丹佛斯变频器现场诊断以及故障的处理措施
摘 要：丹佛斯变频器是由丹佛斯公司出品的应用十分广泛的变频器之一，然而，丹佛斯变频器在经过很长的使用周期之后，其会发生一些故障，且随着使用时间的延长，其故障的频率大大增加，给人们的生产工作带来了不利的影响，因此我们需要对丹佛斯变频器在工作状态中所出现的各种常见的故障进行一定的分析，进而给予一定的处理办法，这样才能使得丹佛斯变频器可以实现安全、稳定的运行。
关键词：丹佛斯变频器;现场诊断;故障处理;措施;分析
1、前言
变频器由于其灵敏的控制特性等被大范围的应用在交流电机中。而广泛应用在电机中的丹佛斯变频器是为了实现电机的有效控制以及实现电机的转速、启停等日常的操作，在进行控制的过程中，往往利用不同的控制方式来使得电机接受到来自变频器的控制信号。丹佛斯变频器的四种电机控制方式如下所示。[1]
2、常见的故障分析
变频器在使用的过程中常常会受到各种环境因素的影响，比如，温度、湿度、气候的变化等等，因此这使得变频器在运行的过程中会出现一定的故障问题。变频器一旦发生故障，将会大大的影响到电机设备的控制，进而使得人们的生产工作不能正常进行，因此我们需要对丹佛斯变频器常常会出现的故障进行一定的分析，进而对其进行归纳和分析。
2.1、丹佛斯变频器的接地故障分析
当丹佛斯变频器发生接地故障时，其设备的显示桌面会出现Alarm14的故障报警信号。而变频器在起初设计的过程中往往会附有相对应的报警指示信号灯，若变频器不能保持正常的工作状态，则故障发生的同时，变频器的故障指示灯会亮起，给技术人员一定的提示，此外，指示灯会根据故障的类型不同而在液晶显示屏幕中出现故障的类型分析。技术人员可以根据故障的类型来查看变频器发生故障的具体范围。[2]丹佛斯变频器发生接地的故障主要是丹佛斯变频器的输出相出现对地放电的现象，进而使得变频器发生接地故障。若变频器连接电机的电缆发生故障也会使得变频器发生接地类型的运行故障。此外，变频器所连接的电机本身故障原因以及变频器设备的内部故障也是引起变频器接地故障的主要原因之一。
2.2、丹佛斯变频器的外加给定信号引起变频器发生故障
若丹佛斯在正常的工作过程中外部的信号相对不稳定时，会使得丹佛斯变频器发生外加给定信号的故障。丹佛斯变频器发生此类故障时，变频器本身的报警装置并不会出现故障的指示灯闪烁，因此设备的液晶显示屏也不会出现相应的故障代码，因此技术人们无法对变频器的故障进行查询和维修。经过大量的实践证明，若发生外加给定信号发生故障，则线路会发生连接异常以及线路信号不正常等现像，因此，技术人员可以根据这些现场来断定变频器的故障类型。
2.3、丹佛斯变频器的参数丢失进而发生故障
若丹佛斯变频器的参数丢失则会引起变频器的故障，这种故障是属于变频器的软件故障，这类故障会导致变频器无法保持正常的工作状态。然而，参数丢失的故障往往识别起来比较困难，且维修的难度很大。[3]由于参数丢失的故障是属于变频器的软件故障，因此硬件设备通常是保持着正常的状态，因此设备本身并不会出现报警的指示，但是变频器却不能正常的运行。所以，通常若变频器发生控制故障，且经过技术人员的检测并没有发现硬件设备的故障时，通常判定丹佛斯变频器是发生了参数丢失的故障。
