西门子通信电缆 西门子通信电缆

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湖南嘉普云自动化设备有限公司

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1. 示例系统的体系结构

图 0

本例中选用 S7-300 CPU 314C-2DP 作为 PROFIBUS-DP 主站，连接一个 MM420 变频器。连接多个 MM420 时与之相同。

2. 软件版本描述
需要软件
STEP 7 V5.2 以上
需要硬件
1：S7-300 CPU 314C-2DP
2：MM420
3：PROFIBUS 模板，用于安装在 MM420 上，使之成为 PROFIBUS-DP 从站。

3. 组态

3.1 下载GSD文件
如果早期 STEP 7 软件中不包含 MM4，那么应先从网上下载 MM4 系列的 GSD 文件（si0280b5.gse），集成于 STEP 7 中。
安装 GSD 文件如图 1 所示。

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图 1

图 2

3.2 组态从站

在 STEP 7 HW config 中先组态 S7-300 站，使之成为 PROFIBUS-DP MASTER, 在DP 网上挂上 MM420, 并组态 MM420 的通讯区。通讯区与应用有关，如果需要读/写 MM420 参数，则需 4 PKW 区；如果除控制字和设定值以外还需传送其他数据，则要选择 4 PZD。
在选项中有：
1, whole cons. (PKW，PZD 数据都是连续的，都要调用 SFC 14, 15)
2, word cons. (只有 PKW 数据是连续的，要调用 SFC 14, 15)
在本例中，采用 4 PKW, 4 PZD word cons.，MM420 地址为 4。

图 3

4． MM420 参数设置
P918 站号 4
P700 命令源 6（从CB 来）
P1000 频率设定源 6（从CB 来）

5． PLC 编程

1. 由于采用 4 PKW, 4 PZD word cons. 方式，PZD 不需要调用 SFC 14, 15。

图 4

1 预充回路原理

1.1 预充电电阻作用
变频器的直流母线电容器在设备上电前两端电压为零，在设备上电的瞬间相当于短路，会产生很大的充电电流，变频器整流桥的功率器件很容易造成损坏。因此需要在预充电过程中在充电回路串联预充电电阻，对预充电电流的大小进行限制。
1.2 MASTERDRIVES书本型预充电回路
书本型MASTERDRIVES共有A、B、C、D四个尺寸机型，使用二极管整流，上电后系统通过预充电电阻对电容组进行充电。当母线电压达到额定值的80%时，预充电继电器吸合，预充电电阻被旁路，预充电完成，大预充电时间为3秒（超时会报故障F002）。

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1.3 MASTERDRIVES装机装柜型预充电回路
装机装柜型MASTERDRIVES为E尺寸以上机型，使用晶闸管整流，有单独的预充电回路，预充电使用二极管整流桥，为限制充电电流整流桥串接2个预充电电阻。上电后，主回路晶闸管处于截止状态，只有预充电回路投入运行。当系统接受到”ON”命令时，晶闸管才触发导通，此时由于预充电回路的存在电阻，正常运行时相电流全部流经晶闸管，预充电回路相当于被旁路，预充电完成，大预充电时间为3秒（超时会报故障F002）。

2 预充电电阻损坏原因分析
预充电电阻仅允许短时间流过小电流，持续进行预充电过程，或者在运行状态下预充电回路通过额定负载电流，都会造成预充电电阻发热量过大而烧毁，因此电阻损毁的可能有：
1. 待机状态时进线电网电压波动大，造成母线电压波动，导致预充电过程持续进行，预充电电阻上不断有电流流过，长时间发热造成损坏；
2. 设备频繁上电、断电，或在已经报欠电压情况下，频繁多次复位启动，预充电电阻持续工作，长时间发热造成损坏；
3. 多台AC/AC设备共用一台制动单元，造成共母线。当任意一台先上电时，相当于一组充电电阻对多个电容组充电，会造成预充电电流过大；
4. 预充电电阻通过负载电流：书本型设备，预充电继电器损坏，线圈通电后没有闭合，预充电电阻在设备运行时仍然工作；或装机装柜型设备，运行状态下可控硅发生触发故障，负载电流流过预充电回路。

另外，如果直流母线上并联的器件如果发生故障（比如制动单元故障误动作、或制动单元器件内部发生短路），导致母线正负短接，形成闭合回路（2个预充电电阻+1个制动电阻），就会烧毁预充电电阻。

