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西门子0.75KW变频器
湖南嘉普云自动化设备有限公司
SIEMENS 湖南嘉普云自动化设备有限公司
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一．应用简介
MM430变频器的分级控制用于使用一台变频电机和若干台（1至3台）辅助电机进行闭环控制的应用场合，需要和变频器的PID功能配合使用。系统中的变频电机由变频器进行控制，通过PID控制器调节变频电机的转速。其它辅助电机则由变频器通过数字量输出进行控制。
典型的系统配置如下图所示：
二．参数设置
1． PID参数设置
P0700＝2 //控制命令源于端子
P0701＝1 //5#端子作为启动信号
P0756.1＝2 //反馈信号为电流信号
P1000＝1 //频率给定源于BOP面板
P2200＝1 //使能PID
P2253＝2250 //PID目标给定源于面板
P2240＝X //用户压力设定值的百分比
P2264＝755.1 //PID反馈源于模拟通道2
P2265＝5 //PID反馈滤波时间常数
P2280＝0.5 //比例增益设置
P2285＝15 //积分时间设置
P2274＝0 //微分时间设置（通常不使用微分控制）
在使用分级控制之前首先要确保变频器的PID功能正确使用。用户可以通过检查PID控制器的设定值(r2262和反馈值(r2272)是否正确，然 后检查PID的输出(r2294)能否根据偏差(r2273)正确进行调节。一般情况下只要保证PID反馈值正确并稳定， 再合理设置比例积分参数后PID控制器就能够较好地工作。
2．分级控制参数设置
| P2370=0 | //停机方式。=0时，停止变频器同时停止所有辅助电机；=1时，按顺 //序依次停各个辅助电机，间隔时间取决于斜坡下降时间P1121。在 //停后一个辅助电机的同时变频电机按斜坡下降曲线停机 | |
| P2371=4 | //分级控制辅助电机的启停顺序配置为第4种方式 | |
| P2372=0 | //是否使能辅助电机的循环使用 | |
| P2373=20 | //变频输出达到大频率且PID偏差大于P2373*r2262或变频输出达到 //低频率且PID偏差小于P2373*r2262时启动或停止下一辅助电机 | |
| P2374=30 | //启动下一辅助电机的延时 | |
| P2375=30 | //停止下一辅助电机的延时 | |
| P2376=25 | //延时超限。如果PID偏差超过P2376*r2262值则直接进入分级，而 //不再等待P2374延时或P2375的延时 | |
| P2377=30 | //在近一次分级控制生效后的P2377时间内屏蔽掉P2376的引起的 //分级运作，但不能屏蔽P2373加P2374或P2375的分级动作 | |
| P2378=50 | //分级控制生效后，在启动或停止下一辅助电机之前变频器首先将频 //率调至调整到P2378*P1082的值，然后输出接触器的控制信号 | |
| r2379 | //分级控制的接触控制输出信号 | |
| P2380 | //自动对各辅助电机的运行时间进行计时。只可在复位时将运行时间 //设为0，其它设定值均无效 | |
| P731.0=2379.0 | //分级控制1#辅助电机的接触控制信号 | |
| P732.0=2379.1 | //分级控制2#辅助电机的接触控制信号 | |
| P733.0=2379.2 | //分级控制3#辅助电机的接触控制信号 |
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3．分级控制中辅助电机的启停顺序
P2371和P2372的值决定了分级控制时启动和停止辅助电机的顺序。
1） 当P2372=0时，仅由P2371的配置来决定辅助电机的启停顺序
2） 当P2372=1时，首先根据P2380中的运行时间来决定顺序。启动辅助电机时选择
运行时间少的电机，停止辅助电机时选择运行时间长的电机。如果运行时间
相同，那么会根据P2371中配置的顺序进行选择
P2371中配置的顺序如下表所示：
| P2371 | 进入分级控制时的辅助电机启动顺序 | 辅助电机数目 |
| 1 | M1 | 1 |
| 2 | M1->M1+M2 | 2 |
| 3 | M1->M2->M1+M2 | 2 |
| 4 | M1->M1+M2->M1+M2+M3 | 3 |