3、故障处理办法
若变频器发生接地的故障，则需要利用丹佛斯变频器专用的接地的端子来检查设备接地的具体情况。若变频器的接地现象正常，则需要进行其他项目的检查。在检查的过程中若发现变频器和其他的一些设备或者与其他的变频器同时发生接地的现象时，则要对各个设备实现分开的检查。若技术人员在检查的过程中发现有两台设备同时在接地端发生连接则需要进行相应的处理，进而尽快的解决好设备的接地故障，使得变频器可以快速的投入到正常的使用状态。
若变频器发生外加给定信号的故障，则需要技术人员首先对变频器的硬件设备内部的线路连接进行一定的检查，并把变频器通电之后，比对变频器的各个参数的设置是否异常。若变频器在线路连接方面没有有异常的现象，则说明点变频器内部的熟路信号的电平发生了故障，因此，要针对其输入信号的脉冲显示情况来对变频器进行相应的测定，并在检查的过程中利用示波器来完成整个测定的内容。若是变频器的線路发生故障，则需要技术人员对变频器的线路进行重新的配置，并确保线路的正常连接。此外，若变频器的电平处于异常状态，则需要给变频器接入稳定的信号，进而达到解决变频器故障的目的。
若变频器发生参数丢失的故障则需要在变频器无法正常启动的情况下，变频器的硬件设施进行详尽的检查，若检查的结果显示变频器并没有发生硬件故障，则变频器发生参数故障的可能性极大，这时就需要技术人员重新恢复变频器的初始状态，再重新设备设备的参数，进而有效的解决变频器的故障问题、
4、变频器维护
为了减少丹佛斯变频器的故障发生的概率，工作人员需要定期的对变频器进行一定的维护和保养。此外，在进行设备的维护过程中要注意维护规范，首先要切断设备的电源，等变频器完全脱离工作状态时再进行变频器的日常维护工作。在进行变频器的日常维护过程中，需要工作人员认真负责，对丹佛斯变频器进行全方位的检查，对变频器的结合处电网压力进行测试，此外，还需要对变频器设备内部的灰尘进行一定的清理。在维护的过程重要重点的测查冷却风扇，这是因为变频器在正常的运行过程中其风扇的温度十分高，因此有很多的热量无法从其中散发出去，这些余热会使得变频器的正常运行受到一定的影响，所以需要技术人员检查风扇的使用情况。还需要检查变频器的滤波电容，滤波电容大小会受到变频器内部的电解液的量，所以需要对电解液的量进行测定，确保滤波电容的正常。除此之外，还需要检查变频器内部的防腐剂的使用情况等。
5、结语
终上所述，我们了解到丹佛斯变频器发生故障的基本三种类型以及针对这三种故障的处理办法。为了确保丹佛斯变频器保持安全稳定的工作状态，我们不单单要根据其发生的故障进行一定的修理，还需要加强对丹佛斯变频器的日常维护和保养工作，这样才能切实的确保变频器的正常运行。
参考文献
[1] 吴波.丹佛斯变频器现场诊断和故障处理研究[J].山东工业技术，2016(2)：90-93.
[2] 冯跃梅.基于品牌变频器的常见故障诊断及维修对策[J].科技与创新，2014(03)：22-26.
[3] 况毅.丹佛斯公司变频器产品顾客满意度研究[D].北京工业大学，2015(7)：89-92.
