1、SINAMICS DCM 簡明調試指南SINAMICS DCM Commissioning Guide             User Guide                              &

2、#160;                        Edition (2012年6月)                  摘   要本文介紹了SINAMICS DCM 的選型

3、，基本調試步驟。關鍵詞SINMICS DCM， 6RA80，選型，調試Key WordsSINMICS DCM， 6RA80，Selection, Commissioning 目       錄 1   DCM 介紹      1.1 DCM介紹      1.2 SINAMICS DCM選型和接線2   調試      2.1

4、 BOP20 調試      2.2 Starter 配置和調試3   DCM 功能介紹      3.1 優化      3.2 數據組      3.3 參數復位和存儲      3.4 第二塊CUD      3.5 自由功能塊和DCC1   DCM 介

5、紹1.1 DCM介紹SINAMICS DCM 是 SINAMICS家族中的直流驅動裝置，包含直流驅動裝置和控制模塊兩種產品。直流驅動裝置功率范圍從15-3000A，超過3000A可以用裝置并聯實現。控制模塊主要用來替代原來的SIMOREG CM系列產品，實現設備的改造。 其型譜如圖1： 圖1 SINAMICS DCM 型譜1.2 SINAMICS DCM選型和接線1.2.1      控制單元選件· 標配的DCM包含以下部分：· 控制單元電子板CUD· 標準面板BOP20· 三相晶閘管

6、全控橋（2Q和4Q）；· 單相勵磁模塊· 風扇（125A及以下裝置自冷） DCM上有兩個控制單元電子板插槽（左槽和 右槽）。左槽為整個驅動裝置發出控制指令，右槽的CUD的主要功能可以擴展端子數量，增加計算能力（如DCC的編程），增加選件插槽（如CBE20）等功能。 控制單元CUD分成兩類： Standard CUD 和 Advanced CUD (選件G00)，其接線如圖1-2所示： 圖2 SINAMICS DCM CUD 接線  與 Standard CUD 相比，Advanced CUD增加了選件插槽，Drive-Cli

7、Q 和右槽 CUD的 擴展端口等等。 SINAMICS DCM主控板的配置有如下方式，可以根據現場工藝需求選擇以下四種不同配置： 表1  SINAMICS DCM CUD 四種配置方式 左槽右槽選件配置1Standard CUD-標準配置2Advanced CUD-G003Advanced CUDStandard CUDG00+G104Advanced CUDAdvanced CUDG00+G11  存儲卡：CUD板上都有存儲卡插槽，存儲卡在以下場合下是必要選件：· 固件升級· AOP30 使用其他語言包·

8、; 使用SINAMICS Link通訊功能 · 裝載DCC程序 存儲卡在以下場合作為可選件：· 保存多組參數；· 將參數傳送到其他DCM設備中；· 串口調試。 CBE20 通訊板：只能插在Advanced CUD 的選件插槽中，用于實現Profinet 通訊。 下圖為CUD上的所有可選件列表： 圖3 SINAMICS DCM 控制部分選件  1.2.2 功率部分選件和接線  圖4  SINAMICS DCM 功率部分接線舉例 電子版電源供電 ：有

9、三種供電方式：· 400V AC ：· 230VAC· 24V DC：需在訂購時，加選L05選件 圖5 SINAMICS DCM 電子板電源接線 電樞電源：電樞電源三相供電：通過1U1，1V1，1W1 供電，電源電壓應當在裝置額定電壓以內，但不能低于85V。如果供電電壓低于85V，需要選取選件L04，可以實現10-50V 低電壓供電。 電樞電源單相供電：DCM額定直流電流小于125A，且額定電壓小于575V的SINAMICS DCM裝置，可以單相供電運行。必須使用短路阻抗為4%的單相進線電抗器或者變壓器。單相供電設定參數p51799=

10、1。 單相供電接線：整流器接線端子為1U1和1V1，1W1端子空置  圖6 SINAMICS DCM 單相供電 單相供電時，整流裝置進線電流等于直流電流。因此整流裝置需要降容使用，其額定直流電流自動降為3相運行時額定電流的67%。由于與6脈動整流相比單相供電時電流波動更大，因此直流回路上需要串聯平滑電抗器（選型時請咨詢電機生產商）。電流的脈動可能會導致速度波動，為使速度更加平穩，推薦設定速度環濾波參數 p50200 =10 ms。單相供電時，不能使用動態過載功能，且I2t功能必須禁止( p50075=0),否則會出現故障F60058（故障值為4）。如果單

