西门子驱动6SL3120-1TE21-8AC0详细说明

西门子驱动6SL3120-1TE21-8AC0详细说明

详述了影响可编程序控制器控制系统可靠性的主要因素，并就可编程序控制器的工作环境、电源的要求、接地和连接线的方式、冗余设计和降级操作设计、控制系统的输入电路和输出电路与可编程序控制器的软件程序编制等多个方面，提出了一些可行的方法和措施。通过对可编程序控制器的控制系统实际测试和多次试验，得出了几个适合生产环境、能符合控制系统要求的改进线路，从而使可编程序控制器控制系统的可靠性得到进一步的提高。

    0、引言

    可编程序控制器（以下简称PLC）是在程序控制器和微机控制器的基础上发展起来的微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。从广义上讲，PLC是一种计算机系统，比一般计算机具有更强的与工业过程相连接的输入输出接口，并已成为自动化控制系统的基本装置。PLC已经广泛应用于机械、冶金、化工、汽车、轻工等行业中，已基本取代了传统的继电器和接触器的逻辑控制。用PLC来控制系统设备，其工作的可靠性要比单纯继电器和接触器控制大大提高。就PLC本身而言，平均无故障时间一般已可达3~5万小时；而三菱的F系列，据称其平均无故障时间已达30万小时。所以，整个PLC控制系统的可靠性，主要取决于PLC的外围设备，比如输入器件中的行程开关、按钮、接近开关，输出器件中的接触器、继电器和电磁阀等。另外，从软件程序的编制来考虑，如果能编制出一个带有监控的程序，对提高系统的可靠性也有很大好处。下面就如何提高PLC控制系统的可靠性进行一些探讨。

    1、从PLC的外围设备来考虑提高PLC的可靠性

    PLC是专门为工业生产环境而设计的控制设备。当工作环境较为恶劣，如电磁干扰较强、湿度高、电源、输入和输出电路等易受到干扰时，会使控制系统的可靠性受到影响。

    1.1 工作环境的要求

    除了为特殊工作环境而设计的PLC外，一般PLC工作的环境温度应在0~55℃的范围，并要避免太阳光直接照射；安装时要远离大的热源，保证足够大的散热空间和通风条件；空气的相对湿度应小于85%，不结露，以保证PLC的绝缘良好。PLC应避免安装在有振动的场所；对振动源允许的条件则应按照产品说明书的要求，安装减振橡胶垫或采取其他防振措施。空气中有粉尘和有害气体时，应将PLC封闭安装。

    1.2 电源的要求

    不同的PLC产品，对电源的要求也不同，这里包括电源的电压等级、频率、交流纹波系数和输入输出的供电方式等。

    对电磁干扰较强、而对PLC可靠性要求又较高的场合，PLC的供电应与动力供电和控制电路供电分开；必要时，可采用带屏蔽的隔离变压器供电、串联LC滤波电路等。在设计时，外接的直流电源应采用稳压电源，供电功率应留有20%~30%的余量。对由控制器本身提供的直流电源，应了解它所能提供的*大电流，防止过电流造成设备的损坏。

    1.3 接地和接线

    1) PLC的良好接地是正常运行的前提。在设计时，PLC的接地应与动力设备的接地分开，采用专用接地；如不能分开接地时，应采用共用接地；**禁止采用共通接地方法。如图1所示，接地点应尽可能靠近PLC，接地线的线径应大于4mm2，接地电阻一般应小于10Ω。

西门子变频器MM440如何选择制动电阻？

75kW 以下 MM440 均内置了制动单元，所以可以直接接制动电阻来消耗掉电机回馈的能量，这称为动能制动。动能制动是一种能耗制动，它将电动机运行在发电状态下所回馈的能量消耗在制动电阻中，从

而达到快速停车的目的；当变频器带大惯量负载快速停车，或位能性负载下降时，电机可能处于发电运行状态，回馈的能量将造成变频器直流母线电压升高，从而变频器过压跳闸。所以应该安装制动

电阻来消耗掉回馈的能量。

75kW 以下 MM440 均内置了制动单元，可直接连接制动电阻；90kW 以上 MM440 需外接制动单元后方可连接制动电阻；选择正确的制动电阻是制动效果并避免设备损坏的必要条件首先要计算制动功

率并绘制正确的制动曲线；再根据制动曲线确定制动周期及制动功率；根据所确定的制动功率及制动周期，同时参考电压、阻值等条件选择的制动电阻；所选制动电阻阻值不能小于选型手册中规定的

数值，否则将直接造成变频器损坏！这在电阻选型时应予以说明。有时候制动功率不好确定，或为了确保安全，可选择制动功率较大的电阻；西门子标准传动产品提供的 MM4 系列制动电阻均为 5％制动周

期的电阻，所以在选型时应加以注意；制动周期在参数 P1237 中选择；同时应将 P1240 设置为 0 用以禁止直流电压控制器；制动周期的计算有时候容易混乱。实际上，5%制动周期就意味着制动电阻可以

在 12秒钟内消耗 的功率，然后需要冷却 228 秒钟。当然如果制动的时间小于 12 秒钟，或者消耗的功率低于 是另外一种情况，变频器会计算制动电阻的 i2t。如果制动周期大于 5％，440 允

许设置较高的制动周期，但实际上很难地计算出制动的情况。比如说，一台变频器每分钟制动 5 秒钟，制动功率 50%。在这种情况下，一般建议选择比理论计算稍大一些的电阻，同时在参数 P1237 

中相应地设置高一些的制动周期。假设一台 7.5kW 变频器，需要每分钟制动 5 次，每次 2 秒钟，制动功率 50%。每分钟制动 5 次，每次 2 秒钟就相当于240 秒钟内制动 40 秒钟，而 50%的制动功率折4053690650

