1.硬件接線
西門子基本型變頻器 SINAMICS V20 可應(yīng)用于恒壓供水系統(tǒng)，本文提供具體的接線及簡單操作流程。
通過BOP設(shè)置固定的壓力目標(biāo)值，使用 4~20mA管道壓力反饋儀表構(gòu)成的PID控制恒壓供水系統(tǒng)的接線如下圖所示：

圖1-1.V20變頻器用于恒壓供水典型接線 

2調(diào)試步驟

2.1 工廠復(fù)位

當(dāng)調(diào)試變頻器時(shí)，建議執(zhí)行工廠復(fù)位操作：
    P0010 = 30
    P0970 = 1
    (顯示50? 時(shí) 按下OK按鈕選擇輸入頻率，直接轉(zhuǎn)至P304進(jìn)入快速調(diào)試。)

2.2 快速調(diào)試

表2-1 快速調(diào)試參數(shù)操作流程

參數(shù)	功能	設(shè)置
P0003	訪問級(jí)別	=3 （專家級(jí)）
P0010	調(diào)試參數(shù)	= 1 （快速調(diào)試）
P0100	50 / 60 Hz 頻率選擇	根據(jù)需要設(shè)置參數(shù)值： =0: 歐洲 [kW] ， 50 Hz （工廠缺省值） =1: 北美 [hp] ， 60 Hz
P0304[0]	電機(jī)額定電壓 [V]	范圍： 10 ... 2000 說明：輸入的銘牌數(shù)據(jù)必須與電機(jī)接線 （星形 / 三角形）一致
P0305[0]	電機(jī)額定電流 [A]	范圍： 0.01 ... 10000 說明： 輸入的銘牌數(shù)據(jù)必須與電機(jī)接線 （星形 / 三角形）一致
P0307[0]	電機(jī)額定功率 [kW / hp]	范圍： 0.01 ... 2000.0 說明： 如 P0100 = 0 或 2 ，電機(jī)功率              單位為 [kW]         如 P0100 = 1 ，電機(jī)功率單位為 [hp]
P0308[0]	電機(jī)額定功率因數(shù)（ cosφ ）	范圍： 0.000 ... 1.000 說明： 此參數(shù)僅當(dāng) P0100 = 0 或 2 時(shí)可見
P0309[0]	電機(jī)額定效率 [%]	范圍： 0.0 ... 99.9 說明： 僅當(dāng) P0100 = 1 時(shí)可見 此參數(shù)設(shè)為 0 時(shí)內(nèi)部計(jì)算其值。
P0310[0]	電機(jī)額定頻率 [Hz]	范圍： 12.00 ... 599.00
P0311[0]	電機(jī)額定轉(zhuǎn)速 [RPM]	范圍： 0 ... 40000
P0314[0]	電機(jī)極對(duì)數(shù)	設(shè)置為0時(shí)內(nèi)部計(jì)算其值。
P0320[0]	電機(jī)磁化電流[%]	定義相對(duì)于電機(jī)額定電流的磁化電流。 設(shè)置為0時(shí)內(nèi)部計(jì)算其值。
P0335[0]	電機(jī)冷卻	根據(jù)實(shí)際電機(jī)冷卻方式設(shè)置參數(shù)值 = 0: 自冷（工廠缺省值） = 1: 強(qiáng)制冷卻 = 2: 自冷與內(nèi)置風(fēng)扇 = 3: 強(qiáng)制冷卻與內(nèi)置風(fēng)扇
P0507	應(yīng)用宏	=10: 普通水泵應(yīng)用
P0625	電機(jī)環(huán)境溫度	范圍： -40... 80℃（工廠設(shè)置20）
P0640[0]	電機(jī)過載系數(shù) [%]	范圍： 10.0 ... 400.0 （工廠缺省值： 150.0 ） 說明： 該參數(shù)相對(duì)于 P0305 （電機(jī)額定電          流）定義電機(jī)過載電流極限值。建議          保留工廠缺省值。
P0700	選擇命令源	= 2: 端子啟動(dòng)
P0717	連接宏	=8: PID 控制與模擬量參考組合
P0727	2/3線控制方式選擇	=0: 西門子標(biāo)準(zhǔn)控制（啟動(dòng) / 方向）
P1000[0]	頻率設(shè)定值選擇	=0: 無主設(shè)定值
P1080[0]	最小頻率 [Hz]	范圍： 0.00 … 599.00 （工廠缺省值： 0.00 ） 說明： 此參數(shù)中所設(shè)定的值對(duì)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)             都有效。 例如可設(shè)置為30Hz。
P1082[0]	最大頻率 [Hz]	范圍： 0.00 … 599.00 （工廠缺省             值： 50.00 ） 說明： 此參數(shù)中所設(shè)定的值對(duì)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)             都有效。
P1120[0]	斜坡上升時(shí)間 [s]	范圍： 0.00 … 650.00 （工廠缺省                   值： 10.00 ） 說明： 此參數(shù)中所設(shè)定的值表示在不使用              圓弧功能時(shí)使電機(jī)從停車狀態(tài)加速              至電機(jī)最大頻率（ P1082 ）所需的              時(shí)間。
P1121[0]	斜坡下降時(shí)間 [s]	范圍： 0.00 … 650.00 （工廠缺省             值： 10.00 ） 說明： 此參數(shù)中所設(shè)定的值表示在不使用              圓弧功能時(shí)使電機(jī)從電機(jī)最大頻率            （ P1082 ）減速至停車狀態(tài)所需的              時(shí)間。
P1135[0]	OFF3 斜坡下降時(shí)間	范圍： 0.00 … 650.00 （工廠缺省值： 5.00 ）
P1300[0]	控制方式	= 0: 具有線性特性的 V/f 控制（潛水泵適用） = 2: 具有平方特性的 V/f 控制 （離心循環(huán)泵        適用）
P1900	電機(jī)識(shí)別	= 0 : 暫時(shí)跳過電機(jī)辨識(shí)
P3900	快速調(diào)試結(jié)束	= 3: 僅對(duì)電機(jī)數(shù)據(jù)結(jié)束快速調(diào)試 說明： 在計(jì)算結(jié)束之后， P3900 及 P0010 自動(dòng)復(fù)位至初始值0 。 變頻器顯示 “8.8.8.8.8” 表明其正在執(zhí)行 內(nèi)部數(shù)據(jù)處理。
P1900	選擇電機(jī)數(shù)據(jù)識(shí)別	= 2: 靜止時(shí)識(shí)別所有參數(shù)
此時(shí)變頻器屏幕出現(xiàn)三角報(bào)警符號(hào)。報(bào)警號(hào)A541。 此時(shí)通過端子啟動(dòng)變頻器，開始電機(jī)數(shù)據(jù)識(shí)別，待報(bào)警符號(hào)消失后， 電機(jī)識(shí)別完成。