11、相供電的裝置超過要求的額定值范圍，裝置啟動時會出現故障F60058。      勵磁供電：裝置內標配1Q的勵磁模塊，進線端子為3U1，3W1（接電網）， 出線端子為3C，3D （接電機勵磁線圈）。勵磁部分有以下三種選件：· 2Q：需要在訂購時加L11 選件· 無勵磁模塊：需要在訂購時加L10選件· 85A勵磁模塊：需要在訂購時加L85選件。 風扇供電：根據裝置功率不同，裝置配有不同大小，不同供電方式的風機，可以通過4U1，4V1，4W1 給風機供電。對于使用三相交流供電的風機的裝置，可以加選件L

12、21實現單相電源供電。 降容：溫度和海拔對裝置的影響： 圖7 SINAMICS DCM 降容 功率接口板上還有以下端子：· XT1：103,104，模擬測速機反饋信號· XS1：105,106 ，E-Stop· XR1：109,110，用于控制主接觸器合閘信號 功率部分選件列表： 圖8 功率部分選件 表2 SINAMICS DC MASTER 僅支持以下SINAMICS驅動組件：模塊含義CBE20通訊板SMC30傳感器模塊（僅支持6SL3055-0AA00-5CA2）TM15端子模塊TM31端子模塊（僅支

13、持TM316SL3055-0AA00-3AA1）   SMC30, TM15, and TM31 模塊通過Drive-CliQ接口和SINAMICS DCM 連接的，CBE20 可以在訂購時直接以選件形式訂購，插在CUD板上的OMI插槽中。SINAMICS DC MASTER 最多可以連接3個端子模塊 TM15 / TM31 和1個SMC30 。CUD上有兩個Drive CliQ接口（X100，X101），模塊可以串聯或者并聯，但是SMC30 必須安裝在總線的末端。 高級操作面板 AOP30（僅6SL3055-0AA00-4CA4支持DCM的調試）AOP

14、30 可以用于對設定參數（調試），監控狀態變量，控制驅動裝置，診斷故障和報警，可以安裝在柜門上。  圖9 AOP30 AOP30 面板上可以顯示驅動裝置最重要的變量：   工廠設定值，顯示驅動裝置的運行狀態，轉矩方向，時間，和四個驅動變量值（參數）和兩個參數以進度條方式顯示，如下圖所示。. 圖10 AOP30 運行界面 AOP30 需要24V供電，如果用CUD 供電，電纜長度應當小于50m。如果電纜大于50m，需要使用外部24V供電。通訊電纜需要單獨訂購，有如下三種連接方式： 圖11 AOP30 與裝置之

15、間的連線   使用CUD 板的24V電源供電，RS485 電纜- 最大. 50 m  一個CUD的24V電源供電，用于控制兩個CUD運行的 RS485 電纜 最大. 50 m  外部24V供電，RS485 電纜- 最大. 200 m通訊電纜訂貨號請參考SINAMICS DCM樣本D23.1。 2   調試2.1 BOP20 調試2.1.1 BOP20 介紹BOP20可以用來調試和顯示參數，還可以用來起停電機，確認故障。 圖12 BOP20 面板 表4  BOP20 顯示含義：顯示含義左上兩位當前

16、顯示的驅動對象RUN裝置狀態右上兩位 S參數發生變化，但是其值還沒有存儲在非易失存儲區中，此時顯示“S”P僅在按P鍵之后，設定值才有效，此時顯示“P”C 下面六位顯示參數，下標，故障，報警等 2.1.2 BOP20 調試步驟1工廠復位與參數權限      工廠復位：設定，      p009 = 30      p976 = 1       參數權限：必須在

17、BOP20上激活驅動對象1 (DO1)      p0003 = 1     標準      p0003 = 2     高級      p0003 = 3     專家級2. 調整額定電流如果最大電樞電流大于裝置額定電樞直流電流 * 0.5， 裝置的電樞額定直流電流必須通過參數 p500760 (I %) 或 p50067 調

