西门子变频器6SE6440-2UD21-1AA1

参数设置
变频器的设定参数多，每个参数均有一定的选择范围，使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象。
控制方式：即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根据控制精度，需要进行静态或动态辨识。
低运行频率：即电机运行的小转速，电机在低转速下运行时，其散热性能很差，电机长时间运行在低转速下，会导致电机烧毁。而且低速时，其电缆中的电流也会，也会导致电缆发热。
高运行频率：一般的变频器大频率到60Hz，有的甚至到400 Hz，高频率将使电机高速运转，这对普通电机来说，其轴承不能长时间的**额定转速运行，电机的转子是否能承受这样的离心力。
载波频率：载波频率设置的越高其高次谐波分量越大，这和电缆的长度，电机发热，电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。
电机参数：变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。
跳频：在某个频率点上，有可能会发生共振现象，特别在整个装置比较高时；在控制压缩机时，要避免压缩机的喘振点
CU240B-2系列和CU240E-2系列做一个比较，说明它们的功能特点：
1. 电气参数
西门子变频器SINAMICS G120系列的控制单元CU240B-2和CU240E-2需要24V供电，用户可以使用外部电源，也可以使用功率模块的电源。它的大电流消耗为0.5A，保护与进线电源分开，采用双重增强的隔离方式；
2. 接口
西门子变频器SINAMICS G120系列的控制单元CU240B-2，具有4个带隔离数字量输入信号，1个晶体管类型的数字量输出信号，1个模拟量差动输入信号，1个不带隔离的模拟量输出信号，还有1个电机温度传感器输入信号；而CU240E-2，具有6个带隔离数字量输入信号，1个安全型数字量输入，1个晶体管类型的数字量输出信号，2个模拟量差动输入信号，2个不带隔离的模拟量输出信号；
3. 选件接口
西门子变频器SINAMICS G120系列的控制单元CU240B-2和CU240E-2都具有选件接口，用户对功能的扩展提供方便，例如：1个MMC卡或SD卡插槽，BOP-2基本操作面板插槽，PC接口插槽；
4. 开环或闭环控制功能
西门子变频器SINAMICS G120系列的控制单元CU240B-2和CU240E-2都具有线性V/f控制，带磁通电流的V/f控制，V/f ECO线性或抛物线控制，无传感器的矢量控制，无传感器的转矩控制等功能，方便用户进行操作
变频器和电机仅在机器设备需要的时候才运行。 当频率需求或来自传感器的反馈下降到特定阈值以下时，会自动激活休眠模式。
利用智能休眠节约能量
电机寿命延长
低转速下的泵磨损降低
针对泵/风机应用对 PLC 编程的时间缩短
对于低过载应用，SINAMICS V20 机架规格 FSE 具备良好的成本经济性
SINAMICS V20 机架规格 FSE 具有两种不同的占空比周期：
低过载 (LO)： 110 % IL 1) 60 s（循环时间： 300 s）
重载(HO): 150 % IH 2) 60 s （循环时间： 300 s）
对于低过载周期，逆变器可以提供较大的输出电流和功率
使用一条电缆将 SINAMICS V20 与 USS 或 Modbus RTU 相连
集成通信接口
1)输出电流IL基于低过载 (LO) 时的负载持续率。
2)输出电流 IH 基于高过载 (HO) 的占空比
西门子变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
2、为什么西门子变频器的电压与电流成比例的改变？
异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁 电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制西门子变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于 风机、泵类节能型西门子变频器。
