西门子6SE7021-8EB61-Z
6SE7021-8EB61***备件*** SIMOVERT 主驱动 矢量控制 变频器设备 紧凑型设备，IP20 3AC 380-480V,50/60Hz，17.5A 型号功率：7.5kW 文档在 CD-ROM 上
问题
当MM4系列变频器出现F0001故障时该如何解决?
F0001
变频器过电流，变频器输出电流超过允许电流，常见故障可分为以下三类，电机故障、负载问题以及变频器故障。
常见原因
电机问题
l 电机绕组相间或对地短路
l 电机电缆有接地故障
l 电机电缆长度超过了允许的电缆长度
l 电机电缆接线存在接触不良的情况
负载问题
l 负载电机遇到冲击，或机械结构出现“卡住”现象，引起电机电流突然增加
l 变频器输出频率超过电机额定频率，电机处于弱磁状态，负载波动引起过电流
l 变频器斜坡上升下降时间与负载特性不匹配，如加、减速时间太短
l 电动机功率与变频器的功率不相匹配，小变频器拖动大电机(小马拉大车的情况)
l 变频器运行过程当中，使用接触器投入或切除电机
l PID控制，反馈信号受到干扰波动较大，PI参数不合适
l 启动正在旋转的电机
l 矢量控制时电机参数或速度环参数不准确
l 势能负载（例如起重机）启动时过电流，电机抱闸控制不合理，或启动力矩不够
变频器问题
l 变频器I/O板接触不良
l 变频器内部器件短路
l 变频器电流检测元件故障
常见处理办法
处理MM4系列变频器F0001故障，应首先明确变频器在何种工况下发生F0001故障，再按照故障的可能性逐条原因排查。常见工况：
1. 上电不运行就发生F0001故障，并且不能复位故障
2. 上电没有F0001故障，一启动马上报F0001故障，可以复位但启动马上又出现F0001
3. 正常运行过程中偶尔报F0001故障
对于第1种情况，由变频器问题引起的可能性较大，可尝试拆除控制接线、电机接线，只保留变频器供电电源和地线，尝试能否复位故障，如果不能复位，变频器可能损坏，请联系维修部门。如果故障能复位，检查变频器外部接线是否存在问题。
对于第2种情况，由电机问题引起的可能性较大，可尝试拆除控制接线、电机接线，只保留变频器供电电源和地线，尝试使用BOP面板空载启动变频器（变频器控制方式需要设置为V/F方式），如果变频器不出现F0001故障，请着重检查电机和电机电缆绝缘情况、电机电缆是否超长、以及电机电缆是否存在接触不良的情况，或更换电机进行测试。如果变频器仍然出现F0001故障，变频器可能损坏，请联系维修部门。
对于第3种情况，由负载问题引起的可能性较大，请按照“常见故障原因”中负载问题逐条分析。
注意：该故障无法屏蔽。
集
序号 | 故障现象描述 | 可能的故障原因及处理措施 |
1 | 变频器上电未启动就报F0001故障，并且无法复位，拆除控制接线、电机接线，只保留变频器供电电源和地线，仍然不能复位故障 | 原因：变频器损坏
措施：请联系维修部门 |
2 | 变频器上电正常，一起动电机不转马上报F0001故障，故障可以复位，复位后再启动仍然出现F0001，拆除电机电缆空载起动变频器，不再出现F0001 | 原因：可能由于电机或电机电缆绝缘不良导致
措施：检查电机绝缘
|
3 | MM430带风机负载，启动前风机叶片无规则旋转，启动马上报F0001故障 | 原因：启动正在旋转的电机
措施：激活直流制动，或者采用机械方式，锁定电机轴 |
4 | MM430带风机负载，启动前风机被风吹着一直在旋转，启动马上报F0001故障 | 原因：启动正在旋转的电机
措施：激活捕捉再启动 |
5 | 风机负载，电网闪动时， 变频器激活了自动再启动功能，自动复位欠压故障后再启动，偶尔出现F0001故障 | 原因：风机为大惯量负载，变频器F0001故障后停机，但风机由于惯性仍然在旋转，再启动时变频器启动正在旋转的电机导致过流