3 预充电电阻损坏解决方法
预充电电阻损坏会造成设备无法启动，需要进行设备检查及硬件更换。非专业维修人员无法对硬件电路进行全面检测，可能在还存在其他硬件故障下启动设备造成设备的二次损坏。

1. 电流消耗:

• 对大外形尺寸E的MICROMASTER 4变频器，额定电流消耗为350mA，对外形尺寸F到GX，额定电流消耗为400mA。BOP 或 AOP 控制面板中的所有的数字输入(处于开通状态) 的损耗， 都包含在额定电流损耗里。   
• 如果安装了编码器模块，则附加100mA的电流损耗。为了补偿电压波动和上电瞬间可能出现的浪涌现象，需要多考虑50%的电流损耗。
• 因此电流消耗应该在350mA(理想情况下)到750mA(不利的情况下)之间。

2. MICROMASTER 的内部连接

• PROFIBUS模块的供电端子(–) 与MICROMASTER 4的隔离0V端子处于同电位，直接相连
  • 对MICROMASTER 420来说, 为端子9
  • 对 MICROMASTER 430和MICROMASTER 440来说, 为端子28
• (+) 端子通过一个阻塞二级管连接到隔离24V端子上
  • 对MICROMASTER 420来说, 为端子8
  • 对MICROMASTER 430 和 MICROMASTER 440来说, 为端子9

3. 故障和报警

• A0503 = 欠压报警
  • 变频器电源断开，而DP模块（Profibus模块）通过外部24V供电，在这种情况下，会报A0503。
  • 可忽略该报警。
    • 通常，控制电源取自变频器的直流母线，电源电压也是通过直流母线检测的。当变频器断电时，而控制电源取自外部24V，这时直流母线是没有电压的，因此会报A0503。
• F0003 = 欠压故障 & F0060 = Asic 超时故障
  • 驱动运行时，DP模块 (PROFIBUS模块)通过外部24V供电，而未连接电源(200到600V AC)。在这种情况下，变频器会报F0003并停机。
  • 变频器的电源断开, DP 模块(PROFIBUS 模块) 通过外部24V供电，给上运行命令。
    • 对于固件版本高于1.05的MICROMASTER 420：
      由于变频器没有电源, 控制单元与功率单元之间不能完成通讯，会出现F0060而不是F0003。只读参数可能显示错误，比如，r0037，变频器的温度。
    • 对固件版本1.05及以下的MICROMASTER 420和版本1.17及以下的MICROMASTER 440：
      即使实际上没有故障，偶尔也会报以下故障：
      F0001 = 过流
      F0002 = 过压
      F0003 = 欠压
      F0004 = 变频器过热
      F0005 = 变频器I2/t过载
      F0022 = 组件故障
      F0060 = Asic超时  
    • 一旦重新上电，这些故障即可以复位，比如同过Profibus控制字的位7。对于500 – 600 V MICROMASTER 440来说，故障 F0002 可以马上被复位。

4. I/O 功能

• MICROMASTER 420
  • 使用外部24V供电时，所有版本MM420的输入输出都有效。
• MICROMASTER 430/ MICROMASTER 440
  • 固件版本2.02以上的MM430和固件版本2.08以上的MM440，除了外形尺寸Fx**) 和Gx**)的模拟量输入与输出以外，所有的数字与模拟量输入输出都是有效的。
  • 固件版本2.02以下的MM430和固件版本2.08以下的MM440，对于继电器输出和模拟输入输出，有一些限制条件。数字输入仍然有效。
  • 固件版本2.02以上的MM430和固件版本2.08以上的MM440，如果一个电动机PTC连接到端子14和15，P0601=1，当变频器电源断开时，不会出现F0011和F0015。
  • 固件版本2.02以下的MM430和固件版本2.08以下的MM440，在这种情况下，会报F0015(PTC开路/短路)，再次电源合闸后，该故障可以重新复位。

早提供PROFIBUS模块时，MM4的固件版本如下:

• MICROMASTER 420: 固件版本1.05;
• MICROMASTER 430: --------------------;
• MICROMASTER 440: 固件版本1.16*).

 *)       在提供PROFIBUS模块后,  MM440 的固件版本很快升级到了1.17.

**)     对于FX和GX尺寸的变频器，为了获得可靠的控制电源，应该通过端子X9供电，而不是通过总线模块供电。          
  
注意:
    X9 / 1保险丝的配置，大为4A 

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