7【全员培训】第七讲车间在用的调速装置(二)之S120

第七讲车间在用的调速装置（二）之S120
培训课程：车间在用的调速装置（二）之S120培训时间：2014年9月28日课程目标：了解西门子S120变频调速器的结构，掌握其常见故障培训讲师：顾慎张韩国清
培训内容：
一、S120系统交流变频调速器
SINAMICS 是西门子公司新一代的驱动产品，它将逐步取代现有的MASTERDRIVES（包括
6RA70）及SIMODRIVE(包括6SE70)系列的驱动系统。

SINAMICS 系列中的SINAMICS S120 是集U/f 控制、矢量控制、伺服控制为一体的多轴驱动控制系统，具有模块化的设计。

各模块间（包括控制单元模块、整流/回馈模块、电机模块、传感器模块和电机编码器等）通过高速驱动通讯接口DRIVE-CLiQ 相互连接。

它不仅能控制普通的三相异步电动机，还能控制同步电机、扭矩电机及直线电机。

1. S120系统硬件组态结构
1)控制单元CU（Control Unit）：
CU320、CU320-2DP。

它是驱动系统的大脑，负责控制和协调整个驱动系统中的所有模块，完成各轴的电流环、速度环甚至位置环的控制。

一个CU320 最多可以带4 个矢量轴或6 个伺服轴，但是不能混合使用，但是它们可以和U/f 控制混合使用。

图1为S120的控制单元CU解析。

图1 S120 控制单元解析
控制单元CU320 提供以下接口（包括但不仅限于）：
(1).4个Drive CLIQ 插槽，可实现与其它Drive CLIQ 设备的通信，例如电机模块、调节型
电源模块（Active linemodule）、传感器模块、终端模块等；
(2).8 点可参数化数字量输入（浮动式）;
(3).8 点可参数化双向数字量输入/输出（非浮动式），其中6 点快速数字量输入；
(4).1 个Profibus 接口；
(5).1 个RS232/485接口：可连接电脑，连接线不要超过5米。

一般不用，一般用以太网口
连接电脑。

(6).1 个电子装置电源接口，通过24 V DC 电源连接器连接;
(7).CF 卡(Compact Flash Card Slot)：ROM 卡，用于存储固件和参数设置。

S120 启动时，
自动将组态信息和参数读入系统。

(8).测量插口——可判断CU好坏。

2)电源模块LINE MODULE (整流)
电源模块就是我们常说的整流或整流/回馈单元，它是将三相交流电整流成直流电，供给各电机模块，有回馈功能的模块还能够将直流电回馈给电网。

根据是否有回馈功能及回馈的方式，将电源模块分成下列三种，表1为S120电源模块分类对比：
(1).基本型电源模块(BLM: Basic Line Modules)：整流单元，但无回馈功能。

靠接制动单元
和制动电阻才能实现快速制动。

(2).智能型电源模块(SLM:Smart Line Modules，又称非调节型电源模块)：整流/回馈单元，
但直流母线电压不可调。

SLM 的供电电压为380－480V，功率范围为5-36Kw。

在实际应用中，在电网和BLM之间必须安装与其功率相对应的电抗器。

(3).主动型电源模块(ALM: Active Line Modules，又称调节型电源模块)：整流/回馈单元，
且直流母线电压可调。

主动接口模块AIM(Active Interface Modules)，AIM 安装在电网和ALM 之间，它集成了滤波器、预充电回路及电源电压监控电路。

表1 S120电源模块的分类
3)电机模块MOTOR MOUDULE (逆变)
电机模块就是我们常说的逆变单元(逆变器)，它是将540V 或600V 的直流电逆变成三相交流电。

目前的电机模块有两种类型：书本型和装机装柜型。

书本型又分为单轴电机模块和双轴电机模块。

电机模块和主控单元之间通过DRIVE-CLIQ 接口，进行快速数据交换。

4)系统附件
(1).基本操作面板BOP20；
(2).CBC10 通信模板：CAN 协议通信；
(3).TB30: 扩展CU320 的DI、DO、AI 和AO，插在CU320 的选件插槽内；
(4).TM31: 输入输出端子扩展，卡在DIN 导轨上；
(5).编码器模板：（注：电机与编码器模板通过扁平电缆连接，编码器模板与Motor module
通过Drive CLIQ连接）。

2. S120家族
1)属于SINAMICS；
2)低压系列——440V,690V——G110,G120,G150——用于水泵，皮带，风机类，成组类的
S120——用于要求高，要精确调速的；
3)中压系列——3300V——GM150(通用),SM150（高性能）。

3. S120的三种控制
1)U/f控制；
2)VECTOR CONTROL——矢量控制——为高速度控制设计；
3)SERVE CONTROL ——高精度运动控制，精度可达0.001MM。

4. 双闭环控制
POSITION——》SPEED——》CURRENT——》M。

内环电流环，外环速度环。

5. S120模块之间的连接形式
图2 S120 模块间的连接形式
图3 S120 驱动系统简图
6. S120应用前景
S120的前身是6SE70工程型变频，6SE70可以四象限工作，可完美的实现变频速度、力矩控制。

冶金行业应用广泛，但出产于15年前，cpu运算能力有限。

而S120系列变频，更加着重模块化设计，功能十分强大，开放了很多用户接口。

可使用DCC 进行编程，操作面板功能也更加强大。

控制板采用CU320，各组件之间用DRIVE-CLIQ接口进行通讯。

6SE70近期停产，将被S120取代。

二、S120常见故障
S120的常见故障如表2所示。

表2 S120常见故障表
故障号故障
F07801 电机过流
F07902 电机停转
F07903 电机转速偏差
F30001 功率部件过流
F30021 接地
受训人员签名：
甲班人员：
乙班人员：
丙班人员：
丁班人员：
一线常白班：
二线常白班：
三线常白班：
四线常白班：
五线常白班：
培训负责人：主管领导：。