伏永俊
南钢联合有限公司 大棒厂 江苏 南京 210035
摘要：本文介绍了西门子G120系列变频器在南钢大棒厂Φ50～180mm在线倒棱机中的应用，阐述了装置的特点，外部接线端子的功能，简单的BOP面板操作，常用参数设置及基本调试方法。
关键词： G120变频器；倒棱机；参数设置；调试方法
引言
南钢大棒厂Φ50～180mm在线倒棱机PLC系统硬件由1套S7300主站、4个ET200M I/O分站组成，完成数据采集、顺序逻辑控制、全线设备的操作联锁控制。其操作方式分为手动和自动，操作室采用工控机来对全线的工作状态和异常情况进行监控，工业PC机能显示各种主要参数。变频器采用西门子G120系列工程型变频器，采用PROFINET网卡与PLC通讯。现场台、柜、箱与主PLC采用远程I/O（ET200M）形式，两者之间通过PROFNETT网络连接。与工控机的通讯接口为基于TCP/IP的以太网。
西门子G120 变频器在使用过程中具有简洁的操作版面、基本的操作性能 、良好的控带性以及数据交换与监控的能力。
下面我将就西门子G120系列变频器进行简单的介绍及应用分析。
1SINAMICS G120装置特点
西门子变频器Sinamics G120系列具有强大的通讯功能，能和多个多个设备之间进行通讯，使用户可以方便的监控变频器的运行状态并修改参数。西门子变频器Sinamics G120系列核心是控制单元，用户可以通过设定控制单元上的参数来实现变频器的正常运行。
西门子变频器Sinamics G120用途广泛，为用户提供了多种功能：
1）使用灵活 标准的模块设计，功率模块PM、控制单元CU和操作面板BOP都是完全独立的单元，支持带电热插拔。
2）支持多种通讯功能 可以通过PROFINET,PROFIBUS或PROFIDRIVE进行通讯，使得操作更加简单并减少了接口数量。
3）集成的安全保护功能 利用此功能，使得它能更好的应用有安全保护的要求的设备和工厂中。
4）优良的冷却系统 它创新的冷却系统和带涂层的电路板可以明显提高变频器的稳定性和使用寿命。
5）组态方便 可以通过SIZER,STARTER等进行工程项目的设置和调试，从而保证了组态的简单和调试的便利。
6）良好的节能特性 配置功率模块PM250时，由于使用了新的电路设计，允许负载的动能回馈到电网，为工厂节约了大量的电能。
7）维护方便 如需更换设备，可以通过基本操作面板和MMC卡进行参数拷贝，方便快捷。
2SlNAMICSG12O外部回路接线端子功能
本文以在线倒棱机使用的Sinamics G120（CU240E-2控制单元）为例，简单阐述其外部回路接线端子功能。
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CU240E-2控制单元接线图
数字量端子共6个，端子5-8，16-17分别和公共端69(DI COM1)和34（DI COM2）号端子组成6组常开点，可自由编程。通常把5号和6号端子作为柜体上正转和反转的切换；7号端子接电机冷却风机接触器的反馈点，作为装置启动的条件，如果冷却风机没有运行，那么装置是无法驱动电机运转起来的，起到保护电机的作用；8号端子作为本地和远程控制的切换，以方便在柜内调试时候用；16号端子作为紧急急停的输入信号；端子的使用可灵活运用-。
数字量输出端子共8个，端子18-20，21-22，23-25，其中包括3组常开触点和2组常闭触点，全部为0.5A，DC30V的无源触点。通常把3组常开触点作为设备的运行指示、故障指示、电机冷却风机的启动控制及电机设备抱闸的控制。可以根据实际情况自由设定。
模拟量输入端子共4个，端子3-4，10-11，适用于0~10V/4~20MA的模拟量信号，可接外部电位计来调整主给定；模拟量输出端子4个，端子12-13，16-17，最大输出范围为0~10V/4~20MA的模拟量信号，可以自由编程，通常接频率表和电流表引至柜门，直接反映出装置实时的运行频率和工作电流。
外部电源端子31和32端子，装置需要一个外部直流24V电源供电，来保证控制单元CU240E-2的正常工作。
3SlNAMICSG12O简单操作及调试方法
3.1 BOP-2面板操作
BOP-2 面板及特殊图标功能简介如下图所示
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BOP-2操作面板