 
  
 

2.3 輸入輸出端子相關(guān)參數(shù)設(shè)置

2.3.1 DI端子設(shè)置
            P0700[0]＝2             端子啟動(dòng)
            P0701[0]＝1             DI1 作為啟動(dòng)信號(hào)
            P0703[0]＝9             DI3作為故障復(fù)位

2.3.2 DO端子設(shè)置
            P0731[0]＝52.2             DO1設(shè)置為運(yùn)行信號(hào)
            P0732[0]＝52.3             DO2設(shè)置為故障信號(hào)
            P0748.1＝1                   DO2作為故障輸出，有故障時(shí)NO觸點(diǎn)閉合，
                                                  無故障時(shí)NO觸點(diǎn)斷開。

2.3.3 AI端子設(shè)置
            P0756[0] ＝2             模擬量輸入通道1，電流信號(hào)
            P0757[0] ＝4             模擬量輸入通道1定標(biāo)X1=4mA
            P0758[0] ＝0             模擬量輸入通道1定標(biāo)Y1=0%
            P0759[0] ＝20           模擬量輸入通道1定標(biāo)X2=20mA
            P0760[0] ＝100         模擬量輸入通道1定標(biāo)Y2=100%
            P0761[0] ＝4             模擬量輸入通道1死區(qū)寬度4mA

2.3.4 AO端子設(shè)置
            P0771[0]＝21            模擬量輸出通道1，設(shè)置為實(shí)際頻率輸出
            P0773[0]＝50            模擬量輸出通道1，濾波時(shí)間50ms
            P0777[0]＝0              模擬量輸出通道 定標(biāo)X1=0%
            P0778[0]＝4              模擬量輸出通道 定標(biāo)Y1=4mA
            P0779[0]＝100          模擬量輸出通道 定標(biāo)X2=100%
            P0780[0]＝20            模擬量輸出通道 定標(biāo)Y2=20mA
            P0781[0]＝4              模擬量輸出通道死區(qū)寬度4mA

2.4 PID恒壓控制功能調(diào)試
            P2200[0]＝1             使能PID控制器
            P2240[0]＝X             依用戶需求設(shè)置壓力設(shè)定值的百分比
            P2253[0]＝2250        BOP作為PID目標(biāo)給定源
            P2264[0]＝755.0       PID反饋源于模擬通道1
            P2265＝1                  PID反饋濾波時(shí)間常數(shù)
            P2274＝0                  微分時(shí)間設(shè)置。通常微分需要關(guān)閉，設(shè)置為0
            P2280＝P參數(shù)          比例增益設(shè)置（需要根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試）
            P2285＝I參數(shù)           積分時(shí)間設(shè)置（需要根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試）

2.5 其他可選功能

2.5.1 斜坡啟動(dòng)、自由停車 設(shè)置
            P0701[0]＝99             端子DI1使用BICO連接功能
            P0840[0]＝722.0        端子DI1設(shè)置為啟動(dòng)功能
            P0852[0]＝722.0        端子DI1設(shè)置為脈沖使能

2.5.2 使用2線制壓力反饋儀表的接線

圖2-1 壓力反饋使用2線制儀表的接線

2.5.3 休眠功能
V20變頻器具有簡單休眠功能：當(dāng)需求頻率低于閾值時(shí)電機(jī)停轉(zhuǎn)，當(dāng)需求頻率高于閾值時(shí)電機(jī)啟動(dòng)。

圖2-2 簡單休眠模式下要求的響應(yīng)

            P2365[0]＝1 休眠使能 / 禁止 此參數(shù)使能或禁止休眠功能。
            P2366[0]＝t1 電機(jī)停止前的延遲 [s] 在休眠使能的情況下，此參數(shù)
                                   定義變頻器進(jìn)入休眠模式之前的延遲時(shí)間。
                                   范圍： 0 ... 254 （工廠缺省值： 5 ）
            P2367[0]＝t2 電機(jī)啟動(dòng)前的延遲 [s] 在休眠使能的情況下，此參數(shù)定義變頻器
                                    退出休眠模式之前的延遲時(shí)間。
                                    范圍： 0 ... 254 （工廠缺省值： 2 ）

2.5.4捕捉啟動(dòng)功能
        水泵啟動(dòng)前可能處在自由旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，為避免啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)過電流，可設(shè)置捕捉啟動(dòng)功能：

            P1200＝1             始終激活捕捉啟動(dòng) 雙方向有效；
            P1202[0]＝50      以電機(jī)額定電流P305表示的搜索電流大小。
            P1203[0]＝100    最大600ms的搜索時(shí)間

2.5.5 BOP設(shè)置目標(biāo)值記憶
            P2231[0]＝1 設(shè)定值存儲(chǔ)激活

 