措施：激活捕捉再启动功能 |
6 | 起重机主钩，平地起动报F0001故障 | 原因：电机速度环比例积分参数可能不合适
措施：优化电机参数 |
7 | 起重机主钩，悬停起动报F0001故障 | 原因：电机抱闸控制不合理，或启动力矩不够
措施：优化抱闸控制逻辑，提高低频扭矩 |
8 | 起重机大车行走机构，启动F0001 | 原因：通常大车行走机构为一带多形式，单台电机有问题， 容易导致变频器过流
措施：检查外围机械， 检查电机匝间绝缘 |
9 | 430变频器用于恒压供水，水泵切换时出现F0001故障 | 原因：变频器运行过程当中，使用接触器投入或切除电机
措施：必须封锁变频器脉冲输出才能进行接触器的投切 |
10 | 440驱动挤出机，运行过程出现F0001 | 原因：是否投料太多，出现卡住现象
措施：考虑特殊机械的选型余量 |
11 | 430驱动风机、水泵超50Hz运行F0001 | 原因：变频器超频运行 ，风机泵类负载导致电机轴功率按照3次方关系加大
措施：限制频率上限，避免变频器超速运行 |
12 | 440驱动 离心机，离心机全速运行后，增加物料，变频器F0001 | 原因：突然增加负载，导致变频器过流
措施：需要缓慢增加负载 |
13 | 430恒压供水系统，偶尔F0001 | 原因：模拟量反馈信号受干扰波动较大或PI参数设置不合适
措施：排出干扰增加模拟量滤波时间，调整PI参数 |
14 | 440变频器输出电缆超长，偶尔F0001 | 原因：长电缆导致分布电容加大，导致变频器峰值电流加大
措施：加装输出电抗器、缩短电缆长度 |
15 | 440驱动带抱闸的电机，抱闸由PLC控制，停车时F0001 | 原因：电机减速过程突加负载引起过流
措施：使用变频器抱闸控制逻辑或停机后延时关闭抱闸 |
16 | MM440驱动移动小车，偶尔F0001 | 原因：小车震动导致电机电缆接触不良引起过电流
措施：禁锢接线端子 |
1 G120 PROFIBUS通信功能概述西门子6SE7021-8EB61-ZSINAMICS G120第二代控制单元CU240B-2 DP、CU240E-2 DP、CU240E-2 DP F支持基于PROFIBUS的周期过程数据交换和变频器参数访问。
> 周期过程数据交换--通过该通信PROFIBUS主站可将控制字和主设定值等过程数据周期性的发送至变频器，并从变频器周期性的读取状态字和实际转速等过程数据。G120多可以接收和发送8个过程数据。该通信使用周期性通信的PZD通道（过程数据区），变频器不同的报文类型定义了不同数量的过程数据（PZD）。
> 变频器参数访问--提供PROFIBUS主站访问变频器参数的接口，有两种方式能够访问变频器参数：
周期性通信的PKW通道（参数数据区）：通过PKW通道主站可以读写变频器参数，每次只能读或写一个参数，PKW通道的长度固定为4个字。
非周期性通信：主站采用PROFIBUS-DPV1通信访问变频器数据记录区，每次可以读或写多个参数。
本文通过示例介绍S7-1200与CU240E-2 DP F的PROFIBUS PZD通信，以组态标准报文1为例介绍通过S7-1200如何控制变频器的起停、调速以及读取变频器状态和电机实际转速。
2 S7-1200与CU240X-2 DP的PROFIBUS PZD通信实例
2.1 硬件列表
表2-1硬件列表
设备 | 订货号 | 版本 |
| S7-1200 CPU1214 C DC/DC/DC | 6ES7 214-1AE30-0XB0 | V2.2 |
| PROFIBUS主站模块CM1243-5 | 6GK7 243-5DX30-0XE0 | V1.0 |
