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联系人 郑鑫 135八五七五四八零三
问题
当MM4系列变频器出现F0001故障时该如何解决?
F0001
变频器过电流，变频器输出电流超过最大允许电流，常见故障可分为以下三类，电机故障、负载问题以及变频器故障。
常见原因
电机问题
l 电机绕组相间或对地短路
l 电机电缆有接地故障
l 电机电缆长度超过了最大允许的电缆长度
l 电机电缆接线存在接触不良的情况
负载问题
l 负载电机遇到冲击，或机械结构出现“卡住”现象，引起电机电流突然增加
l 变频器输出频率超过电机额定频率，电机处于弱磁状态，负载波动引起过电流
l 变频器斜坡上升下降时间与负载特性不匹配，如加、减速时间太短
l 电动机功率与变频器的功率不相匹配，小变频器拖动大电机(小马拉大车的情况)
l 变频器运行过程当中，使用接触器投入或切除电机
l PID控制，反馈信号受到干扰波动较大，PI参数不合适
l 启动正在旋转的电机
l 矢量控制时电机参数或速度环参数不准确
l 势能负载（例如起重机）启动时过电流，电机抱闸控制不合理，或启动力矩不够
变频器问题
l 变频器I/O板接触不良
l 变频器内部器件短路
l 变频器电流检测元件故障
常见处理办法
处理MM4系列变频器F0001故障，应首先明确变频器在何种工况下发生F0001故障，再按照故障的可能性逐条原因排查。常见工况:
1. 上电不运行就发生F0001故障，并且不能复位故障
2. 上电没有F0001故障，一启动马上报F0001故障，可以复位但启动马上又出现F0001
3. 正常运行过程中偶尔报F0001故障
对于第1种情况，由变频器问题引起的可能性较大，可尝试拆除控制接线、电机接线，只保留变频器供电电源和地线，尝试能否复位故障，如果不能复位，变频器可能损坏，请联系维修部门。如果故障能复位，检查变频器外部接线是否存在问题。
对于第2种情况，由电机问题引起的可能性较大，可尝试拆除控制接线、电机接线，只保留变频器供电电源和地线，尝试使用BOP面板空载启动变频器（变频器控制方式需要设置为V/F方式），如果变频器不出现F0001故障，请着重检查电机和电机电缆绝缘情况、电机电缆是否超长、以及电机电缆是否存在接触不良的情况，或更换电机进行测试。如果变频器仍然出现F0001故障，变频器可能损坏，请联系维修部门。
对于第3种情况，由负载问题引起的可能性较大，请按照“常见故障原因”中负载问题逐条分析。
注意:该故障无法屏蔽。
案例集
| 序号 | 故障现象描述 | 可能的故障原因及处理措施 |
| 1 | 变频器上电未启动就报F0001故障，并且无法复位，拆除控制接线、电机接线，只保留变频器供电电源和地线，仍然不能复位故障 | 原因:变频器损坏 措施:请联系维修部门 |
| 2 | 变频器上电正常，一起动电机不转马上报F0001故障，故障可以复位，复位后再启动仍然出现F0001，拆除电机电缆空载起动变频器，不再出现F0001 | 原因:可能由于电机或电机电缆绝缘不良导致 措施:检查电机绝缘 |
| 3 | MM430带风机负载，启动前风机叶片无规则旋转，启动马上报F0001故障 | 原因:启动正在旋转的电机 措施:激活直流制动，或者采用机械方式，锁定电机轴 |
| 4 | MM430带风机负载，启动前风机被风吹着一直在旋转，启动马上报F0001故障 | 原因:启动正在旋转的电机 措施:激活捕捉再启动 |
| 5 | 风机负载，电网闪动时， 变频器激活了自动再启动功能，自动复位欠压故障后再启动，偶尔出现F0001故障 | 原因:风机为大惯量负载，变频器F0001故障后停机，但风机由于惯性仍然在旋转，再启动时变频器启动正在旋转的电机导致过流 措施:激活捕捉再启动功能 |
| 6 | 起重机主钩，平地起动报F0001故障 | 原因:电机速度环比例积分参数可能不合适 措施:优化电机参数 |
| 7 | 起重机主钩，悬停起动报F0001故障 | 原因:电机抱闸控制不合理，或启动力矩不够 措施:优化抱闸控制逻辑，提高低频扭矩 |