3、西门子变频器制动的有关问题
制动的概念：指电能从电机侧流到西门子变频器侧（或供电电源侧），这时电机的转速**同步转速，负载的能量分为动能和势能. 动能（由速度和重量确定其大小）随着物体的运动而累积。当动能减为零时，该事物就处在停止状态。机械抱闸装置的方法是用制动装置把物体动能转换为摩擦和能消耗掉。对于西门子变频器，如果输出频率降低，电机转速将跟随频率同样降低。这时会产生制动过程. 由制动产生的功率将返回到西门子变频器侧。这些功率可以用电阻发热消耗。在用于提升类负载,在下降时, 能量（势能）也要返回到西门子变频器(或电源)侧,进行制动.这种操作方法被称作“再生制动”，而该方法可应用于西门子变频器制动。在减速期间，产生的功率如果不通过热消耗的方法消耗掉，而是把能量返回送到西门子变频器电源侧的方法叫做“功率返回再生方法”。在实际中，这种应用需要“能量回馈单元”选件。
4、采用西门子变频器运转时，电机的起动电流、起动转矩怎样？
采用西门子变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同，为125%~200%)。用工频电源直接起动 时，起动电流为6~7倍，因此，将产生机械电气上的冲击。采用西门子变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.2~1.5倍，起动转 矩为70%~120%额定转矩；对于带有转矩自动增强功能的西门子变频器，起动转矩为以上，可以带全负载起动。
5、装设西门子变频器时安装方向是否有限制。
西门子变频器内部和背面的结构考虑了冷却效果的，上下的关系对通风也是重要的，因此，对于单元型在盘内、挂在墙上的都取纵向位，尽可能垂直安装。
6、不采用软起动，将电机直接投入到某固定频率的西门子变频器时是否可以？
在很低的频率下是可以的，但如果给定频率高则同工频电源直接起动的条件相近。将流过大的起动电流（6~7倍额定电流），由于西门子变频器切断过电流，电机不能起动。
7、西门子变频器可以传动齿轮电机吗？
根据减速机的结构和润滑方式不同，需要注意若干问题。在齿轮的结构上通常可考虑70~80Hz为大限，采用油润滑时，在低速下连续运转关系到齿轮的损坏等
打开编程软件，进行硬件配置，并将I/O地址写在符号表中虽然不同PLC使用的编程软件不同，但编程步骤大致一样。步就是进行硬件组态，根据实际PLC的类型建立硬件配置及相应的通讯配置。硬件组态完成后，将之前在纸上记录下来的I/O地址写在软件的符号表中。不同软件对于符号表的定义可能不同，但一般都有该功能，保证符号表填写的准确性是至关重要的。在编写符号表时，不仅要把设备输入输出的地址写正确，好再给每个地址命名并添加注释，这对后面的编程会非常方便。不需要在编程时每次都查询地址，只要填写命名好的名称即可。
无组态连接通讯方式：它适用于S7-200/300/400之间通讯，却不能与全局数据包通讯混淆使用。其为双向通讯方式时，要求通讯双方都有调用通讯块，一个通讯块用于发送数据

变频器日常使用中出现的一些问题，很多情况下都是因为变频器参数设置不当引起的。西门子变频器可设置的参数有几千个，只有系统地、合适地、准确地设置参数才能充分利用变频器性能。
SINAMICS G120C紧凑型变频器，在许多方面为同类变频器的设计树立了。包括它紧凑的尺寸，便捷的快速调试，简单的面板操作，方便友好的维护以及丰富的集成功能都将成为新的标准。
SINAMICS G120C是为满足OEM用户对于高性价比和节省空间的要求而设计的变频器，同时它还具有操作简单和功能丰富的特点。这个系列的变频器与同类相比相同的功率具有更小的尺寸，并且它安装快速，调试简便，以及它友好的用户接线方式和简单的调试工具都使它与众不同。集成众多功能：安全功能（STO,可通过端子或PROFIsafe激活），多种可选的通用的现场总线接口，以及用于参数拷贝的存储卡槽。
