1 DI1 作為啟動(dòng)信號(hào)
P0703[0]＝9 DI3作為故障復(fù)位
2.3.2 DO端子設(shè)置
P0731[0]＝52.2 DO1設(shè)置為運(yùn)行信號(hào)
P0732[0]＝52.3 DO2設(shè)置為故障信號(hào)
P0748.1＝1 DO2作為故障輸出，有故障時(shí)NO觸點(diǎn)閉合，
*時(shí)NO觸點(diǎn)斷開(kāi)。
2.3.3 AI端子設(shè)置
P0756[0] ＝2 模擬量輸入通道1，電流信號(hào)
P0757[0] ＝4 模擬量輸入通道1定標(biāo)X1=4mA
P0758[0] ＝0 模擬量輸入通道1定標(biāo)Y1=0%
P0759[0] ＝20 模擬量輸入通道1定標(biāo)X2=20mA
P0760[0] ＝100 模擬量輸入通道1定標(biāo)Y2=*
P0761[0] ＝4 模擬量輸入通道1死區(qū)寬度4mA
2.3.4 AO端子設(shè)置
P0771[0]＝21 模擬量輸出通道1，設(shè)置為實(shí)際頻率輸出
P0773[0]＝50 模擬量輸出通道1，濾波時(shí)間50ms
P0777[0]＝0 模擬量輸出通道 定標(biāo)X1=0%
P0778[0]＝4 模擬量輸出通道 定標(biāo)Y1=4mA
P0779[0]＝100 模擬量輸出通道 定標(biāo)X2=*
P0780[0]＝20 模擬量輸出通道 定標(biāo)Y2=20mA
P0781[0]＝4 模擬量輸出通道死區(qū)寬度4mA
2.4 PID恒壓控制功能調(diào)試
P2200[0]＝1 使能PID控制器
P2240[0]＝X 依用戶需求設(shè)置壓力設(shè)定值的百分比
P2253[0]＝2250 BOP作為PID目標(biāo)給定源
P2264[0]＝755.0 PID反饋源于模擬通道1
P2265＝1 PID反饋濾波時(shí)間常數(shù)
P2274＝0 微分時(shí)間設(shè)置。通常微分需要關(guān)閉，設(shè)置為0
P2280＝P參數(shù) 比例增益設(shè)置（需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試）
P2285＝I參數(shù) 積分時(shí)間設(shè)置（需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試）
2.5 其他可選功能
2.5.1 斜坡啟動(dòng)、自由停車 設(shè)置
P0701[0]＝99 端子DI1使用BICO連接功能
P0840[0]＝722.0 端子DI1設(shè)置為啟動(dòng)功能
P0852[0]＝722.0 端子DI1設(shè)置為脈沖使能
2.5.2 使用2線制壓力反饋儀表的接線
圖2-1 壓力反饋使用2線制儀表的接線
2.5.3 休眠功能
V20變頻器具有簡(jiǎn)單休眠功能：當(dāng)需求頻率低于閾值時(shí)電機(jī)停轉(zhuǎn)，當(dāng)需求頻率高于閾值時(shí)電機(jī)啟動(dòng)。
圖2-2 簡(jiǎn)單休眠模式下要求的響應(yīng)
P2365[0]＝1 休眠使能 / 禁止 此參數(shù)使能或禁止休眠功能。
P2366[0]＝t1 電機(jī)停止前的延遲 [s] 在休眠使能的情況下，此參數(shù)
定義變頻器進(jìn)入休眠模式之前的延遲時(shí)間。
范圍： 0 ... 254 （工廠缺省值： 5 ）
P2367[0]＝t2 電機(jī)啟動(dòng)前的延遲 [s] 在休眠使能的情況下，此參數(shù)定義變頻器
退出休眠模式之前的延遲時(shí)間。
范圍： 0 ... 254 （工廠缺省值： 2 ）
2.5.4捕捉啟動(dòng)功能
水泵啟動(dòng)前可能處在自由旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，為避免啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)過(guò)電流，可設(shè)置捕捉啟動(dòng)功能：
P1200＝1 始終激活捕捉啟動(dòng) 雙方向有效；
P1202[0]＝50 以電機(jī)額定電流P305表示的搜索電流大小。
P1203[0]＝100 zui大600ms的搜索時(shí)間
2.5.5 BOP設(shè)置目標(biāo)值記憶
P2231[0]＝1 設(shè)定值存儲(chǔ)激活
3常見(jiàn)故障和報(bào)警
表3-1 常見(jiàn)故障及處理
| 故障代碼 | 故障分析 | 診斷及處理 |
| F1 過(guò)電流 | • 電機(jī)功率（ P0307 ）與 變頻器功率（ r0206 ） 不* • 電機(jī)導(dǎo)線短路 • 接地故障 r0949 = 0 ： 硬件報(bào)告 r0949 = 1 ： 軟件報(bào)告 | 檢查下列各項(xiàng)： • 電機(jī)功率（ P0307 ）必須與變頻器功率（ r0206 ）* • 電纜長(zhǎng)度不得超過(guò)允許的極限值 • 電機(jī)電纜和電機(jī)內(nèi)部不得有短路或 接地故障 • 電機(jī)參數(shù)必須與實(shí)際使用的電機(jī)相配 • 定子電阻值（ P0350 ）必須正確誤 • 電機(jī)不得出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)或過(guò)載現(xiàn)象 • 增大斜坡上升時(shí)間（ P1120 ） • 減小啟動(dòng)提升強(qiáng)度（ P1312 ） |
