6ES7222-1HD22-0XA0型号含义

6ES7222-1HD22-0XA0型号含义

对调试人员在伺服驱动器调试过程当中经常出现的过压过流问题做出分析，有助于尽快找到故障点，让设备运行正常。

驱动器调试过程过电压过电流是两个比较常见的故障，下面就这两个故障做些分析，更好的帮助调试人掌握故障的基理及产生的原因，能够较快的了解故障点排除故障，让设备能尽早投入运行。

一：过电压故障，这里所指的电压常指直流母线电压，图一是常见市场驱动器主回路电路，p和n之间的电压就是直流母线电压。

图一

直流母线电压的读取，驱动器cpu无法读取很高的电压，所以必需得通过电路转化将高电压转化为cpu可以读取的低电压，常见的有变压器输出读取法和电阻降压读取法，见图二，图三。

从上述原理图分析，过电压产生种是种种原因造成的驱动器c和d之间电压高于额定电压，在过电压发生时，直流母线的储能将被充电，当电压升至760v（此值有些驱动器可调）左右时，驱动器过电压保护动作，第二种情况是检测电路出现故障，正常的电压值被检测电路读成过电压或读成欠电压。

直流母线电压过高主要有以下原因，种输入电压过高所致，第二种减速时减速时间过短，电机受外力影响（风机，牵绳机）或位能负载（，起重机）下放，由于这些原因，使电机的实际转速高于驱动器的指令转带，这时电机的转差率为负，其产生的电磁转矩为阻碍旋转的制动转矩，处于发电状态，负载的动能再生成为电能，再生能量经igbt的续流动后给充电，使直流母线电压上升，这就是再生过电压，

应用调试中过压问题的解决，由于过电压产生的原因不同,因而采取的对策也不相同。对于在停车过程中产生的过电压现象,如果对停车时间或位置无特殊要求,那么可以采用延长驱动器减速时间或自由停车的方法来解决。如果对停车时间或停车位置有一定的要求,那么可以采用直流制动功能或再生制动。

应用调试中如果直流母线电压正常，而驱动器报过压或欠压故障，这时候就是考虑驱动器本身问题，是否检测电路哪个环节出现问题而造成，可以对电压检测电路有针对性的进行检测排除。

二：过流故障：驱动器的过流故障是常见也是较复杂的故障，当过流故障发生时，驱动器保护电路会立即动作并停机，同时驱动器显示故障代码或故障类型。大多数情况下可以根据驱动器显示的故障代码迅速找到故障原因并排除故障，但也有一些过流故障的原因是多方面的，并不是单一的，而是包含了加速、减速、恒速过流、负载发生突变、输出短路等各种可能导致过流护的因素。下面分析驱动器过流故障原因以及提出过流故障处理方法。驱动器过流内部电路分析，如图四是一款典型的igbt驱动保护电路，14脚监视igbt饱和压降，当脚14检测到igbt集电极上电压≥7v时，而不管输入驱动信号是否继续，11脚输出都将被强行关断。同时第6脚输出过流故障信号给cpu。图五是另一种过流检测电路，用的是比较运放电路，当通过检测到的电流信号与一标准信号作比较，而判断是否过流。

图四

图五

根据驱动器显示屏显示，过流原因有以下几方面：

（1）驱动器工作中过流，即电机拖动系统在工作过程中出现过流，其原因大致有以下几方面：

a.电动机传动机构出现“卡住”现象或遇到冲击负载，电动机工作电流突然增加而出现过流。

b.驱动器输出端短路，如输出端连接线发生相互短路，或电动机内部短路、接地（电机绕组烧毁、绕组绝缘劣化、电缆破损而引起的短路）等，驱动器输出端电流大增而出现过流。

c.驱动器本身工作异常，如逆变桥中同一桥臂的两个逆变器件在交替的工作中出现不正常。

如环境温度太高或逆变器老化等原因，使逆变器的参数发生变化，导致在交替过程中，

一个器件却还未来得及关断，而另一个器件已经导通，引起同一个桥臂的上、下两个器件“

同时导通，使直流电压的两极间处于短路状态，使驱动器内部电流大增而过流。

（2）驱动器升速或降速时过流。

如果负载的惯性比较大，而驱动器设定升速时间或降速时间太短时，就会引起过流。在升速过程中，如果驱动器工作频率上升太快，电动机的同步转速也迅速上升，而电动机转子的转速因负载惯性比较大而跟不上去，结果就会使升速电流太大，引起驱动器过流保护；在降速过程中，如果驱动器设定降速时间太短，电动机的同步转速迅速下降，而电动机转子因负载的惯性大，电动机转速仍维持较高的状态，这时转子绕组切割磁力线的速度太大而产生过流，

引起驱动器过流保护。

（3）驱动器一通电或者一开始运行就出现过流。这种过流保护一般是因驱动器内部故障引起的，如果负载正常，驱动器还是出现过流保护，大部分是过流检测电路引起，如电流检测电路、取样电阻或传感器等。

驱动器过流故障的检查步骤：，确定负载是否符合正常运行条件；第二，确定驱动器自身是否正常；第三，确定驱动器的设置参数是否与加减速过程或负载运行的工艺条件匹配；第四，确定驱动器接线是否正常。

