[摘要]:本文分析了SM-PROFIBUS-DP总线接口模块与上位机通讯在EV3500变频器的应用,并分析了解决问题的方法和如何进行参数设置。 
[关键词]: 组态王 电机 流量计 直流调速
 一.引言
  现场概况:
  承钢提钒工程炼钢区域电气成套项目:1-4号氧枪高压供水泵采用艾黙生EV3500-4T4000P变频器4台,为炼钢供水属于重要设备。现场操作控制方式为SM-PROFIBUS-DP总线方式。在以前氧枪高压供水都采用高压电机来实现,故本次设计采用艾黙生EV3500变频器与低压变频电机配套使用。

  目的:
  1. 用EV3500变频器与变频电机配套使用替代高压电机(因为高压电机驱动氧枪高压供水泵控制水压和扬程准确度不高)。
  2. 提高工作效率,节能,实现无人看守,上位机操作控制。
  3. 日常操作简单,维护方便。

  现场配置要求:
  变频器: EV3500-4T4000P 4台
  变频电机:355KW 4台 绝缘等级:B级
  辅助传动是由一台S7-400PLC并配置1台ET200远程I/O子站实现
  系统配置为3用1备,采用SM-PROFIBUS-DP总线方式控制,无论机旁还是自动都经过上位机进行控制,操作方便简单。

二.总体方案确定:
  EV3500变频器在实际应用中对泵类负荷的控制方式有很多种,并且都能满足工艺的要求。
  1. 开关量控制。
  2. 模拟量控制。
  3. 总线通讯控制等其它控制方式。
  开关量控制容易导致误操作并且增加操作工的工作强度。
  考虑到主控室与变频器机柜距离远,模拟量控制会受距离限制和强电干扰而会产生衰减,增加设备之间的故障接点,不便于设备维护。
  采用SM-PROFIBUS-DP通讯控制可以弥补以上2种控制方式的缺点,实现无人看守操作,控制线路维护简单方便,仅采用1根2芯的DP电缆就满足对EV3500变频器的起停控制,变频器运行状态的反馈,远程故障复位等其它要求,并且充分利用EV3500通讯上的强大优势。

  上位机与变频器SM-PROFIBUS-DP模块通讯单线图
三.电气应用方案:
  针对控制方式的要求,对变频器柜进行如下设计
  每台EV3500-4T4000P变频器由3个SPMA1402 110/132KW 并机组成。选配1个PROFIBUS总线接口模块。
  本系统采用的是siemens公司的S7系列PLC与艾默生EV3500变频器通讯,我们提供相应的CTSP0672.GSD文件配置在上位机的应用程序中和sm_profibus_dp_user_guide.pdf文件做为指令解析的对照表,与PROFIBUS总线接口模块之间进行通讯连接,通过上位机“控制字”的发送和对变频器“状态字”的读取来进行控制。  

电气原理图(一)

电气原理图(二)

四.EV3500调试过程:
  第一步对电机铭牌参数进行正确设置及电机自整定
  Pr0.42= 4
  Pr0.44= 380V
  Pr0.45= 1450r/min
  Pr0.46= 621A
  Pr0.47= 50HZ
  对电机进行自整定,有2种整定方式,静止与旋转自整定。在有条件的情况下进线旋转参数整定,这样可以测量出电机的功率因数。
 
  如果电机带载且无法卸除电机轴上的负载时,可执行静态参数辨识。静止参数辨识测量定子电阻(Pr5.17)及电压偏执(Pr5.23),设置Pr0.40=1,并给变频器提供使能信号(端子31)和运行信号(端子26或端子27)。
 
  电机空载可以执行旋转参数识别。由于炼钢系统新建设备,所以具备电机空载试车的条件。驱动电机以2/3基数正转数秒之前(不考虑速度给定值及所选方向),旋转参数首先执行静止参数辨识,除测量定子电阻(Pr5.17)及电压偏执(Pr5.23)外,旋转参数辨识还测量电机功率因数并Pr0.43为正确数值。设置Pr0.40=2,并给变频器提供使能信号(端子31)和运行信号(端子26或端子27)。
 
  参数辨识测试完毕后,在变频器将进入“Inh”状态。在变频器设定给定值运转前,变频器必须处于“Inh”状态。

  第二步DP网络检测
  变频器的起停,运行频率是通过上位机来控制的。连接上位机与PROFIBUS总线接口模块的DP电缆的好坏尤为重要。启用上位机CPU的连接器的终端电阻,我们变频器做为DP网络的末端设备同样在最末端PROFIBUS总线接口模块的DP电缆的连接器启用终端电阻,用万用表测量最末端连接器进线端A1,B1之间的电阻,电阻值应为142Ω(包含线径的电阻值),在把最末端连接器的终端电阻关掉,测量终端电阻的电阻值应为262Ω,表明变频器与上位机网络连接完好。可以正常通讯和对变频器进行参数设置。
 