| F2 過(guò)電壓 | • 電源電壓過(guò)高 • 電機(jī)處于再生模式 r0949 = 0 ： 硬件報(bào)告 r0949 = 1 或 2 ： 軟件報(bào)告 | 檢查下列各項(xiàng)： • 電源電壓（ P0210 ）必須在銘牌規(guī)定的 范圍以內(nèi) • 斜坡下降時(shí)間（ P1121 ）必須與負(fù)載慣量 相匹配 • 需要的制動(dòng)功率必須處于規(guī)定范圍內(nèi)。 • Vdc 控制器必須使能（ P1240 ）且參數(shù) 設(shè)置正確 說(shuō)明： |
| F3 欠電壓 | • 電源故障。 • 沖擊負(fù)載超過(guò)了規(guī)定的 限定值 r0949 = 0 ： 硬件報(bào)告 r0949 = 1 或 2 ： 軟件報(bào)告 | 檢查電源電壓。 |
| F4 變頻器 過(guò)熱 | • 變頻器過(guò)載 • 通風(fēng)不足 • 脈沖頻率過(guò)高 • 環(huán)境溫度過(guò)高 • 風(fēng)扇不工作 | 檢查下列各項(xiàng)： • 負(fù)載或負(fù)載循環(huán)是否過(guò)高？ • 電機(jī)功率（ P0307 ）必須匹配變頻器 功率（ r0206 ）。 • 脈沖頻率必須設(shè)為缺省值 • 環(huán)境溫度是否過(guò)高？ • 變頻器運(yùn)行時(shí)風(fēng)扇必須旋轉(zhuǎn) |
| F5 變頻器 I 2 t | • 變頻器過(guò)載。 • 負(fù)載循環(huán)需求過(guò)高。 • 電機(jī)功率（ P0307 ）超過(guò) 變頻器功率（ r0206 ） | 檢查下列各項(xiàng)： • 負(fù)載循環(huán)必須處于規(guī)定范圍內(nèi)。 • 電機(jī)功率（ P0307 ）必須匹配變頻器 功率（ r0206 ）。 |
| F6 芯片溫度超過(guò)臨界值 | 電機(jī)過(guò)載 | 檢查下列各項(xiàng)： • 負(fù)載或負(fù)載階躍是否過(guò)高？ • 電機(jī)標(biāo)稱過(guò)熱參數(shù)（ P0626 - P0628 ） 必須設(shè)置正確 • 電機(jī)溫度報(bào)警閾值（ P0604 ）必須匹配 |
| F20 直流波動(dòng)過(guò)高 | 計(jì)算出的直流波動(dòng)閾值已超過(guò)安全閾值。 這通常是因?yàn)殡娫摧斎氲囊幌鄟G失引起的 | 檢查電源接線 |
| F41 電機(jī)數(shù)據(jù)識(shí)別故障 | 電機(jī)數(shù)據(jù)識(shí)別故障。 • r0949 = 0 ： 無(wú)負(fù)載 • r0949 = 1 ： 識(shí)別中達(dá)到 電流極限值 • r0949 = 2 ： 識(shí)別出的 定子電阻小于 0.1% 或 大于* • r0949 = 30 ： 電壓極限值 時(shí)的電流控制器 • r0949 = 40 ： 識(shí)別出的 數(shù)據(jù) 集不*，至少一個(gè)識(shí)別 故障基于阻抗 Zb = Vmot,nom / sqrt(3) / Imot,nom 的百分比值 | 檢查下列各項(xiàng)： • r0949 = 0 ： 電機(jī)是否已連接到變頻器？ • r0949 = 1 - 49 ： P0304 - P0311 中的 電機(jī)數(shù)據(jù)是否正確？ • 檢查需要的電機(jī)接線類型（星形， 三角形連接） |
| F221 PID 反饋 信號(hào)低于zui小值 | PID 反饋信號(hào)低于zui小值P2268 | • 更改 P2268 的值 • 調(diào)整反饋增益 |
| F222 PID 反饋 信號(hào)高于zui大值 | PID 反饋信號(hào)高于zui大值P2267 | • 更改 P2267 的值 • 調(diào)整反饋增益 |
表3-1 常見(jiàn)報(bào)警及處理
| 報(bào)警代碼 | 報(bào)警分析 | 診斷及處理 |
| A501 電流極限值 | • 電機(jī)功率與變頻器功率不* • 電機(jī)導(dǎo)線太長(zhǎng) • 接地故障 | 檢查下列各項(xiàng)： 參見(jiàn) F1 |
| A502 過(guò)電壓 極限值 | 達(dá)到過(guò)電壓極限值。 如果 禁止Vdc控制器( P1240 = 0 ) , 則該報(bào)警可能在斜坡下降時(shí)出現(xiàn) | 如該報(bào)警總是顯示，請(qǐng)檢查變頻器輸入電 壓 |
| A503 欠電壓 極限值 | • 電源故障。 • 電源電壓及直流母線電壓（ r0026 ）低于規(guī)定極限值 | 檢查電源電壓 |