作者：王友林
电力推进船舶变频器保护工艺的研究及应用
摘 要：本文通过对电力推进变频器的设备组成、结构及其对自身存储和工作环境的要求进行研究，结合电力推进变频器在船舶建造过程中面临的复杂环境，对其在船舶建造各阶段可能出现的损害，有针对性地提出了相应的保护措施。
关键词：变频器;保护;湿度;温度
Key words： Frequency converter; Protection; Humidity; Temperature
1 前言
隨着国际海事组织对船舶排放方面的标准越来越严格，绿色环保的电力推进系统将成为未来船舶动力发展的方向。
变频器是电力推进系统的核心关键设备。船舶建造环境复杂多变，变频器属于电子器件装置，对环境要求高，研究变频器保护工艺方法，对今后电力推进船舶动力系统设备的顺利安装、调试、系泊试验、航行试验有着重要的现实意义，是电力推进船舶顺利建造的保障。
2 变频器的结构和组成
现以某船电力推进变频器为例，介绍一下变频器的结构和组成。
电力推进变频器由水冷屏、控制屏、逆变屏、制动屏、整流屏组成，外形尺寸为 5800mm ×2100mm×810mm，重量为4 400kg(干重)/4550kg(湿重)，设备底座高度为100mm， 橡胶垫高度为10mm，底座总重量约300kg。电力推进变频器底座与船体通过焊接方式固定连接。
电力推进变频器有防冷凝加热器。电力推进变频器的冷却方式是水/水冷却，侧面进出水，外部采用海水冷却，与冷却水的接口采用法兰连接;内部冷却液是纯水，在柜内2台冷却泵的驱动下循环往复，通过与外部海水进行热交换，带走柜内元器件的热量。图1为电力推进变频器外观图。
3 影响电力推进变频器的环境因素
变频器属于电子器件装置，环境因素是影响变频器寿命及可靠运行的关键因素：
(1)湿度影响：空气中的相对湿度≤95%，没有结露现象。过高的湿度而且湿度具有较大的变化幅度的时候，变频器中可能会有结露， 从而减低了绝缘的性能，甚至可能引发短路事故;
(2)温度影响：变频器的使用环境温度0 ℃～45 ℃之间。环境温度每上升10 ℃，将减少近一半的变频器寿命;
(3)粉尘影响：环境中的金属导电性粉尘侵入变频器后，将使变频器的内部线路造成短路，情况严重时还将使变频器烧毁;环境中的非导电性粉尘较多地侵入变频器后，将对散热造成干扰，造成降低变频器的输出容量或出现故障;
(4)腐蚀性气体影响：环境中的腐蚀性气体浓度大时，不仅会腐蚀元器件的引线、印刷电路板等，而且还会加速塑料器件的老化，降低绝缘性能。
4 电力推进变频器在船舶建造过程中的基本流程
电力推进变频器在建造过程中，从设备入库到交船所经历的各阶段流程图如图2。
电力推进变频器入库验收后在仓库存放期间受温、湿度及粉尘影响较大，特别是梅雨季节受湿度影响更为严重。由于电力推进变频器体积大，一般在总段、总组或船台建造阶段在主船体形成前提前进舱。对整个建造周期来说电力推进变频器进舱时间较早，进舱以后相关舱室各种作业多(例如：船体结构装焊作业、火工校正作业、船体铁舾件、管系、电气安装件装焊、管系密试、舱室结构压水试验、清锈、涂装油漆、绝缘敷设等)，电力推进变频器将面临非常恶劣的存储和安装环境，一旦出现疏忽，将给变频器带来严重的损伤。
5 电力推进变频器在船舶建造各个阶段的保护措施
5.1 仓库储存阶段
电力推进变频器入库验收时设备原包装会拆除。由于电力推进变频器的到货时间与装船时间不完全一致，会出现电力推进变频器在仓库储存较长时间。此阶段的保护措施要求如下：
(1)存放电力推进变频器的库房应清洁、干燥、地面平整，不应同时储存活性化学药品和腐蚀性物品;
(2)检查电力推进变频器柜内干燥剂是否有效，酌情添加干燥剂;
(3)设备在仓库存放时不许堆码，下边用木方等垫好，垫高不小于100 mm;
(4)要及时对电力推进变频器进行防尘保护处理，尽量恢复原包装，外露水管法兰等用气泡膜围裹保护;
