淺談新時達變頻器在胎胚立庫堆垛機上的應用及常見故障處理

楊洋

(合肥萬力輪胎有限公司，安徽 合肥 230000)

在工業(yè)廠礦特別是輪胎制造行業(yè)的生產(chǎn)設備中，基于PLC通過PROFⅠBUSDP現(xiàn)場總線與變頻裝置進行控制通信，實現(xiàn)電機的啟動、停車和調速非常常見。本文通過一個具體實例講述新時達變頻器在胎胚立庫系統(tǒng)中的安裝調試與應用，分享國產(chǎn)變頻器使用的一點經(jīng)驗，助力國產(chǎn)變頻設備的發(fā)展。

1 新時達ME500變頻器產(chǎn)品概況

ME500系列為400 V級(380～460 V）電流矢量控制高性能矢量型變頻器，適用于電機容量為 1.1～355 kW 的三相交流異步電機和永磁同步電機。

2 新時達ME500變頻器現(xiàn)場安裝及接線

首先要檢查電機在運輸過程中有無損壞，核對銘牌信息（圖1），確認型號是否正確。檢查并確認線電壓與變頻器的電壓和頻率范圍適應。

2.1 安裝變頻器

變頻器應安裝在通風良好的場所，安裝方向為垂直安裝。上部風扇排風口需要預留20 cm的間隔距離

2.2 變頻器接線

變頻器各端子接線如圖2～圖4所示。

最后在確保電源關閉之后連接電源線。

3 西門子S7-1200 PLC與變頻器的PROFIBUS-DP通訊

3.1 硬件組態(tài)變頻器

新時達變頻器采用專用GSD文件組態(tài)，用程序參數(shù)調試。項目中以S7-1200 PLC為主站，組態(tài)過程中，安裝AS.PROFⅠBUS-DP V1.02.GSD文件，在step7 中打開PLC 工程進入HWCONFⅠG 窗口，點擊CATALOG 圖標后打開相對應的硬件目錄，拖動行走STEP使其到達PROFⅠBUS總線，設置從站地址（本例為8），傳輸速率為1.5 Mb/s，相關設置如圖5。

3.2 建立DB通信塊和相關變量

構建數(shù)據(jù)庫，如圖6，首先建立DB塊”AXⅠS_STEP_CMD”存放PLC發(fā)送給變頻器的協(xié)議控制字，一般默認報文長度為2個字節(jié)。PLC導入GSD文件以后，無論采用哪種協(xié)議，都需要通過Profibus-DP網(wǎng)絡給變頻器協(xié)議控制字WORD以下幾位，作為變頻器的運行條件，分別是：

Word1 （運行條件）

Bit0= 1運行 Bit0=0停止

Bit1=1 正常運行 Bit1=0 急停

Bit10 = 1 PLC命令有效

Bit7=1 復位故障 Bit7= 0 正常狀態(tài)

Word2 （速度給定）

速度給定，例如：3 000表示正轉30.00 HZ;～3 000表示反轉 30.00 Hz。

接著給變頻器狀態(tài)字和控制字分配PLC變量地址，實現(xiàn)通過PLC進行監(jiān)控和控制運行，見圖7、圖8。

3.3 編寫變頻器通信程序

變頻器組態(tài)完成后，使用操作面板對變頻器進行基礎參數(shù)設置后即可與PLC進行通訊（設置方法見3.4變頻器參數(shù)設置）。啟動時，PLC讀取變頻器狀態(tài)字信息后判斷變頻器狀態(tài)，調試變頻器轉速給定值，給定數(shù)據(jù)值選用Ⅰnt實數(shù)值，程序換算轉速數(shù)據(jù)，通過控制字QW802的輸出到變頻器，程序圖中數(shù)據(jù)塊里最大速度設定值可直接進行數(shù)據(jù)填寫輸入，圖8、圖10。

3.4 變頻器參數(shù)設置

3.4.1 變頻器操作面板介紹

圖11為面板按鈕功能介紹。

3.4.2 通過操作面板對變頻器進行初次參數(shù)設置

變頻器進行初次參數(shù)設置見表1。

表1 變頻器進行初次參數(shù)設置

3.4.3 變頻器進行狀態(tài)整定自學習

本項目電機整定選擇模式4和8，依次進行。具體操作步驟如下：

操作器共有五種操作狀態(tài)，分別是【參數(shù)設置】、【電機整定】、【故障檢查】、【參數(shù)處理】和【已修改參數(shù)】。按操作面板上ENTER鍵進入設置界面，在【電機整定】狀態(tài)下可以手動對電機（異步）、編碼器相位角，參數(shù)進行自學習，通過修改ATun=X中X的值來選擇對應的自學習方式。按ENTER鍵進入，在待修改參數(shù)為上多了一個指示修改位的光標，按▲或▼鍵選擇自學習的項目，按ENTER鍵確認，自整定選擇參數(shù)有8種模式，含義分別為：

0：正常運行模式

1：編碼器靜態(tài)自學習

2：編碼器修正

3：編碼器自學習結束

4：電機靜態(tài)自學習

5：變頻器優(yōu)化自學習

6：電機靜態(tài)高級學習

7：編碼器動態(tài)自學習

8：編碼器新型自學習

在模式4（電機靜態(tài)自學習）后，查看一下參 數(shù)P21.11（定 子 電 阻）、P21.12（D 軸 電 感）、P21.13（Q 軸電感）、P21.14（反電動勢系數(shù)）的值，

P21.11≈0.110、P21.12≈1 712.6、P21.13≈5 102.6、P21.14≈337.7。若與上數(shù)值差不多，則為正常，若相差較大請重復學習模式4并在此查看，直至符合。模式4 完成后學習模式8（編碼器新型自學習），若學習失敗報ER.12則是編碼器方向與電機運行方向相反，此時需要更換變頻器輸出到電機電源的相序，更換后繼續(xù)學習，學習完成面板顯示3（編碼器自學習完成），將3 手動改成0（正常運行），則完成閉環(huán)學習。按ESC鍵返回到上一級菜單。自學習完成后，通過面板控制給定10 Hz 的頻率，運行水平行走軸，若運行正常則可繼續(xù)下一步調試。

3.4.4 變頻器學習完成后參數(shù)完善設置

變頻器最終參數(shù)設置見表2。

表2 變頻器最終參數(shù)設置

3.4.5 變頻器自動運行速度設置

進入背景數(shù)據(jù)塊DB82（AXⅠS_SPEED_SET）對速度進行設定，并通過變頻器操作面板監(jiān)控堆垛機運行狀態(tài)，參見表3。

表3 面板控制數(shù)據(jù)對照表

4 ME500變頻器常見故障及解決措施

變頻器常見故障見表4。

表4 變頻器常見故障表

5 其他使用注意事項

（1）應盡可能選用標準截面的接地電纜，以確保接地阻抗盡可能??；由于扁平電纜的高頻阻抗比圓形導體小，因此在相同的橫截面積下選用扁平電纜較好。

（2）運行環(huán)境溫度在-10～40 ℃之間，超過40℃以上須降額使用，最高不超過50 ℃。超過40 ℃環(huán)境溫度，每升高1 ℃，降額2%?？諝獾南鄬穸取?5%，無凝露。

6 結語

該型國產(chǎn)變頻器已在現(xiàn)場運行一年多，期間雖因前期無使用經(jīng)驗導致故障處理時走過不少彎路，但是也都得到了售后團隊的積極支持，希望它將來可以在控制領域有更廣泛的應用。