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常用变频器,一般出厂时,厂家对每一个参数都有一个默认值,这些参数叫工厂值。在这些参数值的情况下,用户能以面板操作方式正常运行的,但以面板操作并不满足大多数传动系统的要求。所以,用户在正确使用变频器之前,要对变频器参数时从以下几个方面进行:
(1)确认电机参数,变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率,这些参数可以从电机铭牌中直接得到。
(2)变频器采取的控制方式,即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根据控制精度,需要进行静态或动态辨识。
(3)设定变频器的启动方式,一般变频器在出厂时设定从面板启动,用户可以根据实际情况选择启动方式,可以用面板、外部端子、通讯方式等几种。
(4)给定信号的选择,一般变频器的频率给定也可以有多种方式,面板给定、外部给定、外部电压或电流给定、通讯方式给定,当然对于变频器的频率给定也可以是这几种方式的一种或几种方式之和。正确设置以上参数之后,变频器基本上能正常工作,如要获得更好的控制效果则只能根据实际情况修改相关参数。
2、参数设置类故障的处理
一旦发生了参数设置类故障后,变频器都不能正常运行,一般可根据说明书进行修改参数。如果以上不行,最好是能够把所有参数恢复出厂值,然后按上述步骤重新设置,对于每一个公司的变频器其参数恢复方式也不相同。
二、过压类故障
变频器的过电压集中表现在直流母线的支流电压上。正常情况下,变频器直流电为三相全波整流后的平均值。若以380V线电压计算,则平均直流电压Ud= 1.35 U线=513V。在过电压发生时,直流母线的储能电容将被充电,当电压上至760V左右时,变频器过电压保护动作。因此,变频器来说,都有一个正常的工作电压范围,当电压超过这个范围时很可能损坏变频器,常见的过电压有两类。
1、输入交流电源过压
这种情况是指输入电压超过正常范围,一般发生在节假日负载较轻,电压升高或降低而线路出现故障,此时最好断开电源,检查、处理。
2、发电类过电压
这种情况出现的概率较高,主要是电机的同步转速比实际转速还高,使电动机处于发电状态,而变频器又没有安装制动单元,有两起情况可以引起这一故障。
(1)当变频器拖动大惯性负载时,其减速时间设的比较小,在减速过程中,变频器输出的速度比较快,而负载靠本身阻力减速比较慢,使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高,电动机处于发电状态,而变频器没有能量回馈单元,因而变频器支流直流回路电压升高,超出保护值,出现故障,而纸机中经常发生在干燥部分,处理这种故障可以增加再生制动单元,或者修改变频器参数,把变频器减速时间设的长一些。增加再生制动单元功能包括能量消耗型,并联直流母线吸收型、能量回馈型。能量消耗型在变频器直流回路中并联一个制动电阻,通过检测直流母线电压来控制功率管的通断。并联直流母线吸收型使用在多电机传动系统,这种系统往往有一台或几台电机经常工作于发电状态,产生再生能量,这些能量通过并联母线被处于电动状态的电机吸收。能量回馈型的变频器网侧变流器是可逆的,当有再生能量产生时可逆变流器就将再生能量回馈给电网。
(2)多个电动施动同一个负载时,也可能出现这一故障,主要由于没有负荷分配引起的。以两台电动机拖动一个负载为例,当一台电动机的实际转速大于另一台电动机的同步转速时,则转速高的电动机相当于原动机,转速低的处于发电状态,引起故障。在纸机经常发生在榨部及网部,处理时需加负荷分配控制。可以把处于纸机传动速度链分支的变频器特性调节软一些。
三、过流故障
过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均,输出短路等原因引起的。这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查。如果断开负载变频器还是过流故障,说明变频器逆变电路已环,需要更换变频器。
四、过载故障
过载故障包括变频过载和电机器过载。其可能是加速时间太短,直流制动量过大、电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。负载过重,所选的电机和变频器不能拖动该负载,也可能是由于机械润滑不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器;如后者则要对生产机械进行检修。问题:在S7-CPU中使用嵌套程序需要注意什么,如何使用?