算到时间上就是 20 秒钟。于是可以这样计算制动周期8%? 20/240，所以折算后的制动功率为 625w，于是选择 750w 的制动电阻，同时在 P1237 中设置制动周期为 10%。

制动电阻的安装 

制动电阻是一个发热体，因此，安装的要点如下

(1)安装位置制动电阻不能和变频器装在同一个控制柜内，以免使变频器受热。也不要太靠近其他怕热的设备，以免影响其他设备的正常运行。 制动电阻也不要和变频器离得太远，一般应在5m以内，多也

不要超过10m

(2)电阻柜的设计电阻柜应充分考虑制动电阻的散热。 首先必须有足够的空间;其次是要有散热孔。对于接通比较的制动电阻，还应配置散热风扇。

制动电阻的配线 

因为制动电阻通常和直流电路的“+"端相接，一旦掉在地上，影响人身安全。所以，接线一定要牢靠。尤其是靠近电阻箱的接线端子，容易因受热而氧化，应特别注意。 当电阻箱与变频柜之间的距离超

过5m时，应采用双绞线

如何给SINAMICS G120变频器连接直流24V外部供电?

　　答案：

　　当断开主回路电源时，又希望保持SINAMICS G120变频器的控制电源，就需要给变频器连接直流24V外部供电。根据变频器功

　　率单元的不同，有两种连接方式。

　　（1）当功率单元的外形尺寸为FSA ～ FSF时，直流24V供电需要连接到控制单元的31/32号端子上。如下图：

　　（2）当功率单元的外形尺寸为FSGX时，直流24V供电要连接到功率单元X9端子排的1/2号端子上，无需连接到控制单元。

　　X9端子排位置以及1/2号端子说明如下：

　　问题：标准变频器如何驱动多台电机？

　　答案： 如果客户使用一台变频器驱动多台电机，需要注意如下事项：

　　一、 变频器选型：

　　1） 根据电机额定输出电流总和估算变频器的额定输出电流。

　　2） 根据估算的变频器额定输出电流，适当加大变频器的裕量。

　　二、 电机保护：

　　1） 在每个电机回路单独安装过电流保护，过载保护。

　　2） 由于变频器输出电压波形是脉宽调制波，会引发保护器件的额外发热，需要考虑保护器件的选型裕量，以防止电机频繁保护跳闸。

　　3） 每台电机安装过温保护。

　　三、 限制条件

　　1） 所有电机电缆总长度加和，不能超过变频器的允许范围。

　　2） 对于电机电缆超长情况， 可以考虑变频器输出用一根母线连接到现场，到现场后再分线至每台电机。

　　3） 推荐变频器输出侧安装电抗器。

　　4） 变频器一般采用 V/F 控制方式。

　　5） 对所有电机一般要求同时启动、同时停止。

　　6） 在变频器运行中，一般不允许进行电机的投切操作。

　　问： MM440 变频器的转矩控制应用?

　　答：目前许多设备要求转矩控制如线缆开卷, 对控制要求高的应用, SIEMENS 可用T400 的SPW420 软件实现,对张力控制要求不高的应用, MM440 变频器提供的转矩控制功能可满足. 目前MM440 转矩控制有二种方法:

　　方法1:使用速度环, 即让速度环始终处于饱和状态, 用P1520 和P1521 做转矩限幅.

　　方法2:变频器只用电流环, 力矩信号由P1503 设定.

　　在实际转矩控制应用中会有如下现象:在低速或零速时变频器会来回抖动, 导致张力波动或材料断开等, 严重会影响生产. 但调试时注意以下几点能克服此问题

　　1.必须用矢量控制模式,且优化要如转动惯量比 (见正确的矢量控制模式优化的FAQ)

　　2.电机模型的控制字启动开环控制(P1750=0)

　　3.电机模型的起始频率减小

　　1 单方向正转ON/OFF2功能设置 1.1 硬件接线：

　　这里使用DI0端子为例，将MM4的DI0端子作为变频器的斜坡启动信号，DC24V接通后按照P1120斜坡上升时间启动；同时DI0端子也作为自由停车信号 取代OFF1斜坡停车，DC24V断开后执行OFF2停车命令，变频器逆变桥，电机惯性自由停车。如图01所示：

　　图01.单方向正传硬件接线

　　1.2 参数设置：

　　2 单方向反转ON/OFF2功能设置 2.1 硬件接线：

　　某些现场不希望改变硬件接线实现单方向反转ON/OFF2功能，这里同样使用DI0端子为例，将MM4的DI0端子作为变频器的反向斜坡启动信号，DC24V接通后按照P1120斜坡上升时间启动；同时DI0端子也作为自由停车信号 取代OFF1斜坡停车，DC24V断开后执行OFF2停车命令，变频器逆变桥，电机惯性自由停车。如图02所示：

　　图02.单方向反转硬件接线

　　2.2参数设置：

　　注：如果出现P842出现修改不了的情况，确认是否有其他的DI点功能设置为反转，检查P701到P708参数。 3 正反转的ON/OFF2功能设置

　　3.1硬件接线：

　　DI0作为变频器的正转端子，DI1作为变频器的反转端子，启动硬件接线如03图所示：

　　图03.双方向硬件接线

　　3.3自由功能块逻辑关系：

　　图04.自由功能块逻辑

　　注：

　　当变频器启动前需要首先到达一个变频器准备好的状态，所以需要提前给OFF2使能，再通过OFF2的状态激活ON命令才能实现ON/OFF2的功能。SINAMICS变频器这种方法同样适用