西門子6SL3210-1KE15-8AF1性能參數(shù)西門子6SL3210-1KE15-8AF1性能參數(shù)
產(chǎn)品品牌：siemens/西門子 產(chǎn)品規(guī)格：全新原裝
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西門子6ES7-200/300/400/1200/6EP/6AV/6GK/ET200/6SE變頻器/電纜/DP接頭/觸摸屏/變頻器/數(shù)控伺服備件/維修
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問題
當(dāng)MM4系列變頻器出現(xiàn)F0090故障時(shí)該如何解決?
F0090
編碼器信號(hào)丟失
常見原因
1.硬件問題
l 編碼器電纜中斷（電纜斷線或插頭松動(dòng)等等）
l 編碼器模板損壞
l 編碼器模板與變頻器接觸不良或接插件針腳損壞
l 編碼器A\B信號(hào)接反
l 編碼器參數(shù)設(shè)置不正確
2.動(dòng)態(tài)響應(yīng)不足
l 動(dòng)態(tài)優(yōu)化效果不好
l 上升/下降斜坡時(shí)間過短
3.干擾問題
l 安裝布線不符合規(guī)范
l 電纜過長(zhǎng)
常見處理辦法
1.硬件問題
l 檢查編碼器電纜斷線或相關(guān)插頭是否松動(dòng)
l 檢查編碼器模板安裝是否正確，是否存在松動(dòng)
l 檢查編碼器模板是否損壞（如果有其它編碼器模板可以進(jìn)行交叉測(cè)試）
l 交換編碼器信號(hào)線A,B進(jìn)行測(cè)試
l 檢查編碼器參數(shù)P400～P494
2.動(dòng)態(tài)響應(yīng)不足
l 重新執(zhí)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化，調(diào)整速度環(huán)參數(shù)
l 增加上升/下降斜坡時(shí)間
3.干擾問題
l 檢查變頻器是否正確可靠接地，變頻器與電機(jī)之間連接電纜最好使用4芯電纜3相+PE線，并使用PE線將變頻器和電機(jī)進(jìn)行接地連接
l 檢查編碼器電纜屏蔽層是否可靠接地，編碼器電纜屏蔽層應(yīng)正確壓接到編碼器模板的屏蔽夾中
l 檢查編碼器電纜是否與動(dòng)力電纜走在同一橋架或走線槽中，編碼器電纜應(yīng)與動(dòng)力電纜保持一定距離，如果平行布線間距最好大于20cm
l 檢查編碼器電纜是否超長(zhǎng)，不同的通訊速率允許的最大電纜長(zhǎng)度請(qǐng)參考相關(guān)手冊(cè)
l 適當(dāng)增加P492和P494，降低速度偏差檢測(cè)的靈敏度
注意：變頻器首次調(diào)試帶編碼器矢量控制時(shí)，應(yīng)先檢查編碼器反饋信號(hào)是否正常，方法如下：
1. 設(shè)置編碼器參數(shù)
2. 變頻器設(shè)置為V/F控制模式P1300=0，讓變頻器運(yùn)行在恒定頻率下（例如20JHz）
3. 查看r0061參數(shù)的數(shù)值，r0061顯示的是編碼器檢測(cè)出的電機(jī)轉(zhuǎn)速
4. 編碼器信號(hào)正常情況下，r0061反饋的速度應(yīng)該與給定頻率符號(hào)相同，大小相近
5. 如果符號(hào)不同，表示編碼器A/B相接反
6. 如果大小相差較大，可能由于編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤、或編碼器信號(hào)受到干擾、或接線不良等原因?qū)е?/strong>
案例集
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序號(hào) |
故障現(xiàn)象描述 |
可能的故障原因及處理措施 |
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1 |
調(diào)試期間，P1300=21啟動(dòng)就報(bào)F0090故障，設(shè)置P1300=0可以運(yùn)行，通過r0061參數(shù)讀到編碼器檢測(cè)的電機(jī)轉(zhuǎn)速與變頻器的輸出頻率方向相反 |
原因：編碼器A/B相信號(hào)接反
措施：交換編碼器A/B相信號(hào)
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2 |
