V20变频器PID控制恒压供水操作指南.docx

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V20变频器PID控制恒压供水操作指南

V20变频器PID控制恒压供水操作指南

1.硬件接线

西门子基本型变频器SINAMICSV20可应用于恒压供水系统，本文提供具体的接线及简单操作流程。

通过BOP设置固定的压力目标值，使用4~20mA管道压力反馈仪表构成的PID控制恒压供水系统的接线如下图所示：

图1-1.V20变频器用于恒压供水典型接线 

2调试步骤

2.1工厂复位

当调试变频器时，建议执行工厂复位操作：

   P0010=30

   P0970=1

   （显示50?

时按下OK按钮选择输入频率，直接转至P304进入快速调试。

）

2.2快速调试

表2-1快速调试参数操作流程

参数

功能

设置

P0003

访问级别

=3（专家级）

P0010

调试参数

=1（快速调试）

P0100

50/60Hz频率选择

根据需要设置参数值：

=0:

欧洲[kW]，50Hz（工厂缺省值）

=1:

北美[hp]，60Hz

P0304[0]

电机额定电压[V]

范围：

10...2000

说明：

输入的铭牌数据必须与电机接线

（星形/三角形）一致

P0305[0]

电机额定电流[A]

范围：

0.01...10000

说明：

输入的铭牌数据必须与电机接线

（星形/三角形）一致

P0307[0]

电机额定功率[kW/hp]

范围：

0.01...2000.0

说明：

如P0100=0或2，电机功率

            单位为[kW]

       如P0100=1，电机功率单位为[hp]

P0308[0]

电机额定功率因数（cosφ）

范围：

0.000...1.000

说明：

此参数仅当P0100=0或2时可见

P0309[0]

电机额定效率[%]

范围：

0.0...99.9

说明：

仅当P0100=1时可见

此参数设为0时内部计算其值。

P0310[0]

电机额定频率[Hz]

范围：

12.00...599.00

P0311[0]

电机额定转速[RPM]

范围：

0...40000

P0314[0]

电机极对数

设置为0时内部计算其值。

P0320[0]

电机磁化电流[%]

定义相对于电机额定电流的磁化电流。

设置为0时内部计算其值。

P0335[0]

电机冷却

根据实际电机冷却方式设置参数值

=0:

自冷（工厂缺省值）

=1:

强制冷却

=2:

自冷与内置风扇

=3:

强制冷却与内置风扇

P0507

应用宏

=10:

普通水泵应用

P0625

电机环境温度

范围：

-40...80℃（工厂设置20）

P0640[0]

电机过载系数[%]

范围：

10.0...400.0（工厂缺省值：

150.0）

说明：

该参数相对于P0305（电机额定电

        流）定义电机过载电流极限值。

建议

        保留工厂缺省值。

P0700

选择命令源

=2:

端子启动

P0717

连接宏

 =8:

PID控制与模拟量参考组合

P0727

2/3线控制方式选择

=0:

西门子标准控制（启动/方向）

P1000[0]

频率设定值选择

=0:

无主设定值

P1080[0]

最小频率[Hz]

范围：

0.00…599.00（工厂缺省值：

0.00）

说明：

此参数中所设定的值对正转和反转

           都有效。

例如可设置为30Hz。

P1082[0]

最大频率[Hz]

范围：

0.00…599.00（工厂缺省

           值：

50.00）

说明：

此参数中所设定的值对正转和反转

           都有效。

P1120[0]

斜坡上升时间[s]

范围：

0.00…650.00（工厂缺省     

            值：

10.00）

说明：

此参数中所设定的值表示在不使用

            圆弧功能时使电机从停车状态加速

            至电机最大频率（P1082）所需的

            时间。

P1121[0]

斜坡下降时间[s]

范围：

0.00…650.00（工厂缺省

           值：

10.00）

说明：

此参数中所设定的值表示在不使用

            圆弧功能时使电机从电机最大频率

          （P1082）减速至停车状态所需的

            时间。

P1135[0]

OFF3斜坡下降时间

范围：

0.00…650.00（工厂缺省值：

5.00）

P1300[0]

控制方式

=0:

具有线性特性的V/f控制（潜水泵适用）

=2:

具有平方特性的V/f控制（离心循环泵

      适用）

P1900

电机识别

=0:

暂时跳过电机辨识

P3900

快速调试结束

=3:

仅对电机数据结束快速调试

说明：

在计算结束之后，P3900及P0010

自动复位至初始值0。

变频器显示“8.8.8.8.8”表明其正在执行

内部数据处理。

P1900

选择电机数据识别

=2:

