SINAMICS S120变频控制系统应用指南PDF电子书下载

第1章 安全说明 1

1.1 一般安全说明 1

1.2 电磁场注意事项 2

1.3 操作静电敏感元器件 2

1.4 残余风险 3

第2章 系统概述 4

2.1 SINAMICS的应用领域 4

2.2 SINAMICS的平台方案和全集成自动化 5

2.3 SINAMICS S120驱动系统 6

2.4 技术数据 7

2.5 系统参数 9

2.6 安装海拔和环境温度引起的降容 12

第3章 配置和接线举例 14

3.1 单机传动 14

3.1.1 书本型功率模块接线举例 15

3.1.2 装机装柜型功率模块接线举例 16

3.2 书本型多机传动 18

3.2.1 紧凑书本型装置接线举例 19

3.2.2 书本型整流单元接线举例 21

3.2.3 书本型逆变单元接线举例 27

3.3 装机装柜型多机传动 29

3.3.1 装机装柜型整流装置接线举例 30

3.3.2 装机装柜型逆变单元接线举例 35

3.4 控制单元和扩展系统组件接线举例 36

3.4.1 CU310-2DP/PN 36

3.4.2 CU320-2DP/PN 39

3.4.3 CUA31/32 42

3.4.4 编码器接口模块 43

3.4.5 常用端子模块 51

3.4.6 其它常用组件 52

第4章 符合EMC规范的S120控制柜的设计 55

4.1 EMC规范简介 55

4.1.1 电磁兼容性介绍 55

4.1.2 EC规范 55

4.1.3 CE标志 55

4.1.4 EMC规范 55

4.1.5 EMC产品标准EN61800-3 56

4.1.6 EMC的定义 58

4.1.7 噪声发射与抗扰度 59

4.1.8 变频器及其EMC 59

4.1.9 变频器作为低频干扰源 63

4.1.10 变频器作为潜在受扰设备 63

4.1.11 SINAMICS S120 12脉动整流对网侧谐波的影响 66

4.1.12 SINAMICS S120有源整流装置对网侧谐波的影响 67

4.1.13 符合EMC要求的安装 68

4.1.14 变频驱动时电动机侧的轴电流分析 74

4.2 控制柜散热说明 77

4.2.1 概述 77

4.2.2 通风提示 78

4.3 柜体的安装 81

第5章 SINAMICS系统设计指导 84

5.1 进线电抗器与滤波器 84

5.1.1 进线电抗器 84

5.1.2 进线滤波器 85

5.2 输出电抗器与滤波器 88

5.2.1 输出电抗器 88

5.2.2 带VPL的dv/dt滤波器及带紧凑VPL的dv/dt滤波器 89

5.3 正弦波滤波器 90

5.4 制动单元和制动电阻 93

5.4.1 概述 93

5.4.2 装机装柜型制动单元 94

5.4.3 用于装置型模块的制动电阻 98

5.4.4 中央制动柜 99

5.4.5 制动能量的简单计算 106

5.5 功率单元的并联 107

5.5.1 概述 107

5.5.2 基本整流装置的并联 108

5.5.3 回馈整流装置的并联 109

5.5.4 有源整流装置的并联 111

5.5.5 整流装置的冗余配置 111

5.5.6 逆变单元的并联 115

5.6 电动机电缆长度的确定及要求 118

5.7 电动机 124

5.7.1 西门子交流电动机类型简介 124

5.7.2 高电压供电变频运行时的特殊绝缘 126

5.7.3 轴电流 126

5.7.4 电动机保护 127

第6章 驱动系统基本操作 128

6.1 参数 128

6.2 驱动对象 132

6.3 BICO技术：信号互联 133

6.3.1 二进制接口、连接器接口 133

6.3.2 使用BICO技术互联信号 134

6.3.3 二进制／连接器互联输出参数的内部编码 134

6.3.4 互联示例 135

6.3.5 BICO技术的说明 135

6.3.6 标定 136

6.4 输入／输出 137

6.4.1 数字量输入／输出 137

6.4.2 使用CU上的双向数字量输入／输出 138

6.4.3 模拟量输入 139