3常見故障和報(bào)警

表3-1 常見故障及處理

故障代碼	故障分析	診斷及處理
F1 過電流	? 電機(jī)功率（ P0307 ）與    變頻器功率（ r0206 ）    不一致 ? 電機(jī)導(dǎo)線短路 ? 接地故障 r0949 = 0 ： 硬件報(bào)告 r0949 = 1 ： 軟件報(bào)告	檢查下列各項(xiàng)： ? 電機(jī)功率（ P0307 ）必須與變頻器功率（ r0206 ）一致 ? 電纜長度不得超過允許的極限值 ? 電機(jī)電纜和電機(jī)內(nèi)部不得有短路或    接地故障 ? 電機(jī)參數(shù)必須與實(shí)際使用的電機(jī)相配 ? 定子電阻值（ P0350 ）必須正確誤 ? 電機(jī)不得出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)或過載現(xiàn)象 ? 增大斜坡上升時(shí)間（ P1120 ） ? 減小啟動(dòng)提升強(qiáng)度（ P1312 ）
F2 過電壓	? 電源電壓過高 ? 電機(jī)處于再生模式 r0949 = 0 ： 硬件報(bào)告 r0949 = 1 或 2 ： 軟件報(bào)告	檢查下列各項(xiàng)： ? 電源電壓（ P0210 ）必須在銘牌規(guī)定的    范圍以內(nèi) ? 斜坡下降時(shí)間（ P1121 ）必須與負(fù)載慣量    相匹配 ? 需要的制動(dòng)功率必須處于規(guī)定范圍內(nèi)。 ? Vdc 控制器必須使能（ P1240 ）且參數(shù)    設(shè)置正確 說明： 斜坡下降過快或者電機(jī)由激活負(fù)載驅(qū)動(dòng) 可能導(dǎo)致電機(jī)處于再生模式。 慣量越高，需要的斜坡時(shí)間越長；否則 需連接制動(dòng)電阻。
F3 欠電壓	? 電源故障。 ? 沖擊負(fù)載超過了規(guī)定的    限定值 r0949 = 0 ： 硬件報(bào)告 r0949 = 1 或 2 ： 軟件報(bào)告	檢查電源電壓。
F4 變頻器 過熱	? 變頻器過載 ? 通風(fēng)不足 ? 脈沖頻率過高 ? 環(huán)境溫度過高 ? 風(fēng)扇不工作	檢查下列各項(xiàng)： ? 負(fù)載或負(fù)載循環(huán)是否過高？ ? 電機(jī)功率（ P0307 ）必須匹配變頻器    功率（ r0206 ）。 ? 脈沖頻率必須設(shè)為缺省值 ? 環(huán)境溫度是否過高？ ? 變頻器運(yùn)行時(shí)風(fēng)扇必須旋轉(zhuǎn)
F5 變頻器 I 2 t	? 變頻器過載。 ? 負(fù)載循環(huán)需求過高。 ? 電機(jī)功率（ P0307 ）超過    變頻器功率（ r0206 ）	檢查下列各項(xiàng)： ? 負(fù)載循環(huán)必須處于規(guī)定范圍內(nèi)。 ? 電機(jī)功率（ P0307 ）必須匹配變頻器    功率（ r0206 ）。
F6 芯片溫度超過臨界值	電機(jī)過載	檢查下列各項(xiàng)： ? 負(fù)載或負(fù)載階躍是否過高？ ? 電機(jī)標(biāo)稱過熱參數(shù)（ P0626 - P0628 ）    必須設(shè)置正確 ? 電機(jī)溫度報(bào)警閾值（ P0604 ）必須匹配
F20 直流波動(dòng)過高	計(jì)算出的直流波動(dòng)閾值已超過安全閾值。 這通常是因?yàn)殡娫摧斎氲囊幌鄟G失引起的	檢查電源接線
F41 電機(jī)數(shù)據(jù)識(shí)別故障	電機(jī)數(shù)據(jù)識(shí)別故障。 ? r0949 = 0 ： 無負(fù)載 ? r0949 = 1 ： 識(shí)別中達(dá)到   電流極限值 ? r0949 = 2 ： 識(shí)別出的   定子電阻小于 0.1% 或   大于100% ? r0949 = 30 ： 電壓極限值   時(shí)的電流控制器 ? r0949 = 40 ： 識(shí)別出的   數(shù)據(jù)   集不一致，至少一個(gè)識(shí)別   故障基于阻抗   Zb = Vmot,nom / sqrt(3) /   Imot,nom 的百分比值	檢查下列各項(xiàng)： ? r0949 = 0 ： 電機(jī)是否已連接到變頻器？ ? r0949 = 1 - 49 ： P0304 - P0311 中的   電機(jī)數(shù)據(jù)是否正確？ ? 檢查需要的電機(jī)接線類型（星形，   三角形連接）
F221 PID 反饋 信號(hào)低于最小值	PID 反饋信號(hào)低于最小值P2268	? 更改 P2268 的值 ? 調(diào)整反饋增益
F222 PID 反饋 信號(hào)高于最大值	PID 反饋信號(hào)高于最大值P2267	? 更改 P2267 的值 ? 調(diào)整反饋增益

  