新調(diào)試的設(shè)備，配置編碼器參數(shù)后，V/F運(yùn)行20hz，查看r0061參數(shù)沒有數(shù)值 |
原因：編碼器模板DIP開關(guān)沒有設(shè)置 |
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3 |
勻速運(yùn)行時(shí)r0061值不穩(wěn)，有突變 |
原因：檢查編碼器接線及其屏蔽層接地，發(fā)現(xiàn)屏蔽層未接地。接好后運(yùn)行正常
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4 |
LED燈全亮/全不亮 |
原因：硬件問題 檢查編碼器電位類型是否為集電極開路，集電極開路的編碼器不能直接連接在編碼器模板上， 需要做特殊處理。 用備件替換編碼器模板排除編碼器模板是否損壞 用備件替換編碼器排除編碼器是否損壞 交換檢查后發(fā)現(xiàn)編碼器損壞， 更換編碼器后運(yùn)行正常 |
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5 |
急加速或急減速時(shí)報(bào)F0090 |
原因：編碼器速度偏差檢測(cè)閥值太小 措施：適當(dāng)增大P492，P494的值
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6 |
設(shè)備運(yùn)行2年一直正常最近經(jīng)常出現(xiàn)F0090故障 |
原因：編碼器與電機(jī)聯(lián)軸器松動(dòng)
措施：禁錮聯(lián)軸器后正常 |
注意
以上內(nèi)容僅作為故障報(bào)警排查的指導(dǎo)，不具有絕對(duì)性，導(dǎo)致變頻器故障報(bào)警的原因很多，情況也較復(fù)雜，本文只是對(duì)常見的故障報(bào)警原因和處理方法進(jìn)行說明，供參考。
ET200Pro系列產(chǎn)品做為西門子分布式IO系列產(chǎn)品中的一種，具有最高IP67的防護(hù)等級(jí)，成為特殊行業(yè)應(yīng)用的主要產(chǎn)品之一。同時(shí)，ET200Pro還提供了故障安全模板：F-DI/F-DO以及電機(jī)啟動(dòng)器（MotorStarter）、故障安全型變頻器（F-FC）等，滿足了行業(yè)中的故障安全應(yīng)用的需求。本文將主要介紹ET200Pro故障安全型變頻器的調(diào)試和使用的方法。
1 ET200Pro故障安全系統(tǒng)介紹
與ET200S系統(tǒng)類似，ET200Pro也提供了全系列的故障安全模板。
1) 故障安全型輸入/輸出模板（F-DI/F-DO）
ET200Pro的故障安全型輸入/輸出的模板的使用與ET200M，ET200S等分布式IO的安全模板使用方法相同。
2）電機(jī)啟動(dòng)器（MotorStarter）
ET200Pro的電機(jī)啟動(dòng)器模板（MotorStarter）中，提供了一些特殊的模板，比如F-RSM和ASM-400，電機(jī)啟動(dòng)器模板（MotorStarter）如果配合F-RSM和ASM-400使用可以達(dá)到SIL3(Cat.4)的安全等級(jí)（圖1）。
圖1 故障安全型電機(jī)啟動(dòng)器（MotorStarter）系統(tǒng)配置(Cat.4)
具體配置列表請(qǐng)參照手冊(cè)：SIMATIC ET 200pro Motor starters
3）故障安全型變頻器（F-FC）
ET200Pro F-FC是一款嵌入在ET200Pro系統(tǒng)中的緊湊型的故障安全型變頻器。工作電壓為3 AC 400V 50/60Hz，連接3相交流電機(jī)，最大1.1KW，溫度允許的情況下，可以連接1.5KW電機(jī)。
該變頻器可以通過PROFIBUS/PROFINET的接口模板進(jìn)行連接調(diào)試，也可以使用光纖轉(zhuǎn)串口的電纜進(jìn)行連接。
ET200Pro變頻器需要與前面提到的電機(jī)啟動(dòng)模塊中的特殊模塊一起使用來對(duì)其關(guān)斷信號(hào)進(jìn)行評(píng)估，因而系統(tǒng)中需要F-Switch 或F-RSM（圖2）。
圖2 故障安全變頻器與F-RSM的配置
其中主要的模板包括：
③接口模板
可以連接變頻器模板的接口模板包括：
1) IM154-4 PN HF Cu V6.0 (6ES7 154-4AB10-0AB0)
2) IM154-2 DP HF (6ES7 154-2AA00-0AB0)