18、整：如果最大勵磁電流小于裝置額定勵磁直流電流 * 0.5， 裝置的額定勵磁直流電流必須通過參數 p500761 (I %) 調整 3. 調整電網電壓參數    p500780         裝置電樞電壓參數 (  V)    p500781         裝置勵磁電壓參數 (  V) 4. 設定電機參數  

19、;  p50100D         額定電樞電流 (A)    p50101D         額定電樞電壓 (V)    p50102D         額定勵磁電流 (A)    p50104D     

20、    速度n1 (rpm)    p50105D         電樞電流 I1 (A)    p50106D         速度n2 (  rpm)    p50107D         電樞電流 I2 (A) &

21、#160;  p50108D         最大運行速度 n3 (  rpm)    p50109D         激活速度-電流限幅的功能    p50114D         電機溫度時間常數 (S) 5. 速度實際值的來源測速機反饋：  &

22、#160; p50083D = 1  測速機端子XT103 和 XT104 返回的測量值  r52013    p50741D         最大轉速對應的測速機實際電壓值 ( 270.00 to +270.00 V)注意:1此值設定之后決定了100%轉速對應的實際轉速值，參數P2000 設定為參數P507410  設定的電壓對應的實際轉速值 （rpm） ，參數P2000用于將%的轉速轉化為rpm為單位的轉速實際值，用于以下場合：Starter Cont

23、rol Panel 速度設定值，AOP30 速度設定值，顯示參數r0020, r0021, r0060 ，r0063 的值  編碼器反饋：p50083D = 2   速度實際值來自于 (r0061) 端子 X177.p04000  編碼器類型p2000  100% 轉速對應的速度實際值.無測速機反饋 (閉環EMF 控制)p50083D = 3   速度實際值來自于“實際EMF值 ” (r52287)，但是需要參數 p50115 計算。p50115D     

24、0;   100% 轉速時的EMF 值 (1.00 到140.00% 電源電壓(p500780)注意：P2000位P50115設定的EMF設定值對應的實際轉速。  自由連接p50083D = 4   速度實際值來自于 p50609 設定的連接器Cp2000  100% 轉速對應的速度實際值 SMC30 增量式編碼器反饋p50083D = 5   速度實際值來自于SMC30 連接的增量式編碼器的反饋值 (r3770).p04001  編碼器類型p2000  100% 轉速對應的

25、速度實際值l. 注意：需要正確設置參數P2000，否則裝置會報故障。 6. 勵磁數據勵磁回路控制p50082 = 0       不使用內部勵磁 (e.g.永磁電機)p50082 = 1       勵磁隨著主接觸器動作   (勵磁脈沖隨著主接觸器的動作激活或禁止)p50082 = 2       在達到運行狀態 o7 或更高時，在 P50258 參數化的延時到達后，由 P50

26、257 設置的停機勵磁自動接入p50082 = 3       勵磁永久有效  弱磁p50081 = 0       無弱磁功能p50081 = 1       通過內部閉環EMF 控制實現弱磁，如：速度超過額定轉速時，電機的實際EMF值 保持為 EMF 設定值  r52289 = p50101 p50100 x p50110 7. 設置基本的工藝功能電流限幅p50171D&#

27、160;        轉矩方向 I   系統電流限幅 ( 參數 p50100的值對應100%)p50172D         轉矩方向II 系統電流限幅 (參數 p50100的值對應100%)  轉矩限幅p50180D         轉矩方向I   轉矩限幅1 (電機額定轉矩為100%)p50181D&#

28、160;        轉矩方向II  轉矩限幅1 (電機額定轉矩為100%) 斜坡函數發生器p50303D         斜坡上升時間1 (S)p50304D         斜坡下降時間1 (S)p50305D         起始圓弧1 (S)p50306D&#

29、160;        終止圓弧1 (S) 8. 完成快速調試設置p3900 = 3.執行電機數據的計算和根據之前輸入參數進行的調節器參數計算。完成之后，P3900為0。 在一般的運行場合，執行快速調試之后，電機可以正常運行，不需要再執行優化。如果設備要做優化，不需要進行此步驟的快速調試。 9. 優化p50051 = 24     勵磁回路電流環調節器優化p50051 = 25     電樞回路電流環調節器優化p50051 =