表3-1 常見報(bào)警及處理

報(bào)警代碼	報(bào)警分析	診斷及處理
A501 電流極限值	? 電機(jī)功率與變頻器功率不一致 ? 電機(jī)導(dǎo)線太長 ? 接地故障	檢查下列各項(xiàng)： 參見 F1
A502 過電壓 極限值	達(dá)到過電壓極限值。 如果 禁止Vdc控制器( P1240 = 0 ) , 則該報(bào)警可能在斜坡下降時(shí)出現(xiàn)	如該報(bào)警總是顯示，請(qǐng)檢查變頻器輸入電 壓
A503 欠電壓 極限值	? 電源故障。 ? 電源電壓及直流母線電壓（ r0026 ）低于規(guī)定極限值	檢查電源電壓
A504 變頻器過熱	已超過變頻器散熱器溫度的報(bào)警閾 值、芯片結(jié)溫的報(bào)警閾值，或芯片 結(jié)點(diǎn)上的溫度可允許變化值，從而 導(dǎo)致脈沖頻率降低和 / 或輸出頻率 降低（取決于 P0290 中的參數(shù)設(shè) 置）	說明： r0037 = 0 ： 散熱器溫度 r0037 = 1 ： 芯片結(jié)溫（包括散熱器） 檢查下列各項(xiàng)： ? 環(huán)境溫度必須處于規(guī)定極限值內(nèi) ? 負(fù)載條件及負(fù)載階躍必須恰當(dāng) ? 變頻器運(yùn)行時(shí)風(fēng)扇必須旋轉(zhuǎn)
A505 變頻器 I 2 t	已超出報(bào)警閾值，如已設(shè)置相應(yīng)參 數(shù)（ P0610 = 1 ）則電流會(huì)降低	檢查負(fù)載循環(huán)是否處于規(guī)定極限值內(nèi)
A506 IGBT 結(jié)溫升高報(bào)警	過載報(bào)警。 散熱器和 IGBT 結(jié)溫的差值超出報(bào)警極限值	檢查負(fù)載階躍及沖擊負(fù)載是否在規(guī)定極限值內(nèi)
A507 變頻器溫度信號(hào)丟失	變頻器散熱器溫度信號(hào)丟失 ; 傳感器可能脫落	聯(lián)系技術(shù)服務(wù)部門或更換變頻器
A511 電機(jī)過熱  I 2 t	? 電機(jī)過載。 ? 負(fù)載循環(huán)或負(fù)載階躍過高	無論是哪種溫度確定形式，都應(yīng)檢查下列各項(xiàng)： ? P0604 電機(jī)溫度報(bào)警閾值 ? P0625 電機(jī)環(huán)境溫度 ? 檢查銘牌數(shù)據(jù)是否正確。 不正確的   話，進(jìn) 行快速調(diào)試。 通過執(zhí)行電機(jī)   數(shù)據(jù)識(shí)別 （ P1900 = 2 ），可獲得   準(zhǔn)確的等效電路 數(shù)據(jù)。 ? 檢查電機(jī)重量（ P0344 ）是否   合理。 有必 要的話，更換電機(jī)。 ? 如電機(jī)非西門子標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)，則通過    P0626 、 P0627 及 P0628 改變   標(biāo)準(zhǔn)過熱溫度
A541 電機(jī)數(shù)據(jù) 識(shí)別激活	電機(jī)數(shù)據(jù)識(shí)別（ P1900 ）已選擇或 正在運(yùn)行
A910 Vdc-max 控制器被禁止	可能在以下情況下出現(xiàn) ? 電源電壓（ P0210 ）持續(xù)   過高。 ? 電機(jī)由激活負(fù)載驅(qū)動(dòng)，從而   使 電機(jī)進(jìn)入再生模式。 ? 斜坡下降時(shí)，在很高的   負(fù)載慣 量下。 如果在變頻器待機(jī)（輸出脈沖禁 止）時(shí)出現(xiàn)報(bào)警 A910 并且隨后給 出 ON 命令，則在排除 A910 報(bào)警 原因之前不會(huì)激活 Vdc-max 控制 器（ A911 ）	檢查下列各項(xiàng)： ? 輸入電壓處于范圍內(nèi) ? 負(fù)載必須匹配 ? 在某些情況下，使用制動(dòng)電阻
A911 Vdc-max 控制器 激活	Vdc-max 控制器的作用是保持直流 母線電壓（ r0026 ）低于 r1242 中 定義的閾值	檢查下列各項(xiàng)： ? 電源電壓必須在銘牌規(guī)定的   范圍以內(nèi) ? 斜坡下降時(shí)間（ P1121 ）必須與   負(fù)載慣量相匹配 說明： 慣量越高，需要的斜坡時(shí)間越長； 否則需連接制動(dòng)電阻
A912 Vdc-min 控制器 激活	如果直流母線電壓（ r0026 ）低于 r1246 中定義的閾值，則 Vdc-min 控制器會(huì)被激活； 此后，電機(jī)的動(dòng)能用來緩沖直流母 線電壓，從而使變頻器減速。 因 此短路故障不一定會(huì)引起欠電壓跳 閘。 請(qǐng)注意該報(bào)警可能在快速斜坡上升 時(shí)出現(xiàn)
A922 變頻器無負(fù)載	變頻器無負(fù)載。 因此，在常規(guī)負(fù)載條件下， 某些功能可能無法實(shí)現(xiàn)	檢查電機(jī)是否連到變頻器

 關(guān)鍵詞

S7-200與V20的USS通訊

1、本例程的系統(tǒng)配置：

（1）安裝Step7 Micro/Win V4.0 SP6軟件和USS協(xié)議V2.3，軟件下載地址：

西門子標(biāo)準(zhǔn)庫指令：

http://www.ad.siemens.com.cn/download/searchResultbx?searchText=S0010

Micro/WIN V4.0 SP６軟件下載地址：

http://www.ad.siemens.com.cn/download/searchResultbx?searchText=S0002

（2）PC/PPI電纜、S7-200、電源模塊、通信電纜。
（3）V20驅(qū)動(dòng)裝置和一臺(tái)PC機(jī)。

2、在使用MicroWin software 創(chuàng)建項(xiàng)目之前，確認(rèn)USS庫文件已經(jīng)安裝：

 

3、創(chuàng)建一個(gè)例程：

3.1 設(shè)置通訊接口

本例程使用PC/PPI電纜。

3.2 建立PC和PLC之間的連接

“雙擊刷新”搜索到PLC后，點(diǎn)擊”確認(rèn)”。

3.3 用電纜將S7-200 Port 0端口與V20的RS485接口相連（注意端口連接規(guī)則：V20的
P+對(duì)3、N-對(duì)8），如下圖所示：

