西门子阀门执行器代理商

上海朕锌电气设备有限公司

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推荐的调试方法

正确地输入电机参数以及完成电机识别对于SLVC的正确工作较其重要，执行的顺序也很重要，因为快速调试生成初始电机模型，而电机识别则对这一模型进行改进。

实现过程如下：


1. 快速调试与初始电机模型

P0003 = 2 (访问级别 2)

P0010 = 1 (快速调试)

P0300 及接下来的电机参数根据电机铭牌进行设置。

P0700, P1000, P1080/P1082, P1120/P1121 选择命令源，选择设定值源，Fmin/Fmax, 斜坡时间等等。

P1300 = 20 无速度传感器矢量控制

P1910 = 1 (A0541 将随之出现> 参见2. 使用P1910进行电机识别)

P3900 = 1
计算电机参数时，“busy” 将出现在 BOP面板上，持续时间约为1分钟，在特大型变频器上将持续更久。在此之后，A0541将在BOP面板上闪烁。
至此已完成快速调试并生成初始电机模型。


2. 使用P1910进行电机识别

必须完成2项自动测量。

注意： 测量必须在冷机状态下进行。 还需确保在P0625中已正确输入实际环境温度（工厂设定为20°C），输入环境温度必须在完成快速调试（P3900）之后，执行电机识别之前进行。

P1910 = 1， 给一个运行命令：启动电机参数测量。

A0541 将持续闪烁；通过向电机注入短脉冲电流，并伴随“嗡嗡”声，将完成多个测量。在其后计算内部电机参数时，BOP面板上将出现 “busy” 。

如果得到一个故障信息 F0041 （故障，电机参数识别）， 这意味着测量值与来自初始电机模型的预置值不匹配。在这种情况下，请检查接线（特别需要注意星形/三角形连接）以及输入的电机参数。如果这些都没有问题，可尝试运行变频器，空载，V/f控制（P1300=0），设定频率为电机额定频率的80％。检查输出电流（r0027）的值，并将此值作为电机励磁电流输入到参数P0320中（按照电机额定电流P0305的百分比设定），重新计算电机参数 （ P0304=1）。

执行电机饱和曲线识别（P1910=3）可提高控制性能：这应该在电机参数测量（1910 = 1）之后进行。
P1910一旦被设为3， A0541 将重新出现。给出运行命令，执行过程同上。

至此，变频器可工作于SLVC控制模式下，但我们推荐进一步优化以获得较佳调节性能。



3. 使用P1960进行速度控制优化

当使能速度控制器优化（P1960 = 1），将激活A0542报警。接下来启动变频器即可完成优化测试。
变频器将按照斜坡上升时间P1120将电机加速到额定频率（P0310）的20％，然后在转矩控制模式下进一步加速至50％，较后再按照斜坡下降时间P1121减速至20％。
此过程将反复多次，并获取时间平均值。
优化完成之后，P1960自动复位为0。

注意：
由于这种测试的特点，即在转矩控制模式下从20％额定频率加速至50％额定频率，因此速度控制器优化对某些应用并不适合。


4. 手动速度控制优化

a. 电机模型
，此值或多或少也适用于同种类型的其他电机， 因此不需要对每台电机都执行这些测试，只需适当设置P0320即可。


b. 性能

电机识别为无速度传感器矢量控制设置初始参数，使电机可工作至50 Hz。为了获得更好的矢量控制性能，有必要根据电机/负载系统的结构对矢量控制回路进行优化。

用户可通过修改下列参数来提高控制性能。可用一台示波器来测量每次修改的效果，以便获得较好的结果。

P0003 = 3
P0342：驱动装置总惯量/ 电机惯量的比值， 与 P1496 （加速度预控的标定）结合使用
P1470： SLVC 速度控制器比例增益
P1472： SLVC 速度控制器积分时间常数
P1520/P1521：转矩限值
P1610：SLVC 连续转矩提升
P1750： 电机模型的控制字

参考MICROMASTER 440 或 SINAMICS G120参数手册中的功能图 7000, 7200, 7500, 7800 以及 7900。

P0342 - 驱动装置总惯量/ 电机惯量的比值- 如果知道此值或可对此值进行估测，则应该正确设置此参数。此参数与P1496结合产生一附加转矩以克服负载的惯量。为了获得较好的效果，可设置P1496 = ** ，然后将P0342 依次设置为1, 3, 6 等等。您可以发现随着数值的增大，控制性能会变好，直至一个更大的值引起系统不稳定为止。 通常转速预控只适用于下述系统：需要一个脉冲转矩来启动惯性负载，但接下来便不再需要。