SINAMICS G120C 变频器包含三个不同的尺寸功率范围从0.55kW到18.5kW。为了提高能效，变频器集成了矢量控制实现能量的优化利用并自动降低了磁通。该系列的变频器是全集成自动化的组成部分，并且可选PROFIBUS, Modbus RTU,CAN以及USS 等通讯接口。操作控制和调试可以快速简单地采用PC机通过USB接口，或者采用BOP-2（基本操作面板）或IOP（智能操作面板）
USS可通过以下两种方式实现总线控制反转：
控制字的*11位为反转功能，将该位设置为1时可控制其电机反转。
使用S7-200、S7-200 SMART的库程序，设置调用的USS_CTRL指令DIR管脚为1即可实现反转；
使用S7-1200的库程序，设置调用的USS_DRV指令DIR管脚为1即可实现反转；
将速度设定值设置为负数时可控制其电机反转；
使用S7-200、S7-200 SMART的库程序，设置调用的USS_CTRL指令Speed管脚为负数即可实现反转；
使用S7-1200的库程序，设置调用的USS_DRV指令SPEED_SP管脚为负数即可实现反转；
USS通讯的速度给定范围为基准频率的正负200%，基准频率为P2000参数中的值，默认情况下基本频率为电机额定频率。
例如：如果基准频率P2000=50Hz，如果使用的是S7-200、S7-200 SMART、S7-1200的库程序，USS通讯给定的范围为200.0到-200.0对应的频率为100Hz到-100Hz。
问题四：如何扩大给定频率的范围？
如果默认给定频率的范围无法满足要求，例如给定频率需要在300Hz到-300Hz之间，那么可适当调整基准频率，将P2000修改为200Hz，给定频率的范围就扩大到400Hz到-400Hz之间。
通常情况不会将基准频率设置为1/2的所需的频率，这样容易出现数据的溢出，建议将基准频率设置为所需的频率。
问题五：如何通过USS复位变频器故障？
控制字1的*7位为故障确认，当出现故障后发送控制字04FE（16进制）复位当前故障，若故障仍然存在则无法复位。
如果使用的是S7-200、S7-200 SMART、S7-1200的库程序，可使用USS_CTRL（USS_DRV）的F_ACK管脚进行故障复位。
注意：必须在变频器出现故障以后，变频器检测到控制字的*7位由0到1的变化变频器才能复位故障，如果在故障前就将控制字*7位设置为1，出现故障后无法复位故障

PC至变频器连接组件
如果用户想通过PC的RS232接口对变频器进行调试，可以选用PC至变频器的连接组件。该连接组件为带隔离的RS232适配器，可将变频器扩展出一个RS232接口。连接组件还包括一条RS-232标准电缆（长度3m）
USS通讯变频器相关参数：
P2010 — 通讯速率
P2011 — USS站地址
P2012 — PZD长度
P2013 — PKW长度
P2014 — USS通讯时间
r2024~r2031 – USS通讯质量诊断参数
P0700 -- 变频器启停方式，使用RS485 USS启停设置为5
P1000 -- 变频器调速方式，使用RS485 USS调速设置为5
USS 协议（Universal Serial Interface Protocol 通用串行接口协议）是 SIEMENS 公司传动产品的通用通讯协议，它是一种基于串行总线进行数据通讯的协议。西门子MM420/430/440变频器支持基于RS485和RS232的USS通信。RS485接口为MM4系列变频器标配接口，RS232接口通过安装PC连接组件扩展，由于RS485有着良好的抗干扰能力和传输距离远以及支持多点通讯等特点，实际应用中使用基于RS485的USS通信居多，通常RS232接口只用来调试变频器
200V-240V±10%，单相/三相，交流，0.12kW-45kW；380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-250kW；矢量控制方式，可构成闭环矢量控制，闭环转矩控制；高过载能力，内置制动单元；
线性v/f控制，平方v/f控制，可编程多点设定v/f控制，磁通电流控制免测速矢量控制，闭环矢量控制，闭环转矩控制，节能控制模式；标准参数结构，标准调试软件；
i高站址15的范围，同时还包括0号和1号站。