3.4 變頻器參數(shù)設(shè)置：

V20 可以通過選擇連接宏Cn010實(shí)現(xiàn)USS控制，也可以通過直接更改變頻器參數(shù)的方法來實(shí)現(xiàn)。參數(shù)設(shè)置如下表所示：

表一：

參數(shù)	描述	Cn010默認(rèn)值	實(shí)際設(shè)置	備注
P0700[0]	選擇命令源	5	5	RS485為命令源
P1000[0]	選擇頻率	5	5	RS485為速度設(shè)定值
P2023	RS485協(xié)議選擇	1	1	USS協(xié)議
P2010[0]	USS/MODBUS波特率	8	6	波特率為9600bps
P2011[0]	USS地址	1	3	變頻器的USS地址
P2012[0]	USS PZD長度	2	2	PZD部分的字?jǐn)?shù)
P2013[0]	USS PKW長度	127	127	PKW部分字?jǐn)?shù)可變
P2014[0]	USS/MODBUS報(bào)文間斷時(shí)間	500	0	接收數(shù)據(jù)時(shí)間

   
3.5 使用USS協(xié)議的初始化模塊初始化S7-200的PORT0端口：

EN使能：每次改變通訊狀態(tài)都應(yīng)該執(zhí)行一次初始化指令。所以EN信號(hào)應(yīng)該通過邊沿檢測元件脈沖激活。
Mode：用這個(gè)USS輸入值選擇通訊協(xié)議。
1：為端口0指定USS協(xié)議，并啟用該協(xié)議。
0：為端口0指定PPI協(xié)議，并禁止USS協(xié)議。
Baud: 波特率：9600，19200…115200。
Active：激活驅(qū)動(dòng)地址。
Done：當(dāng)USS_INIT 指令執(zhí)行完成后，Done=1。
Error：指令執(zhí)行的結(jié)果，如果有錯(cuò)誤，顯示錯(cuò)誤代碼。

Active：激活驅(qū)動(dòng)地址舉例：

3.6 使用USS——CTRL模塊來控制USS地址為3的變頻器，為了運(yùn)行變頻器需要按照表一設(shè)置參數(shù)：

 

狀態(tài)表：

 

功能塊定義：
EN：通常情況總是激活。
RUN：指示驅(qū)動(dòng)為啟用(1)，或禁止(0)。
OFF2：允許V20自由停車。
OFF3：允許V20快速停止。
F _ACK：V20故障復(fù)位。
DIR：V20轉(zhuǎn)動(dòng)方向(0：逆時(shí)針；1：順時(shí)針)。
Drive：V20地址 0-31。
Speed：速度給定值，以全速的百分比給出 (-200.0~~200.0%，負(fù)值時(shí)，V20反向)。
Resp_R：輪詢V20，掃描時(shí)=1，并更新下面值。
Error：錯(cuò)誤字節(jié)，參見表：USS指令執(zhí)行錯(cuò)誤。
Status：V20返回狀態(tài)值。
Speed：V20速度，(-200.0~~200.0%)。
Run_EN：V20運(yùn)行狀態(tài)(1：運(yùn)行；0：停止)。
D_DIR：V20轉(zhuǎn)動(dòng)方向(0：逆時(shí)針；1：順時(shí)針)
Inhibit：V20禁止位狀態(tài)。 (0：啟用；1：禁止)。要清除禁止位，必須將Fault清零，
RUN，OFF2， OFF3輸入也要清零。
Fault：指示故障狀態(tài)。根據(jù)V20故障表確認(rèn)故障。故障排除后，置位F _ACK使Fault
清零。 

表二：Error 信息

Error代碼	說明
0	沒有錯(cuò)誤
1	驅(qū)動(dòng)未響應(yīng)
2	檢測到驅(qū)動(dòng)響應(yīng)中存在校驗(yàn)和錯(cuò)誤
3	檢測到驅(qū)動(dòng)響應(yīng)中存在奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤
4	由于用戶程序干擾導(dǎo)致出錯(cuò)
5	嘗試執(zhí)行了無效命令
6	提供的驅(qū)動(dòng)地址無效
7	該通訊接口不能實(shí)現(xiàn)USS協(xié)議
8	該通訊接口正在忙于處理指令
9	驅(qū)動(dòng)速度輸入溢出
10	驅(qū)動(dòng)響應(yīng)的長度不正確
11	驅(qū)動(dòng)響應(yīng)的首字符不正確
12	驅(qū)動(dòng)響應(yīng)的長度字符不正確
13	驅(qū)動(dòng)響應(yīng)錯(cuò)誤
14	給出的DB_PTR地址不正確
15	給出的參數(shù)號(hào)不正確
16	選擇了無效的協(xié)議
17	啟用USS：不允許更改
18	指定了無效的波特率
19	無通訊：驅(qū)動(dòng)未激活
20	驅(qū)動(dòng)響應(yīng)中的參數(shù)或值不正確

3.7 庫存儲(chǔ)區(qū)分配：在編譯程序之前，選擇 “程序塊” ->“ 庫” 右鍵，選擇“庫存儲(chǔ)區(qū)”。在點(diǎn)擊 “建議地址” 選擇V存儲(chǔ)區(qū)的地址后點(diǎn)擊 “OK”退出。

3.8 讀寫U16類型參數(shù)：

3.81舉例：使用USS_RPM_W讀取參數(shù)P0700的值；

 

狀態(tài)表：

注意：
（1）讀參數(shù)P0700，其數(shù)據(jù)類型為U16無符號(hào)整數(shù)。
（2）只要給V300.0一個(gè)上升沿，就完成一次P0700參數(shù)的讀操作。
（3）讀入的參數(shù)被放在VW332里。
（4）需要注意的是Index為0時(shí)代表讀Pxxx.0參數(shù)組