回答:S7-CPU支持嵌套程序,但对于不同的CPU类型,在使用时需要注意一些问题。
1. 不同的CPU类型,支持的嵌套程序深度不同,用户可在CPU的技术数据中查到此参数,以6ES7315-2AG10-0AB0为例。
图1:CPU的嵌套深度参数
2. 用户可以按照如下方式使用嵌套功能:
a) 在某个优先级组织块中调用多个嵌套FC/FB。例如,在OB1 (优先级为1)调用FC1,FC1中调用FC2,FC2中调用FC3,等等,一直到FC7,与OB1共8层深度。如果在FC7 中又调用了FC8 ,此时会导致CPU 停机,在CPU在线信息界面中可查看到此情况,如图2所示。用户也可在OB35(优先级为12)调用FC11,FC11中调用FC12,FC12中调用FC13,等等,一直到FC17。
图2:嵌套调用
b) 在某个优先级中调用某个FC,此FC多次调用自身。例如,在OB1 (优先级为1)调用FC1,FC1中仍然调用FC1,用户在FC1 的程序中必须编程累计FC1被调用的次数,如果达到了7次,则需要从FC1 中跳出调用(此方法即为软件行业广泛应用的递归编程方法)。如果在FC1 调用自身次数超出了CPU允许的嵌套深度,此时会导致CPU 停机。
3. 当用户在使用嵌套功能时,可能出现几种错误:
a) The nesting depth of block calls (U-Stack) is too high(嵌套深度太高)。例如:
• 用户在某个优先级(如OB1)中调用嵌套程序深度超出所使用CPU支持深度,如第2节(a) 部分所描述。
• 用户在某个优先级(如OB1)中调用嵌套程序深度超出所使用CPU支持深度,如第2节(b) 部分所描述。
此时CPU将报16#4575错,如图3所示:
图3:同步错误嵌套1
b) The nesting depth of synchronous errors is too high(同步错误嵌套深度太高)。例如:
• 用户在OB1中使用L DB1.DBB0 语句(CPU中并未下载DB1),
• 此时CPU出现编程错误,将调用OB121。
• 如果用户在下载的OB121中又使用了L DB1.DBB0 指令,将导致CPU停机
此时CPU将报16#4573错,如图4所示:
图4:同步错误嵌套2
c) Error during allocation of local data (分配本地数据错误) 。对于S7-CPU每个优先级都有对本地数据大小的限制,如果用户使用的范围超出了此限制,CPU将出现错误。以6ES7315-2AG10-0AB0为例,其每个优先级下的本地数据大小为512 BYTE。如下错误使用都可能导致此错误:
• OB1 调用FC1,FC1 中定义的local data(TEMP数据类型)与OB1中定义的local data(TEMP数据类型)总和超出了CPU 对此优先级分配的local data 数量。
• OB1 中嵌套调用多个FC, 这些FC 使用的local data 与OB1中定义的local data(TEMP数据类型)总和超过了分配给此优先级的local data 数量。
此时CPU将报16#3576错,如图5所示:
图5:分配本地数据错误
• 对于S7-400CPU, 用户可以在硬件配置中调节每个优先级下的本地数据大小,以6ES7412-2XG04-0AB0为例,如图6所示:
图6:分配本地数据
4. 当用户在使用嵌套功能出现错误时,对于支持OB88的CPU(例如S7-400CPU),可用通过下载OB88来防止CPU停机,此时CPU将处于SF状态,但OB88不可以再出现嵌套使用错误,否则CPU将进入停机状态。对于不支持OB88的CPU(例如S7-300CPU),当出现嵌套调用错误时,无法避免CPU进入停机状态。问题3:S7-200 CPU内的程序是否具有掉电保持特性?
回答:S7-200 CPU内的程序块下载时,会同时下载到EEPROM中,也就是说程序下载后,将永久保持。同样,系统块和数据块下载时,也会同时下载到EEPROM中。
问题4:S7-200 CPU内部的数据的掉电保持特性?