静止时识别所有参数

此时变频器屏幕出现三角报警符号。

报警号A541。

此时通过端子启动变频器，开始电机数据识别，待报警符号消失后，

电机识别完成。

2.3输入输出端子相关参数设置

2.3.1DI端子设置

           P0700[0]＝2            端子启动

           P0701[0]＝1            DI1作为启动信号

           P0703[0]＝9            DI3作为故障复位

2.3.2DO端子设置

           P0731[0]＝52.2            DO1设置为运行信号

           P0732[0]＝52.3            DO2设置为故障信号

           P0748.1＝1                  DO2作为故障输出，有故障时NO触点闭合，

                                                 无故障时NO触点断开。

2.3.3AI端子设置

           P0756[0]＝2            模拟量输入通道1，电流信号

           P0757[0]＝4            模拟量输入通道1定标X1=4mA

           P0758[0]＝0            模拟量输入通道1定标Y1=0%

           P0759[0]＝20          模拟量输入通道1定标X2=20mA

           P0760[0]＝100        模拟量输入通道1定标Y2=100%

           P0761[0]＝4            模拟量输入通道1死区宽度4mA

2.3.4AO端子设置

           P0771[0]＝21           模拟量输出通道1，设置为实际频率输出

           P0773[0]＝50           模拟量输出通道1，滤波时间50ms

           P0777[0]＝0             模拟量输出通道定标X1=0%

           P0778[0]＝4             模拟量输出通道定标Y1=4mA

           P0779[0]＝100         模拟量输出通道定标X2=100%

           P0780[0]＝20           模拟量输出通道定标Y2=20mA

           P0781[0]＝4             模拟量输出通道死区宽度4mA

2.4PID恒压控制功能调试

           P2200[0]＝1            使能PID控制器

           P2240[0]＝X            依用户需求设置压力设定值的百分比

           P2253[0]＝2250       BOP作为PID目标给定源

           P2264[0]＝755.0      PID反馈源于模拟通道1

           P2265＝1                 PID反馈滤波时间常数

           P2274＝0                 微分时间设置。

通常微分需要关闭，设置为0

           P2280＝P参数         比例增益设置（需要根据现场调试）

           P2285＝I参数          积分时间设置（需要根据现场调试）

2.5其他可选功能

2.5.1斜坡启动、自由停车设置

           P0701[0]＝99            端子DI1使用BICO连接功能

           P0840[0]＝722.0       端子DI1设置为启动功能

           P0852[0]＝722.0       端子DI1设置为脉冲使能

2.5.2使用2线制压力反馈仪表的接线

图2-1压力反馈使用2线制仪表的接线

2.5.3休眠功能

V20变频器具有简单休眠功能：

当需求频率低于阈值时电机停转，当需求频率高于阈值时电机启动。

图2-2简单休眠模式下要求的响应

           P2365[0]＝1休眠使能/禁止此参数使能或禁止休眠功能。

           P2366[0]＝t1电机停止前的延迟[s]在休眠使能的情况下，此参数

                                  定义变频器进入休眠模式之前的延迟时间。

                                  范围：

0...254（工厂缺省值：

5）

           P2367[0]＝t2电机启动前的延迟[s]在休眠使能的情况下，此参数定义变频器

                                   退出休眠模式之前的延迟时间。

                                   范围：

0...254（工厂缺省值：

2）

2.5.4捕捉启动功能

       水泵启动前可能处在自由旋转状态，为避免启动时出现过电流，可设置捕捉启动功能：

           P1200＝1            始终激活捕捉启动双方向有效；

           P1202[0]＝50     以电机额定电流P305表示的搜索电流大小。

           P1203[0]＝100   最大600ms的搜索时间

2.5.5BOP设置目标值记忆

           P2231[0]＝1设定值存储激活

3常见故障和报警

表3-1常见故障及处理

故障代码

故障分析

诊断及处理

F1

过电流

•电机功率（P0307）与

  变频器功率（r0206）

  不一致

•电机导线短路

•接地故障

r0949=0：

硬件报告

r0949=1：

软件报告

检查下列各项：

•电机功率（P0307）必须与变频器功率（r0206）一致

•电缆长度不得超过允许的极限值

•电机电缆和电机内部不得有短路或

  接地故障

•电机参数必须与实际使用的电机相配

•定子电阻值（P0350）必须正确误

•电机不得出现堵转或过载现象

•增大斜坡上升时间（P1120）

•减小启动提升强度（P1312）