| A504 變頻器過(guò)熱 | 已超過(guò)變頻器散熱器溫度的報(bào)警閾 值、芯片結(jié)溫的報(bào)警閾值，或芯片 結(jié)點(diǎn)上的溫度可允許變化值，從而 導(dǎo)致脈沖頻率降低和 / 或輸出頻率 降低（取決于 P0290 中的參數(shù)設(shè) 置） | 說(shuō)明： r0037 = 0 ： 散熱器溫度 r0037 = 1 ： 芯片結(jié)溫（包括散熱器） 檢查下列各項(xiàng)： |
| A505 變頻器 I 2 t | 已超出報(bào)警閾值，如已設(shè)置相應(yīng)參 數(shù)（ P0610 = 1 ）則電流會(huì)降低 | 檢查負(fù)載循環(huán)是否處于規(guī)定極限值內(nèi) |
| A506 IGBT 結(jié)溫升高報(bào)警 | 過(guò)載報(bào)警。 散熱器和 IGBT 結(jié)溫的差值超出報(bào)警極限值 | 檢查負(fù)載階躍及沖擊負(fù)載是否在規(guī)定極限值內(nèi) |
| A507 變頻器溫度信號(hào)丟失 | 變頻器散熱器溫度信號(hào)丟失 ; 傳感器可能脫落 | 技術(shù)服務(wù)部門或更換變頻器 |
| A511 電機(jī)過(guò)熱 I 2 t | • 電機(jī)過(guò)載。 • 負(fù)載循環(huán)或負(fù)載階躍過(guò)高 | 無(wú)論是哪種溫度確定形式，都應(yīng)檢查下列各項(xiàng)： • P0604 電機(jī)溫度報(bào)警閾值 • P0625 電機(jī)環(huán)境溫度 • 檢查銘牌數(shù)據(jù)是否正確。 不正確的 話，進(jìn) 行快速調(diào)試。 通過(guò)執(zhí)行電機(jī) 數(shù)據(jù)識(shí)別 （ P1900 = 2 ），可獲得 準(zhǔn)確的等效電路 數(shù)據(jù)。 • 檢查電機(jī)重量（ P0344 ）是否 合理。 有必 要的話，更換電機(jī)。 • 如電機(jī)非西門子標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)，則通過(guò) P0626 、 P0627 及 P0628 改變 標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱溫度 |
| A541 電機(jī)數(shù)據(jù) 識(shí)別激活 | 電機(jī)數(shù)據(jù)識(shí)別（ P1900 ）已選擇或 正在運(yùn)行 | |
| A910 Vdc-max 控制器被禁止 | 可能在以下情況下出現(xiàn) • 電源電壓（ P0210 ）持續(xù) 過(guò)高。 • 電機(jī)由激活負(fù)載驅(qū)動(dòng)，從而 使 電機(jī)進(jìn)入再生模式。 • 斜坡下降時(shí)，在很高的 負(fù)載慣 量下。 如果在變頻器待機(jī)（輸出脈沖禁 止）時(shí)出現(xiàn)報(bào)警 A910 并且隨后給 出 ON 命令，則在排除 A910 報(bào)警 原因之前不會(huì)激活 Vdc-max 控制 器（ A911 ） | 檢查下列各項(xiàng)： • 輸入電壓處于范圍內(nèi) • 負(fù)載必須匹配 • 在某些情況下，使用制動(dòng)電阻 |
| A911 Vdc-max 控制器 激活 | Vdc-max 控制器的作用是保持直流 母線電壓（ r0026 ）低于 r1242 中 定義的閾值 | 檢查下列各項(xiàng)： • 電源電壓必須在銘牌規(guī)定的 范圍以內(nèi) • 斜坡下降時(shí)間（ P1121 ）必須與 負(fù)載慣量相匹配 說(shuō)明： |
| A912 Vdc-min 控制器 激活 | 如果直流母線電壓（ r0026 ）低于 r1246 中定義的閾值，則 Vdc-min 控制器會(huì)被激活； 此后，電機(jī)的動(dòng)能用來(lái)緩沖直流母 線電壓，從而使變頻器減速。 因 此短路故障不一定會(huì)引起欠電壓跳 閘。 請(qǐng)注意該報(bào)警可能在快速斜坡上升 時(shí)出現(xiàn) | |
| A922 變頻器無(wú)負(fù)載 | 變頻器無(wú)負(fù)載。 因此，在常規(guī)負(fù)載條件下， 某些功能可能無(wú)法實(shí)現(xiàn) |
1. 概述
通常情況下，要實(shí)現(xiàn)HMI設(shè)備與V20變頻器的通訊，需要一個(gè)支持USS通訊或MODBUS通訊的PLC，比如S7-200系列PLC。其通訊電纜連接如圖1所示。PLC的一個(gè)通訊端口與觸摸屏連接，可以采用PPI協(xié)議通訊。PLC的另一個(gè)通訊端口與V20的RS485通訊端口連接，采用MODBUS協(xié)議通訊，PLC上編寫MODBUS主站程序，V20為從站。
圖1 觸摸屏通過(guò)PLC與V20變頻器通訊