| 5 | M1->M3->M1+M3->M1+M2+M3 | 3 |
| 6 | M1->M2->M1+M2->M2+M3->M1+M2+M3 | 3 |
| 7 | M1->M1+M2->M3->M1+M3->M1+M2+M3 | 3 |
| 8 | M1->M2->M3->M1+M3->M2+M3->M1+M2+M3 | 3 |
| P2371 | 退出分级控制时的辅助电机停止顺序 | 辅助电机数目 |
| 1 | M1 | 1 |
| 2 | M1+M2->M1 | 2 |
| 3 | M1+M2->M2->M1 | 2 |
| 4 | M1+M2+M3->M2+M1->M1 | 3 |
| 5 | M1+M2+M3->M3+M1->M3->M1 | 3 |
| 6 | M1+M2+M3->M3+M2->M2+M1->M2->M1 | 3 |
| 7 | M1+M2+M3->M3+M1->M3->M2+M1->M1 | 3 |
| 8 | M1+M2+M3->M3+M2->M3+M1->M3->M2->M1 | 3 |
以P2372=0，P2371=2和3为例，当P2371=2时，进入分级控制时，首先启动M1，如果输出仍不够高，则再启动M2，退出分 级控制时则按相反的顺序停机。当P2371=3时，进入分级控制时，首先启动M1，如果输出仍不够高，则启动M2并停止M1，如果输出还不够高则同时运行 M1和M2。退出分级控制时同样按相反的顺序停机。
三．系统调节过程
以一台变频电机带3台辅助电机并设置P2371=4，P2372=0为例，系统调节过程如下图所示：
四、与节能控制的配合使用
MM430的分级控制和节能控制可以一起使用。节能控制功能是在变频器输出低于一定频率并保持一定时间后，将变频器切入节能运行状态。节能控制用于加强PID控制器的功能，因此必须在使用PID控制器时才有效。
节能控制的参数设置如下：
P2390 //节能设定值,变频器输出频率小于P2390*P2000时启动节能定时器
P2391 //节能定时器,当变频器的输出频率小于P2390*P2000并保持P2391
//的时间后变频器将沿斜坡函数曲线降速到零并保持
P2392 //节能再启动的值。当PID的偏差大于P2392时，变频器将沿
//斜坡函数曲线启动到（P2390+5%）*P2000，然而进入PID控制
节能控制和分级控制一起使用时，要注意以下两点：
1）如果分级控制中还有运行中辅助电机时，不会进入节能状态，只有在只剩变频电机运行时才会进入节能状态
2）当使能了节能控制时，启动变频后必须在PID的偏差大于P2392时变频器才有输出，否则会一定保持在节能状态
注：
1）不同的变频器软件版本其功能会有不同，本例所述功能基于软件版本为V2.0的MM430设备
1、MM440的DP通讯功能简介
MM440变频器既支持和主站的周期性数据通讯，也支持和主站的非周期性数据通讯，即S7-300可以使用功能块SFC14/SFC15读取和修改MM440参数值，调用一次可以读取或者修改一个参数。同时也可以使用功能块SFC58/SFC59或者SFB52/SFB53读取和修改MM440参数值，一次多可以读取或者修改39个参数。
2、MM440周期性数据通讯的报文说明
MM440周期性数据通讯报文有效 数据区域由两部分构成，即PKW区（参数识别ID－数值区）和PZD区（过程数据），见表1。PKW区多占用4个字，即PKE（参数标识符值：占用一个字）、IND（参数的下标：占用一个字）、PWE1和PWE2（参数数值：共占用两个字）。S7-300使用功能块SFC14/SFC15读取和修改参数需要占用4个PKW，即调用一次功能块可以修改一个参数。PKW区的说明见表2。下面分别介绍一下PKW区的四个字。
表1
表2
（1）*个字PKE：参数识别标识ID，见表3。
表3
参数识别标记ID（PKE）总是一个16位的值，位0~10（PNU）包括所请求的参数号码，位11（SPM）用于参数变更报告的触发位，位12~15（AK）包括任务识别标记ID（见表4）和应答识别标记ID（见表5）。
西门子0.75KW变频器
表4
表5
（2）第二个字IND：参数的下标
完整的参数号码是由基本参数号码和下标（PNU页号）中的位12-15产生，见表6。因为MM440参数号码没有超过4000，所以在读取和修改参数号为2000到3999时位15-12中必须为1。
表6
（3）第三个字PWE1和第四个字PWE2：参数数值，见表7。