F2

过电压

•电源电压过高

•电机处于再生模式

r0949=0：

硬件报告

r0949=1或2：

软件报告

检查下列各项：

•电源电压（P0210）必须在铭牌规定的

  范围以内

•斜坡下降时间（P1121）必须与负载惯量

  相匹配

•需要的制动功率必须处于规定范围内。

•Vdc控制器必须使能（P1240）且参数

  设置正确

说明：

斜坡下降过快或者电机由激活负载驱动

可能导致电机处于再生模式。

惯量越高，需要的斜坡时间越长；否则

需连接制动电阻。

F3

欠电压

•电源故障。

•冲击负载超过了规定的

  限定值

r0949=0：

硬件报告

r0949=1或2：

软件报告

检查电源电压。

F4

变频器

过热

•变频器过载

•通风不足

•脉冲频率过高

•环境温度过高

•风扇不工作

检查下列各项：

•负载或负载循环是否过高？

•电机功率（P0307）必须匹配变频器

  功率（r0206）。

•脉冲频率必须设为缺省值

•环境温度是否过高？

•变频器运行时风扇必须旋转

F5

变频器

I2t

•变频器过载。

•负载循环需求过高。

•电机功率（P0307）超过

  变频器功率（r0206）

检查下列各项：

•负载循环必须处于规定范围内。

•电机功率（P0307）必须匹配变频器

  功率（r0206）。

F6

芯片温度超过临界值

电机过载

检查下列各项：

•负载或负载阶跃是否过高？

•电机标称过热参数（P0626-P0628）

  必须设置正确

•电机温度报警阈值（P0604）必须匹配

F20

直流波动过高

计算出的直流波动阈值已超过安全阈值。

这通常是因为电源输入的一相丢失引起的

检查电源接线

F41

电机数据识别故障

电机数据识别故障。

•r0949=0：

无负载

•r0949=1：

识别中达到

 电流极限值

•r0949=2：

识别出的

 定子电阻小于0.1%或

 大于100%

•r0949=30：

电压极限值

 时的电流控制器

•r0949=40：

识别出的

 数据

 集不一致，至少一个识别

 故障基于阻抗

 Zb=Vmot,nom/sqrt（3）/

 Imot,nom的百分比值

检查下列各项：

•r0949=0：

电机是否已连接到变频器？

•r0949=1-49：

P0304-P0311中的

 电机数据是否正确？

•检查需要的电机接线类型（星形，

 三角形连接）

F221

PID反馈

信号低于最小值

PID反馈信号低于最小值P2268

•更改P2268的值

•调整反馈增益

F222

PID反馈

信号高于最大值

PID反馈信号高于最大值P2267

•更改P2267的值

•调整反馈增益

表3-1常见报警及处理

报警代码

报警分析

诊断及处理

A501

电流极限值

•电机功率与变频器功率不一致

•电机导线太长

•接地故障

检查下列各项：

参见F1

A502

过电压

极限值

达到过电压极限值。

如果

禁止Vdc控制器（P1240=0）,

则该报警可能在斜坡下降时出现

如该报警总是显示，请检查变频器输入电压

A503

欠电压

极限值

•电源故障。

•电源电压及直流母线电压（r0026）低于规定极限值

检查电源电压

A504

变频器过热

已超过变频器散热器温度的报警阈

值、芯片结温的报警阈值，或芯片

结点上的温度可允许变化值，从而

导致脉冲频率降低和/或输出频率

降低（取决于P0290中的参数设

置）

说明：

r0037=0：

散热器温度

r0037=1：

芯片结温（包括散热器）

检查下列各项：

•环境温度必须处于规定极限值内

•负载条件及负载阶跃必须恰当

•变频器运行时风扇必须旋转

A505

变频器

I 2 t

已超出报警阈值，如已设置相应参

数（P0610=1）则电流会降低

检查负载循环是否处于规定极限值内

A506

IGBT结温升高报警

过载报警。

散热器和IGBT结温的差值超出报警极限值

检查负载阶跃及冲击负载是否在规定极限值内

A507

变频器温度信号丢失

变频器散热器温度信号丢失;

传感器可能脱落

联系技术服务部门或更换变频器

A511

电机过热

 I 2 t

•电机过载。

•负载循环或负载阶跃过高

无论是哪种温度确定形式，都应检查下列各项：

•P0604电机温度报警阈值

•P0625电机环境温度

•检查铭牌数据是否正确。

不正确的

 话，进行快速调试。

通过执行电机

 数据识别（P1900=2），可获得

 准确的等效电路数据。

•检查电机重量（P0344）是否

 合理。

有必要的话，更换电机。

•如电机非西门子标准电机，则通过

  P0626、P0627及P0628改变

 标准过热温度

A541

电机数据

识别激活

电机数据识别（P1900）已选择或正在运行

A910

Vdc-max控制器被禁止

可能在以下情况下出现

•电源电压（P0210）持续

 过高。

•电机由激活负载驱动，从而

 使电机进入再生模式。

•斜坡下降时，在很高的

 负载惯量下。

如果在变频器待机（输出脉冲禁止）时出现报警A910并且随后给出ON命令，则在排除A910报警

原因之前不会激活Vdc-max控制

器（A911）

检查下列各项：

•输入电压处于范围内

•负载必须匹配

•在某些情况下，使用制动电阻

A911

Vdc-max控制器

激活

Vdc-max控制器的作用是保持直流

母线电压（r0026）低于r1242中

定义的阈值

检查下列各项：

•电源电压必须在铭牌规定的

 范围以内

•斜坡下降时间（P1121）必须与

 负载惯量相匹配

说明：

惯量越高，需要的斜坡时间越长；

否则需连接制动电阻

A912

Vdc-min控制器

激活

如果直流母线电压（r0026）低于

r1246中定义的阈值，则Vdc-min

控制器会被激活；

此后，电机的动能用来缓冲直流母

线电压，从而使变频器减速。

因

此短路故障不一定会引起欠电压跳

闸。

请注意该报警可能在快速斜坡上升

时出现

A922

变频器无负载

变频器无负载。

因此，在常规负载条件下，

某些功能可能无法实现

检查电机是否连到变频器