(5)在电力推进变频器附近设置干湿温度计，时刻关注仓库温湿度变化情况。当仓库温湿度到达变频器允许的临界值时，要采取加热/除湿/降温等措施，确保存放区域温湿度满足变频器存放技术要求。
5.2 吊运装船阶段
(1)电力推进变频器进舱后其周围的打磨、动火、油漆等施工作业容易对电力推进变频器造成损害，因此必须在电力推进变频器进舱前，确保舱室内、外6个壁12个面的铁舾装件、基座、管路(与变频器连接的冷却管路进机部分除外)等安装并打磨、油漆完，地板、天花和壁板第一度油漆做完，减少变频器进舱后的产生粉尘的工作;舱室还应具备通风、照明、抽湿、消防保障条件，空调、设备冷却循环水管路接口密封堵塞;电力推进变频器是封舱件，进舱前必须组织相关作业人员按大型设备进舱图对进舱路径进行确认，确保进舱路径顺畅;电力推进变频器进行装船前，要进行包扎保护;
(2)电力推进变频器装船后将面临极为恶劣的环境条件，装船前的专业保护工作能为装船后的保护工作打下良好的基础。在密封包扎前需检查电力推进变频器内的干燥剂是否有效;然后用PVC膜对电力推进变频器的前、后、左、右、顶、底部六面进行全方位的密封包扎，包裹面不存在透孔、缝隙及容易积水面;包扎完后挂上“重要设备，严禁碰撞!”的红色警示牌;电力推进变频器上的屏幕、仪表、指示灯、开关等位置应先采用透明PVC膜垫底，再用厚度≥30 mm以上的硬底PV泡沫或者海绵垫板固定保护，并放置警示标语;另外，还需要根据电力推进变频器的尺寸，提前制作好保护木罩及白铁皮罩的散装件，供变频器装船后保护用;
(3)由于电力推进变频器属于精密仪器，体积大、重量重，吊运过程中稍有不慎极易造成碰撞，对电力推进变频器产生较大损害。因此，在吊运过程中应严格按照设备厂提供的吊装方法和要求进行吊装和运输作业，严禁野蛮操作，防止设备吊装变形和意外坠落及机械损坏。另外，还需注意室外天气变化，严禁在下雨、大风或朝湿等恶劣天气进行室外吊装、运输作业。
5.3 舱室贮存阶段
电力推进变频器装船后船上环境复杂，船体打磨、烧焊、油漆、等各项工作交叉进行，产生的烟雾、非导电性粉尘、金属导电性粉尘等严重威胁变频器的性能，对变频器的保护进入最为严谨阶段。主要进行以下几个方面保护工作：
(1)电力推进变频器安装舱室的设备进舱工艺开孔应当优先进行合拢施工，尽快让电力推进变频器处于相对封闭环境;铁焊、打磨、油漆、绝缘敷设工作，应在合拢段吊装完成后尽快完成;
(2)设备吊装到位后，检查设备的各保护部位是否受到损坏，保证保护层完好;
(3)电力推进变频器安装后，先用三防布罩将推进变频器罩好，仔细检查三防布罩底部的密封性;然后用预先制作好的木罩材料现场拼罩在三防布罩外面，防止电力推进变频器受到碰撞;最后用预先制作好的白铁皮罩材料现场拼罩在木罩外面，防止焊渣引燃保护罩;
(4)在最醒目处悬挂设备保护标识卡，标识卡要注明设备保护责任单位和责任人、联系人电话号码、标识日期等;
(5)在电力推进变频器安装舱室放置干湿温度计，时刻关注舱室温、湿度变化情况，确保存舱室温、湿度满足变频器存放技术要求;
(6)电力推进变频器安装舱室内有修改的项目在作业时，相关作业区应先确认设备保护措施，施工过程中严禁火花溅到设备上;而且在施工时要有抽风机抽风，防止打磨的铁锈和粉尘进入机柜;
(7)在设备装船后，每日对设备保护完好性进行检查，对相关舱室及设备外表面进行清洁;并控制人员进入电力推进变频器安装舱室，对进出该舱室的人员做好记录。
5.4 设备接线阶段
此时电力推进变频器的白铁皮保护罩、保护木罩需全面拆除，舱室内禁止焊接、打磨、油漆、绝缘敷设等工作。因此，电力推进变频器安装舱室内其它专业施工必须全部报验完工才能满足变频器接线条件。在不影响生产进度的前提下，接线工作应尽可能安排在船舶出坞后进行。此阶段电力推进变频器的保护措施如下：
(1)电力推进变频器舱室全面清洁，先清洁舱室其他设备和装置，再对电力推进变频器外边面进行清洁;
(2)在电力推进变频器接线前，电缆不能拉敷进入设备内;具备接线条件时，电缆方能进入设备进线孔;
