西门子基本型变频器 SINAMICS V20 可应用于恒压供水系统,本文提供具体的接线及简单操作流程。
通过BOP设置固定的压力目标值,使用 4~20mA管道压力反馈仪表构成的PID控制恒压供水系统的接线如下图所示:
图1-1.V20变频器用于恒压供水典型接线
当调试变频器时,建议执行工厂复位操作:
P0010 = 30
P0970 = 1
(显示50? 时 按下OK按钮选择输入频率,直接转至P304进入快速调试。)
表2-1 快速调试参数操作流程
参数 | 功能 | 设置 |
P0003 | 访问级别 | =3 (专家级) |
P0010 | 调试参数 | = 1 (快速调试) |
P0100 | 50 / 60 Hz 频率选择 |
根据需要设置参数值: =0: 欧洲 [kW] , 50 Hz (工厂缺省值) =1: 北美 [hp] , 60 Hz |
P0304[0] | 电机额定电压 [V] |
范围: 10 ... 2000 说明:输入的铭牌数据必须与电机接线 (星形 / 三角形)一致 |
P0305[0] | 电机额定电流 [A] |
范围: 0.01 ... 10000 说明: 输入的铭牌数据必须与电机接线 (星形 / 三角形)一致 |
P0307[0] | 电机额定功率 [kW / hp] |
范围: 0.01 ... 2000.0 说明: 如 P0100 = 0 或 2 ,电机功率 单位为 [kW] 如 P0100 = 1 ,电机功率单位为 [hp] |
P0308[0] | 电机额定功率因数( cosφ ) |
范围: 0.000 ... 1.000 说明: 此参数仅当 P0100 = 0 或 2 时可见 |
P0309[0] | 电机额定效率 [%] |
范围: 0.0 ... 99.9 说明: 仅当 P0100 = 1 时可见 此参数设为 0 时内部计算其值。 |
P0310[0] | 电机额定频率 [Hz] | 范围: 12.00 ... 599.00 |
P0311[0] | 电机额定转速 [RPM] | 范围: 0 ... 40000 |
P0314[0] | 电机极对数 | 设置为0时内部计算其值。 |
P0320[0] | 电机磁化电流[%] |
定义相对于电机额定电流的磁化电流。 设置为0时内部计算其值。 |
P0335[0] | 电机冷却 |
根据实际电机冷却方式设置参数值 = 0: 自冷(工厂缺省值) = 1: 强制冷却 = 2: 自冷与内置风扇 = 3: 强制冷却与内置风扇 |
P0507 | 应用宏 | =10: 普通水泵应用 |
P0625 | 电机环境温度 | 范围: -40... 80℃(工厂设置20) |
P0640[0] | 电机过载系数 [%] |
范围: 10.0 ... 400.0 (工厂缺省值: 150.0 ) 说明: 该参数相对于 P0305 (电机额定电 流)定义电机过载电流极限值。建议 保留工厂缺省值。 |
P0700 | 选择命令源 | = 2: 端子启动 |
P0717 | 连接宏 | =8: PID 控制与模拟量参考组合 |
P0727 | 2/3线控制方式选择 | =0: 西门子标准控制(启动 / 方向) |
P1000[0] | 频率设定值选择 | =0: 无主设定值 |
P1080[0] | 最小频率 [Hz] |
范围: 0.00 … 599.00 (工厂缺省值: 0.00 ) 说明: 此参数中所设定的值对正转和反转 都有效。 例如可设置为30Hz。 |
P1082[0] | 最大频率 [Hz] |
范围: 0.00 … 599.00 (工厂缺省 值: 50.00 ) 说明: 此参数中所设定的值对正转和反转 都有效。 |
P1120[0] | 斜坡上升时间 [s] |
范围: 0.00 … 650.00 (工厂缺省 值: 10.00 ) 说明: 此参数中所设定的值表示在不使用 圆弧功能时使电机从停车状态加速 至电机最大频率( P1082 )所需的 时间。 |