④F-RSM或者F-SWITCH
⑤故障安全型變頻器（F-FC）
⑥終端模塊
2 ET200Pro F-FC的調(diào)試方法
ET200Pro F-FC的組態(tài)可以通過Step7軟件來實(shí)現(xiàn)。但變頻器模板的調(diào)試工具需要用到DriveES（或者Starter、MotionScout）等軟件。如果系統(tǒng)中使用了F-Switch，則需要MotorStarter ES軟件來設(shè)置相關(guān)Switch的參數(shù)。
2．1 Step7的組態(tài)
（1）新建一個(gè)S7 300站，這里選擇CPU 317F-2 PN/DP做為F主機(jī)，IM154-4 PN HF Cu V6.0做為F設(shè)備。（圖3）
圖3 新建S7 300站
硬件組態(tài)中，添加F-RSM；由于ET200Pro F-FC沒有Profisafe報(bào)文，因而只能添加標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文F-FC 1.1/1.5KW Standard begram1。(圖4)
圖4 添加硬件
分別雙擊兩個(gè)模板，打開屬性框，將診斷選項(xiàng)使能。
（2）雙擊CPU，設(shè)置CPU的參數(shù)。
選擇F 參數(shù)，為故障安全程序設(shè)置密碼（圖5），防止有未經(jīng)授權(quán)的人修改F程序。
圖5 設(shè)置F程序的密碼
選擇“Protection”，設(shè)定CPU程序的訪問保護(hù)密碼，同時(shí)將“CPU contains safety program”激活（圖6）。
圖6 保護(hù)選項(xiàng)
保存編譯后，我們可以看到在Step7的Block下，出現(xiàn)了一些相關(guān)F系統(tǒng)的功能塊，但由于ET200Pro F-FC沒有Profisafe的報(bào)文，因而這里實(shí)際上并沒有關(guān)于ET200Pro F-FC的F系統(tǒng)塊，這也是ET200Pro F-FC與ET200S F-FC或者G120F、S120F的不同之處，因而ET200Pro F-FC的安全功能是通過F-RSM或F-Switch來實(shí)現(xiàn)的。
至于如何建立Step7的F程序，這里不再詳細(xì)介紹，請(qǐng)參考相關(guān)手冊(cè)。
2．2 F-FC的調(diào)試
ET200Pro F-FC的調(diào)試需要用到Drive的一些軟件。通過Step7界面，雙擊變頻器模板，則可以打開相應(yīng)的調(diào)試軟件的界面。
（1） 雙擊打開調(diào)試界面，選擇“在線”。
圖7 選擇在線連接到F-FC
如果無法在線操作，則檢查“Option”菜單下的“Set PG/PC interface”的設(shè)置，選擇合適的接口用于連接F-FC。
（2） 選擇“上載”，將系統(tǒng)配置自動(dòng)上傳到PG。
圖8 上傳參數(shù)
在“Functions”下選擇“Safety Integrated”進(jìn)行安全功能的設(shè)置。注意這個(gè)選項(xiàng)只有在“在線”的模式下才可以操作。
圖9 選擇安全功能設(shè)置
（3） 打開設(shè)定界面，可以看到ET200Pro F-FC提供3種安全功能：
STO、SS1和SLS。
在ET200Pro F-FC的內(nèi)部，有兩條F功能總線“Safety busbar G1” 和“Safety busbar G2”?？梢酝ㄟ^“Enables”選擇這兩條安全總線回路中的安全功能。如圖10所示，由于F-RSM只提供一個(gè)安全回路開關(guān)(F0)，故這里只選擇了“Safety busbar G1”的SLS（F0）。如果系統(tǒng)中使用了F-Switch，則可以設(shè)置兩個(gè)安全功能回路。
圖10 選擇安全功能
（4） 分別設(shè)定安全功能的參數(shù)6SL3211-0AB11-2UA1
STO：安全轉(zhuǎn)矩關(guān)斷。該功能激活后，變頻器內(nèi)部的電源被切斷，電機(jī)進(jìn)入自由停車狀態(tài)。（圖11）
圖11 STO的參數(shù)設(shè)置界面
這里的設(shè)置都是關(guān)于安全回路測(cè)試的：當(dāng)系統(tǒng)恢復(fù)正常時(shí)，是否進(jìn)行回路測(cè)試，用來保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，以及及時(shí)檢查系統(tǒng)錯(cuò)誤。T=8小時(shí)的設(shè)置也是保證系統(tǒng)的自檢測(cè)的時(shí)間。