如果只需要對(duì)V2O變頻器做簡(jiǎn)單的運(yùn)行控制和變量監(jiān)視，那么上述配置中PLC的作用僅為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。這種情況下，觸摸屏直接和V20變頻器通訊，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控功能，而且可以少用一個(gè)PLC，節(jié)省成本。采用西門子的SMART LINE系列觸摸屏能夠?qū)崿F(xiàn)與V20變頻器直接通訊的功能。通訊電纜連接如圖2所示。SMART LINE觸摸屏作為MODBUS主站，V20為從站。
圖2 觸摸屏直接與V20變頻器通訊
2. 硬件設(shè)備及其安裝
下面用一個(gè)實(shí)例來(lái)介紹Smart Line觸摸屏與一臺(tái)V20變頻器通過(guò)MODBUS通訊的實(shí)現(xiàn)方法。該例子中用到的主要硬件設(shè)備如表1所示，觸摸屏組態(tài)軟件為WinCC Flexible 2008 SP4 China。
表1 示例主要硬件設(shè)備
| 名稱 | 訂貨號(hào) | 數(shù)量 | 說(shuō)明 |
| 觸摸屏 | 6AV6648-0BE11-3AX0 | 1 | Smart 1000 IE |
| 24V電源 | 6EP1332-1SH51 | 1 | DC24V/4A |
| 變頻器 | 6SL3210-5BE17-5UV0 | 1 | V20 變頻器 0.75kW |
| 電機(jī) | 1LA9060-4KA10-Z | 1 | 1LA9 電機(jī) 0.12kW |
硬件安裝步驟如下：
1）將變頻器、電機(jī)、觸摸屏固定在安裝工位上。
2）連接變頻器到電機(jī)的動(dòng)力電纜和接地電纜。
3）連接供電電源到變頻器的動(dòng)力電纜和接地電纜。
4）連接變頻器和觸摸屏的RS485通訊電纜。觸摸屏RS485的9針接口與 V20端子對(duì)應(yīng)關(guān)系：3對(duì)應(yīng)P+，8對(duì)應(yīng)N-。
5）連接24V直流電源的交流進(jìn)線電纜和到觸摸屏的直流供電電纜。
3. V20變頻器參數(shù)設(shè)置
V20變頻器要采用MODBUS通訊，可以做如下設(shè)置：
1）變頻器恢復(fù)出廠參數(shù)：
P0010=30
P0970=21
2）變頻器快速調(diào)試，選擇Cn011-MODBUS通訊連接宏：
a)設(shè)置電網(wǎng)頻率和功率單位
b)輸入電機(jī)銘牌參數(shù)
c)選擇連接宏Cn011-MODBUS通訊
d)選擇應(yīng)用宏AP000
Cn011連接宏對(duì)應(yīng)參數(shù)如表2所示。
表2 Cn011對(duì)應(yīng)參數(shù)設(shè)置
| 參數(shù) | 描述 | 工廠缺省值 | Cn011默認(rèn)值 | 備注 |
| P0700[0] | 選擇命令源 | 1 | 5 | RS485為命令源 |
| P1000[0] | 選擇速度給定 | 1 | 5 | RS485為速度設(shè)定值 |
| P2023[0] | RS485協(xié)議選擇 | 1 | 2 | MODBUS RTU協(xié)議 |
| P2010[0] | USS/MODBUS波特率 | 8 | 6 | 波特率為9600bps |
| P2021[0] | MODBUS地址 | 1 | 1 | 變頻器MODBUS地址為1 |
| P2022[0] | MODBUS應(yīng)答超時(shí)時(shí)間 | 1000 | 1000 | 向主站發(fā)回應(yīng)答的zui大時(shí)間 |
| P2014[0] | USS/MODBUS報(bào)文間斷時(shí)間 | 2000 | 100 | 監(jiān)控報(bào)文間斷時(shí)間 |
3）修改MODBUS通訊參數(shù)，其它參數(shù)為Cn011連接宏默認(rèn)參數(shù)：
P2014[0]=0 不監(jiān)控報(bào)文間隔時(shí)間，否則可能會(huì)報(bào)F72故障
P2021[0]=3 MODBUS設(shè)備地址為3（與觸摸屏組態(tài)軟件中設(shè)置的從站地址*）
4. 觸摸屏組態(tài)
在WinCC Flexible 2008 SP4 China軟件中組態(tài)Smart 1000 IE觸摸屏。詳細(xì)步驟如下：
1）創(chuàng)建項(xiàng)目。
創(chuàng)建一個(gè)空項(xiàng)目，如圖3所示。
圖3 創(chuàng)建空項(xiàng)目
選擇觸摸屏設(shè)備為Smart 1000 IE，如圖4所示。
圖4 選擇Smart 1000 IE觸摸屏
2）設(shè)置連接。
在連接畫面中新建一個(gè)連接，相關(guān)參數(shù)設(shè)置如下：
通訊驅(qū)動(dòng)程序：Modicon MODBUS
類型：RS485
波特率：9600
奇偶校驗(yàn)：偶
數(shù)據(jù)位：8
停止位：1
組幀：RTU Standard
CPU類型：984
從站地址：3
連接設(shè)置如圖5所示。
圖5 連接設(shè)置
3）添加變量。
