在带编码器的矢量控制中档剖析

1、问题：在带编码器的矢量控制中，如果编码器测速方向错误或电机接线相序错误，将会导致怎样的异常现象？回答：无论是编码器测速方向错误，还是电机接线相序错误，都表现为转速测量值与实际值符号相反。在带 编码器的矢量控制中，如果存在转速测量符号错误，电机将以极低的频率运行（一般为几Hz），并且不受频率给定值控制，从变频器可以观察到电机电流到达限幅值，转速反馈值与频率给定值符号相反，并且使 用0FF1和0FF3无法停车，必须使用 0FF2才能停车。在实际调试中，如果出现上述现象，建议检查编 码器的测速方向和电机接线的相序。在调试带编码器的矢量控制变频器时，建议先进行恒V/f开环调试，当频率给定为正值时，电机

2、轴的转向必须与要求的正方向一致，如果不一致，应当及时调整电机两相的接线，使转向满足要求。在电机轴 转向正确的前提下，再检测编码器转速反馈值（对于MM440可检查参数r0061 ； 6SE70则可以检查参数KK0091 （连接至P042 ）,此值的符号应与频率给定值相同，此值的大小应与频率给定值基本吻合。如 果编码器转速反馈值与频率给定值符号不同，对于具有差分信号的双通道编码器，可以在变频器的编码器 接线端子上交换 A、AN的接线（也可以交换 B、BN的接线，或将 A、AN与B、BN分别交换），对于非 差分信号的双通道编码器，可以直接交换A、B的接线。关键词矢量控制、编码器、电机相序、异常S7-

3、300 与 G120 PN 通讯1系统要求? PC机：安装 STEP7和Starter软件? G120装置：选择支持 PROFINET的控制单元，CU240S PN 或CU240S PN F? S7-300机架：需要选择支持 PROFINET的CPU，本实验使用 CPU317-2DP/PN? PROFINET连接电缆网络连接如下图所示：SINAMICS G120 whhppc2 G120和S7-300之间的PN连接和设置2.1设置通讯接口?选择TCP/IP接口?分配IP地址Internet Protocol (TCP/IP) PropertiesGeneralYou can get IP et

4、ting$ assigned automatically if 901M network supports this capabilitv. Oiherme, vou need to a$k your netwrk adminisbaior foi the appcopriabe IP settings.O Obtain an IF address ulomaticallyOblain DNS seivei address autcmalically： Use the fNojing DNS server addresses:PreJened DNS server：.Alternate DNS

5、 server：IKAdvanced.2.2 设置 PG/PC口 SIMA I It Manner -1G1 ZD pn 匸ommLLKtnnz* . AcertuPteiiikon 6“共 IOQQrl+ftt+fSei PG/PC IriterfaceAocest Paih i i dp陀咸 LbrriwLQuaq for医啣脚 De伍金 Mianag MUbingudl TsxtsActts Rani1 of Ihc- ApplicsiicnStkrdto5TEP7)fteferenceCcrnfijrgCcarfigMte 片诞旳i 佃 CPS 7 Ikaiw irfomabori.I

6、hteifce ParamWeii 島丹iRment Used TCP/)P|Au1q| q I rfd|R) K2577LC Gig(At0nhg PaiamBters in lhe IEFG aocmt toyouv NIS CP* wih TCP/IP PMtacol IRFC-10D6I1ChatsShared DfldarBOopsCAOdtaIrtBiface?AddRem&veI$ 出d2.3分别对CPU和驱动装置 G120分配相应的网络地址p M&Ffasr? G120的IP地址须由控制器来分配，在变频器内部可以通过参数r61001来读取0引科A nt|G1 /O-pn :吋m

7、 D:中”1艸呂即*皿卽岬儿冋悅1?0 pn?点击 Edit Ethernet Node 编辑站点信息v tdt IMphtI1 :CwnkaedO*HGtnjdf nJ Erbetf ObwhMb| v确保硬件组态中的 Device name 与设备已分配的 Device name 一致，否则 CPU会报通讯故障PrgperllCT - cuOtpmfShe* dfrsgnafiicFiGiaOkOJiFElfWSi G12DCU340&PM F FMAMET10 iw DmE /SMOTCH niitoiL気 PMFh*D4C4 MnwiD4C4 MnwiDADASIHAJMIESSIHA

8、JMIESIPAbl.y Aui-ilP Kkitss ID cortfictaComiwrtIPAbl.Comiwrty Aui-ilP Kkitss ID cortficta2.4对变频器进行组态并把它连接到PROFINET网络中?在硬件组态时需要 GSDML文件，G120 GSDML 下载地址:26641490 2.5选择报文结构P0922中设定的一致。如果?根据实际需要，选择相应的报文结构。此处选择的报文结构应与变频器参数 不一致，会出现F00401故障。Properties - SIEMENS 斤怙曰皿啊 53Gened Menage Frame-：r efaJtSIEMENS rn