总是以双字（32位）来传送参数值（PWE）。在PPO报文中，仅一个参数值能被传送。由PWE1（高位有效字：第三个字）和PWE2（低位有效字：第四个字）组成一个32位参数值。用PWE2（低位有效字：第四个字）传送一个16位参数值，这种情况下，必须在PROFIBUS-DP主站中，设定PWE1（高位有效字：第三个字）为零。
表7
3、MM440非周期性数据通讯的报文说明
MM440支持非周期通讯方式，即扩展的PROFIBUS DP（DPV1）功能，一次多可以传送240个字节，传输数据块的内容应遵照 PROFIdrive Profile, version 4.0(with data block 47 (DS47))非周期参数通道结构。它包括参数请求和参数应答两部分。
（1）参数请求包括请求标题、参数地址和参数值，见表8。
| 项目 | 数据类型 | 数值 | 注释 |
| 请求参考 | 无符号8 位数 | 0x01 … 0xFF | 每一次新的请求主站改变“请求参考“，从站在其应答时镜像“请求参考“ |
| 请求ID | 无符号8位数 | 0x01 | 读请求 |
| 0x02 | 写请求 | ||
| 设备ID | 无符号8位数 | 0x00 … 0xFF | 对于多个驱动单元设定相应设备ID |
| 参数数量 | 无符号8位数 | 0x01 … 0x27 | 1…39，对于请求多个参数时的参数数量，=1为请求一个参数 |
| 属性 | 无符号8位数 | 0x10 | 数值型 |
| 0x20 | 描述型 | ||
| 0x30 | 文本型（不可能） | ||
| 元素数量 | 无符号8位数 | 0x00 | 特定功能 |
| 0x01 … 0x75 | 1 … 117，数组数量 | ||
| 参数值 | 无符号16位数 | 0x0001 … 0xFFFF | 1 … 65535 |
| 下标 | 无符号16位数 | 0x0001 … 0xFFFF | 1 … 65535 |
| 格式 | 无符号8位数 | 0x02 | 8位整形数 |
| 0x03 | 16位整形数 | ||
| 0x04 | 32位整形数 | ||
| 0x05 | 无符号8位数 | ||
| 0x06 | 无符号16位数 | ||
| 0x07 | 无符号32位数 | ||
| 0x08 | 浮点数 | ||
| Other values | 见 PROFIdrive Profile | ||
| 0x40 | 0 | ||
| 0x41 | 字节 | ||
| 0x42 | 字 | ||
| 0x43 | 双字 | ||
| 0x44 | 错误 | ||
| 数值号 | 无符号8位数 | 0x00 … 0xEA | 0..234 |
| 数值 | 无符号16位数 | 0x0000 … 0x00FF | 读或写的参数值 |
表8
（2）参数应答描述见表9：
| 错误值 | 含义 | 注释 |
| 0X00 | 无效的参数号 | 获取不存在的参数 |
| 0X01 | 参数值不能被改变 | 修改了一个不允许修改的参数 |
| 0X02 | 超出上下限 | 修改的数值超限 |
| 0X03 | 无效的下标 | 获取不存在的下标 |
| 0X04 | 没有数组 | 用下标获取不存在下标的参数 |
| 0X05 | 数据类型不正确 | |
| 0X06 | 无效的设定操作（参数只能设定为0） | |
| 0X07 | 描述的元素不能被修改 | 修改了不能被修改的元素 |
| 0X09 | 没有描述的数据 | 获取不存在的参数 |
| 0X0B | 没有操作权限 | |
| 0X0F | 下一个数组不存在 | 获取下一个不存在的数组 |
| 0X11 | 变频器运行时不能执行请求任务 | |
| 0X14 | 无效数值 | |
| 0X15 | 应答长度太长 | 当前的应答长度超出大传输长度 |
| 0X16 | 无效的参数地址 | |
| 0X17 | 无效的数据格式 | |
| 0X18 | 数据数量不* | |
| 0X19 | 驱动装置不存在 | |
| 0X20 | 文字类型的参数不能被改变 |
表9
4、硬件组态和站地址设置
本例中主站选用的是CPU319F-3 PN/DP，版本为V2.6，从站MM440的DP地址为5，MM440的版本为V2.09，选择的报文结构是PPO1，即含有4个PKW和2个PZD，见图1。也可以选择其他报文类型，只要含有4个PKW就可以，见图2。本例中PKW的地址范围是256~263，PZD的地址范围是264~267。
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