添加與變頻器監(jiān)控相關(guān)的10個(gè)變量，如表3所示。
表3 變量列表
| 變量名 | MODBUS寄存器地址 | 說(shuō)明 |
| CtrlWord1 | 40100 | 控制字1 |
| SetPoint | 40101 | 速度設(shè)定值 |
| StsWord1 | 40110 | 狀態(tài)字1 |
| Feedback | 40111 | 速度實(shí)際值 |
| ActFreq | 40342 | 頻率實(shí)際值 |
| OutpVoltage | 40343 | 輸出電壓 |
| DCVol | 40344 | 直流電壓 |
| OutpCurrent | 40345 | 輸出電流 |
| OutpTorque | 40346 | 輸出轉(zhuǎn)矩 |
| OutpPower | 40347 | 輸出功率 |
變量地址參照V20變頻器操作手冊(cè)，添加完成后的變量畫面如圖6所示。
圖6 添加變量
速度設(shè)定值變量SetPoint是由-16384(-4000H)到+16384(+4000H)來(lái)表示-50Hz到+50Hz的轉(zhuǎn)速，此處采用變量的線性轉(zhuǎn)換屬性，將-16384對(duì)應(yīng)-1500，+16384對(duì)應(yīng)+1500，如圖7所示。再采用變量的限制值屬性，將變量的輸入值限制在-1600和+1600之間，如果超出該限制值的范圍，則輸入不起作用。如圖8所示。
圖7 速度設(shè)定值變量線性轉(zhuǎn)換
圖8 速度設(shè)定值變量限制值
速度反饋值變量Feedback也是由-16384(-4000H)到+16384(+4000H)來(lái)表示-50Hz到+50Hz的轉(zhuǎn)速，此處也采用變量的線性轉(zhuǎn)換屬性，將-16384對(duì)應(yīng)-1500，+16384對(duì)應(yīng)+1500，如圖9所示。注意，圖9和圖7所示的線性轉(zhuǎn)換是*的。
圖9 速度反饋值變量線性轉(zhuǎn)換
4）添加畫面。西門子4千瓦變頻器6SL3210-5BE24-0UV0
項(xiàng)目生成時(shí)已經(jīng)有一個(gè)模板和一個(gè)畫面，此例僅用到一個(gè)畫面。修改畫面的名字為V20_Monitor，如圖10所示。
圖10 編輯之前的畫面V20_Monitor
5）編輯模板。
模板中的對(duì)象在選擇使用模板的畫面中會(huì)顯示出來(lái)，此處把西門子的LOGO和退出Runtime的按鈕放置在模板中，如圖11所示。
圖11 編輯模板
然后在按鈕的事件屬性中添加函數(shù)。在按鈕STOP RT事件屬性的單擊事件下添加StopRuntime函數(shù)，如圖12所示。
圖12 退出運(yùn)行畫面按鈕事件設(shè)置
6）編輯畫面。
在V20_Monitor畫面中放置IO域、文本域、按鈕、棒圖、圓形等對(duì)象。在文本域中輸入相應(yīng)的文本，設(shè)置字號(hào)、顏色等，將相關(guān)對(duì)象分類排列整齊，完成后的V20_Monitor畫面如圖13所示。
圖13編輯完成的畫面V20_Monitor
給10個(gè)IO域分別連接10個(gè)變量。
其中控制字1和狀態(tài)字1采用16進(jìn)制顯示，控制字1類型模式為輸入/輸出，狀態(tài)字1類型模式為輸出，如圖14所示。
圖14 控制字1對(duì)應(yīng)IO域常規(guī)設(shè)置
轉(zhuǎn)速設(shè)定、實(shí)際轉(zhuǎn)速、輸出電壓、直流電壓采用帶符號(hào)整數(shù)顯示，轉(zhuǎn)速設(shè)定類型模式為輸入/輸出，其它三個(gè)變量類型模式為輸出，如圖15所示。
圖15 實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)IO域常規(guī)設(shè)置
輸出頻率、輸出電流、輸出轉(zhuǎn)矩、輸出功率采用帶符號(hào)整數(shù)顯示，并移動(dòng)小數(shù)點(diǎn)2位，類型模式為輸出，如圖16所示。此處移動(dòng)小數(shù)點(diǎn)2位的作用是將通訊接收到的值除以100并顯示在觸摸屏上，這樣做的理由是V20變頻器在發(fā)送這些值時(shí)將實(shí)際值乘了100。
圖16 輸出電流對(duì)應(yīng)IO域常規(guī)設(shè)置
除了用IO域來(lái)顯示實(shí)際轉(zhuǎn)速的數(shù)值外，還采用棒圖這種圖形化的形式來(lái)顯示實(shí)際轉(zhuǎn)速，編輯完成的棒圖外觀如圖17所示。
圖17 編輯完成的棒圖外觀
設(shè)置棒圖的常規(guī)屬性，其中連接變量為Feedback，zui大值設(shè)為2000，zui小值設(shè)為-2000，如圖18所示。
圖18 棒圖常規(guī)屬性設(shè)置
設(shè)置棒圖的外觀，如圖19所示。
圖19 棒圖外觀屬性設(shè)置
設(shè)置棒圖刻度，如圖20所示。
圖20 棒圖刻度屬性設(shè)置