SS1:安全停車指令1。當(dāng)SS1被激活時(shí)，系統(tǒng)按照設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行停車。否則進(jìn)入故障狀態(tài)，并最終進(jìn)入STO。
圖12 SS1的參數(shù)設(shè)置界面
Standstill:截止頻率。當(dāng)停車過程中，頻率達(dá)到該設(shè)定值時(shí)，進(jìn)入STO狀態(tài)。
Tr：停車時(shí)間設(shè)定；
Tv: 延時(shí)監(jiān)控時(shí)間。超出該設(shè)定值，變頻器進(jìn)入故障狀態(tài)，同時(shí)馬上進(jìn)入STO狀態(tài)。
SLS：安全限速。安全限速有4種模式，分別對(duì)應(yīng)4種安全限速的動(dòng)作。這里需要定義安全限速的設(shè)定值“Setpoint”，上限值“Upper limit”和選擇模式。
圖13 SLS的參數(shù)設(shè)置界面
參數(shù)設(shè)定和修改都需要“Accept settings”才能生效。這里需要輸入密碼和進(jìn)行驗(yàn)證。
圖14 參數(shù)修改和生效
2．3 F-RSM的調(diào)試
ET200Pro F-FC的F功能需要通過F-RSM或者F-Switch來實(shí)現(xiàn)（見圖15），因而需要對(duì)F-RSM進(jìn)行設(shè)置。
圖15 ET200Pro F-FC與F-RSM/F-Switch的配置原理圖
（1）F-RSM的連線
圖16 F-RSM組件
其內(nèi)部原理圖為：
圖17 F-RSM的原理圖
F-RSM內(nèi)部為一個(gè)3TK2841的安全繼電器，其中輸入端子為IN1/IN2，可以用于連接急停按鈕；IN3做為3TK2841的“monitered START”輸入端，當(dāng)選擇“自動(dòng)啟動(dòng)”時(shí)，該端子可以不接。
輸出“OUT”做為3TK3841的功能輸出連接端子，內(nèi)部busbar總線將“F0”輸出到F-FC,做為安全功能的激活信號(hào)。
a.IN1可以連接一個(gè)單通道或者雙通道的“急停”信號(hào)，其端子接線方式為：
圖18 IN1的連接
b.“Start”信號(hào)的接線方式： c. “OUT”信號(hào)的接線：
圖19 啟動(dòng)信號(hào)的連接 圖20 輸出信號(hào)的連接
單通道以及雙通道的選擇，自動(dòng)啟動(dòng)與手動(dòng)啟動(dòng)的選擇是通過切換開關(guān)實(shí)現(xiàn)的：
圖21 選擇開關(guān)的模式設(shè)置
（2） 激活安全功能
當(dāng)急停信號(hào)為“1”時(shí)，系統(tǒng)正常工作，此時(shí)“F0”狀態(tài)為“1”。當(dāng)急停被按下時(shí)，表示系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)危險(xiǎn)狀況，應(yīng)當(dāng)啟動(dòng)相應(yīng)的安全功能，此時(shí)“F0”變?yōu)椤?”，此時(shí)，應(yīng)通過busbar將F0信號(hào)傳送至F-FC，變頻器激活相應(yīng)的安全功能。
注意：系統(tǒng)中的F-RSM的供電是通過電源端子提供的，因而在連接接口模板的電源端子時(shí)，應(yīng)當(dāng)連接兩路電源（DC 24V），否則F-RSM內(nèi)部的3TK2841處于失電狀態(tài)，從其運(yùn)行燈的狀態(tài)可以判斷該路電源是否有連接（圖22）。
圖22 電源的連接
西門子變頻器S120系列訂貨號(hào)
6SL3040-0JA00-0AA0
6SL3040-0JA01-0AA0
6SL3040-0JA02-0AA0
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6SL3040-0PA01-0AA0
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6SL3040-1LA01-0AA0
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