P1121[0] | 斜坡下降时间 [s] |
范围: 0.00 … 650.00 (工厂缺省 值: 10.00 ) 说明: 此参数中所设定的值表示在不使用 圆弧功能时使电机从电机最大频率 ( P1082 )减速至停车状态所需的 时间。 |
P1135[0] | OFF3 斜坡下降时间 | 范围: 0.00 … 650.00 (工厂缺省值: 5.00 ) |
P1300[0] | 控制方式 |
= 0: 具有线性特性的 V/f 控制(潜水泵适用) = 2: 具有平方特性的 V/f 控制 (离心循环泵 适用) |
P1900 | 电机识别 | = 0 : 暂时跳过电机辨识 |
P3900 | 快速调试结束 |
= 3: 仅对电机数据结束快速调试 说明: 在计算结束之后, P3900 及 P0010 自动复位至初始值0 。 变频器显示 “8.8.8.8.8” 表明其正在执行 内部数据处理。 |
P1900 | 选择电机数据识别 | = 2: 静止时识别所有参数 |
此时变频器屏幕出现三角报警符号。报警号A541。 此时通过端子启动变频器,开始电机数据识别,待报警符号消失后, 电机识别完成。 |
2.3.1 DI端子设置
P0700[0]=2 端子启动
P0701[0]=1 DI1 作为启动信号
P0703[0]=9 DI3作为故障复位
2.3.2 DO端子设置
P0731[0]=52.2 DO1设置为运行信号
P0732[0]=52.3 DO2设置为故障信号
P0748.1=1 DO2作为故障输出,有故障时NO触点闭合,
无故障时NO触点断开。
2.3.3 AI端子设置
P0756[0] =2 模拟量输入通道1,电流信号
P0757[0] =4 模拟量输入通道1定标X1=4mA
P0758[0] =0 模拟量输入通道1定标Y1=0%
P0759[0] =20 模拟量输入通道1定标X2=20mA
P0760[0] =100 模拟量输入通道1定标Y2=100%
P0761[0] =4 模拟量输入通道1死区宽度4mA
2.3.4 AO端子设置
P0771[0]=21 模拟量输出通道1,设置为实际频率输出
P0773[0]=50 模拟量输出通道1,滤波时间50ms
P0777[0]=0 模拟量输出通道 定标X1=0%
P0778[0]=4 模拟量输出通道 定标Y1=4mA
P0779[0]=100 模拟量输出通道 定标X2=100%
P0780[0]=20 模拟量输出通道 定标Y2=20mA
P0781[0]=4 模拟量输出通道死区宽度4mA
2.4 PID恒压控制功能调试
P2200[0]=1 使能PID控制器
P2240[0]=X 依用户需求设置压力设定值的百分比
P2253[0]=2250 BOP作为PID目标给定源
P2264[0]=755.0 PID反馈源于模拟通道1
P2265=1 PID反馈滤波时间常数
P2274=0 微分时间设置。通常微分需要关闭,设置为0
P2280=P参数 比例增益设置(需要根据现场调试)
P2285=I参数 积分时间设置(需要根据现场调试)
2.5.1 斜坡启动、自由停车 设置
P0701[0]=99 端子DI1使用BICO连接功能
P0840[0]=722.0 端子DI1设置为启动功能
P0852[0]=722.0 端子DI1设置为脉冲使能
2.5.2 使用2线制压力反馈仪表的接线
图2-1 压力反馈使用2线制仪表的接线
2.5.3 休眠功能
V20变频器具有简单休眠功能:当需求频率低于阈值时电机停转,当需求频率高于阈值时电机启动。
图2-2 简单休眠模式下要求的响应
P2365[0]=1 休眠使能 / 禁止 此参数使能或禁止休眠功能。
P2366[0]=t1 电机停止前的延迟 [s] 在休眠使能的情况下,此参数
定义变频器进入休眠模式之前的延迟时间。