(3)在接线阶段应避免其他工种进入电力推进变频器舱室进行作业;
(4)设备进线口及电缆通舱件在未做水密前要用抹布做临时封口，防止灰尘进入;
(5)接线时，用PVC膜或三防布将不接线的部位遮盖住，尽量减少灰尘的进入;
(6)每次接线工作结束后，要将设备内部和舱室内的杂物清理干净，将拆开的保护措施还原到位;
(7)电缆金属编织层、芯线、绝缘皮等需要剪断时，必须在柜体外部进行剪断，不得将碎屑留在机柜内。每次接线完后，要检查是否有残留线头、碎屑等留在机柜内，必须全部清除干净，避免通电时碎屑吸入设备元器件内损坏设备。
5.5 系泊、航行试验阶段
系泊、航行试验时变频器进入通电、工作、调试阶段，此阶段要严格按照设备制造厂要求进行操作才能确保设备本体安全。设备保护要求如下：
(1)设备调试前，设备外部由工厂采用专用清洁工具进行清洁;设备内部由设备厂采用专用清洁工具进行内部清洁，确保无金属粉尘;
(2)系泊试验首次通电前，应对设备安装、接线正确性和完整性、设备内部清洁情况，电源和冷却水情况进行检查;并要求设备厂人员对所有相关设备进行检查并签字确认后才可进行通电;
(3)设备试验时，必须按设备要求提供必要的空调、通风等作业环境条件;
(4)检查变频器安装舱室的通风、空调工作情况，确保舱室的温度和湿度满足变频器的环境指标要求;
(5)调试人员在设备不工作时，应及时盖上相应保护罩，减少粉尘进入设备内部。
6 结束语
随着船舶电力推进时代的到来，电力推进变频器将成为船舶推进系统不可缺少的重要部分，对变频器在船舶建造过程的保护研究，将为变频器的顺利安装及使用提供有力保障。我公司建造的某型全电力推进船舶在生产建造过程中，通过对变频器的保护工艺进行研究，在船舶建造的各不同阶段对變频器有针对性地采取相对应的保护措施，使变频器在船舶施工过程中得到了较好的保护，避免了因保护不当造成的设备损伤，实现了变频器顺利装船，保证了变频器性能的正常发挥，为该船变频器的安装、调试、系泊试验、航行试验的顺利进行提供了有力保障。
作者：罗婷 张宗川
职教变频器通讯技术课程的开发与应用
【摘 要】工业自动控制网络化为自动控制的发展方向，本文就变频器通讯技术课程及其应用进行阐述，讲解常用变频器和PLC的通讯设置及程序设计。
【关键词】职教 变频器 通讯技术 开发与应用
当前的工业控制自动化正逐渐向智能化、微型化、网络化和开放性方向发展。而当前的工业控制技术方面的职业教育仍然停留在单机控制及通过外部端子(或I/O点)控制的层面上，使得控制系统之间的连线较多，自动控制的核心器件PLC及计算机既不能完整地监控驱动设备的状态，也不便于控制过程数据的存储。目前工业自动化控制已走向网络化控制，职业教育的课程跟不上，培养出来的技术人员所掌握的技术不适应企业的需求。因此，开发工业控制通讯技术方面的课程显得尤为重要。
一、课程开发的思路
开发一个课程除了要能够满足未来学生工作及现在职工培训的需要，还要考虑前瞻性、多样性、代表性、实用性、难易程度、教学培训设备成本等几个方面。
(一)满足学生就业工作的需要
现在企业追求利益最大化，招收员工要求能够在最快的时间内学会独立工作，同时要求，当进行设备更新时，员工能马上熟悉新设备的使用、维护及改造。即要求学员不但要学得企业需要的技术，而且要不断地跟上科技进步与产品更新的速度，所以，开发的课程要能满足企业对员工的需求并有一定的前瞻性，避免学生毕业即失业的现象发生，教会学生学会学习与吸收新技术。
(二)满足职工培训的需要
当前，企业中的新技术、新设备只掌握在少数技术人员手中，可是这些设备中的大多数却需要一天24小时运转，必然地要求当班的技术工人要学会能够及时地对设备进行保养与维护，所以需要更多的技术工人掌握这些新技术、熟悉新设备的使用。这样，开发的课程一定要有实用性，要满足现有职工的技术需求，使其学完即能用，同时要提高职工参加培训的热情。