| CU240E-2 DP F | 6SL3244-0BB13-1PA1 | V4.4 |
2.2 变频器设置
? 设置地址：两种方式设置PROFIBUS地址：
1) 通过DIP开关设置PROFIBUS地址，本示例设置地址为10，如右图所示；
2) 当所有DIP开关都被设置为on或off状态，通过P918设置PROFIBUS地址；
注意：DIP开关设置PROFIBUS地址优先。
图2-1 DIP开关设置地址
? 通信参数基本设置：设置变频器接口宏P0015=7；设置通信报文为标准报文P0922=1（有关报文类型信息请参考“3 PROFIBUS报文结构及控制字和状态字”章节）
2.3 S7-1200硬件组态
? 创建S7-1200项目：打开TIA PORTAL软件；1）选择创建新项目；2）输入项目名称；3）点击“创建”按钮；4）打开项目视图。
图2-2创建S7-1200项目
? 添加S7-1200 CPU1214C：打开项目试图后；1）点击“添加新设备”选项，弹出添加新设备对话框；2）设备树中选择相应的CPU本示例选择CPU1214C DC/DC/DC；3）选择CPU版本号；4）点击“确定”按钮。
图2-3添加S7-1200 CPU1214C
? 添加PROFIBUS主站模块CM1243-5：1）将硬件目录中“通信模块 -> CM1243-5 -> 6GK7 243-5DX30-0XE0 ”模块拖拽到CPU左侧个槽位中；2）单击CM1243-5 PROFIBUS接口图标；3）设备属性对话框下点击“PROFIBUS地址”项；4）点击“添加新子网”按钮，创建PROFIBUS_1网络；5）使用默认PROFIBUS地址2。
图2-4添加PROFIBUS主站模块CM1243-5
? 添加CU240E-2 DP F从站：1）点击网络视图按钮进入网络视图页面；2）将硬件目录中“其它现场设备 -> PROFIBUS DP -> 驱动器 -> Siemens AG -> SINAMICS -> SINAMICS G120 CU240x-2 DP（F）V4.4 -> 6SL3 244-0BBxx-1PA1 ”模块拖拽到网络视图空白处；3）点击以插入站点蓝色“未分配”提示，选择主站“PLC_1.CM1243-5 PROFIBUS接口（X1）”，完成与主站网络连接。
图2-5添加CU240E-2 DP F从站
? 分配CU240E-2 DP F从站地址：1）鼠标单击添加的CU240E-2 DP F从站；2）设备属性对话框下点击“PROFIBUS地址”项；3）选择“PROFIBUS_1”网络；4）设置PROFIBUS地址为10。
西门子6SE7021-8EB61-Z
图2-6分配CU240E-2 DP F从站地址
? 组态与CU240E-2 DP F通信报文：鼠标双击添加的CU240E-2 DP F从站，打开设备视图； 1）将硬件目录中“Standard telegram1，PZD-2/2 ”模块拖拽到“设备概览”视图的第1个插槽中，系统自动分配了输入输出地址，本示例中分配的输入地址IW68、IW70，输出地址QW64、QW66；2）编译项目。
图2-7组态与CU240E-2 DP F通信报文
? 硬件配置：1）鼠标单击“PLC_1”选项；2）点击“到设备”按钮；3）选择PG/PC接口类型，PG/PC接口，子网的链接；4）点击“”按钮。
图2-8硬件配置
2.4 通过标准报文1控制电机起停及速度
S7-1200通过PROFIBUS PZD通信方式将控制字1（STW1）和主设定值（NSOLL_A）周期性的发送至变频器，变频器将状态字1（ZSW1）和实际转速（NIST_A_GLATT）发送到S7-1200.