6.4.4 模拟量输出 139

6.5 数据备份 140

6.5.1 备份非易失性存储器 140

6.5.2 存储卡的冗余数据备份 141

6.6 DRIVE-CLiQ拓扑结构的说明 142

6.6.1 在调试工具STARTER中修改离线拓扑 143

6.6.2 DRIVE-CLiQ布线的强制规定 144

6.6.3 推荐DRIVE-CLiQ规则 147

6.6.4 拓扑示例：采用矢量控制的驱动 148

6.6.5 拓扑示例：采用矢量控制的并联逆变单元 150

6.6.6 拓扑示例：功率模块 151

6.6.7 拓扑示例：采用V/f控制（矢量控制）的驱动 151

6.7 通过BOP20设定参数 152

6.7.1 BOP20概述 152

6.7.2 BOP20的显示和操作 154

6.7.3 故障和报警的显示 154

6.7.4 通过BOP20控制驱动 155

6.8 通过AOP30设定参数 157

6.8.1 AOP30概述 157

6.8.2 菜单：操作屏幕 158

6.8.3 菜单：参数设置 160

6.8.4 菜单：故障存储器／报警存储器 161

6.8.5 调试／服务菜单 162

6.9 通过STARTER软件设置参数 162

6.9.1 STARTER软件概述 162

6.9.2 操作界面说明 163

6.9.3 调试工具STARTER中的重要功能 164

6.9.4 使用STARTER激活在线操作 165

6.9.5 在调试工具STARTER中创建项目 171

6.10 系统采样时间和可控制的驱动数量 176

6.10.1 系统采样时间 176

6.10.2 可控驱动数量的说明 179

6.11 组件更换示例 180

6.12 授权 182

6.13 写保护与专有技术保护 185

6.13.1 写保护 186

6.13.2 专有技术保护 187

第7章 调试 194

7.1 调试准备 194

7.2 调试流程 195

7.3 整流装置的调试步骤 196

7.3.1 基本整流装置的调试步骤 196

7.3.2 回馈整流装置的调试步骤 202

7.3.3 有源整流装置的调试步骤 207

7.4 逆变单元及功率模块的调试步骤 212

7.4.1 逆变单元的离线基本配置 212

7.4.2 逆变单元的模拟运行 220

7.4.3 异步电动机的优化 221

7.4.4 逆变单元的调试步骤——永磁同步电动机 222

7.4.5 永磁同步电动机使用中的注意事项 226

第8章 功能 229

8.1 基本功能 229

8.1.1 进线接触器控制 229

8.1.2 装机装柜型预充电和旁路接触器控制 229

8.1.3 旋转方向限制和旋转方向反向 233

8.1.4 脉冲频率摆动 234

8.1.5 设定值不变的方向反转 234

8.1.6 电枢短路制动，直流制动 235

8.1.7 逆变单元用作制动单元 240

8.1.8 OFF3转矩限幅 247

8.1.9 简单抱闸控制 248

8.1.10 运行时间 252

8.1.11 节能显示 252

8.1.12 编码器诊断 254

8.1.13 装机装柜上的降容函数 260

8.1.14 电动机的并联（多电动机成组传动） 262

8.2 矢量控制功能 263

8.2.1 无编码器矢量控制（p1300=20） 263

8.2.2 带编码器矢量控制（p1300=21） 265

8.2.3 速度控制器自适应 265

8.2.4 开放式速度实际值 267

8.2.5 软化功能 268

8.2.6 转矩控制 268

8.2.7 转矩限制 270

8.2.8 Vdc控制 272

8.2.9 效率优化 274

8.2.10 异步电动机的快速励磁 275

8.2.11 异步电动机调试的说明 277

8.2.12 永磁同步电动机调试的说明 278

8.2.13 捕捉再起动 284

8.2.14 同步 285

8.2.15 电压监控模块 286

8.2.16 模拟运行 287

8.2.17 旁路 288

8.2.18 功率部件的冗余运行 293