3.8.2 舉例：使用USS_RPM_W設(shè)置參數(shù)P1000。

 

狀態(tài)表：

注意：
（1）寫參數(shù)P1000，其數(shù)據(jù)類型為U16無符號(hào)整數(shù)。
（2）只要給V350.0一個(gè)上升沿，就完成一次P1000參數(shù)的寫操作。
（3）EEPR~的邏輯為0時(shí)，寫入的值只保存到RAM中，為1時(shí)，寫入得值保存到EEPROM。
（4）EEPROM中寫數(shù)據(jù)是有次數(shù)限制的，V20最多不超過50000次。

3.9 讀寫U32類型參數(shù)：

3.9.1舉例：使用USS_RPM_D讀取參數(shù)P0771.In000的值；

 

狀態(tài)表：

注意：
（1）讀參數(shù)P771，其數(shù)據(jù)類型為U32無符號(hào)整數(shù)。
（2）只要給V400.0一個(gè)上升沿，就完成一次P771參數(shù)的讀操作。
（3）讀入的參數(shù)被放在VD432里。16#00150000=21.0。
（4）需要注意的是Index為0時(shí)代表讀Pxxx.0參數(shù)組。

3.9.2 舉例：使用USS_WPM_D設(shè)置參數(shù)P0771.In000

狀態(tài)表：

注意：
（1）寫參數(shù)P771，其數(shù)據(jù)類型為U32無符號(hào)整數(shù)。
（2）只要給V450.0一個(gè)上升沿，就完成一次P771參數(shù)的寫操作。
（3）EEPR~的邏輯為0時(shí)，寫入的值只保存到RAM中，為1時(shí)，寫入得值保存到EEPROM。
（4）EEPROM中寫數(shù)據(jù)是有次數(shù)限制的，V20最多不超過50000次。

3.10讀寫Float類型參數(shù)：

3.10.1舉例：使用USS_RPM_R讀取參數(shù)P0305.In001的值；

狀態(tài)表：

注意：
（1）讀參數(shù)P0305.In001，其數(shù)據(jù)類型為浮點(diǎn)數(shù)。
（2）只要給V550.0一個(gè)上升沿，就完成一次P0305.In001參數(shù)的讀操作。
（3）讀入的參數(shù)被放在VD532里。
（4）需要注意的是Index為1時(shí)代表讀Pxxx.1參數(shù)組。

3.10.2舉例：使用USS_WPM_R設(shè)置參數(shù)P0305.In001=1.5A

狀態(tài)表：

注意：
（1）寫參數(shù)P0305.In001，其數(shù)據(jù)類型為浮點(diǎn)數(shù)。P0305更改條件：P0010=1快速調(diào)試。
（2）只要給V550.0一個(gè)上升沿，就完成一次參數(shù)P0305.In001的寫操作。
（3）EEPR~的邏輯為0時(shí)，寫入的值只保存到RAM中，為1時(shí)，寫入得值保存到EEPROM。
（4）EEPROM中寫數(shù)據(jù)是有次數(shù)限制的，V20最多不超過50000次。

關(guān)鍵詞
V20、USS

1. 概述
         通常情況下，要實(shí)現(xiàn)HMI設(shè)備與V20變頻器的通訊，需要一個(gè)支持USS通訊或MODBUS通訊的PLC，比如S7-200系列PLC。其通訊電纜連接如圖1所示。PLC的一個(gè)通訊端口與觸摸屏連接，可以采用PPI協(xié)議通訊。PLC的另一個(gè)通訊端口與V20的RS485通訊端口連接，采用MODBUS協(xié)議通訊，PLC上編寫MODBUS主站程序，V20為從站。

圖1 觸摸屏通過PLC與V20變頻器通訊

         如果只需要對(duì)V2O變頻器做簡單的運(yùn)行控制和變量監(jiān)視，那么上述配置中PLC的作用僅為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。這種情況下，觸摸屏直接和V20變頻器通訊，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控功能，而且可以少用一個(gè)PLC，節(jié)省成本。采用西門子的SMART LINE系列觸摸屏能夠?qū)崿F(xiàn)與V20變頻器直接通訊的功能。通訊電纜連接如圖2所示。SMART LINE觸摸屏作為MODBUS主站，V20為從站。

圖2 觸摸屏直接與V20變頻器通訊

2. 硬件設(shè)備及其安裝
        下面用一個(gè)實(shí)例來介紹Smart Line觸摸屏與一臺(tái)V20變頻器通過MODBUS通訊的實(shí)現(xiàn)方法。該例子中用到的主要硬件設(shè)備如表1所示，觸摸屏組態(tài)軟件為WinCC Flexible 2008 SP4 China。

表1 示例主要硬件設(shè)備

名稱	訂貨號(hào)	數(shù)量	說明
觸摸屏	6AV6648-0BE11-3AX0	1	Smart 1000 IE
24V電源	6EP1332-1SH51	1	DC24V/4A
變頻器	6SL3210-5BE17-5UV0	1	V20 變頻器 0.75kW
電機(jī)	1LA9060-4KA10-Z	1	1LA9 電機(jī) 0.12kW

 

         硬件安裝步驟如下：
1）將變頻器、電機(jī)、觸摸屏固定在安裝工位上。
2）連接變頻器到電機(jī)的動(dòng)力電纜和接地電纜。
3）連接供電電源到變頻器的動(dòng)力電纜和接地電纜。
4）連接變頻器和觸摸屏的RS485通訊電纜。觸摸屏RS485的9針接口與 V20端子對(duì)應(yīng)關(guān)系：3對(duì)應(yīng)P+，8對(duì)應(yīng)N-。
5）連接24V直流電源的交流進(jìn)線電纜和到觸摸屏的直流供電電纜。

