硬件接线与变频器参数设置优化方案

1.USS通信

PLC通过通信来监控变频器，使用的接线少，传送的信息量大，可以连续地对多台变频器进行监视和控制。还可以通过通信读取和修改变频器的参数，实现多台变频器的联动控制和同步控制。

西门子的SINAMICS系列驱动器包括低压变频器、中压变频器和DC变流器（直流调速产品）。所有的SINAMICS驱动器均基于相同的硬件平台和软件平台。SINAMICS低压变频器包括SINAMICS V20基本型变频器、SINAMICS G系列常规变频器和SINAMICS S型高性能变频器。

基本型变频器SINAMICS V20具有调试过程快捷、易于操作、稳定可靠、经济高效等特点。输出功率0.12kW～15kW，有PID参数自整定功能。V20可以通过集成的RS-485通信端口，使用USS协议与西门子PLC通信。

2.硬件接线

为了实现S7-1200与变频器的USS通信，S7-1200需要配备CM 1241 RS485通信模块。每个CPU最多可以连接3个通信模块，建立3个USS网络。每个USS网络最多支持16个变频器，总共最多支持48个变频器。

CM 1241 RS485通信模块的RS-485接口使用9针D型连接器。其3脚和8脚分别是RS-485的B线和A线，硬件接线图见图6-73。

在接线时必须满足下面两项要求，否则可能毁坏通信接口：

1）S7-1200侧的RS-485连接器的5脚（参考电压0V）必须与V20的模拟量输入电压的0V端子相连。

2）两侧的0V端子不能就近连接到保护接地网络，否则可能因为烧电焊烧毁通信设备。

RS-485电缆应与其他电缆（特别是电动机的主回路电缆）保持一定的距离，并将RS-485电缆的屏蔽层接地。总线电缆的长度大于2m时，应在两端设置总线终端电阻。

3.设置电动机参数

使用USS协议进行通信之前，应使用V20内置的基本操作面板（简称为BOP，见图6-74）来设置变频器有关的参数。首次上电或变频器被工厂复位后，进入50/60Hz选择菜单，显示“50？”（50Hz）。

按键＜2s（以下简称为单击）进入设置菜单，显示参数编号P0304（电动机额定电压）。单击键，显示原来的电压值400。可以用、键增减参数值，长按键或键，参数值将会快速变化。单击键确认参数值后返回参数编号显示，按键显示下一个参数编号P0305。用同样的方法分别设置P0305[0]、P0307[0]、P0310[0]和P0311[0]（电动机的额定电流、额定功率、额定频率和额定转速）。

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图6-73 USS通信的硬件接线图

图6-74 V20变频器的内置基本操作面板

4.设置连接宏、应用宏和其他参数

V20将变频器常用的控制方式归纳为12种连接宏和5种应用宏，供用户选用。使用连接宏和应用宏，无需直接面对冗长复杂的参数列表，可以避免因参数设置不当而导致的错误。连接宏类似于配方，给出了完整的解决方案。随书光盘中的手册《SINAMICS V20变频器操作说明》提供了每种连接宏的外部接线图，以及每种连接宏所有需要设置的参数的默认设置值。

单击键，显示“-Cn000”，可设置连接宏。按键，直到显示“Cn010”时按键，显示“-Cn010”，表示选中了“USS控制”连接宏Cn010。单击键显示“-AP000”，采用默认的应用宏AP000（出厂默认设置，不更改任何参数设置）。

在设置菜单方式长按M键（按键时间大于2s）或下一次上电时，进入显示菜单方式，显示0.00Hz。多次单击键，将循环显示输出频率Hz、输出电压V、电动机电流A、直流母线电压V和设定频率值。

连接宏Cn010预设了USS通信的参数（见表6-5），使调试过程更加便捷。

表6-5 USS通信的参数设置

在显示菜单方式单击键，进入参数菜单方式，显示P0003。令参数P0003=3，允许读/写所有的参数。按表6-5的要求，用键和、键检查和修改参数值。为了设置参数P2010[0]，用、键增减参数编号直至显示P2010。单击键显示“in000”，表示该参数方括号内的索引（Index，或称下标）值为0，可用、键修改索引值。按键显示P2010[0]原有的值，修改为7（波特率为19.2kbit/s）以后按键确认。将参数P2014[0]修改为0ms。

基准频率P2000[0]采用默认值50.00Hz，它是串行链路或模拟量输入的满刻度频率设定值。在参数菜单方式长按键，将进入显示菜单方式，显示0.00Hz。

5.变频器恢复出厂参数

在更改上次的连接宏设置前，应对变频器进行工厂复位，令P0010=30（工厂的设定值），P0970=1（参数复位），按键将变频器恢复到工厂设定值。令参数P0003=3，允许读/写所有的参数。在更改连接宏Cn010和Cn011中的参数P2023后，应对变频器重新上电。在变频器断电后应确保LED灯熄灭或显示屏没有显示后再接通电源。