过流故障处理方法，驱动器显示过流故障，有二种类型：一种是运行过程中出现过流故障显示；另一种是驱动器接通后就显示过流故障，或运行停止后仍出现过电流故障显示，并且不能复位。运行过程中驱动器出现过流故障显示，在确认驱动器运行电流和实际电流相同时，多半是外部原因或设置参数不合理引起的。例如电动机电缆损坏或电动机线圈相间、对地短路引起的电动机侧端子短路；电动机过负载非常严重引起过电流；加速或减速时间设置过短，驱动器在加速或减速过程中，由于负载电流过大，出现驱动器过电流显示等等。电机自学习参数及编码器零位是否正确，都将影响电机运行的电流大小，这些过电流故障当外部故障排除后，按复位按钮就能复位，或自动复位，驱动器是正常的。另一种是驱动器接通电源后就显示过流故障，驱动器自动停止运行后，过流故障无法复位，是假过流故障：因为驱动器是在根本没有输出电流的状况下，而显示过流故障的。这是驱动器的电流检测保护电路出了故障：通常是由于电流取样器件，如取样电阻、电流及霍尔元件损坏或参数值改变，放大电路损坏和比较电路运行不正常等等引起的。修理时可以从这些环节上去检查、分析和找出故障点。

三、结论：结合自身驱动器电路特点，结合实际工况条件，在调试过程当中可以有的放矢，能较快了解问题点，快速解决故障。

干扰无处不在，本文从现场应用的一个排除干扰的过程进行总结，为以后的抗干扰之路指点迷津！

1、客户及项目背景介绍

长春伦艺机电设备有限公司是一家设计、生产制造车轮专用设备的公司。本项目为汽车轮毂焊接生产线，该线集轮毂的焊接、检测于一体，产品下线合格后即可交付使用。

2、客户配置和现场问题

配置：cp1h-x40dt-d（2台）、3kw g5伺服（2台）、2.5kw g5伺服（1台）、

1.5kw g5伺服（2台）、1kw g伺服（1台）、1kw松下a4伺服（2台）

现场问题：通过cp1h发送的脉冲数与伺服实际走的脉冲值不等，经常发生伺服轴与限位开关相撞的现象。

3、问题研究分析

程序排查：客户使用的是pls2指令，通过mov语句将发送的脉冲数以及频率等数值赋给d区的通道内，排查后发现在执行pls2指令的过程中d区内的发送脉冲数并未发生变化，程序上编辑无误。

发送脉冲数监控：以cp1h的0号脉冲输出通道为例，使用pls2指令发送10000个脉冲，通过对a276、a77通道的监控确认发送的脉冲数确实为10000；通过将g5伺服上的528号参数设为6监控“指令脉冲总和”发现，伺服实际输出的脉冲数为80000~90000不等，说明问题出在plc脉冲输出到伺服之间的线路上。

线路排查：

1）、cn1侧电缆排查：客户使用的cn1电缆为上海三竹代工产品，该电缆将cn1侧50个管脚都接上了，并且留出很长一部分方便客户接线；但客户现场只使用不到10根线，其余的线都散放在电柜内，在调试过程中发现偶尔将不用的两根线短接即使没有pls2指令触发伺服，伺服都会自动走几个脉冲。建议客户自己焊接cn1侧电缆，只焊接需要的管脚，不用的管脚均留空，完成后干扰现象有所减少但并不十分明显。

2）、24v排查：由于客户的都带有抱闸，客户由于没有伺服使用经验，将抱闸的24v电源与脉冲输出电源以及cn1侧的其他24v电源共用一个。将抱闸电源单独摘出之后，干扰现象减少的十分明显，发送10000个脉冲时伺服实际走的脉冲数与发送脉冲数相差1000左右。

3）、动力线接线排查：客户由驱动器侧给电机输出电源的动力电缆均由端子排在电柜内转接后连在电机上，并且该端子排为国内品牌品质十分不好。将电机动力电缆直接连在伺服驱动器上之后，干扰现象减少的十分明显，发送10000个脉冲时伺服实际走的脉冲数与发送脉冲数相差30左右。

4）、pe排查：客户现场将所有的pe线均与电柜箱体连接，但电柜本身并为单独与地线连接。从客户厂房的钢构架上引出一根2.5cm?的地线与电柜连接，并且将所有24v电源的pe悬空并与电柜底板分离，完成后干扰现象有所减少但并未完全消除，发送10000个脉冲还是差10多个。

5）、电源品质排查：通过检测发现，由变压器转换后给24v直流电源的220v电压不时有杂波产生，从而导致直流电源输出的24v电源也有杂波产生。在变压器与直流电源之间加上一个滤波器后，干扰现场彻底消除。