3. V20變頻器參數(shù)設(shè)置
        V20變頻器要采用MODBUS通訊，可以做如下設(shè)置：
1）變頻器恢復(fù)出廠參數(shù)：
P0010=30
P0970=21
2）變頻器快速調(diào)試，選擇Cn011-MODBUS通訊連接宏：
a)設(shè)置電網(wǎng)頻率和功率單位
b)輸入電機(jī)銘牌參數(shù)
c)選擇連接宏Cn011-MODBUS通訊
d)選擇應(yīng)用宏AP000
Cn011連接宏對(duì)應(yīng)參數(shù)如表2所示。

表2 Cn011對(duì)應(yīng)參數(shù)設(shè)置

參數(shù)	描述	工廠缺省值	Cn011默認(rèn)值	備注
P0700[0]	選擇命令源	1	5	RS485為命令源
P1000[0]	選擇速度給定	1	5	RS485為速度設(shè)定值
P2023[0]	RS485協(xié)議選擇	1	2	MODBUS RTU協(xié)議
P2010[0]	USS/MODBUS波特率	8	6	波特率為9600bps
P2021[0]	MODBUS地址	1	1	變頻器MODBUS地址為1
P2022[0]	MODBUS應(yīng)答超時(shí)時(shí)間	1000	1000	向主站發(fā)回應(yīng)答的最大時(shí)間
P2014[0]	USS/MODBUS報(bào)文間斷時(shí)間	2000	100	監(jiān)控報(bào)文間斷時(shí)間

 

3）修改MODBUS通訊參數(shù)，其它參數(shù)為Cn011連接宏默認(rèn)參數(shù)：
P2014[0]=0 不監(jiān)控報(bào)文間隔時(shí)間，否則可能會(huì)報(bào)F72故障
P2021[0]=3 MODBUS設(shè)備地址為3（與觸摸屏組態(tài)軟件中設(shè)置的從站地址一致）

4. 觸摸屏組態(tài)
        在WinCC Flexible 2008 SP4 China軟件中組態(tài)Smart 1000 IE觸摸屏。詳細(xì)步驟如下：
1）創(chuàng)建項(xiàng)目。
        創(chuàng)建一個(gè)空項(xiàng)目，如圖3所示。

圖3 創(chuàng)建空項(xiàng)目

        選擇觸摸屏設(shè)備為Smart 1000 IE，如圖4所示。

圖4 選擇Smart 1000 IE觸摸屏

2）設(shè)置連接。
        在連接畫面中新建一個(gè)連接，相關(guān)參數(shù)設(shè)置如下：
通訊驅(qū)動(dòng)程序：Modicon MODBUS
類型：RS485
波特率：9600
奇偶校驗(yàn)：偶
數(shù)據(jù)位：8
停止位：1
組幀：RTU Standard
CPU類型：984
從站地址：3
        連接設(shè)置如圖5所示。

圖5 連接設(shè)置

3）添加變量。
        添加與變頻器監(jiān)控相關(guān)的10個(gè)變量，如表3所示。

表3 變量列表

變量名	MODBUS寄存器地址	說明
CtrlWord1	40100	控制字1
SetPoint	40101	速度設(shè)定值
StsWord1	40110	狀態(tài)字1
Feedback	40111	速度實(shí)際值
ActFreq	40342	頻率實(shí)際值
OutpVoltage	40343	輸出電壓
DCVol	40344	直流電壓
OutpCurrent	40345	輸出電流
OutpTorque	40346	輸出轉(zhuǎn)矩
OutpPower	40347	輸出功率

        變量地址參照V20變頻器操作手冊(cè)，添加完成后的變量畫面如圖6所示。

圖6 添加變量

         速度設(shè)定值變量SetPoint是由-16384(-4000H)到+16384(+4000H)來表示-50Hz到+50Hz的轉(zhuǎn)速，此處采用變量的線性轉(zhuǎn)換屬性，將-16384對(duì)應(yīng)-1500，+16384對(duì)應(yīng)+1500，如圖7所示。再采用變量的限制值屬性，將變量的輸入值限制在-1600和+1600之間，如果超出該限制值的范圍，則輸入不起作用。如圖8所示。

圖7 速度設(shè)定值變量線性轉(zhuǎn)換

圖8 速度設(shè)定值變量限制值

        速度反饋值變量Feedback也是由-16384(-4000H)到+16384(+4000H)來表示-50Hz到+50Hz的轉(zhuǎn)速，此處也采用變量的線性轉(zhuǎn)換屬性，將-16384對(duì)應(yīng)-1500，+16384對(duì)應(yīng)+1500，如圖9所示。注意，圖9和圖7所示的線性轉(zhuǎn)換是一致的。

圖9 速度反饋值變量線性轉(zhuǎn)換

4）添加畫面。
        項(xiàng)目生成時(shí)已經(jīng)有一個(gè)模板和一個(gè)畫面，此例僅用到一個(gè)畫面。修改畫面的名字為V20_Monitor，如圖10所示。

圖10 編輯之前的畫面V20_Monitor

5）編輯模板。
        模板中的對(duì)象在選擇使用模板的畫面中會(huì)顯示出來，此處把西門子的LOGO和退出Runtime的按鈕放置在模板中，如圖11所示。

圖11 編輯模板

         然后在按鈕的事件屬性中添加函數(shù)。在按鈕STOP RT事件屬性的單擊事件下添加StopRuntime函數(shù)，如圖12所示。

圖12 退出運(yùn)行畫面按鈕事件設(shè)置

6）編輯畫面。
        在V20_Monitor畫面中放置IO域、文本域、按鈕、棒圖、圓形等對(duì)象。在文本域中輸入相應(yīng)的文本，設(shè)置字號(hào)、顏色等，將相關(guān)對(duì)象分類排列整齊，完成后的V20_Monitor畫面如圖13所示。

