西门子6RA7093-4KS22-0

上海朕锌电气设备有限公司

西门子6RA7093-4KS22-0

Task
本例为如何调试两台变频器主从控制。
一个简单的示例如传送带上有两台变频器：一台为主传动，一台为从传动控制。
传送带的速度通过主传动设定 (电机 M1) (如：通过 AIN 1)。主传动选用带编码器的矢量控制，从传动为带编码器的闭环转矩控制。 从传动转矩设定值来自于主传动转矩，需要将主传动模拟量输出连接到从传动的模拟量输入。

基本*条件

 MICROMASTER 440变频器与配置 CU240S（版本3.2以上）的 SINAMICS G120均可。

解决方案
按说明书调试两台变频器如下：
1. 两台变频分别做快速调试
2. 两台变频分别做电机识别
3. 两台变频器分别做带编码器的调试
4. 主传动模拟量输出端2连接到从传动模拟量输入端2
5. 设定从传动I/O端子板的模拟量输入端子2的拨码开关为ON（0-20mA输入）

调试之前首先要校对电机速度，方法是采用V/F（见P1300）控制方式，两台变频器运行速度要相同，比较参数r0061和r0021值的大小，电机的转向和大小必须一致（微小的偏差是可以接受的）。如果完成了以上要求， 则改变P1300的值来激活带编码器闭环矢量控制/闭环转矩控制(参考 MM440参数手册, 3.29节控制模式，参数 P1300；3.5节速度编码器，参数P0400；MM440操作说明，3.23.2节)。如果电机旋转方向不正确，应该检查变频器的输出相序和编码器通道，必要时进行改线。

注意
参数P1820设置为1就可以改变电机转向而不需要重新接电机动力电缆，同时参数P0410设置为1可以改变编码器转向检测(只对SINAMICS G120；参考CU240S参数手册…参数 P0410)。

主传动的参数设置
1. P0771.1 = r0079 模拟量输出2为转矩设定值
为了能将从主机来的负转矩设定值给定到从机（电机的正转与反转），主机模拟量输出需标定如下：

2. P0777.1 = 0 % x1 值 = 0 %
3. P0778.1 = 10 y1 值 = 10 mA
4. P0779.1 = 100 % x2 值 = 100 %
5. P0780.1 = 20 y2 值 = 20 mA

6. P1300 = 21 带编码器矢量控制

从传动参数需设置如下
7. P0756.1 = 2 模拟输入2 0-20mA

模拟输入的标定：
8. P0757.1 = 10 x1 值 = 10 mA
9. P0758.1 = 0 % y1 值 = 0 %
10. P0759.1 = 20 x2 值 = 20 mA
11. P0760.1 = 100 % y2 值 = 100 %

12. P1082 = 55 较大频率 (比主传动值高)
13. P1300 = 23 带编码器转矩控制
14. P1503 = r0755.1 模拟输入2作为转矩设定
15. P2000 = 55 基准频率 (比主传动值高)

如果从机故障停机，必须尽可能快得关断主传动。需要将从传动的故障位 r0052.3输出作为主机的OFF2命令或脉冲使能，从机数字输出 (e.g. DOUT1) 应连接到主机的数字输入 (如： DIN4).
将从机的端子19与20连接到主机端子8与9上。
相应的参数需要设置：

从传动
P0731.0 = 52.3

主传动
P0704 = 99
P0844.0 = 722.3 OFF2 命令

Or/and
P0852.0 = 722.3 脉冲使能

系统的原理框图

 Fig. 01

问：如何解决G120变频器使用二进制方式多段速在速度切换时DI触点的动作配合不同步造成的速度波动？

答：可使用格雷二进制码方式的多段速解决此问题。西门子6RA7093-4KS22-0

配备CU240B/E-2 和PM240的G120变频器具备多段速给定功能，多段速的给定分为两种：直接给定和二进制给定。
在直接给定方式时，变频器的较终速度给定值是由较多四个DI对应的速度值之和来决定的，此种应用多用于总的段速较少的情况下，例如只有4个固定速度，较少出现段速切换的速度波动。但是在选择二进制方式给定时，往往会在换档间隙出现设定值的波动，为此我们可以采用格雷码二进制方式来避免这种波动。

在使用二进制给定时，变频器较多支持15个速度，在从0速到15速的切换过程中，变频器可能需要同时改变变频器多个DI的状态。
以图2-1所示的应用为例，配置三个DI输入作为多段速信号源，除0速外，一共有7个段速。升速操作时需要从0速档依次增加到7速档，降速操作时，从7速档依次降低至0速档。

图2-1 多段速控制接线示例

使用二进制方式多段速的相关参数设置为：
P1070= 1024
P1001= 50
P1002= 100
P1003= 200
P1004= 300
P1005= 400
P1006= 500
P1007= 600
P1016= 2
P1020= 722.3
P1021= 722.4
P1022= 722.5
正常升降速操作时，例如：从3档（多段速DI状态011）切换到4档（多段速DI状态100），多段速DI的三个位全都发生了变化，如果按图1的接线方式，需要S1，S2，S3三个开关的状态同时改变状态。由于手动操作不可能完全同时改变三个开关的状态，此时在换挡的间隙如果有配合不严密，就会造成给定速度的波动。
此时的多段速切换波形如图2-2所示：

图2-2 普通二进制方式下的速度切换波形图示

我们看到，多段速切换间隙会有波动，例如在3档变4档时，由于DI3，DI从1变为0，但是由DI5从0变为1没有与DI3，DI4保持完全同步，所以出现了瞬间的000状态，速度设定值发生了波动，影响到负载驱动。6档变5档时，4档变3档时，以及2档变1档时也都出现了类似的波动情况。

为避免二进制方式的固定速度切换时出现的波动，我们可以使用各类二进制码方式对速度进行给定。格雷二进制码的特点是从0000~1111的依次步进时，每次只变化一个位。如表3-1所示为四位5二进制码与格雷二进制码的对照。

表3-1 四位二进制码与格雷二进制码对照表

如果我们引入格雷二进制码方式，从3档切换到4档，就是从010切换到110，此过程只需要切换DI5的状态即可，由于只改变了S3的状态，因此不存在需要跟其他开关配合的问题，保证了速度不会产生波动。

此例使用各类二进制码方式的多段速相关参数设置为：

P1070= 1024
P1001= 50
P1003= 100
P1002= 200
P1006= 300
P1007= 400
P1005= 500
P1004= 600
P1016= 2
P1020= 722.3
P1021= 722.4
P1022= 722.5

使用格雷二进制码的多段速切换状态如图3-1所示，看到段速的依次切换不再有突变。

图3-1 格雷二进制码方式多段速切换的波形图 

特别是在手动逐级切换速度的场合，使用各类二进制码方式设计主令开关时序，可以提高设备速度平滑性。