30、 26     速度控制優化p50051 = 27     閉環EMF控制 優化 (包括弱磁特性曲線)p50051 = 28     摩擦特性優化p50051 = 29     具有擺動機構的傳動系統的速度調節器的優化運行 10. 最高轉速的校準和可能的精密調整優化執行之后，需要檢測最大轉速是否精確。如果最大轉速改變超過了10%，則需要檢查速度調節器的響應。有必要的話，可以重新進行優化。如果最大轉速改變，必須重新進行弱磁和慣性

31、補償的優化。 11. 檢查驅動優化運行不能對每種應用提供最優結果。因而，調節器的設定必須用合適的方法加以檢查(示波器，Starter 跟蹤等等)。在某些情況下，須要手動再優化。 12. 手動優化(根據需要)參考“SINAMICS DCM 操作手冊” 13. 非易失參數存儲所有設定參數的變化首先存儲在RAM里，如果此時裝置斷電，所有參數將丟失。為將參數永久存儲在ROM里（非易失存儲器），必須設定參數P0977 為1，將RAM存儲到ROM。存儲過程中，BOP20 面板閃爍（CUD的RDY燈也閃爍），大約需要45s。存儲結束后，設定的參數備份在ROM中，驅動裝置此時可以

32、斷電。 2.2 Starter 配置和調試STARTERER 是用于調試 SINAMICUS 系列變頻器的工具軟件，無需授權。如果已安裝了SCOUT 軟件，那么 STARTERER 將自動集成在 SCOUT 中，無需再次安裝。STARTERER 軟件安裝對系統的最低要求：Windows XP Professional SP2 / Windows 2000 SP3SIMATIC STEP7 V5.4STARTERER 主要能實現以下功能：     硬件組態    驅動參數的設置    電

33、機動態特性的調試    故障診斷    驅動器項目的下載和上載 Starter可以通過三種方式與裝置連接：Profibus  DP ， Profinet, 或者RS232，下面以Profibus DP為例介紹與裝置連接和配置的過程： 1啟動 STARTER 軟件，使用“ProjectNew”命令創建一個新項目：“SINAMICS DCM ”,然后在項目中插入驅動裝置：選定使用的控制板 （本例中選擇的是 Standard CUD Left），對應的Firmware版本，和Profibus DP的站地址：&#

34、160;圖13 插入驅動裝置 2配置驅動設備： 圖14 配置驅動設備 3配置工藝調節器和自由功能塊 圖 15 配置工藝調節器和自由功能塊 4選擇裝置型號 圖15  選擇裝置型號 5配置電源電壓參數和電機參數 圖16 設置設備和電機參數6設置抱閘功能和參數 圖17 設置報閘功能參數 7設置編碼器參數 圖 18 設置編碼器參數 兩種選擇編碼器的方式：“Select standard encoder from list”（從列表中選擇編碼器類型）和“Enter Data”

35、（直接輸入編碼器數據），請參考下面兩個圖： 圖19 選擇編碼器類型 圖20 設置編碼器參數 選擇速度反饋方式和參考轉速： 圖 21  設置速度反饋方式和參考轉速   圖22 設置速度反饋方式 8設定勵磁控制方式和勵磁相關參數 圖23 設置勵磁控制方式和勵磁相關參數 9 設定電流，轉矩限幅和上升下降時間參數 圖24 設定電流，轉矩限幅和上升下降時間參數 10完成驅動裝置配置 圖 25 完成驅動裝置配置 11設置其他功能參數，如速度設定源，啟動方式等

36、等     圖26 設置設定值方式 3   DCM 功能介紹3.1 優化如下圖，可以在Commissioning -> Optimization run中實現優化操作和運行： 圖 27 優化  也可以在參數列表中，直接通過設定參數P50051來實現優化。 按照工藝需求，順序執行下面步驟的優化:p50051 = 24 閉環勵磁電流控制優化p50051 = 25 閉環電樞電流控制優化p50051 = 26 速度控制優化p50051 = 27 閉環EMF控制優化 (包含勵磁特

37、性曲線)p50051 = 28 摩擦特性曲線 3.2 數據組 DCM有命令數據組 CDS，傳動數據組 DDS，編碼器數據組 EDS，數據組可以通過BICO 功能，進行切換。 命令數據組CDS：DCM有兩組命令數據組，其功能：可以改變控制命令的來源；改變頻率給定的來源等。 表 5 CDS 切換  通過 P0810 連接的開關量狀態實現命令數據組的切換。CDS參數組復制：p08090= 源          1=目標   