| 8 | 起重机大车行走机构，启动F0001 | 原因:通常大车行走机构为一带多形式，单台电机有问题， 容易导致变频器过流 措施:检查外围机械， 检查电机匝间绝缘 |
| 9 | 430变频器用于恒压供水，水泵切换时出现F0001故障 | 原因:变频器运行过程当中，使用接触器投入或切除电机 措施:必须封锁变频器脉冲输出才能进行接触器的投切 |
| 10 | 440驱动挤出机，运行过程出现F0001 | 原因:是否投料太多，出现卡住现象 措施:考虑特殊机械的选型余量 |
| 11 | 430驱动风机、水泵超50Hz运行F0001 | 原因:变频器超频运行 ，风机泵类负载导致电机轴功率按照3次方关系加大 措施:限制频率上限，避免变频器超速运行 |
| 12 | 440驱动 离心机，离心机全速运行后，增加物料，变频器F0001 | 原因:突然增加负载，导致变频器过流 措施:需要缓慢增加负载 |
| 13 | 430恒压供水系统，偶尔F0001 | 原因:模拟量反馈信号受干扰波动较大或PI参数设置不合适 措施:排出干扰增加模拟量滤波时间，调整PI参数 |
| 14 | 440变频器输出电缆超长，偶尔F0001 | 原因:长电缆导致分布电容加大，导致变频器峰值电流加大 措施:加装输出电抗器、缩短电缆长度 |
| 15 | 440驱动带抱闸的电机，抱闸由PLC控制，停车时F0001 | 原因:电机减速过程突加负载引起过流 措施:使用变频器抱闸控制逻辑或停机后延时关闭抱闸 |
| 16 | MM440驱动移动小车，偶尔F0001 | 原因:小车震动导致电机电缆接触不良引起过电流 措施:禁锢接线端子 |
注意
以上内容仅作为故障报警排查的指导，不具有绝对性，导致变频器故障报警的原因很多，情况也较复杂，本文只是对常见的故障报警原因和处理方法进行说明，供参考。西门子S7-1200 PLC在当前的市场中有着广泛的应用，作为常与变频器共同使用的PLC，其与西门子MM440 变频器的USS通信一直在市场上有着非常广泛的应用。本文将主要介绍如何使用USS通信协议来实现S7-1200与MM440变频器的通信。
1. USS通信介绍
1.1. USS协议特点
USS (Universal Serial Interface, 即通用串行通信接口) 是西门子专为驱动装置开发的通信协议。USS 协议的基本特点如下:
• 支持多点通信（因而可以应用在 RS 485 等网络上）
• 采用单主站的“主－从”访问机制
• 每个网络上最多可以有 32 个节点（最多 31 个从站）
• 简单可靠的报文格式，使数据传输灵活高效
• 容易实现，成本较低
USS 的工作机制是，通信总是由主站发起，USS 主站不断循环轮询各个从站，从站根据收到的指令，决定是否以及如何响应。从站永远不会主动发送数据。从站在以下条件满足时应答:
-- 接收到的主站报文没有错误，并且
-- 本从站在接收到主站报文中被寻址
上述条件不满足，或者主站发出的是广播报文，从站不会做任何响应。对于主站来说，从站必须在接收到主站报文之后的一定时间内发回响应。否则主站将视为出错。
USS 的字符传输格式符合 UART 规范，即使用串行异步传输方式。USS 在串行数据总线上的字符传输帧为 11 位长度，如表1所示:
表1:USS字符帧
USS 协议的报文简洁可靠，高效灵活。报文由一连串的字符组成，协议中定义了它们的特
定功能，表2所示:
表2:USS报文结构
每小格代表一个字符（字节）。其中:
STX: 起始字符，总是 02 h
LGE: 报文长度
ADR:从站地址及报文类型
BCC: BCC 校验符
净数据区由 PKW 区和 PZD 区组成，如表3所示:
表3:USS净数据区
PKW: 此区域用于读写参数值、参数定义或参数描述文本，并可修改和报告参数的改变 。其中:
PKE: 参数 ID。包括代表主站指令和从站响应的信息，以及参数号等
IND: 参数索引，主要用于与 PKE 配合定位参数