回答:S7-200系统手册第四章——“PLC基本概念”一章中“理解S7--200如何保存和存储数据”一节详细介绍了S7-200 CPU内数据的掉电保持特性,建议用户仔细阅读。
S7-200 CPU内的数据分为RAM区和EEPROM区。
其中,RAM区数据需要CPU内置的超级电容或者外插电池卡才能实现掉电保持特性。
对于CPU221和CPU222的内置超级电容,能提供典型值约50小时的数据保持。
对于CPU224,CPU224XP,CPU224XPsi和CPU226的内置超级电容,能提供典型值约100小时的数据保持。
超级电容需要在CPU上电时充电。为达到上述指标的数据保持时间,需要连续充电至少24小时。
当该时间不够时,可以购买电池卡,以获得更长时间的数据保持时间。
EEPROM区能实现数据永久保持,不依靠超级电容或者电池就可以保持数据。
问题5:S7-200 CPU内部数据的工作顺序?
回答:S7-200 CPU一上电后,CPU先去检查RAM区域中的数据,如果在超级电容或者电池有电的情况下,数据并未丢失,则使用该RAM区的数据;如果超级电容或者电池没电了,导致数据丢失,则CPU去读EEPROM中相应的区域(包含数据块中的数据定义内容),如果在EEPROM中存有永久保持的数据,则CPU将EEPROM中的数据写回到RAM区中,再进行下面的工作。
如果EEPROM中也没有对应存储区的数据了,则该存储区的数据将变成0。
问题6:S7-200 CPU电池卡的使用注意事项?
回答:新版S7-200 CPU电池卡有两种型号。
对于CPU221和CPU222,由于其中没有实时时钟,则对应的为时钟电池卡,订货号为:6ES7297--1AA23--0XA0。
对于CPU224,CPU224XP,CPU224XPsi和CPU226,电池卡仅提供电池功能,订货号为:6ES7 291--8BA20--0XA0,该款电池卡型号又叫做BC293。
电池卡的寿命典型值约为200天,当插上电池卡后,如果CPU处于工作状态或者超级电容有电的情况下,并不消耗电池卡的电量。当电池卡的电量消耗完毕之后,该电池卡就报废了。
S7-200电池卡不能充电,使用完毕就不能再用了,只能购买新的电池卡了。
S7-200没有检测电池卡内剩余电量的状态位和这种功能。
新版S7-200 CPU电池卡不能用于老CPU,即订货号为6ES7xxx-xxx21-0XB0和6ES7xxx-xxx22-0XB0以及更老版本的CPU。
图1
以上为两种电池卡以及所在插槽位置。
电池卡的使用完整限制条件,请参考《S7-200系统手册》附录A 技术规范—可选卡件一节。
问题7:S7-200 CPU内EEPROM的使用方法?
回答:EEPROM的写入分为如下几种情况:
1、MB0—MB13的设置,只需要在系统块—断电数据保持中设置即可。
默认情况下,系统块设置如下图蓝框中所示,即MB14—MB31,这些区域没有对应的EEPROM区域,无须考虑EEPROM写入次数限制。
图2
MB0—MB13如果在系统块中设置成掉电保持区域,如图2红框中所示,并将系统块下载到CPU之后,则这14个字节的数据在掉电的瞬间会将数值写入EEPROM中,如果掉电时间超过超级电容和电池的保持时间之后,再上电时,CPU会将EEPROM中存储的数据数值写回到RAM中对应的存储区,实现永久保持数据的目的。
注意:实现该功能一定要将修改过的系统块下载到CPU中。
2、数据块中定义的数据,如图3所示,当下载数据块的时候,同时会将定义的数据下载到EEPROM中,这样,当掉电时间超过超级电容和电池的保持时间之后,再上电时,CPU会将EEPROM中存储的数据块中定义的数据数值写回到RAM中对应的存储区,实现永久保持数据的目的。也就是恢复成数据的初始设置值。
注意:实现该功能一定要将定义好数据的数据块下载到CPU中。