運(yùn)行指示燈用來(lái)指示變頻器是否處于運(yùn)行狀態(tài)，連接變量為StsWord1的第2位，運(yùn)行時(shí)顯示綠色，非運(yùn)行時(shí)顯示白色。其外觀動(dòng)畫設(shè)置如圖21所示。
圖21 運(yùn)行指示及其外觀動(dòng)畫設(shè)置
反轉(zhuǎn)指示燈用來(lái)指示變頻器是否處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)，連接變量為StsWord1的第14位，反轉(zhuǎn)時(shí)顯示綠色，非反轉(zhuǎn)時(shí)顯示白色。其外觀動(dòng)畫設(shè)置如圖22所示。
圖22 反轉(zhuǎn)指示及其外觀動(dòng)畫設(shè)置
故障指示燈用來(lái)指示變頻器是否處于故障狀態(tài)，連接變量為StsWord1的第3位，故障時(shí)顯示紅色，非故障時(shí)顯示綠色。其外觀動(dòng)畫設(shè)置如圖23所示。
圖23 故障指示及其外觀動(dòng)畫設(shè)置
接著設(shè)置4個(gè)按鈕的功能，此處在按鈕的單擊事件下添加不同的函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的功能。
啟動(dòng)按鈕：添加SetValue函數(shù)，變量為CtrlWord1，值為1150（16進(jìn)制047E）。再添加SetBitInTag函數(shù)，變量仍為CtrlWord1，位為0，如圖24所示。每次按下啟動(dòng)按鈕，觸摸屏將先發(fā)送047E，再發(fā)送047F給V20變頻器，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)功能。
圖24 啟動(dòng)按鈕事件設(shè)置
停止按鈕：添加ResetBitInTag函數(shù)，變量為CtrlWord1，位為0，如圖25所示。每次按下停止按鈕，控制字1的第0位將被復(fù)位為0，觸摸屏將發(fā)送047E給V20變頻器，實(shí)現(xiàn)OFF1停車功能。
圖25 停止按鈕事件設(shè)置
反向按鈕：添加InvertBitInTag函數(shù)，變量為CtrlWord1，位為11，如圖26所示。每次按下反向按鈕，控制字1的第11位將做非運(yùn)算，觸摸屏將相應(yīng)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)指令發(fā)送給V20變頻器，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向反向功能。
圖26 反向按鈕事件設(shè)置
故障確認(rèn)按鈕：添加SetBitInTag函數(shù)，變量為CtrlWord1，位為7。再添加ResetBitInTag函數(shù)，變量仍為CtrlWord1，位為7，如圖27所示。每次按下故障確認(rèn)按鈕，觸摸屏將先發(fā)送1狀態(tài)的故障確認(rèn)位，再發(fā)送0狀態(tài)的故障確認(rèn)位給V20變頻器，給故障確認(rèn)位一個(gè)上升沿，實(shí)現(xiàn)故障確認(rèn)功能。
圖27 故障確認(rèn)按鈕事件設(shè)置
5. 系統(tǒng)運(yùn)行效果
完成上述步驟之后，下載組態(tài)程序至觸摸屏中。實(shí)際運(yùn)行效果證明：SMART LINE觸摸屏與V20變頻器通訊正常，觸摸屏可以通過(guò)四個(gè)按鈕控制變頻器運(yùn)行、停止、反向以及故障確認(rèn)；變頻器相關(guān)變量和狀態(tài)可以在觸摸屏上正確顯示。變頻器運(yùn)行時(shí)觸摸屏顯示畫面如圖28所示。
圖28 變頻器運(yùn)行時(shí)觸摸屏顯示畫面
電源模板
6ES7307-1BA00-0AA0 電源模塊(2A)
6ES7307-1EA00-0AA0 電源模塊(5A)
6ES7307-1KA01-0AA0 電源模塊(10A)
CPU
6ES7312-1AE13-0AB0 CPU312，32K內(nèi)存 MPI協(xié)議
6ES7312-5BE03-0AB0 CPU312C，32K內(nèi)存 10DI/6DO
6ES7313-5BF03-0AB0 CPU313C，64K內(nèi)存 24DI/16DO / 4AI/2AO
6ES7313-6BF03-0AB0 CPU313C-2PTP，64K內(nèi)存 16DI/16DO
6ES7313-6CF03-0AB0 CPU313C-2DP，64K內(nèi)存 16DI/16DO
6ES7314-1AG13-0AB0 CPU314,96K內(nèi)存
6ES7314-6BG03-0AB0 CPU314C-2PTP 96K內(nèi)存 24DI/16DO / 4AI/2AO
6ES7314-6CG03-0AB0 CPU314C-2DP 96K內(nèi)存 24DI/16DO / 4AI/2AO
6ES7315-2AG10-0AB0 CPU315-2DP, 128K內(nèi)存
6ES7315-2EH13-0AB0 CPU315-2 PN/DP, 256K內(nèi)存
6ES7317-2AJ10-0AB0 CPU317-2DP,512K內(nèi)存