网络通讯中的主站之间会传递令牌，分时单控制整个网络上的通讯活动。网络上的所有主站不会同时加入到令牌传递环内，因此必须由某个持有令牌的主站定时查看比自己高的站址是否有新的主站加入。刷新因数指的就是在*几次获得令牌后检查一次高站址。
如果为2号站设置了地址间隙因数3，则在2号站*三次拿到令牌时会检查地址间隙中的一个地址，看是否有新的主站加入。
设置比较大的因数会提高网络的性能（因为无谓的站址检查少了），但会影响新的主站加入的速度。如下设置会使网络的运行性地址
2）使所有主站地址连续排列，这样就不会再进行地址间隙中的新主站检测。
25：如何设置数据保持功能？
数据保持设置定义CPU如何处理各数据区的数据保持任务。在数据保持设置区中选中的就是要“保持”其数据内容的数据区。所谓“保持”就是在CPU断电后再上电，数据区域的内容是否保持断电前的状态。在这里设置的数据保持功能靠如下几种方式实现：
在这里设置的数据保持功能靠CPU内置的**级电容实现，**级电容放电完毕后，如果安装了外插电池（或CPU221/222用的时钟/电池）卡，则电池卡会继续数据保持的电源供电，直到放电完毕数据在断电前被自动写入相应的EEPROM数据区中（如果设置MB0 - MB13为保持）
如果将MB0 - MB13共14个字节范围中的存储单元设置为“保持”，则CPU在断电时会自动将其内容写入到EEPROM的相应区域中，在重新上电后用EEPROM的内容覆盖这些存储区
如果将其他数据区的范围设置为“不保持”，CPU会在重新上电后将EEPROM中数值复制到相应的地址

MB_REDSV块是SIMATIC Modbus/TCP Red的一个组件。这使得SIMATIC CPU与支持Modbus/TCP的第三方设备之间的通信成为可能。Modbus/TCP通信通过默认的服务器502端口实现。过去，S7-400H站中发布使用的CP时只允许通过502端口使用一个连接。
下表中列出的S7-400 CP已发布与S7-400H站中使用，且支持多个TCP连接。因此它们允许在本地端口502上使用多个连接。
CP 订货号 固件版本
CP443-1 6GK7443-1EX30-0XE0 V3.0 及更高版本（非3.2.9）
CP443-1 Advanced 6GK7443-1GX30-0XE0 V3.0 及更高版本（非3.2.9）
如果要建立双边冗余，并使S7-400 H站作为Modbus服务器，Modbus客户端可以建立2个连接到CP0的502端口和2个连接到CP1的502端口。
多路端口502的功能
在NetPro中为502端口建立一个被动连接，CP卡的固件依次处理到来的TCP消息。从S7用户程序的角度来看，一个多路复用的连接表现为一个单个连接。 在NetPro中显示和在诊断中是累积的。也就是说当建立了至少一个连接时，状态显示为 "连接建立"，但无法查看有多少个Modbus客户端连接到502端口上。
配置
如果在双边冗余的情况下，S7-400H站被配置为Modbus服务器，并使用多路端口502，则必须采用被动连接设置为CP0和CP1在502端口的创建一个未的连接。在MB_REDSV功能块的 id_0_a 和 id_1_a输入端对应NetPro的连接IDAOP(AAOP)语言包丢失
如果AOP面板显示“No Language load”，AAOP显示“没有语言包”，表示AOP（AAOP）操作面板的全部语言包丢失了。
处理办法：
维修，丢失语言包的AOP（AAOP）将无法使用，只有通过才能解决该问题。
可能原因：
AOP（AAOP）面板电池没有点了，语言包数据依靠电池保存；
所有的系统语言被。AOP（AAOP）允许用户将不使用的系统语言，如果所有语言被将显示“没有语言包”提示
串级调速。串级调速必须采用绕线式异步电动机，将转子绕组的一部分能量通过整流、逆变再送回到电网，这样相当于调节了转子的内阻，从而改变了电动机的滑差；由于转子的电压和电网的电压一般不相等，所以向电网逆变需要一台变压器，为了节省这台变压器，现在国内市场应用中普遍采用内馈电机的形式，即在定子上再做一个三相的绕组，接受转子的反馈能量，绕组也参与做功，这样主绕组从电网吸收的能量就会减少，达到调速节能的目的
