西门子模拟量模块AQ04

上海朕锌电气设备有限公司

西门子模拟量模块AQ04

SIMATIC S7-200 SMART， 模拟输出 SM AQ04，4 AO， +/-10V，11 Bit 分辨率， 或 4-20mA，11 Bit 分辨率

1、概述
优化电机功能可以在项目配置中选择，配置结束后通过施加使能命令开始优化；也可以在项目配置结束后，通过*参数方式完成。

> 如有必要需对变频器先进行参数工厂复位（P0010=30、P0970=1）。

优化顺序:
1).完成项目配置并依照电机铭牌正确输入电机额定数据及编码器类型
2).执行电机数据计算P340
3).电机数据静态辨识P1910
4).依照实际工艺要求使用STARTER 中的Trace 功能调整速度环参数（调试方法参照《SINAMICS S120 快速入门》）
5).电机数据及控制数据动态优化P1960

电机优化条件：电机冷态，抱闸没有闭合、有效措施确保机械系统无危险

2、优化过程

a.电机数据计算
P340是基于电机铭牌数据的计算（定/转子阻抗感抗等）该过程不必使能变频器。计算结束后P340自动恢复为0。

b.电机数据静态辨识
P1910用于电机数据静态辨识，该过程需要使能变频器。辨识过程中
1. 变频器有输出电压，输出电流，
2. 电机可能转动较大210?

P1910 = -3 接受识别结果
P1910 = -2 辨识过程中，若变频器发现编码器反向则报故障F07933，此时应检查电机或编码器方向若正确则设定P1910= -2接受正确方向。若不正确则需修改电机接线并重新执行辨识过程。
P1910 = -1数据辨识但不接受
P1910 = 0 禁止数据辨识
P1910 = 1 数据辨识并接受辨识结果

P1910=1 将计算：定子冷态阻抗P350、转子冷态阻抗P354、定子漏感P356、转子漏感P358、主电感P360。

电机数据静态辨识步骤：
i. 设P1910=1
ii. 使能 ON/OFF1
辨识结束后P1910自动恢复为0

速度环动态特性的优化:
依照实际工艺要求使用STARTER 中的Trace 功能优化速度P1460/P1470、P1662/P1472（调试方法参照《SINAMICS S120 快速入门》）

c.电机数据动态辨识
电机数据动态辨识由P1959 + P1960配合使用

出厂默认值P1959. 1、2、5、6、7、9、10 都已激活
P1960 = -3 接受识别结果
P1960 = -2 辨识过程中，若变频器发现编码器反向则报故障F07933，此时应检查电机或编码器方向若正确则设定P1910= -2接受正确方向。若不正确则需修改电机接线并重新执行辨识过程。
P1960 = -1数据辨识但不接受
P1960 = 0 禁止数据辨识
P1960 = 1 数据辨识并接受辨识结果

电机数据动态辨识，需要使能变频器。辨识过程将完成：
? 计算磁化曲线
? 计算系统转动惯量与电机转动惯量比例（P342）等

动态辨识步骤：

1. 电机空载以精确计算电机动态数据（如电机的转动惯量等）。

2. 电机带载优化，带载后系统总的转动惯量等发生变化需执行p1959=4, P1960=1以完成动态优化。

3. 如果项目配置时选择了扩展的给定通道（Extended Setpoint）斜坡函数发生器有效，建议在做空载优化时通过设置P1958=0 取消（P1958仅在电机数据动态辨识时有效），同时不要使用旋转方向禁止功能P1959.14=1、P1959.15=1。

4. 若电机带载后需要测试系统转动惯量，则需根据负载及机械设备的实际情况设定斜坡上升下降时间P1958≠0，然后执行P1960=1、P1958=4，优化过程中只有电流及速度限幅有效。

5. 选择优化项目

• 设P1960+P1959
• 使能 ON/OFF1

电机辨识过程中电机会加速至较大转速，优化过程中只有较大电流P640和较大转速P1082有效，辨识结束后P1960自动恢复为0。

注：若机械系统没有条件执行电机空载优化，可直接进行带载优化，此时必须考虑机械条件限制如：
机械负载惯性
机械强度
运动速度
位移的限制等
对于**种情况（机械负载惯性、机械强度、运动速度）可适当调整P1958、P640、P1082，通过使用斜坡上升/下降时间、速度限制、电流限制来减少机械承受的压力做辅助保护。
对于*四种情况（机械位置有限制）则较好不做动态优化或可通过P1959.14和P1959.15做限位。