圖13編輯完成的畫面V20_Monitor

        給10個(gè)IO域分別連接10個(gè)變量。

        其中控制字1和狀態(tài)字1采用16進(jìn)制顯示，控制字1類型模式為輸入/輸出，狀態(tài)字1類型模式為輸出，如圖14所示。

圖14 控制字1對(duì)應(yīng)IO域常規(guī)設(shè)置

         轉(zhuǎn)速設(shè)定、實(shí)際轉(zhuǎn)速、輸出電壓、直流電壓采用帶符號(hào)整數(shù)顯示，轉(zhuǎn)速設(shè)定類型模式為輸入/輸出，其它三個(gè)變量類型模式為輸出，如圖15所示。

圖15 實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)IO域常規(guī)設(shè)置

         輸出頻率、輸出電流、輸出轉(zhuǎn)矩、輸出功率采用帶符號(hào)整數(shù)顯示，并移動(dòng)小數(shù)點(diǎn)2位，類型模式為輸出，如圖16所示。此處移動(dòng)小數(shù)點(diǎn)2位的作用是將通訊接收到的值除以100并顯示在觸摸屏上，這樣做的理由是V20變頻器在發(fā)送這些值時(shí)將實(shí)際值乘了100。

圖16 輸出電流對(duì)應(yīng)IO域常規(guī)設(shè)置

         除了用IO域來顯示實(shí)際轉(zhuǎn)速的數(shù)值外，還采用棒圖這種圖形化的形式來顯示實(shí)際轉(zhuǎn)速，編輯完成的棒圖外觀如圖17所示。

圖17 編輯完成的棒圖外觀

         設(shè)置棒圖的常規(guī)屬性，其中連接變量為Feedback，最大值設(shè)為2000，最小值設(shè)為-2000，如圖18所示。

圖18 棒圖常規(guī)屬性設(shè)置

         設(shè)置棒圖的外觀，如圖19所示。

圖19 棒圖外觀屬性設(shè)置

         設(shè)置棒圖刻度，如圖20所示。

圖20 棒圖刻度屬性設(shè)置

          運(yùn)行指示燈用來指示變頻器是否處于運(yùn)行狀態(tài)，連接變量為StsWord1的第2位，運(yùn)行時(shí)顯示綠色，非運(yùn)行時(shí)顯示白色。其外觀動(dòng)畫設(shè)置如圖21所示。

圖21 運(yùn)行指示及其外觀動(dòng)畫設(shè)置

         反轉(zhuǎn)指示燈用來指示變頻器是否處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)，連接變量為StsWord1的第14位，反轉(zhuǎn)時(shí)顯示綠色，非反轉(zhuǎn)時(shí)顯示白色。其外觀動(dòng)畫設(shè)置如圖22所示。

圖22 反轉(zhuǎn)指示及其外觀動(dòng)畫設(shè)置

         故障指示燈用來指示變頻器是否處于故障狀態(tài)，連接變量為StsWord1的第3位，故障時(shí)顯示紅色，非故障時(shí)顯示綠色。其外觀動(dòng)畫設(shè)置如圖23所示。

圖23 故障指示及其外觀動(dòng)畫設(shè)置

         接著設(shè)置4個(gè)按鈕的功能，此處在按鈕的單擊事件下添加不同的函數(shù)來實(shí)現(xiàn)不同的功能。
啟動(dòng)按鈕：添加SetValue函數(shù)，變量為CtrlWord1，值為1150（16進(jìn)制047E）。再添加SetBitInTag函數(shù)，變量仍為CtrlWord1，位為0，如圖24所示。每次按下啟動(dòng)按鈕，觸摸屏將先發(fā)送047E，再發(fā)送047F給V20變頻器，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)功能。

圖24 啟動(dòng)按鈕事件設(shè)置

          停止按鈕：添加ResetBitInTag函數(shù)，變量為CtrlWord1，位為0，如圖25所示。每次按下停止按鈕，控制字1的第0位將被復(fù)位為0，觸摸屏將發(fā)送047E給V20變頻器，實(shí)現(xiàn)OFF1停車功能。

圖25 停止按鈕事件設(shè)置

        反向按鈕：添加InvertBitInTag函數(shù)，變量為CtrlWord1，位為11，如圖26所示。每次按下反向按鈕，控制字1的第11位將做非運(yùn)算，觸摸屏將相應(yīng)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)指令發(fā)送給V20變頻器，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向反向功能。

圖26 反向按鈕事件設(shè)置

         故障確認(rèn)按鈕：添加SetBitInTag函數(shù)，變量為CtrlWord1，位為7。再添加ResetBitInTag函數(shù)，變量仍為CtrlWord1，位為7，如圖27所示。每次按下故障確認(rèn)按鈕，觸摸屏將先發(fā)送1狀態(tài)的故障確認(rèn)位，再發(fā)送0狀態(tài)的故障確認(rèn)位給V20變頻器，給故障確認(rèn)位一個(gè)上升沿，實(shí)現(xiàn)故障確認(rèn)功能。

圖27 故障確認(rèn)按鈕事件設(shè)置

5. 系統(tǒng)運(yùn)行效果
        完成上述步驟之后，下載組態(tài)程序至觸摸屏中。實(shí)際運(yùn)行效果證明：SMART LINE觸摸屏與V20變頻器通訊正常，觸摸屏可以通過四個(gè)按鈕控制變頻器運(yùn)行、停止、反向以及故障確認(rèn)；變頻器相關(guān)變量和狀態(tài)可以在觸摸屏上正確顯示。變頻器運(yùn)行時(shí)觸摸屏顯示畫面如圖28所示。

圖28 變頻器運(yùn)行時(shí)觸摸屏顯示畫面

關(guān)鍵詞
V20，SMART LINE，MODBUS通訊