PWEm:参数值数据
PZD: 此区域用于在主站和从站之间传递控制和过程数据。控制参数按设定好的固定格式在主、从站之间对应往返。如:
PZD1:主站发给从站的控制字/从站返回主站的状态字
PZD2: 主站发给从站的给定/从站返回主站的实际反馈
根据传输的数据类型和驱动装置的不同，PKW 和 PZD 区的数据长度都不是固定的，它们可以灵活改变以适应具体的需要。但是，在用于与控制器通信的自动控制任务时，网络上的所有节点都要按相同的设定工作，并且在整个工作过程中不能随意改变。
注意:
对于不同的驱动装置和工作模式，PKW 和 PZD 的长度可以按一定规律定义。 一旦确定就不能在运行中随意改变 ；
PKW 可以访问所有对 USS 通信开放的参数；而 PZD 仅能访问特定的控制和过程数据；
PKW 在许多驱动装置中是作为后台任务处理，因此 PZD 的实时性要比 PKW 好。
1.2. S7-1200 USS通信简介
CM 1241 RS485 模块通过 RS485 端口与MM440进行通信。 可使用 USS 库控制MM440和读/写MM440参数。该库提供 1 个 FB 和 3 个 FC 来支持 USS 协议。 每个 CM1241 RS485 通信模块最多支持 16 个MM440。连接到一个 CM 1241 RS485 的所有MM440（最多 16 个）是同一 USS 网络的一部分。连接到另一 CM 1241 RS485 的所有MM440是另一 USS 网络的一部分。 因为 S7-1200最多支持三个 CM 1241 RS485 设备，所以用户最多可建立三个 USS 网络，每个网络最多 16 个MM440，总共支持 48 个 USS MM440。各 USS 网络使用各自唯一的数据块进行管理（使用三个 CM 1241 RS485 设备建立三个 USS网络需要三个数据块）。 同一USS 网络相关的所有指令必须共享该数据块。 这包括用于控制网络上所有MM440的 USS_DRV、USS_PORT、USS_RPM 和USS_WPM 指令。
2. 硬件需求及接线
2.1. 硬件需求
S7-1200 PLC目前有3种类型的CPU:
1）S7-1211C CPU。
2）S7-1212C CPU。
3）S7-1214C CPU。
这三种类型的CPU都可以使用USS通信协议通过通信模块CM1241 RS485来实现S7-1200与MM440变频器的通信。
本例中使用的PLC硬件为:
1） S7-1214C ( 6ES7 214 -1BE30 -0XB0 )
2) CM1241 RS485 ( 6ES7 241 -1CH30 -0XB0 )
3) CSM 1277 ( 6GK7 277 -1AA00 - 0AA0)
本例中使用的MM440变频器硬件为:
1） MM440 （ 6SE6440 - 2AB11 - 2AA1 ）
2） MICROMASTER 4 ENCODER MODULE （ 6SE6400 - 0EN00 - 0AA0 ）
3） SIEMENS MOTOR （ 1LA7060 - 4AB10 - Z ）
4） USS 通信电缆 ( 6XV1830 - 0EH10 )
2.2. 接线
建议使用西门子的网络插头和PROFIBUS电缆。在 S7-1200 CPU 通信口上使用西门子网络插头。
PROFIBUS 电缆的红色导线B 即 RS 485 信号 +，此信号应当连接到 MM 440 通信端口的 P+；绿色导线A 即 RS 485 信号 -，此信号应当连接到 MM 440 通信端口的 N-。
图1: MM440接线端子 表4:MM440端子定义
因为MM 440 通信口是端子连接，所以 PROFIBUS 电缆不需要网络插头，而是剥出线头直接压在端子上。如果还要连接下一个驱动装置，则两条电缆的同色芯线可以压在同一个端子内。PROFIBUS 电缆的红色芯线应当压入端子 29；绿色芯线应当连接到端子 30，如图1、表4所示。完整接线图如图2所示。