系统配置
1.1软硬件配置
(1)配备支持USS通信功能控制单元G120变频器,异步电机。本例中,使用的控制单元是CU240E-2,固件版本V4.5。
(2)S7-200 PLC,与PC的连接电缆。本例中,使用的是CPU224 XP CN,连接电缆使用CP5512。
图1-1
2.2 S7-200与控制单元间的接线
图1-2
CU240E-2的控制端子排如图1-2,从控制单元底部看,共有5个接线端子,其中2号端子为RS485P,3号端子为RS485N,用于通信数据的发送和接收。
图1-3
S7-200作为USS通信主站,其通信端口和变频器从站的接线如图1-3。在通信网络的首、末端需要使用终端电阻。
对于S7-200,需要在通信端口端子3和8之间,连接一阻值为120欧姆的电阻。
对于变频器,把通信网络末端的CU240E-2终端电阻拨码开关拨到ON位置即可(位置在图1-1中,标号⑨);中间位置的CU240E-2,终端电阻拨码开关必须拨到OFF位置。
本例中,S7-200(CPU224 XP CN)使用通信端口Port 0和变频器进行通信。
2 变频器设置
2.1 地址设置
变频器的USS通信地址可以通过控制单元上的总线地址拨码开关(位置在图1-1中,标号⑤)进行设置。当地址拨码开关的位置都为OFF时,也可用过参数P2021进行设置。
2.2 参数设置
除了设置地址之外,还需要对变频器一些基本的通信参数进行设置,才可以进行USS通信,如表2-1所示:
3 PLC编程
3.1使用USS协议的初始化模块初始化S7-200的PORT0端口
图3-1
功能块说明:
注: 此处以及下文的“功能块说明”仅介绍了功能块内的主要管脚
功能,未说明的管脚功能,请参考Step7 Micro-Win V4.0软件的
帮助文件。
输入:
EN:使能。每次改变通讯状态都应该执行一次初始化指令,EN信号应该通过脉冲激活。本例中,Port 0端口一直作为USS通信端口使用,因此使用SM0.1初始化一次即可。
Mode:1——为端口0指定USS协议,并启用该协议。
Baud:波特率,应与变频器定义的波特率一致。本例中,使用9600。
Active:激活驱动器地址,参考图3-2。本例中,使用2#1000,即激活驱动器地址3。
图3-2 激活驱动器地址3和5
3.2 使用USS_CTRL功能块控制变频器的运行
3.2.1 USS_CTRL功能块编程
图3-3
EN:通常情况总是激活。
RUN:启动变频器。0-停止;1-启动。
OFF2:自由停车。0-正常;1-自由停车。
OFF3:快速停止。0-正常;1-快速停止。
F _ACK:故障复位。通过上升沿对变频器进行故障复位。
DIR:运行方向。0-正转;1-反转
Drive:变频器USS地址,0-31。本例使用3。
Speed~:速度设定值,通过百分比进行设定,范围 -200.0~~200.0%。
端子布局
推荐的电缆截面积及螺钉紧固扭矩
外形尺寸
额定输出功率
电源及PE端子
电机/直流/制动电阻/输出接地端子
电缆截面积
螺钉紧固扭矩(公差:± 10%)
电缆截面积
400 V
A
0.37至0.75 kW
1.0 mm2
1.0 Nm
1.0 Nm
1.1至2.2 kW
1.5 mm2
B
3.0至4.0 kW
2.5 mm2
1.5 Nm
C
5.5 kW
4.0 mm2
2.4 Nm
D
7.5 kW
6.0 mm2
11至15 kW
10 mm2
230 V
A
0.12至0.25 kW
1.0 Nm
1.0 mm2
0.37至0.55 kW
0.75 kW
1.1至1.5 kW
6.0 mm2 *
2.2至3.0 kW
2.4 Nm
* 带有UL认可的U型压线端子
注意
电源端子损坏
在变频器外形尺寸A和B的电气安装过程中,连接电源端子时仅允许使用绞合线或带有UL认可的U型压线端子的线缆。
大电机电缆长度
变频器类型
大电缆长度
不带输出电抗器
带输出电抗器
非屏蔽电缆
屏蔽电缆
非屏蔽电缆
400 V
50 m
25 m (10 m*)
150 m
230 V
200 m
* 仅适用带滤波器的变频器外形尺寸A。
星形-三角形电机接线
如果400 V变频器上接的230 / 400 V电机或者230 V变频器上接的120 / 230 V电机的运行频率为87 Hz而非50 Hz,应选择三角形接线。
用户端子
编号
端子标记
描述
1
10V
以0V为参考的10 V输出(公差为± 5 %),大11 mA,有短路保护
模拟量输入
2
3
AI1
AI2
模式:
AI1: 单端双极性电流和电压模式
AI2: 单端单极性电流和电压模式
控制电路隔离:
无
电压范围:
AI1: -10至10 V;AI2:0至10 V
电流范围:
0至20 mA(4至20 mA - 软件可选)
电压模式精度:
全范围± 5 %
电流模式精度:
输入阻抗:
电压模式: > 30 K
电流模式: 235 R
精度:
10位
断线检测:
是
阈值0 ⇒ 1(用作数字量输入):
4.0 V
阈值1 ⇒ 0(用作数字量输入):
1.6 V
响应时间(数字量输入模式):
4 ms ± 4 ms
模拟量输出
4
AO1
单端双极性电流模式
精度(0至20 mA):
± 1 mA
输出能力:
20 mA输出500 R
5
0V
RS485通讯及模拟量输入/输出参考电位
6
P+
RS485 P +
7
N -
RS485 N -
数字量输入
8
9
10
11
12
DI1
DI2
DI3
DI4
DI C
PNP(低电平参考端子)
NPN(高电平参考端子)
采用NPN模式时特性数值颠倒。
直流500 V(功能性低电压)
大电压:
每50秒± 35 V持续500 ms
工作电压:
- 3 V至30 V
阈值0 ⇒ 1(大值):
11 V
阈值1 ⇒ 0(小值):
5 V
输入电流(保障性关闭值):
0.6至2 mA
输入电流(大导通值):
15 mA
兼容2线制接近开关:
否
响应时间:
脉冲列输入:
13
24V
以0 V为参考的24 V输出(公差为- 15 %至+ 20 %),大50 mA,无隔离
14
数字量输入参考电位
数字量输出(晶体管)
15
16
DO1 +
DO1 -
模式:
常开型无电压端子,有极性
控制电路隔离:
直流500 V(功能性低电压)
端子间大电压:
± 35 V
大负载电流:
100 mA
响应时间:
4 ms ± 4 ms
数字量输出(继电器)
17
18
19
DO2 NC
DO2 NO
DO2 C
转换型无电压端子,无极性
4 kV(主电源230 V)
240 V AC / 30 V DC + 10 %
0.5 A @ 交流250 V,电阻负载
0.5 A @ 直流30 V,电阻负载
打开: 7 ms ± 7 ms
关闭: 10 ms ± 9 ms
警告
电击危险
端子号为1至16的输入及输出端子为安全特低电压(SELV)端子,必须连接低压电源。
允许的I/O端子电缆截面积
电缆类型
允许的电缆截面积
实心线或绞合线
0.5至1.5 mm2
不带绝缘套的线箍
0.5至1.0 mm2
带绝缘套的线箍
0.5 mm2
扩展端口
扩展端口用于将变频器连接至外接选件模块——BOP接口模块或参数下载器,从而实现如下功能:
通过外接BOP操作变频器
变频器与标准MMC / SD卡之间的参数克隆
当主电源不可用时通过参数下载器给变频器上电