(三)难易程度要适合职业学校在校学生及普通技术工人的学习
开发的课程要使职业中学的在校学生及普通的技术工人学得懂、会使用、能使用，因此不能涉及高深的理论，重在方法，偏向实践。
(四)课程内容要有多样性和代表性
开发的课程不能单一，因为授课的对象来自各个单位(或将要到各单位工作)，面对不同的设备。这就要求开发的课程要有多样性，并在多样性的基础上要有一定的代表性，以解决教学内容不能涉及到所有的设备产品满足所有学员的需要的矛盾。
(五) 教学设备投入少
新课程的开发力求在满足教学需求的同时，又要在原有的PLC、变频器、计算机设备上不用增添太多的资金，充分利用现有设备的功能，挖掘设备可使用的潜力。比如利用设备原有的通讯口，在程序的设计、参数的设置上下工夫。
二、课程开发
开发的课程中，除了有同品牌之间的PLC和变频器的通讯，还开发了不同品牌之间的PLC和变频器。
课程开发选用各大企业运用较广的三菱PLC、变频器和西门子的PLC及变频器。改变传统将原有的变频器通过外部端子和PLC连接的控制方式，采用PLC及变频器的通讯口进行通讯的控制方式，减少系统布线，降低故障率，使监控的过程控制量更加广泛。比较如下图。
传统课程采用的控制方式(图1)
图1
开发的课程采用的控制方式(图2)
图2
(一)三菱FX3U系列PLC与三菱A700系列变频器的RS485通讯
三菱FX3UPLC与三菱A700变频器采用RS485无协议通讯。PLC则需安装FX3U-485-DB模块。接好通讯线后，设置变频器参数为RS485通讯，PLC中设置成RS485通讯，然后设计编辑程序，下载运行。
1.三菱FX3U系列PLC与三菱A700系列变频器的RS485接线
采用RS485三线式接法(包含地线)，其中，发送、接收共用一条连线。接线安装如下图(图3)。
图3
2.变频器设置
设置参数前先将变频器进行复位，然后再设置变频器的参数。先设置变频器所带电动机的参数(电动机的参数根据实际设置)，再设置变频器的通讯参数及控制方式。通讯部分的具体参数设置如下表。
变频器通讯部分参数设置表
参数 设置值 参数 设置值 参数 设置值
Pr79 1 Pr335 1 Pr340 0
Pr331 0 Pr336 9999 Pr341 1
Pr332 96 Pr337 9999 Pr549 0
Pr333 10 Pr338 0 Pr550 9999
Pr334 2 Pr339 0 Pr551 1
设置完以上参数后，变频器重新上电，按面板切换到PU模式，这时候即可以用PLC通过RS-485通讯控制变频器。
3.PLC设置
新建工程时选择实际通讯所用的PLC型号FX3U，双击“PLC参数”，在出来的窗口中做如下设置(图4)。
图4
4.设计程序
设计程序，使PLC能够控制变频器的正反转、高低速切换，并能把变频器的工作状态反馈到PLC端(本程序监控变频器的输出频率、输出电流)，从而可以在计算机监控界面中进行监控。程序如下(图5)。
图5
(二)西门子S7-200系列PLC与三菱A700系列变频器的MODBUS通讯
西门子S7-200系列PLC最近几年出厂的产品都带有Port 0口Port 1口，我们利用Port 0口对PLC进行编程及监控，利用Port 1口作为与变频器的通讯口，与变频器的RS485口接连，用MODBUS协议进行通讯。
1.PLC与变频器的连接
本课程用西门子S7-200PLC的Prot 0口作为编程口，使用PLC的PPI和计算机通讯;用S7-200PLC的Prot 1口作为MODBUS通讯口，S7-200PLC为MODBUS主站，三菱A700变频器为MODBUS从站。通讯线路接线如下图(图6)。
图6
2.变频器的设置
变频器通讯部分的参数设置如下表。
变频器通讯部分参数设置表
参数 设置值 参数 设置值 参数 设置值
Pr79 0 Pr336 9999 Pr539 9999
Pr331 2 Pr337 9999 Pr549 1