  若电阻值大于262Ω时,DP网络连接存在问题,检查DP电缆连接器接线是否有松动,进线电缆与出线电缆的位置是否正确,电缆的红色线与A1、A2绿色线与B1、B2是否对应,网线是否有中间断线的地方。
 
  确认DP电缆正确后,设置Pr15.03=10 通讯地址与上位机地址相同
  查看Pr15.06= -1, 若 Pr15.06= -3 与上位机通讯中断
  在上位机的程序画面查看能否读到变频器,一切正确进行变频器与上位机的通讯进行设置。
  第三步设置EV3500变频器相关运行参数,初步带载试运行。
  1. Pr5.14= Fd
  2. Pr5.27= OFF 滑差补偿关闭
  3. Pr6.01=COAST (自由停车) rP 减速停车
  4. Pr6.42=128 停车命令(上位机发出)
  5. Pr6.43=ON 控制字连接状态
  6. Pr7.15=VOLT (trip TH热敏电阻故障)
  7. Pr7.22=401
  8. Pr7.23=1.400
  9. Pr7.24=2 输出4-20mA
  10. Pr8.17=取反 故障输出(控制端子41#,42#为故障输出)
  11. Pr15.01=403
  12. Pr15.02=3.01
  13. Pr15.03=10 通讯地址与上位机地址相同
  14. Pr15.04= -1 (所有参数保存后,通讯正常参数值变为9)
  15. Pr15.05= 0
  16. Pr15.06= -1 (等待PLC通讯,波特率为9600=1,波特率为1920=70)
  17. Pr15.07= 3000 (上位机断电3S后变频器故障自动停车)
  18. Pr15.08= OFF
  19. Pr15.09= OFF
  20. Pr15.10= -1
  21. Pr15.11= -1
  22. Pr15.12= 401
  23. Pr15.13= 1001
  24. Pr15.14= 1002
  25. Pr15.15= 0
  26. Pr15.16= 0
  27. Pr15.17= 0
  28. Pr15.18= 0
  29. Pr15.19= 0
  30. Pr15.20= -1
  31. Pr15.21= -1
  32. Pr15.22= 0
  33. Pr15.23= 0
  34. Pr15.24= 0
  35. Pr15.25= 0
  36. Pr15.26= 0
  37. Pr15.27= 0
  38. Pr15.28= 0
  39. Pr15.29= 0
  40. Pr15.30= OFF
  41. Pr15.31= OFF
  42. Pr15.32= OFF (参数优化,瞬间闪烁看不到ON状态)
  43. Pr15.33= OFF
  44. Pr15.34= ON
  45. Pr15.35= 本机序列号代码
  46. Pr15.38= 4
  47. Pr15.39= 4 (所有参数保存后,通讯正常,断电重启参数值变为6)
  48. Pr15.40= 4 (所有参数保存后,通讯正常,断电重启参数值变为6)
  49. Pr15.41= 0
  50. Pr15.49= 0 (当15.06= -3时,15.49=113或111变频器起不了车。通讯故障)
  51. Pr15.50= 0
  52. Pr15.50= 1
 
  设置参数注意事项:
  所有参数设置并保存以后,变频器断电在重新上电查看参数Pr15.06与Pr15.49的显示状态,当Pr15.06= -3,Pr15.49=111或113。这表明变频器通讯有故障,检查DP网线。
  当Pr15.06= -1,Pr15.49=0,变频器等待与上位机通讯。
  当Pr15.06= 1,Pr15.49=0,通讯正常,波特率为9600bps。
  当Pr15.06= 70,Pr15.49=0,通讯正常,波特率为19200bps。在通讯正常的情况下,变频器自动检测上位机的波特率。
  参数Pr15.06显示数值频繁闪烁时,表明与上位机通讯查询波特率,把Pr15.32=on进行重心初始化就可以。
  参数Pr15.10- Pr15.19为上位机提供变频器的“状态字”,上位机通过对Pr15.10- Pr15.19的读取把变频器运行频率,电流和工作状态显示到画面上,从15.12-15.19设置必需连续而且为Pr0.00-Pr21.51中的RO参数。设置其它参数或RW参数上位机识别不到。 
 
五.调试中出现的问题
  1:初次设置, Pr15.12=505,Pr15.13=506,Pr15.14=507
变频器运行以后在上位机只能看到变频器直流母线电压的值,电机的频率和额定电流都看不到。经过数次设置和调试发现Pr15.12- Pr15.19设置的参数,只对Pr0.00-Pr21.51中的RO参数进线读取,对RW参数读取不到
  • lily
  • 2011年03月01日

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