9、e:ag(j frane 354 wth AVtPZE 2/2Slanded ire:age frarw 1. PZD2/2Standard irwge frne 2DrfD7/6SIEMENS 怕廉冷 hw 350, FED 斗 1E14HCj imJUBTiJMiiE 啊鼻 LN 仃阳SIEMENS reEasc me354 wthiFW*F2D-272口EMLUy皿M川艸l切 辭广Fh&b rneEMQg harneInputsCdncriOtlpUis厂曲imdAddresi 25BLengrhWordPtwea kndQe3Addett Hi“phWard2.6 G120(CU240

10、S PN F) 相应的参数设置参数P700G1206P10006P0922353P2051 In00052P2051.ln00121P884020ms3周期性通讯数据结构周期性通讯的报文可以分为两个部分：?过程数据PZD :过程数据包括控制字（状态信息）和设定值（实际值）。必须要将控制字的第十位置“1选择由PLC来控制变频器，这些过程数据才能在变频器和PLC之间传递。?参数通道 Parameter Channel :这一数据区用来对参数的值进行读 /写操作，可以用来监控或者更改变频器的参数。?数据结构如下表所示：傀一一一-亠-亠一_ 1Pirgrrieter channelPtwffss dl

11、ata area (PZD)PKEINDPWEPZD01 STW1 ZSW1PZD02HSWHIWPZD03PZEXMPZD05PZD06PZD07PZDO&PZD09PZD101st2nd3rd4kh1st2nd3rd4rh5ih6ih曲bUi9th10thwordwordwoidwordwordwordwordwo(dwoidwordwordwordwordwtxd?参数标示符PKE :.r -八Parameter channelPKE INDPWEdst !2nd 1! word Lword3rd and 4th : word!|15 14 13 12|11 109 8 7 6 54 3

12、 2 1 0:AK:g：PNU：sVPNU : bitObitIO，表示参数号，有效范围0到1999。如果参数号 2000，则必须在参数通道的第二 个字IND （参数变址）的高字节位（非周期通讯）或低字节位（周期通讯）添加页号；VSPM : bit10，保留位，总设为 0;AK: bit1215，表示请求或应答的标识符。AK响应标示符：响应标识符描述0无应答1传送参数数值（word）传送参数数值2(double word)传送描述信息传送参数数值(array, word)传送参数数值(array, double word)传送数组元素的数目 任务不能执行（有错误的数值） 没有主站控制权或对参数

13、借口没有修改权AK请求标示符任务标识符描述响应标识符正负0无请求07/81读取参数值1/212修改参数值 (word)113修改参数值 (double word)214读取描述信息316读取参数值(array)4/517修改参数值 (array, word)418修改参数值 (array, double word)519读取数组元素的序号，即下标的序号6111修改参数值 (array, double word)并保存在 EEPROM5112修改参数值 (array, word)并保存在EEPROM4113修改参数值 (double word)并保存在EEPROM2114修改参数值 (word)

14、并保存在EEPROM17/8?参数索引号IND一Parameter channelIf r一PKEIND |PWE1st ; 2 nd : 3rdand4lh word ,： word Lword * |15 14 13 1211 1098|76543210:Subindex IND:Page index:V高字节(bit15bit8 )，用来表示参数的下标号；氐字节(bit7bit0 )，表示参数的页号。其中有效位是bit7bit4。与PKE中的PNU共同确定参数号。例如P2240.1，需要将IND写成0180。参数索引号IND，在非周期数据传输模式下，高字节和低字节表示的意义对换，例如P2

15、240.1需要写成8001。Parameter areaPNU extension (2nd word (IND)f lowbyte)BinaryHex0 199900000000002000,369910000000804000.509900010000106000 了9991001000090800099990010000020?参数值PWEV当使用PROFIBUS进行数据通讯时，参数值(PWE)是双字形式(32位)。并且在一个通讯报文中只能传 输一个参数的数值；V如果该参数为32位的数据类型，则会包括 PWE1（高字位，PKW的第三个字）和PWE2（低字位，PKW的第 四个字）；如果操作

16、的参数是16位的数据类型，则只会由 PWE2 （低字位，PKW的第四个字）来表示，此时需要在PROFIBUS DP Master 中将PWE1（高字位,PKW 的第三个字）置为0。? G120周期通讯报文结构：PROFIdrive规范规定了不同的报文类型。进行循环通讯的报文包含具有特定 意义和顺序的数据包。SINAMICS G120变频器具有下表中所列的报文类型：报丈奧矍ffftSii过烈諭構（pzd卜 控花 宾显僧PKWPZD01 STW1ZSW1PZD02 HSWHIWPZD03PZDG4PZD05PZD06PZD 07PZD 06 1JC5TW1N30LL A谨曜押制一 2字ZSW1NI

17、ST A亶 t.蘇：，.；.ii 数* i.M9报上201STVV1NSOLL A1 b VIK NAMUR2 M 57ZSW1NIST AGLATTIAISTMISTP1STIfiX 350JtSIW1NSOLL AM_LIMSFW2rfcO W.4?ZSW1NIST A GLATT-A 1ZSW2352JLSTW1h*9OLL_APCS? il世吐挖吐PCS7ZSW1NIST A GLATT1AJSTMISTF KU_TCODEWARN CODE353石 | STWmSOLL/rtl) - M PKW4/4 +lPZD 2/2ZSW1NISI AGUMTmz 154U I. !,i. PK