P： P1470 - 速度控制器比例增益(SLVC) 和 I：P1472 - 速度控制器积分时间常数 (SLVC) – 这些值通常被初始设置成满足绝大部分应用。优化设置取决于机械系统。 通过增加P项、降低I项可获得良好的控制效果。理想的检测方法是用一台示波器通过变频器的模拟量输出端口来监视变频器未经滤波的输出频率（P0771[0]=66）。监视变频器的输出电流也同样有用， 使用电流钳，或*二个模拟量输出端口（P0771[1] = 27）。

下面一些示例用于表明P1470 和 P1472如何影响加速过程中产生的振荡。 通道(A) 是用电流钳检测到的电机电流，通道 (B) 为未经滤波的变频器输出频率 (r0066)
 

P1470 = 12; P1472 = 80 ms

P1470 = 6; P1472 = 25 ms

P1511 - 附加转矩设定。
对于需要瞬间大转矩的应用特别有用（例如：起重机驱动）。通过下列方法可将之与一固定值互联： P1511 = 2890 、 P2890 = xx% (例如 40%).

P1520 - 上转矩限幅和 P1521 - 下转矩限幅
降低这些值可以减少不稳定， 而增加这些值则可以获得更好的动态性能。

P1610 - 用于SLVC 开环控制的连续转矩提升
设置SLVC低速范围内的连续转矩提升，按照电机额定转矩的[%]设定。
默认设置为50% ，增加此值即可增加低速转矩。

P1750 - 电机模型的控制字
这一参数确定在很低频率时无速度传感器矢量控制(SLVC) 的工作情况。
假如设定频率大于5 Hz，P1750.0 = 0 允许启动时就使用观测器模型。 P1750.1 = 0 允许跨越零点时使用观测器模型。通常使用观测器模型可获得更好的控制性能，并避免在5 Hz 时开环控制与无速度传感器矢量控制的切换。

P1755 - 矢量控制转换频率
切换至矢量控制的起始频率。默认值为5 Hz，即在-5 Hz 至 +5 Hz 范围内，变频器工作于V/f 控制模式（P1300=1）。对于大电机，此值可降低到默认值以下，以便在默认的5 Hz以下，提供完全的矢量控制。但是此值不应小于2倍的电机额定转差频率，因为较小的电机电流很难保证电机模型的准确性。

请注意，您的需求决定了优化的性能（例如，取决于您需要非常好的速度保持性能还是低速时的大扭矩，优化的结果可能不同），应对相关量进行检测。

请不要忘记执行从Ram到Rom的数据传输（P971 = 1），以便*保存参数。

离开现场之前，应使用不同的负载，甚至在较坏的情况下检测您的设置。 
进行突加负载和脱开负载测试， 如果现场情况不允许, 首先将电机加速到某一速度，然后将斜坡时间 P1120/P1121 设为0, 再叠加一定的阶跃频率给定 (可使用数字量输入端子叠加固定频率)。


获得的优化值对具有相同机械和电气结构的装置同样有效，但我们推荐首先执行电机识别（P1910 = 1 & 3），再输入P1470等值，之后不再需要全面优化。

ASi网络系列产品做为西门子分布式传感器层网络应用，具有安装简易，维护方便，价格低廉等特点，同时，做为网络通讯的一种，还为传感器在现场的大规模应用提供了快速，安全的信号传输方式。其较小安装节点只有1个，因而能够满足现场绝大多数的工艺要求。同时，做为现场网络的一种，ASi网络也提供了故障安全产品和协议（ASi Safe），还提供了能够进行网络协议转换的网关，使得故障安全产品还能应用在Profibus或者ProfiNet网络中。本文将介绍ASi网络中如何实现ASi safe 以及在如何使用网关通过ASi网络控制G120F 型变频器的安全功能。

1 ASi网络介绍
AS-interface(AS-i) 是执行器（actuator）与传感器（sensor）接口（interface）的简称。是工业现场总线系统中较底层的网络协议，主要用于连接现场的传感器和执行结构。
ASi总线连接电缆为黄色的扁平电缆，电源电缆为黑色的扁平电缆，由于ASi网络即能传输电源又能传输信号，因而节省了大量的现场布线。同时，由于ASi连接方便，又节省了大量的人力成本以及维护成本，因而是现场总线应用中非常经济实用的一种。

图1 现场总线的“金字塔”模型

1．1 ASi 网络结构
ASi具有多种组网方式，使用非常灵活，其网络拓扑可以是星形，总线型以及树型。整个网络可以从任何一个节点向外扩展。例如（图3、图4、图5）：