4、伺服干扰解决办法小结

1)、伺服的cn1侧电缆以及电机动力电缆等都进行一线式连接，不要经过端子进行短接。

2)、脉冲输出回路的dc24v电源要单独供电，避免伺服驱动器和抱闸回路对其产生影响。伺服驱动器和抱闸回路需另加dc24v电源。

3)、直流电源的电源不能从车间的ac380上直接扯出，由于车间有其他设备在进行工作，会导致ac380电源的三相电压不平衡，中性线n会带电势，应该加装ac380转ac220的变压器，必要时在变压器的输出侧加装滤波器。变压器的pe线要接地良好，24v电源的pe悬空。

4）、所有的pe线要汇总到一起进行单点接地，不要多点接地，以免造成电势差。

5）、必要时更换性能稳定的高品质电源

6）、在客户允许的情况下将cp1h-x更换为cp1h-y，y系列plc输出的差分信号抗干扰能力更强一些

   轧钢厂中小型车间是莱钢引进的具有20世纪90年代世界先进水平的中小型型材生产线，年设计产量45万吨。成套生产设备由意大利DANIELI公司提供，三电设备由ABB公司提供，设备生产能力强，工艺技术新，控制水平高。全线共有18架轧机，包括剪子和冷床、摆剪区域设备，共有110KW以上直流电机26台套，去年该条生产线全年产量达到96万吨。
    随着车间产能的提升和轧制节奏的加快，作为车间动力系统核心的直流电机成为决定轧线提速和工艺稳定顺行的重要因素。轧机电流的变化状态直接关系到直流电机工作性能和轧线工艺的稳定顺行。同时为了适应轧线提速的要求，钢坯在出炉和轧制过程中的温度控制也提出了更高的要求。轧制过程温度的变化，直接决定着轧机负荷的变化。
    ABB传动调试工具DDCTOOL中虽然可以调出每台直流电机的电流显示值，但是由于软件版本的限制，DDCTOOL只能单独查看一台电机的电流值，不能同时看到若干台电流的变化情况，而且不同轧机电流显示的切换，需要多步操作才能完成，给设备维护人员对设备监控带来很大不便。
    自动化部操作站虽然能够同时显示多台轧机电流值，但是由于受到CPU扫描周期的限定，它不能实时存储电流值，也没有历史曲线的功能，对于设备发生故障以后的原因分析和判断不能起到有效的参考价值。
2   方案的确定
    为了对轧线主电机的运行状况进行有效跟踪和监视，同时为了适应工艺设备的改造，便于分析工艺调整参数的科学性，采用先进手段对主机电流值进行采集和存储，提高了设备故障分析的针对性，为技术人员提供数据支持，我们根据现有设备状况，结合ABB传动设备的结构，决定对轧线轧机主电机设备的电流数值进行实时采集和存储。
    首先我们计划选用电流互感器通过高速数据采集卡将数据信号传送到工控机处理，再通过系统软件换算成与实际相对应的电流值显示出来。此方案工程量大，需要敷设电缆的数量较多，而且信号采集过程中容易受到干扰而造成失真。同时系统中所用的电流互感器价格昂贵，而且不易更换与维护。
                
    经过讨论分析，后我们计划采用当前流行的PLC进行电流数据的采集和存储，实现轧机电流实时监视。该项目采用西门子S7－300为主控制器，以Wincc6.0为组态软件，在原ABB传动柜基础上实时采集各台轧机电机的电流。系统结构图如图2所示：
              
    系统直接从DCV传动柜A10板的（X4：5，6）端子采集0－10V电压信号，通过以太网实现PLC与上位机的通讯，实现了数据快速传送和实时更新。
3   方案的实施
    3.1软、硬件选型：
   考虑到系统所实现的功能，我们选择了如下主要软、硬件配置：
                        
    3.2硬件安装与组态
    硬件模板采用标准配制导轨安装，模板之间采用总线连接片进行连接，电源进行标准接地保护。模拟量输入模板起始组态地址为：272，每块模板8个模拟量输入通道，输入数据类型为0－10V电压信号，组态画面如下：

                                       图3 硬件组态画面
    3.3画面制作
     按照轧线工艺布局设计制做主画面，在数值显示的基础上增加柱状电流显示功能，同时设置自动过流报警功能，当某台设备过流时柱状画面颜色变红，提示值班人员注意。

                                   图4 系统主画面
   设置每台直流电机的电流历史曲线，用户可以任意添加和选择某一台电机来观察它的历史状态和实时趋势。

                                       图5 历史曲线图
    3.4功能扩展
    采用电流放大器将35KV高压系统的仪表测量回路电压、电流数据采集到该系统中，实现实时监控和存储。

                                   图6 35KV高压系统电流监视

4  应用效果
    中小型轧机电流监视系统项目实施以后，彻底解决了轧机电流状态监视的缺陷，为设备维护人员提供了有效的状态分析和判断手段。值班人员可以通过该系统中电流曲线的变化趋势提前预知设备的异常状态，并及时作出反应和采取有效措施杜绝故障的扩大。另外当设备发生故障时通过调用历史曲线可以清楚看到故障发生时设备的工作状态，有利于故障原因的排查和确定问题解决的方向。
5 研究和改进方向
    在该系统的基础上增加AO模块，实现重要部位交流电机电流检测功能。同时充分利用车间生产系统网络平台的资源优势，增加网络功能，实现设备状态信息共享，达到远程维护与状态分析的目的。