优化完成后必须存储参数到CF卡上：
可通过STARTER调试软件执行 copy RAM to ROM或设定参数P971=1、P977=1

S120驱动第三方伺服电机必要的电机数据：
P305、P311、P314、P316、P322、P323、P400、P341、P350、P353、P356

1 预充电回路概述
SINAMICS S120系列为电压源型变频器，直流回路采用电容做储能滤波元件。当使用二极管整流时，主回路上电的瞬间，直流母线之间相当于短路，为避免瞬间冲击电流对功率器件造成损坏，需要通过预充电回路对电容充电，逐步建立直流母线电压。
SINAMICS S120的整流模块称为进线模块Line Module，包括基本型进线模块BLM（Basic Line Module）、非调节型进线模块SLM（Smart Line Module）以及调节型进线模块ALM（Active Line Module），它们所采用的功率器件不尽相同，因此预充电回路以及主回路的接线方式也有所不同，下面逐一进行介绍。

2 装机装柜型BLM的预充电回路及接线方式
BLM为6脉动、不可控整流模块，采用晶闸管整流，如图1所示，通过改变晶闸管导通角（相角控制）对直流母线电容充电，因此不需要预充电电阻和旁路接触器。主回路上电后，变频器控制晶闸管导通角逐渐增大，直至完全导通，预充电过程完成进入正常运行阶段。

图1 装机装柜型BLM的主回路简图

装机装柜型BLM的典型接线方式如图2所示，其上电流程为：
（1）主开关合闸的同时，通过其辅助触点闭合使能BLM；
（2）通过开关量或者通讯报文控制P840参数启动BLM；
（3）经过P862中设置的延时时间后，BICO参数r863.1置位，可将此参数连接至 CU上的一个DO点，用来控制主回路接触器合分闸；或者，也可以直接采用X9端子排上的5、6号端子（内部逻辑控制点常开触点）来控制主回路接触器线圈；
（4）主接触器的辅助触点可接至CU的DI点，作为合闸的反馈信号；
（5）合闸后，装置通过相角控制完成直流回路预充电，这个过程持续约1至2秒钟。

西门子模拟量模块AQ04
图2 装机装柜型BLM的典型接线方式

3 装机装柜型SLM的预充电回路及接线方式
SLM为不可控的整流回馈单元，它的功率器件包括IGBT及反并联的二极管，通过预充电电阻和接触器对直流母线电容充电，如图3所示。由于在预充电的过程中，电阻以热能的方式消耗能量，因此不能频繁地合分闸（应间隔3分钟以上），以避免预充电电阻过热损坏。

图3 装机装柜型SLM的预充电回路

装机装柜型SLM的典型接线图如图4所示，其上电流程为：

（1）主开关合闸的同时，通过其辅助触点闭合使能SLM；
（2）通过开关量或者通讯报文控制P840参数启动SLM；
（3）内部逻辑控制装置中的预充电接触器合闸，预充电过程持续约1至2秒钟，X9端子排的7、8号端子为预充电接触器合闸的反馈信号，该信号可接至上位的控制器；
（4）预充电完成后，X9端子排的3、4号端子的常开触点将自动闭合，需通过这个信号控制旁路接触器的线圈合闸，随后预充电接触器分闸，电流从主回路流入。

注意：在连接X9端子排上L1、L2、L3至进线侧时，务必确保相序正确，否则在预充电时会产生相间短路，造成装置损坏。

图4 装机装柜型SLM的典型接线方式

4 装机装柜型ALM的预充电回路及接线方式
ALM为可控的整流回馈单元，它的功率器件包括IGBT及反并联的二极管，预充电回路与装机装柜型的SLM一样，如图5所示，同样不能频繁地合分闸（应间隔3分钟以上），以避免预充电电阻过热损坏。

图5 装机装柜型ALM的预充电回路

图5和图6为装机装柜型ALM以及与之匹配的接口模块AIM的典型接线图，图5中AIM的框架尺寸为FI和GI，预充电回路和旁路接触器都包含在其中，图6中AIM的框架尺寸为HI和JI，它的旁路接触器需要客户自己选配。其上电流程与装机装柜型的SLM一样，如*3节所述，这里不再赘述，下面介绍ALM与AIM之间的接线：

（1）主回路连接，注意相序相对应；
（2）ALM控制AIM中预充电接触器合分闸，连接ALM的X9端子排的5、6号端子<-->AIM的X609端子排的9、10号端子；
（3）ALM控制AIM中旁路接触器合分闸，连接ALM的X9端子排的3、4号端子<-->AIM的X609端子排的11、12号端子。

注意：对于框架尺寸为HI和JI的ALM与AIM，由于旁路接触器是外配的，在对旁路接触器和X9端子排上L1、L2、L3以及T1、T2、T3接线时，务必确保相序正确，否则在预充电时会产生相间短路，造成装置损坏。

图5 框架尺寸为FI和GI的ALM与AIM的接线图

图6 框架尺寸为HI和JI的ALM与AIM的接线图