6ES7317-2EK13-0AB0 CPU317-2 PN/DP,1MB內(nèi)存
6ES7318-3EL00-0AB0 CPU319-3 PN/DP,1.4M內(nèi)存
內(nèi)存卡
6ES7 953-8LF20-0AA0 SIMATIC Micro內(nèi)存卡 64kByte(MMC)
6ES7 953-8LG11-0AA0 SIMATIC Micro內(nèi)存卡128KByte(MMC)
6ES7 953-8LJ20-0AA0 SIMATIC Micro內(nèi)存卡512KByte(MMC)
6ES7 953-8LL20-0AA0 SIMATIC Micro內(nèi)存卡2MByte(MMC)
6ES7 953-8LM20-0AA0 SIMATIC Micro內(nèi)存卡4MByte(MMC)
6ES7 953-8LP20-0AA0 SIMATIC Micro內(nèi)存卡8MByte(MMC)
開(kāi)關(guān)量模板
6ES7 321-1BH02-0AA0 開(kāi)入模塊（16點(diǎn)，24VDC）
6ES7 321-1BH10-0AA0 開(kāi)入模塊（16點(diǎn)，24VDC）
6ES7 321-1BH50-0AA0 開(kāi)入模塊（16點(diǎn)，24VDC，源輸入）
6ES7 321-1BL00-0AA0 開(kāi)入模塊（32點(diǎn)，24VDC）
6ES7 321-7BH01-0AB0 開(kāi)入模塊（16點(diǎn)，24VDC，診斷能力）
6ES7 321-1EL00-0AA0 開(kāi)入模塊（32點(diǎn)，120VAC）
6ES7 321-1FF01-0AA0 開(kāi)入模塊（8點(diǎn)，120/230VAC）
6ES7 321-1FF10-0AA0 開(kāi)入模塊（8點(diǎn)，120/230VAC）與公共電位單獨(dú)連接
6ES7 321-1FH00-0AA0 開(kāi)入模塊（16點(diǎn)，120/230VAC）
6ES7 321-1CH00-0AA0 開(kāi)入模塊（16點(diǎn)，24/48VDC）
6ES7 321-1CH20-0AA0 開(kāi)入模塊（16點(diǎn)，48/125VDC）
6ES7 322-1BH01-0AA0 開(kāi)出模塊（16點(diǎn)，24VDC）
6ES7 322-1BH10-0AA0 開(kāi)出模塊（16點(diǎn)，24VDC）高速
6ES7 322-1CF00-0AA0 開(kāi)出模塊（8點(diǎn)，48-125VDC）
6ES7 322-8BF00-0AB0 開(kāi)出模塊（8點(diǎn)，24VDC）診斷能力
6ES7 322-5GH00-0AB0 開(kāi)出模塊（16點(diǎn)，24VDC，獨(dú)立接點(diǎn)，故障保護(hù)）
6ES7 322-1BL00-0AA0 開(kāi)出模塊（32點(diǎn)，24VDC）
6ES7 322-1FL00-0AA0 開(kāi)出模塊（32點(diǎn)，120VAC/230VAC）
6ES7 322-1BF01-0AA0 開(kāi)出模塊（8點(diǎn)，24VDC，2A）
6ES7 322-1FF01-0AA0 開(kāi)出模塊（8點(diǎn)，120V/230VAC）
6ES7 322-5FF00-0AB0 開(kāi)出模塊（8點(diǎn)，120V/230VAC，獨(dú)立接點(diǎn)）
6ES7 322-1HF01-0AA0 開(kāi)出模塊（8點(diǎn),繼電器,2A）
6ES7 322-1HF10-0AA0 開(kāi)出模塊（8點(diǎn),繼電器,5A，獨(dú)立接點(diǎn)）
6ES7 322-1HH01-0AA0 開(kāi)出模塊(16點(diǎn),繼電器)
6ES7 322-5HF00-0AB0 開(kāi)出模塊（8點(diǎn),繼電器,5A，故障保護(hù)）
6ES7 322-1FH00-0AA0 開(kāi)出模塊（16點(diǎn)，120V/230VAC）
6ES7 323-1BH01-0AA0 8點(diǎn)輸入，24VDC；8點(diǎn)輸出，24VDC模塊
6ES7 323-1BL00-0AA0 16點(diǎn)輸入，24VDC；16點(diǎn)輸出，24VDC模塊
模擬量模板
6ES7 331-7KF02-0AB0 模擬量輸入模塊(8路，多種信號(hào))
6ES7 331-7KB02-0AB0 模擬量輸入模塊(2路，多種信號(hào))
6ES7 331-7NF00-0AB0 模擬量輸入模塊(8路，15位精度)
6ES7 331-7NF10-0AB0 模擬量輸入模塊(8路，15位精度)4通道模式
6ES7 331-7HF01-0AB0 模擬量輸入模塊(8路，14位精度，快速)
6ES7 331-1KF01-0AB0 模擬量輸入模塊(8路, 13位精度)
6ES7 331-7PF01-0AB0 8路模擬量輸入,16位,熱電阻
6ES7 331-7PF11-0AB0 8路模擬量輸入,16位,熱電偶
6ES7 332-5HD01-0AB0 模擬量輸出模塊(4路)