18、W4/4 和PZD &6wSTW1SOLL APCSZiirftf；SW1NIST AGLATT-IAISTMUSTFAULTWARNcode code-IH .0to 柠 1 (0FF3J覃3粹勺10FF3)件ilffTr UAlM紀Hi丄吨+减it侔牛31烘止闭年忡制徘窒闻暮昧冲打制0? it fl栄止闭耳打制和业截珠建冲拧胡.41tl城毘黔愎能0ttfthHRFG的遂廈制功h变皴袪世脑就込存世占.51n城戎*茎站门斡irt垃下壽酒江0妹協mt盘唯IS捕;橫斛抑肚如拣ST十养曲RFG惱出的秋定佝81将雄用FG 和的件蛊沾0ti 4： m ft n梅乘RFG输扎的苗讨？I为0.11般滓3认A

19、WfJ 上卉梢址打出认* fl-091JOG I ONJOG1 0N屯城胖A REi fft il.Pl .|J| Hi ；L j?i彳转判t lEAh0JOG 1 OFFJOG 1 OFF賢魅as 口垦乂町it的連嚏博节.191JOG 2 ONOGG ON1K町繼的说ft迖判I的礙机 傑儒SAh0JOG 2 OFFJOG 2 OFFIKttlcUI大河理的谊陀棒3101由PLf科乱APLCflM由拽口押制、过理fl攜的炬.0牡逾口 PLChMWit FL伫F别1Sign-Ot Lifeit* tt秦七逾”1111为诧崔tft申止时.0Fiihriid： 取駐JR反斗童定购比jtrh电轉、12

20、-衣ttfl131电动电僮iF Hii未便用14t也功电程计 併輕151侖*牲掘綁R0鼻动亀嶺切.12 1常用控制字：047E运行准备047F正转启动注意：如果只发主给定频率，则控制字1的第10位也必须置为1?状态字1ft011is匕电*电时乩：Miid迎唸aWi jII备純缰伏恳11程i希戟端:! F ，（Oh 诂中4）. .il fiH.iV-,更:品* 临借牛韭出启3|抒靠，字Ti tto.0一21V 占 “ 11 J 川 ii PT ； rb J- 30rrttPLl*31良*却堆毁粒啟忙血焯也玉# L；+1咋.，请常dftq升电祁战障 *认2际MH wII，别事崔收卷0M41muff

21、 i 5暦0eiMiff牟巳岳(OFF 2)? f ；510嘗为倬专己活(OFF J)61時尊t豎曲Ti功忙l甘井11逆巾-曲舊牛和鴛話停牛冷H的怕况L揍咗国y X2杠才能ft0|71先此n攏毎忖：由幢测护审引起齟疔也2丘胃逮打曲禅編认* *0w&1速敢-fcHA内IM#*持打存崖：0请ftiil讨f林的純團令1t上忡 fT如 4A t：峙嘛.RMitf M-a卜站机i他1卜姑秤甘犢赢.1i iA kii +0*刮:建址X4* f1110h驚：电帆达解电it喝协的IM疋113i屯机粗常韋俑剛輩挣駅检幣的応号0131电机農明吐坯i：戟帆易.Q141正斡0151-0静铀电迪点审也反“4程序举例4.

22、1过程数据PZD-MOVE 指令如果只需要简单地控制变频器的启停和速度，就可以使用MOVE指令。本例中控制字1给047F，变频器运行；速度给定是12.5Hz。?程序?变量表4.2 SFC14/15如果需要通过参数通道读取或修改变频器的参数，可以使用SFC14/15。本例中通过SFC14/15来读取和修改变频器的参数。?程序Network 2 : SFC14/15Red and 甲rite P2240M2?修改参数P2240.0，变量给定如下:?读取参数P2240.1 ,变量给定如下:Addr ：!)Di Kpl7 formtSittui vtluModifr ol9Z/PKI SFC1V161

23、 0I2.0BOOLI truet rue11MW20HEXWI6100001.2MW22HEWS15S00001S“啊应歩魏标示14DB1.DBW20HEXWSISC20F015D61.D6V22HEXWS1601801DB1 DW24HEX1H16141 IF)7DBLDBW26HEXWSitSFFFC16D0LDBD24FLOATI!?_FOINT9- 9996 jF掺数值13DB1.DBW2SHEXW#16BEB3120DBLDBW30HEX1000021谓求參数表示7FDSLDBV4口HEXHaiSttlOFDCSffieaiOFJ：DBLDW42HEKW01600180CjfflTesdTsu：DB1.DBW44HEXW16I41F025DB1.DBW46HEXWS1600000DB1.DBD44FLOATING-POINT30.030.011DB1.DW43HEXW81(M7EW160O47E77DB1.DBW50HEXWS152000Vtl6*2000?从Starter软件中读取 P2240参数:1：读取参数OFOi参数号01：参数下标80：页号Espe