电机启动：按下键，可以启动电动机。在出厂设置中，该键的功能是被禁用的。
电机停车：按下键，电机将按照所设定的下降斜坡时间停掉电机。如果连续按键2次或者按住此键停留较长时间，电机将按照惯性停车。
电机点动：准备就绪状态下，如果按下（JOP）,电机将启动并按照预设的点动速度转动，当释放该按键时电机停转。
3.2装置硬件连接、组态和通讯
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在线倒棱机硬件配置图
在STEP7中对G120变频器进行硬件组态，如上图所示，主站周期性的与传动装置进行数据交换。G120周期性数据通讯报文有效数据区域由2部分构成即PKW区（参数识别ID-数值区）和PZD区（过程数据）。PKW区最多占用4个字，即PKE（参数标识符值）、IND（参数的下标）、PWE1和PWE2（参数数值）；PZD区包括控制字（状态信息）和设定值（实际值）。必须要将控制字的第十位置“1”选择PLC来控制变频器，这些过程数据才会传递到变频器。
通过设置参数P0922还可以根据需要来选择不同的报文类型，如下表所示：
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1：标准报文1，2PZD 20:标准报文20 ，VIK/NAMUR 350: 标准报文350,4PZD 352: 标准报文352,PCS7 353: 标准报文353,4PKW,2PZD 354: 标准报文354,4PKW,6PZD 999:自由报文PZD1输出命令到G120控制启停、正反转；PZD2输出主给定值到G120；PZD1输入G120的当前状态；PZD2输入实际的转速反馈。在线倒棱机主站与传动数据通讯采用telegram 352报文格式
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倒棱机采用telegram 352报文格式
常用控制字：1）047E运行准备；2）047F正转启动；3）0C7F反转启动；4）04FE故障确认。
3.3 STARTER调试软件
通过设置通讯接口（选择TCP/IP接口、分配IP地址）、设置PG/PC、分配CPU和驱动装置G120的网络地址来建立G120与CPU S7-300之间的PN连接。同理，建立STARTER与驱动装置G120的连接后，能简单快捷的进行驱动装置的参数查询及设置。
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Starter调试软件
3.4 常用参数设置
G120变频器相关主要参数设置如下表所示。表中“？”代表的数值根据电机铭牌上面的数值输入为准。电机参数识别：P0010=0,P1900=3,ON命令进行电机识别，电机参数识别必须在电机冷态进行。电机参数识别能够确定电机的参数，包括等效电路图（P1910=1）和磁化特性曲线（P1910=3）。进行磁化特性曲线的确定，对于矢量控制此操作尤为重要。如果不进行电机参数识别，那么变频器只能通过电机铭牌的信息来估计ECD参数，由于控制的要求，电机参数识别是必须要进行的。速度控制优化：P0010=0,P1960=1, ON命令进行速度控制优化。
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G120常用参数设定
4结论
南钢大棒厂Φ50～180mm在线倒棱机交流传动电气控制系统采用Sinamics G120系 列 变 频 器 后，提 高 了 设 备 的 装备水平，实 际 运 行 表 明：电 气 工 作 性 能 稳 定 可 靠，故障率低，调整方便，提高了生产线的作业率， 保证棒材产品具有良好的生产质量，完全满足了低成本、高质量、快节奏的生产工艺要求。
参 考 文献 ：
【1]赵德龙，娜仁莎 ，李振军 ．浅谈西 门子 SINAMICSG120系列变 频 器及 应 用 IJ1．电气 传 动 ，2012年 O1期 ．
【2]李琦，杨晓翠 ，单良，韩春元 曹宇轩 ．浅谈西 门子 SINAMICSG120系列变 频 器及 应 用 IJ1．电气 传 动 ，2016年 O1期 ．
【3]西门子电气传动公司.SINAMICS G120系列变频器使用手册【Z】.2009.