6ES7 332-5HB01-0AB0 模擬輸出模塊(2路)
6ES7 332-5HF00-0AB0 模擬輸出模塊(8路)
6ES7 332-7ND02-0AB0 模擬量輸出模塊(4路，15位精度)
6ES7 334-0KE00-0AB0 模擬量輸入(4路RTD)/模擬量輸出（2路）
6ES7 334-0CE01-0AA0 模擬量輸入(4路)/模擬量輸出（2路）
附件
6ES7 365-0BA01-0AA0 IM365接口模塊
6ES7 360-3AA01-0AA0 IM360接口模塊
6ES7 361-3CA01-0AA0 IM361接口模塊
6ES7 368-3BB01-0AA0 連接電纜 (1米)
6ES7 368-3BC51-0AA0 連接電纜 (2.5米)
6ES7 368-3BF01-0AA0 連接電纜 (5米)
6ES7 368-3CB01-0AA0 連接電纜 (10米)
6ES7 390-1AE80-0AA0 導(dǎo)軌(480mm)
6ES7 390-1AF30-0AA0 導(dǎo)軌(530mm)
6ES7 390-1AJ30-0AA0 導(dǎo)軌(830mm)
6ES7 390-1BC00-0AA0 導(dǎo)軌(2000mm)
6ES7 392-1AJ00-0AA0 20針前連接器
6ES7 392-1AM00-0AA0 40針前連接器
6ES7 392-1BM01-0AA0 彈簧行連接器
功能模板
6ES7 350-1AH03-0AE0 FM350-1 計(jì)數(shù)器功能模塊
6ES7 350-2AH00-0AE0 FM350-2 計(jì)數(shù)器功能模塊
6ES7 351-1AH01-0AE0 FM351 定位功能模塊
6ES7 352-1AH02-0AE0 FM352 電子凸輪控制器+組態(tài)包光盤
6ES7 355-0VH10-0AE0 FM355C 閉環(huán)控制模塊
6ES7 355-1VH10-0AE0 FM355S 閉環(huán)控制系統(tǒng)
6ES7 355-2CH00-0AE0 FM355-2C 閉環(huán)控制模塊
6ES7 355-2SH00-0AE0 FM355-2S 閉環(huán)控制模塊
6ES7 338-4BC01-0AB0 SM338位置輸入模塊
6ES7 352-5AH00-0AE0 FM352-5高速布爾處理器
6ES7 352-5AH00-7XG0 FM352-5功能軟件包
通訊模板
6ES7 340-1AH02-0AE0 CP340 通訊處理器（RS232）
6ES7 340-1BH02-0AE0 CP340 通訊處理器（20mA/TTY）
6ES7 340-1CH02-0AE0 CP340 通訊處理器（RS485/RS422）
6ES7 341-1AH01-0AE0 CP341 通訊處理器（RS232）
6ES7 341-1BH01-0AE0 CP341 通訊處理器（20mA/TTY）
6ES7 341-1CH01-0AE0 CP341 通訊處理器（RS485/RS422）
6ES7 870-1AA01-0YA0 可裝載驅(qū)動(dòng) MODBUS RTU 主站
6ES7 870-1AB01-0YA0 可裝載驅(qū)動(dòng) MODBUS RTU 從站
6ES7 902-1AB00-0AA0 RS232電纜 5m
6ES7 902-1AC00-0AA0 RS232電纜 10m
6ES7 902-1AD00-0AA0 RS232電纜 15m
6ES7 902-2AB00-0AA0 20mA/TTY電纜 5m
6ES7 902-2AC00-0AA0 20mA/TTY電纜 10m
6ES7 902-2AG00-0AA0 20mA/TTY電纜 50m
6ES7 902-3AB00-0AA0 RS485/RS422電纜 5m
6ES7 902-3AC00-0AA0 RS485/RS422電纜 10m
6ES7 902-3AG00-0AA0 RS485/RS422電纜 50m
6GK7 342-5DA02-0XE0 CP342-5通訊模塊
6GK7 342-5DF00-0XE0 CP342-5 光纖通訊模塊
6GK7 343-5FA01-0XE0 CP343-5通訊模塊
6GK7 343-1EX30-0XE0 CP343-1 以太網(wǎng)通訊模塊
6GK7 343-1EX21-0XE0 CP343-1 以太網(wǎng)通訊模塊
6GK7 343-1CX00-0XE0 CP343-1 以太網(wǎng)通訊模塊
6GK7 343-1CX10-0XE0 CP343-1 以太網(wǎng)通訊模塊
6GK7 343-1GX20-0XE0 CP343-1 IT 以太網(wǎng)通訊模塊
6GK7 343-1GX21-0XE0 CP343-1 IT 以太網(wǎng)通訊模塊(支持PROFINET)
6GK7 343-1HX00-0XE0 CP343-1PN PROFINET以太網(wǎng)通訊模塊
6GK7 343-2AH00-0XA0 CP343-2 AS-Interface
6ES7971-1AA00-0AA0 S7-300系列電池
6ES7971-5BB00-0AA0 可充電電池
6ES7314-6EH04-0AB0
CPU314C-2PN/DP