Pr332 96 Pr338 0 Pr550 1
Pr333 10 Pr339 0 Pr551 2
Pr334 0 Pr340 10
Pr335 1 Pr341 1
设置完以上参数后，变频器重新上电，按面板切换到NET网络模式，这个时候可以用PLC通过RS-485用MODBUS通讯协议控制变频器。
3.MODBUS地址对应关系
本例程程序中S7-200PLC与A700变频器地址对应关系如下图(图7)。
图7(1)
图7(2)
4.程序设计
S7-200PLC与变频器采用485通讯时，读和写是采用轮询的方式通讯(即读的时候不写，写的时候不读，同一时刻只能读或者写)，控制程序如下(图8)。
图8
通过以上程序，当把变频器的控制字传输到PLC的VW100，把变频器的给定频率传输到PLC的VW110时，即可控制变频器的运行。读取PLC中VW200～VW210的数据，即可监控变频器及电动机的运行情况。
(三)西门子S7-200系列PLC与西门子MM440变频器的USS通讯
西门子S7-200的PLC与西门子MM440变频器通过RS485口用西门子的专用协议USS协议进行通讯，这种技术应用在小型自动控制系统中。因为USS协议采用轮询方式通讯，所以PLC所带的变频器不能太多，否则会因为超时而造成通讯失败。另外，采用MM440的RS485接口(即端子板上的29和30脚)通讯时，变频器上不能安装PROFIBUS-DP通讯板。
1.通讯接线
用S7-200PLC的Port 1口带5台MM440，用USS进行通讯控制，所以要把PLC的Port 1口的3脚、8脚及DB9接口的外壳引出线分别接各变频器的29，30，28脚。如下图(图9)。
图9
2.变频器参数设置
P0700=5 控制由USS控制
P1000=5 频率由USS控制
P1120=2秒 加速时间设置成2秒，根据实际情况设置
P1121=2秒 减速时间设置成2秒，根据实际情况设置
P2009=0 设置USS规格化
P2010=6 RS485通讯设置成9600波特率
P2011=0 变频器号(USS地址)，其它的变频器分别设
置成1，2，3，5号
3.控制程序
由于本例采用PLC的Port 1口进行USS通讯，所以通讯程序块选择库里USS Protoco l Port 1下的程序块。
在设计程序过程中，激活变频器地址的设置若是采用十进制或者十六进制较容易搞错，应该采用二进制的数据。在二进制的数据中，每一位代表一台变频器，若该位为1则表示该变频器激活、若该位为0则表示该变频器没有激活，如下图10中所示。
图10
以下程序中，PLC运行，则SM0.0一直接通，执行USS CTRL指令(每台变频器要执行一个USS CTRL)。只要I0.0接通，则0号变频器运行;I0.1接通，变频器按自由惯性停车;I0.2接通，变频器快速停车;I0.3接通，变频器故障复位;I0.4接通，变频器输出所带电机反转;要控制变频器的转速，则将速度传输到VD10中(见图11)。
图11
其它站号的变频器控制与以上类似，每台变频器要执行一个USS CTRL程序块。
(四)西门子S7-300/400系列PLC与西门子MM440、6SE70变频器的PROFIBUS-DP通讯
PROFIBUS-DP通讯为西门子公司创立的现场总线控制技术，其通讯速率快、传输距离远，目前以此作为国际通用标准。变频器要采用PROFIBUS-DP通讯必须安装PROFIBUS-DP通讯模板，用专用的PROFIBUS-DP通讯电缆及接头与PLC进行连接。
1.变频器参数的设置
(1)MM440变频器参数的设置
P0010=1 启用快速调试方式
P0304=380V 设置电动机额定电压
P0305=1.8A 设置电动机额定电流
P0307=0.5KW 设置电动机额定功率
P0700=6 控制信号由PROFIBUS-DP提供
P1000=6 频率由PROFIBUS-DP提供
P1120=5S 加速时间