图2 线形网络拓扑

图3 星形网络拓扑

图4 树型网络拓扑

其中线型网络拓扑较简单，所有的连接的从站节点均串联在ASi总线上；星形网络拓扑中，较广泛分布的从站节点均连接到主站上，其中少量的节点还可以串联在一起；而树型网络结构是星形网络的一种拓展，所有的网络分支均可连接到“根”节点。

1．2 ASI网络连接
ASi网络中至少应包括主站，电源以及ASi从站，ASi网络是一种单主站系统（图5）。
一个AS-Interface网络可以支持31个标准站或62个A/B站。其中标准站和A/B站可以结合在一起使用。网络中较多可以使用4个没有地址的站点： 例如safety monitors，ground fault monitoring module等。如果网络中使用中继器将网络隔离成不同的网段，则每个网段较多可以有4个没有地址的站点。但这些站点都需要占用标准从站的地址，即此时标准站的数目将相应的减少。

图5 ASi网络

ASi网络还可以做为一个子网，通过网关连接到上层的Profibus或者ProfiNet网络中（图6）。此时ASi主站既做ASi网络的主站，同时又是上层网络的从站。

图6 ASi网络连接到Profibus或者ProfiNet网络

1．3 ASI网络拓展
（1）在没有额外中继设备的情况下，每个ASi网段的通讯距离是100米。如果通过中继器进行拓展，则较多可以串联2个中继器，线型网络距离达到300米。但每个网段都需要一个单独的电源供电（图7）。

图7 每个网段100米

（2）使用“Extension Plug（拓展插头）”进行网络拓展时，可将网络距离加倍，增加到200米，但中间不能使用任何中继设备（图8）。

图8 使用拓展插头进行网络拓展

（3）当网络中既有“Extension Plug（拓展插头）”又有中继器时，可以将中继器加在“Extension Plug（拓展插头）”的后面，但不能串联，因而较多可将网络拓展到600米（图9）。

图9 网络中同时使用拓展插头和中继器

从西门子工厂发货时SENSORPROM ®被放在传感器的接线盒中，一起发给用户。尤其当采用分体式安装时，用户要从传感器接线盒中把SENSORPROM ®取出，安装到变送器底座的相应位置，如图1。

图1

SENSORPROM ®和传感器是一一对应的，不能混淆。如果传感器铭牌上的序列号（serial No.）和SENSORPROM ®标签上的序列号是一致的，就表明此SENSORPROM ®中存储的是这个传感器的数据，序列号的对应如图2。

图2

Mag5000/6000所有的用户设置参数及传感器相关的参数都存储在SENSORPROM ®中，其优点是只要传感器和SENSORPROM ®相对应，当更换新的变送器后，不需要对仪表重新组态设置，直接上电就可使用。变送器开机后，首先检测SENSORPROM ®是否安装，如果已安装则从其中把数据上载到变送器中，如果SENSORPROM ®没有安装或是没有安装好，会显示P40的错误报警。SENSORPROM ®安装好后，在Sensor Characteristic菜单能够看到“Installed”的提示，如图3所示。

图3

1.2 SENSORPROM ®中存储的出厂标定数据

表1

其中主要的3个参数是：
1、Sensor Size
2、Sensor Cal. Factor
3、FingerPrint
另外在菜单Sensor Characteristics—Excitation frequency中是传感器的励磁频率，传感器的标定系数（Sensor Cal. Factor）就是在此励磁频率下标定出来的结果。不要更改为其它的励磁频率，否则会引起测量误差或是线圈电流报警。FingerPrint是俗称“指纹”的传感器磁场信息，使用西门子电磁流量计校验仪可以检查传感器的磁场状况是否和原始的磁场信息一致，从而验证精度是否发生变化。
1.3 与SENSORPROM ®相关的故障代码及处理

表2

1.4 SENSORPROM ®数据的手动输入
如果SENSORPROM ®确认丢失，临时的解决办法是手动输入传感器的管径，标定系数及励磁频率，步骤如图4。

图4

2 MAG5000/6000 SENSORPROM ®的安装分类

MAG5000/6000 SENSORPROM ®安装方式如图5的红色方框中分为3类：
1、MAG5000和MAG6000 IP67的变送器，它们的SENSORPROM ®安装方式，前面已做过介绍，如图1。
2、MAG6000 I 和MAG6000 I Ex d 型变送器的SENSORPROM ®安装方式，如图6。
3、MAG5000/6000 19”插入式， SENSORPROM ®安装方式，如图7。

图 5

图6是MAG6000 I 和MAG6000 I Ex d 型变送器SENSORPROM ® 的安装示意。

图6

图7是MAG5000/6000 19”插入式， SENSORPROM ®的安装示意。

图7