8.2.19 异步脉冲频率 294

8.3 V/f控制功能 295

8.3.1 电压提升 295

8.3.2 滑差补偿 296

8.3.3 谐振抑制 297

8.3.4 Vdc控制 297

8.4 功能模块 300

8.4.1 工艺控制器 300

8.4.2 扩展监控功能 302

8.4.3 扩展抱闸控制功能 304

8.4.4 位置控制 312

8.4.5 基本定位器 314

8.4.6 有源整流单元的主从功能 323

8.4.7 功率部件的并联 328

8.5 监控和保护 329

8.5.1 一般功率部件保护 329

8.5.2 热监控和过载响应 329

8.5.3 堵转保护 331

8.5.4 失步保护（仅适用于矢量控制） 331

8.6 电动机热保护 332

8.6.1 电动机热模型 332

8.6.2 电动机温度检测 333

8.7 集成的安全功能 334

8.7.1 概述 334

8.7.2 参数、校验和、版本、口令 337

8.7.3 时间受控停车 341

第9章 通信 343

9.1 PROFIdrive通信 343

9.1.1 循环通信 347

9.1.2 非循环通信 349

9.2 PROFIBUS DP通信技术 357

9.2.1 PROFIBUS概述 357

9.2.2 PROFIBUS通信调试 360

9.2.3 PROFIBUS DP从站－从站通信 374

9.3 PROFINET IO通信技术 382

9.3.1 PROFINET IO概述 382

9.3.2 通过PROFINET进行驱动控制 385

9.3.3 PROFINET IO的实时类别 387

9.3.4 PROFINET GSDML 390

9.3.5 通过CBE20进行通信 392

9.3.6 含两个控制器的PROFINET 395

9.3.7 PROFlenergy 402

9.3.8 应用实例 403

9.4 SINAMICS Link通信 414

9.4.1 SINAMICS Link基本知识 414

9.4.2 拓扑结构 415

9.4.3 配置和调试 416

9.4.4 示例 418

9.4.5 在装置起动时或进入循环运行后通信中断 420

9.4.6 示例：SINAMICS Link上的传输时间 421

第10章 维护与诊断 422

10.1 维护 422

10.1.1 固件和项目升级 422

10.1.2 给直流回路电容器充电 427

10.2 诊断 431

10.2.1 LED诊断 431

10.2.2 驱动状态信息查询 435

10.2.3 STARTER故障诊断 437

10.2.4 TRACE功能故障诊断 438

10.3 故障／报警信息查询 438

10.4 编码器故障 439

10.4.1 编码器常见故障处理 439

10.4.2 HTL/TTL脉冲编码器故障分析 441

10.5 使用AOP30诊断 441

10.6 使用BOP20诊断 443

10.7 Web Server远程诊断 444

10.7.1 Web Server配置 444

10.7.2 Web Server使用 447

附录 454

A 简要功能图和参数序号范围 454

A.1 简要功能图目录 454

A.2 简要功能图 457

A.3 参数序号范围 546

B 控制字与状态字说明 547

B.1 控制字位的说明 547

B.2 状态字位的说明 552

B.3 S120各个模块的状态说明 554

C 基本配置参数和常用参数列表 556

D 调试过程 561

D.1 调试前准备篇 561

D.2 调试上电篇 564

D.3 调试配置篇 564

D.4 维护篇 566

E 矢量控制常见故障和报警列表 566

E.1 故障和报警概述 566

E.2 关于故障和报警列表的说明 569

E.3 故障和报警的序号范围 570

F 寻求帮助 601

F.1 SINAMICS S120相关手册下载链接 601

F.2 热线服务系统 601

F.3 网站支持 601

F.4 推荐网址 601

参考文献 605