38、;       2=1 開始復制，復制之后，p08092=0  圖28 CDS 切換邏輯 傳動數據組DDS：DCM有四組命令數據組，其功能：配置EDS（最多兩個，通過參數p0187和p0188設定）；控制參數（速度限幅值，斜坡函數發生器，調節器參數等等）通過 P0820 和P0821所連接的開關量狀態實現命令數據組的切換。p0820 BI: DDS, bit 0p0821 BI: DDS, bit 1編碼器數據組EDS：一個傳動裝置可以管理 16個編碼器數據組，編碼器數據組的數量可以通過P0140 配置。

39、當選擇了一個傳動數據組時，自動選擇分配的編碼器數據組。通過參數 P0187 、P0188、 向傳動數據組分別分配最多2 個編碼器據組。DDS 參數組復制：p08190= 源          1=目標          2=1 開始復制，復制之后，p08192=0  3.3 參數復位和存儲工廠復位：p0009 = 30   參數復位 p0976 = 1 &#

40、160;   所有參數恢復到工廠設置值，設置完成之后，P976=0，P0009=1. 刪除所有用戶參數實際的參數設置存儲在非易失存儲器，可以使用 p0976=1 刪除，用戶參數還包含： DCC 圖表 DCC 庫 其他參數數據組 (見 p0802, p0803, p0804)  這些數據同樣存儲在非易失存儲器（ROM），刪除所有用戶數據過程如下： p0009 = 30           參數復位 

41、p0976 = 200         開始刪除所有用戶數據 復位過程需要幾分鐘，裝置自動重啟，Starter 會離線，重新連接裝置。完成之后， p0976=0,p0009=0。 參數存儲：任何參數都是在RAM中更改，電子板電源掉電時，數據會丟失。因此如果有參數修改而沒有永久保存，BOP20或者 AOP30 上會有“S”閃爍。 參數保存在ROM中，有以下幾種方法： 設定參數 p977 = 1 (DO1) STRATER ：使用 STARTER 執行 "Copy fr

42、om RAM to ROM" BOP20 ：按住BOP20上的 P 鍵 3 s AOP30：確認傳輸參數時，按住OK鍵1S以上，然后在后面的提示對話框中點擊Yes。如果CUD中有MMC 卡，參數同時也會存儲到存儲卡中。對于左側或者右側的CUD，ROM中的參數都存儲在CUD中，如果要更換CUD，參數必須重新下載。（或者使用MMC卡或者 Starter），或者通過AOP30 或者 BOP20 ，然后執行“Copy RAM to ROM”。  圖 29 參數存儲過程   存儲卡可用: 存儲參數，PDS 0 同時拷貝到RAM和存儲卡內；  p

43、802=20; p803=0; p804=1 ，手動設置將存儲卡中的數據組拷貝到ROM 中的指定數據組中；  p802=20; p803=0; p804=2 ，手動設置將ROM 中的數據組拷貝到存儲卡中的指定數據組中；  上電時，如果卡內沒有PDS0,ROM內的PDS0，則ROM中的PDS0 自動拷貝到存儲卡中  上電時，如果卡內有PDS0，則存儲卡內的PDS0 自動拷貝到 ROM中 3.4 第二塊CUDSecond CUD· 僅能用于裝置配置有選件G00時(Advanced CUD)·  硬件輸入輸出接口加倍·

44、  增強計算能力，可以用來計算自由功能塊或者DCC 圖表·  AOP30 或STARTER 調試 左右CUD 的連接 ：左右槽的CUD 在裝置內部通過硬件連接，每個方向可以傳送16 個BICO連接。右側CUD 可以作為單獨的DP站點調試。 禁止閉環驅動控制 (with p508990.6 = 0)，可以增強CPU 的計算能力，用來計算自由功能塊或者DCC。Starter 配置過程如下：          圖 30 配置第二塊CUD         圖 31  配置第二塊CUD 左右側CUD 通過 并聯接口通訊的方式實現數據交換。 3.5 自由功能塊和DCC· 適用于SINAMICS 自由功能塊手冊。有章節專門描述自由功能塊。· 增加CPU的負荷率，因此CU 最大可使用的配置