范围: 0 ... 254 (工厂缺省值: 5 )
P2367[0]=t2 电机启动前的延迟 [s] 在休眠使能的情况下,此参数定义变频器
退出休眠模式之前的延迟时间。
范围: 0 ... 254 (工厂缺省值: 2 )
2.5.4捕捉启动功能
水泵启动前可能处在自由旋转状态,为避免启动时出现过电流,可设置捕捉启动功能:
P1200=1 始终激活捕捉启动 双方向有效;
P1202[0]=50 以电机额定电流P305表示的搜索电流大小。
P1203[0]=100 最大600ms的搜索时间
2.5.5 BOP设置目标值记忆
P2231[0]=1 设定值存储激活
表3-1 常见故障及处理
故障代码 | 故障分析 | 诊断及处理 |
F1 过电流 |
• 电机功率( P0307 )与 变频器功率( r0206 ) 不一致 • 电机导线短路 • 接地故障 r0949 = 0 : 硬件报告 r0949 = 1 : 软件报告 |
检查下列各项: • 电机功率( P0307 )必须与变频器功率( r0206 )一致 • 电缆长度不得超过允许的极限值 • 电机电缆和电机内部不得有短路或 接地故障 • 电机参数必须与实际使用的电机相配 • 定子电阻值( P0350 )必须正确误 • 电机不得出现堵转或过载现象 • 增大斜坡上升时间( P1120 ) • 减小启动提升强度( P1312 ) |
F2 过电压 |
• 电源电压过高 • 电机处于再生模式 r0949 = 0 : 硬件报告 r0949 = 1 或 2 : 软件报告 |
检查下列各项: • 电源电压( P0210 )必须在铭牌规定的 范围以内 • 斜坡下降时间( P1121 )必须与负载惯量 相匹配 • 需要的制动功率必须处于规定范围内。 • Vdc 控制器必须使能( P1240 )且参数 设置正确
说明: |
F3 欠电压 |
• 电源故障。 • 冲击负载超过了规定的 限定值 r0949 = 0 : 硬件报告 r0949 = 1 或 2 : 软件报告 |
检查电源电压。 |
F4 变频器 过热 |
• 变频器过载 • 通风不足 • 脉冲频率过高 • 环境温度过高 • 风扇不工作 |
检查下列各项: • 负载或负载循环是否过高? • 电机功率( P0307 )必须匹配变频器 功率( r0206 )。 • 脉冲频率必须设为缺省值 • 环境温度是否过高? • 变频器运行时风扇必须旋转 |
F5 变频器 I 2 t |
• 变频器过载。 • 负载循环需求过高。 • 电机功率( P0307 )超过 变频器功率( r0206 ) |
检查下列各项: • 负载循环必须处于规定范围内。 • 电机功率( P0307 )必须匹配变频器 功率( r0206 )。 |
F6 芯片温度超过临界值 |
电机过载 |
检查下列各项: • 负载或负载阶跃是否过高? • 电机标称过热参数( P0626 - P0628 ) 必须设置正确 • 电机温度报警阈值( P0604 )必须匹配 |
F20 直流波动过高 |
计算出的直流波动阈值已超过安全阈值。 这通常是因为电源输入的一相丢失引起的 | 检查电源接线 |
F41 电机数据识别故障 |
电机数据识别故障。 • r0949 = 0 : 无负载 • r0949 = 1 : 识别中达到 电流极限值 • r0949 = 2 : 识别出的 定子电阻小于 0.1% 或 大于100% • r0949 = 30 : 电压极限值 时的电流控制器 • r0949 = 40 : 识别出的 数据 集不一致,至少一个识别 故障基于阻抗 Zb = Vmot,nom / sqrt(3) / Imot,nom 的百分比值 |
检查下列各项: • r0949 = 0 : 电机是否已连接到变频器? • r0949 = 1 - 49 : P0304 - P0311 中的 电机数据是否正确? • 检查需要的电机接线类型(星形, 三角形连接) |
F221 PID 反馈 信号低于最小值 |