控制字：常用控制字如下，有关控制字1（STW1）详细定义请参考“3 PROFIBUS报文结构及控制字和状态字”章节。
? 047E(16进制) - OFF1停车
? 047F(16进制) - 正转启动
? 0C7F(16进制) - 反转启动
? 04FE(16进制) - 故障复位
主设定值：速度设定值要经过标准化，变频器接收十进制有符号整数16384（4000H十六进制）对应于100%的速度，接收的速度为32767（200%）。参数P2000中设置100%对应的参考转速。
反馈状态字详细定义请参考“3 PROFIBUS报文结构及控制字和状态字”章节。
反馈实际转速同样需要经过标准化，方法同主设定值。
示例：通过TIA PORTAL软件“监控表”模拟控制变频器起停、调速和监控变频器运行状态。
表2-2 PLC I/O地址与变频器过程值
| 数据方向 | PLC I/O地址 | 变频器过程数据 | 数据类型 |
| PLC -> 变频器 | QW64 | PZD1 - 控制字1（STW1） | 16进制(16Bit) |
| QW66 | PZD2 - 主设定值（NSOLL_A） | 有符号整数(16Bit) | |
| 变频器 -> PLC | IW68 | PZD1 - 状态字1（ZSW1） | 16进制(16Bit) |
| IW70 | PZD2 - 实际转速（NIST_A_GLATT） | 有符号整数(16Bit) |
启动变频器
首次启动变频器需将控制字1（STW1）16#047E写入QW64使变频器运行准备就绪，然后将16#047F写入QW64启动变频器。停止变频器
将16#047E写入QW64停止变频器；调整电机转速
将主设定值（NSOLL_A）十进制16384写入QW66，设定电机转速为1500rpm。读取IW68和IW70分别可以监视变频器状态和电机实际转速。
图2-8监控表
3 PROFIBUS报文结构及控制字和状态字
3.1 报文结构
表3-1报文结构
| 报文类型 P922 | 过程数据 | |||||||
| PZD1 | PZD2 | PZD3 | PZD4 | PZD5 | PZD6 | PZD7 | PZD8 | |
| 报文1 PZD2/2 | STW1 | NSOLL_A | ||||||
| ZSW1 | NIST_A_ GLATT | |||||||
| 报文20 PZD2/6 | STW1 | NSOLL_A | ||||||
| ZSW1 | NIST_A_ GLATT | IAIST_ GLATT | MIST_ GLATT | PIST_ GLATT | MELD_ NAMUR | |||
| 报文350 PZD4/4 | STW1 | NSOLL_A | M_LIM | STW3 | ||||
| ZSW1 | NIST_A_ GLATT | IAIST_ GLATT | ZSW3 | |||||
| 报文352 PZD6/6 | STW1 | NSOLL_A | 预留过程数据 | |||||
| ZSW1 | NIST_A_ GLATT | IAIST_ GLATT | MIST_ GLATT | WARN_ CODE | FAULT_ CODE | |||
| 报文353 PZD6/6 | STW1 | NSOLL_A | ||||||
| ZSW1 | NIST_A_ GLATT | |||||||
| 报文354 PZD6/6 | STW1 | NSOLL_A | 预留过程数据 | |||||
| ZSW1 | NIST_A_ GLATT | IAIST_ GLATT | MIST_ GLATT | WARN_ CODE | FAULT_ CODE | |||
| 报文999 PZDn/m | STW1 | 接收数据报文长度可定义(n = 1 … 8) | ||||||
| ZSW1 | 发送数据报文长度可定义(m = 1 … 8) |
表3-2 过程值缩写含义
| 过程值缩写 | 含义 | 过程值缩写 | 含义 |
| STW1/3 | 控制字1/3 | PIST_GLATT | 当前有功功率 |
| ZSW1/3 | 状态字1/3 | MELD_NAMUR | 故障字，依据;VIK-NAMUR定义 |
| NSOLL_A | 转速设定值 | M_LIM | 转矩极限值 |
| NIAST_A_GLATT | 经过滤波的转速实际值 | FAULT_CODE | 故障编号 |
| IAIST_GLATT | 经过滤波的电流实际值 | WARN_CODE | 报警编号 |