P1121=5S 减速时间
P0918=3 设置变频器DP地址
(2)6SE70变频器参数的设置
P368=6 由PROFIBUS-DP控制
P370=1 启动简单应用的参数设置
P53=FF 参数化的接口
P734.1=32 PZD1反馈状态字
P734.2=148 PZD2反馈频率
P734.3=22 PZD3反馈电流
P60=5 进入系统设置菜单
P918.01=4 PROFIBUS-DP地址
2.程序设计
以MM440为例说明。
(1)硬件组态(见图12)。展开硬件信息栏的“PROFIBUS-DP”—“SIMOVERT”，先点击PROFIBUS-DP网络，再双击“PROFIBUS-DP”—“SIMOVERT”栏下的“MICROMASTER 4”选项挂载MM440变频器，然后再选择该选项栏下的“PPO1：4 PKW/2 PZD”选项。
图12
(2)程序块的调用及设置。展开“程序元素”栏的“库”——“Standard Library”—“System Function Blocks”， 在该栏目下找到读取DP从站的指令SFC14及写DP从站的指令SFC15，将这两个程序块放入程序中，如图13所示。
图13
关于上图的程序解释如下，把变频器上地址为十六进制的108(即十进制的264)开始的两个字的过程控制的数据读取到PLC，并存放到PLC上以地址DB1.DBX8.0开始的四个字节中(即存放到DB1.DBW8和DB1.DBW10中)，同时，把存放在以地址DB1.DBX20.0开始的四个字节中的数据写入到变频器中，如图14所示。
图14
再在后续的程序中完成变频器控制字及运行频率的传送，即可完成变频器的控制，再把从变频器读回的数据进行计算，可得到变频器的运行频率。
(五)课时分配
由于该课程是在学习了PLC基础知识及变频器基础知识后学习的，所以相应课时可以安排较少，建议以51课时为宜。其中三菱FX3UPLC与三菱A700变频器通讯安排12个课时，西门子S7-200PLC与三菱A700变频器通讯安排9个课时，西门子S7-200PLC与西门子MM440变频器通讯安排12个课时，西门子S7-300/400PLC与西门子MM440、6SE70变频器的PROFIBUS-DP通讯安排18个课时。由于学生的实践经验较少，理解能力欠缺，作为在校学生的教学课时可以适当延长。
三、课程的应用及效果
该课程在本校2008高电班、2008电技师班、2009高电班试运行。同学们的学习热情比较高，觉得能用计算机通过PLC控制变频器带动电动机运行并能把变频器的状态、电流、频率显示在计算机中感到非常神奇，纷纷为能学习到一门现代工业自动控制技术而激动不已，教学效果显著。
该课程也应用在2009～2014年的柳钢职工培训中，参加培训的职工反映，该课程实用，所学知识、技能能运用在生产工作中。
该课程经过几年的试运行，证明实用性很强，满足了企业员工对新技术培训的需求，适合在职业教育中作为工业自动控制内容之一使用。
【参考文献】
[1]三菱公司.A700使用手册(应用篇)[Z]，2005.12
[2]西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团.MM440使用大全[Z]，2003.12
[3]罗红福，等.PROFIBUS-DP现场总线工程应用实例解析[M].北京：中国电力出版社，2008.10
(责编 卢建龙)
作者：屈远增
推荐阅读：
变频器故障变频技术论文提纲11-15
变频器故障处理探究论文提纲11-15
变频器故障原因分析论文提纲11-15
变频器故障处理探究论文（共3篇）04-14
变频器干扰故障分析论文（精选3篇）04-24
变频器故障原因分析论文（精选3篇）04-24
浅谈变频器故障查找技巧09-13
变频器的故障诊断与维修方法09-11
变频器的选用及故障干扰处理探讨09-28
论通用变频器的主要故障与维修措施09-12