PID 反馈信号低于最小值P2268 |
• 更改 P2268 的值 • 调整反馈增益 |
F222 PID 反馈 信号高于最大值 |
PID 反馈信号高于最大值P2267 |
• 更改 P2267 的值 • 调整反馈增益 |
表3-1 常见报警及处理
报警代码 | 报警分析 | 诊断及处理 |
A501 电流极限值 |
• 电机功率与变频器功率不一致 • 电机导线太长 • 接地故障 |
检查下列各项: 参见 F1 |
A502 过电压 极限值 |
达到过电压极限值。 如果 禁止Vdc控制器( P1240 = 0 ) , 则该报警可能在斜坡下降时出现 |
如该报警总是显示,请检查变频器输入电 压 |
A503 欠电压 极限值 |
• 电源故障。 • 电源电压及直流母线电压( r0026 )低于规定极限值 |
检查电源电压 |
A504 变频器过热 |
已超过变频器散热器温度的报警阈 值、芯片结温的报警阈值,或芯片 结点上的温度可允许变化值,从而 导致脉冲频率降低和 / 或输出频率 降低(取决于 P0290 中的参数设 置) |
说明: r0037 = 0 : 散热器温度 r0037 = 1 : 芯片结温(包括散热器)
检查下列各项: |
A505 变频器I2t |
已超出报警阈值,如已设置相应参 数( P0610 = 1 )则电流会降低 |
检查负载循环是否处于规定极限值内 |
A506 IGBT 结温升高报警 |
过载报警。 散热器和 IGBT 结温的差值超出报警极限值 | 检查负载阶跃及冲击负载是否在规定极限值内 |
A507 变频器温度信号丢失 |
变频器散热器温度信号丢失 ; 传感器可能脱落 |
联系技术服务部门或更换变频器 |
A511 电机过热I2t |
• 电机过载。 • 负载循环或负载阶跃过高 |
无论是哪种温度确定形式,都应检查下列各项: • P0604 电机温度报警阈值 • P0625 电机环境温度 • 检查铭牌数据是否正确。 不正确的 话,进 行快速调试。 通过执行电机 数据识别 ( P1900 = 2 ),可获得 准确的等效电路 数据。 • 检查电机重量( P0344 )是否 合理。 有必 要的话,更换电机。 • 如电机非西门子标准电机,则通过 P0626 、 P0627 及 P0628 改变 标准过热温度 |
A541 电机数据 识别激活 |
电机数据识别( P1900 )已选择或 正在运行 | |
A910 Vdc-max 控制器被禁止 |
可能在以下情况下出现 • 电源电压( P0210 )持续 过高。 • 电机由激活负载驱动,从而 使 电机进入再生模式。 • 斜坡下降时,在很高的 负载惯 量下。 如果在变频器待机(输出脉冲禁 止)时出现报警 A910 并且随后给 出 ON 命令,则在排除 A910 报警 原因之前不会激活 Vdc-max 控制器( A911 ) |
检查下列各项: • 输入电压处于范围内 • 负载必须匹配 • 在某些情况下,使用制动电阻 |
A911 Vdc-max 控制器激活 |
Vdc-max 控制器的作用是保持直流母线电压( r0026 )低于 r1242 中定义的阈值 |
检查下列各项: • 电源电压必须在铭牌规定的 范围以内 • 斜坡下降时间( P1121 )必须与 负载惯量相匹配
说明: |
A912 Vdc-min 控制器 激活 |
如果直流母线电压( r0026 )低于r1246 中定义的阈值,则 Vdc-min控制器会被激活; 此后,电机的动能用来缓冲直流母线电压,从而使变频器减速。 因此短路故障不一定会引起欠电压跳闸。 请注意该报警可能在快速斜坡上升时出现 |
|
A922 变频器无负载 |
变频器无负载。 因此,在常规负载条件下,某些功能可能无法实现 |
检查电机是否连到变频器 |
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