| MIST_GLATT | 当前转矩 |
3.2 控制字
表3-3控制字
| 控制字位 | 数值 | 含义 | 参数设置 | |
| 报文20 | 其它报文 | |||
| 0 | 0 | OFF1停车（P1121斜坡） | P840=r2090.0 | |
| 1 | 启动 | |||
| 1 | 0 | OFF2停车（自由停车） | P844=r2090.1 | |
| 2 | 0 | OFF3停车（P1135斜坡） | P848=r2090.2 | |
| 3 | 0 | 脉冲禁止 | P852=r2090.3 | |
| 1 | 脉冲使能 | |||
| 4 | 0 | 斜坡函数发生器禁止 | P1140=r2090.4 | |
| 1 | 斜坡函数发生器使能 | |||
| 5 | 0 | 斜坡函数发生器冻结 | P1141=r2090.5 | |
| 1 | 斜坡函数发生器开始 | |||
| 6 | 0 | 设定值禁止 | P1142=r2090.6 | |
| 1 | 设定值使能 | |||
| 7 | 1 | 上升沿故障复位 | P2103=r2090.7 | |
| 8 | 未用 | |||
| 9 | 未用 | |||
| 10 | 0 | 不由PLC控制（过程值被冻结） | P854=r2090.10 | |
| 1 | 由PLC控制（过程值有效） | |||
| 11 | 1 | --- | 设定值反向 | P1113=r2090.11 |
| 12 | 未用 | |||
| 13 | 1 | --- | MOP升速 | P1035=r2090.13 |
| 14 | 1 | --- | MOP降速 | P1036=r2090.14 |
| 15 | 1 | CDS位0 | 未使用 | P810=r2090.15 |
3.3 状态字
表3-4状态字
| 状态字位 | 数值 | 含义 | 参数设置 | |
| 报文20 | 其它报文 | |||
| 0 | 1 | 接通就绪 | P2080[0]=r899.0 | |
| 1 | 1 | 运行就绪 | P2080[1]=r899.1 | |
| 2 | 1 | 运行使能 | P2080[2]=r899.2 | |
| 3 | 1 | 变频器故障 | P2080[3]=r2139.3 | |
| 4 | 0 | OFF2激活 | P2080[4]=r899.4 | |
| 5 | 0 | OFF3激活 | P2080[5]=r899.5 | |
| 6 | 1 | 禁止合闸 | P2080[6]=r899.6 | |
| 7 | 1 | 变频器报警 | P2080[7]=r2139.7 | |
| 8 | 0 | 设定值/实际值在偏差过大 | P2080[8]=r2197.7 | |
| 9 | 1 | PZD(过程数据)控制 | P2080[9]=r899.9 | |
| 10 | 1 | 达到比较转速 | (P2141) P2080[10]=r2199.1 | |
| 11 | 0 | 达到转矩极限 | P2080[11]= r1407.7 | |
| 12 | 1 | --- | 抱闸打开 | P2080[12]=r899.12 |
| 13 | 0 | 电机过载 | P2080[13]=r2135.14 | |
| 14 | 1 | 电机正转 | P2080[14]=r2197.3 | |
| 15 | 0 | 显示CDS位0状态 | 变频器过载 | P2080[15]=r836.0/ P2080[15]=r2135.15 |
4 文档说明
S7-1200与G120 CU240X-2 DP之间的PROFIBUS通信入门指南包含3个部分：
>《S7-1200与G120 CU240X-2 DP的PROFIBUS 通信 第1部分 控制变频器起停及调速》：介绍S7-1200通过周期性通信PZD通
道（过程数据区）控制和检测变频器状态。
> 《S7-1200与G120 CU240X-2 DP的PROFIBUS 通信 第2部分 周期通信读写变频器参数》：介绍S7-1200通过周期性通信
PKW通道（参数数据区）读写变频器参数。
> 《S7-1200与G120 CU240X-2 DP的PROFIBUS通信 第3部分 非周期通信读写变频器参数》：介绍S7-1200通过非周期性通信
读写变频器参数。
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