高低方式。由于当时高压变频技术没有解决，就采用一台变压器，先把电网电压降低，然后采用一台低压的变频器实现变频；对于电机，则有两种办法，一种办法是采用低压电机；另一种办法，则是继续采用原来的高压电机，需要在变频器和电机之间增加一台升压变压器。上述三种方式，发展到目前都是比较成熟的技术。液力耦合器和串级调速的调速精度都比较差，调速范围较小，维护工作量大，液力耦合器的效率相比变频调速还有一定的差距，所以这两项技术竞争力已经不强了。至于高低方式，能够达到比较好的调**果，但是相比真正的高压变频器，还有如下缺点：效率低，谐波大，对电机的要求比较严格，功率较大时（500KW以上），可靠性较低。高低方式的主要优势在于成本较低
如何将变频器的继电器输出功能定义为报警或故障输出
变频器的状态参数r52的*3位和*7位分别表示变频器的故障和报警状态，r52.3=1时表示变频器存在故障，r52.7=1时表示变频器存在报警。
MM420只有1个继电器输出，功能由P0731定义，MM430/440有3个继电器输出功能由P0731、P0732、P0733定义。
将继电器输出的功能定义为52.3或52.7该继电器即可表示故障或报警状态。
例如：设置P731=52.3表示继电器1的功能定义为故障状态输出，P732=52.7表示继电器2的功能定义为报警状态输出。
注意：当继电器输出的功能定义为故障状态输出时，继电器输出状态为反逻辑，即当变频器上电后如果没有故障继电器线圈得电（常开点闭合，常闭点断开），变频器出现故障继电器线圈失电（常开点断开，常闭点闭合）。
如果该逻辑不满足用户要求可通过P0748参数将继电器输出逻辑取反。取反后变频器出现故障继电器线圈得电（常开点闭合，常闭点断开），没有故障继电器线圈失电（常开点断开，常闭点闭合）。
如何将变频器的报警和故障状态通过USS或PROFIBUS总线传送给PLC
变频器的状态字的*3位和*7为分别表示变频器的故障和报警状态，信号为1时表示存在故障或报警，为0时设备正常
MM420/430/440变频器的继电器输出的逻辑可以通过P0748参数取反。P0748参数是一个可以进行位设置的参数，对于MM430/440变频器，低3位bit0、bit1、bit2分别对应继电器1、继电器2、继电器3，对于MM420只有bit0有效对应继电器1。参数七段显示的结构如下，相应位置的“竖杠”被显示出来表示相应的继电器逻辑被取反。
1的输出逻辑取反步骤：
BOP面板找到P0748参数，按“P”键进入参数值显示状态
按“向上”或“向下”箭头，将Bit0（代表继电器1）位置的“竖杠”显示出来，
然后按“P”键确认，设置完成
变频器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有线性v/f控制、抛物线特性v/f控制。将变频器参数p1300设为0，变频器工作于线性
v/f控制方式，将使调速时的磁通与励磁电流基本不变。适用于工作转速不在低频段的一般恒转矩调速对象。
将p1300设为2，变频器工作于抛物线特性v/f控制方式，这种方式适用于风机、水泵类负载。这类负载的轴功率n近似地与转速n的3次方成正比。其转矩m近似地与转速n的平方成正比。对于这种负载，如果变频器的v/f特性是线性关系，则低速时电机的许用转矩远大于负载转矩，从而造成功率因数和效率的严重下降。为了适应这种负载的需要，使电压随着输出频率的减小以平方关系减小，从而减小电机的磁通和励磁电流，使功率因数保持在适当的范围内。
可以进一步通过设置参数使v/f控制曲线适合负载特性。将p1312在0至250之间设置合适的值，具有起动提升功能。将低频时的输出电压相对于线性的v/f曲线作适当的提高以补偿在低频时定子电阻引起的压降导致电机转矩减小的问题。适用于大起动转矩的调速对象
NCU561.2,NCU571.2,NCU572.2,NCU573.2(12轴)，NCU573.2(31轴)等若干种，同样，NCU单元中也集成SINUMERIK840D数控CPU和SIMATIC PLC CPU芯片，包括相应的数控软件和PLC控制软件，并且带有MPI或Profibus借口，RS232借口，手轮及测量接口，PCMCIA卡插槽等
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