西门子模块7KM9300-0AE01-0AA0

7KM9300-0AE01-0AA0交换式以太网 PROFINET 扩展模块，可插拔， 针对 7KM PAC3200 / 4200 / 3VA COM100 / 800

如何处理V20变频器报A0501报警


问题

当V20变频器出现A0501时该如何解决?

A0501

变频器输出电流限幅，当变频器的输出电流达到r0067参数的数值时，变频器给出A0501报警，r0067的大小受P640（电动机过载倍数）、变频器输出电流、电动机和变频器热保护功能影响。当出现A0501报警时，变频器会启动电流控制器并保持或降低输出频率来抑制电流继续增大。

常见原因

1.电机负载大，由负载大导致电机电流较大达到了电流限幅值，变频器出现A0501

·           电动机过载

·           大惯量负载加速时间太短需要较大启动转矩的设备的启动过程（包括电动机堵转）

·           PID控制，反馈信号受到干扰波动较大，PI参数不合适

·           启动正在旋转的电机

2.变频器过温

·           变频器过载（过温），由变频器过温导致变频器输出能力下降。引起A0501

3.电机参数问题

·           电机参数不准确

常见处理办法

1.由电机负载大引起的A0501请检查以下几点

·           检查电动机是否过载，通过变频器r0027查看电机当前电流是否已经超过电机额定电流

·           如果在大惯量负载加速过程中出现A0501，请适当延长斜坡上升时间P1120

·           需要较大启动转矩的重载应用时，启动出现A0501电机不转，请适当增大电压提升P1310,P 1311,P 1312

·           PID控制经常出现A0501，请检查模拟量反馈信号是否受到干扰波动很大，适当增大模拟量信号滤波时间，适当调整PI参数P2280和P2285

·           如果变频器启动本身就在旋转的电机，启动时有可能出现A0501，严重情况可能导致F0001，激活捕捉再启动功能p1200

·           注意：潜水泵、压缩机、罗茨风机不同于普通的供水泵和离心风机,属于重负载应用

2.由变频器过温引起的A0501请检查以下几点

·           变频器的输出电流是否已经超过变频器额定电流

·           变频器工作环境温度是否过高

·           变频器风扇是否工作正常

3.由电机参数问题引起的A0501

·           检查设置的电机铭牌数据与电机接线方式（星接/角接）是否一致

 

集

序号

报警现象描述

可能的故障原因及处理措施

 

1

 

V20驱动离心风机，加速过程中出现A0501

 

原因：风机为大惯量负载，机械特性决定需要长的加速时间P1120

 

措施：延长斜坡上升时间

2

潜水泵（深井泵），启动、加速过程中出现A0501

原因：潜水泵并不是普通泵类负载， 类似恒转矩负载， 启动转矩要求较大

 

措施：P1300=0，适当增大电压提升P1310

3

V20驱动罗茨风机，启动过程中出现A0501报警， 频率不能上升。

原因：潜水泵并不是普通泵类负载， 类似恒转矩负载， 启动转矩要求较大

 

措施：P1300=0，适当增大电压提升P1310

4

V20变频器用于恒压供水，经常出现A0501报警

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

5

V20驱动风机、水泵超50Hz运行，出现A0501

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。电机过载。

 

措施：限制频率上限避免变频器超速运行

6

电动机空载运行报A0501，检查电机良好无机械问题

原因：电机采用角形接法，电机参数按照星形接法输入

 

措施：正确设置电机参数

 

注意

以上内容仅作为故障报警排查的指导，不具有性，导致变频器故障报警的原因很多，情况也较复杂，本文只是对常见的故障报警原因和处理方法进行说明，供参考。  


1 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。
（3）安装了Step7 Micro-Win V4.0软件和USS协议库的PC机。本例中，使用的是Step7 Micro-Win V4.0 SP6，USS协议库为2.3版本。
西门子标准库指令（包含USS协议库）

在进行PLC编程之前，请确认USS协议库已经安装，如图1-1。


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：

表2-1

参数描述
P0015 = 21变频器宏程序。
15：通过现场总线控制
设置方法：P10=1 → P15=21 → P10=0
p2030 = 1现场总线协议选择
1：USS协议
p2020现场总线波特率
设置范围是 4800 bit/s … 187500 bit/s，出厂为 19200 bit/s
本例使用：6（9600）
P2021USS地址（在地址拨码开关都为OFF时，才有效）
本例使用：3
p2040过程数据监控时间
指没有收到过程数据时发出报警的延时。
注：必须根据从站数量、总线波特率加以调整，出厂设置为 100 ms。

西门子模块7KM9300-0AE01-0AA0


 

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

功能块说明：

输入：

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%。

输出：

Error：错误代码。有关错误代码说明，请参考表3-1。
Status：变频器返回的状态字。有关G120变频器状态字，请参考《参数手册》有关r52参数的说明。
Speed：变频器返回的速度实际值的百分比。
Run_EN：变频器运行状态。0-停止；1-运行。
D_Dir：变频器运行方向。0-正转；1-反转。
Inhibit：变频器禁止位状态。0-正常；1-禁止。
Fault：变频器故障状态。0-正常；1-故障。

表3-1

错误代码说明
0无错。
1驱动器不应答。
2检测到来自驱动器的应答中检验和错误。
3检测到来自驱动器的应答中校验错误。
4来自用户程序的干扰造成错误。
5尝试非法命令。
6提供非法驱动器地址。
7未为USS协议设置通讯端口。
8通讯端口正在忙于处理指令。
9驱动器速度输入超出范围。
10驱动器应答长度不正确。
11驱动器应答个字符不正确。
12驱动器应答中的字符长度不受USS指令支持。
13错误的驱动器应答。
14提供的DB_Ptr地址不正确。
15提供的参数号不正确。
16选择了无效协议。
17USS激活，不允许改动。
18指定了非法波特率。
19无通讯：驱动器未设为激活。
20驱动器应答中的参数或数值不正确或包含错误代码。
21返回一个双字数值，而不是请求的字数值。
22返回一个字数值，而不是请求的双字数值。

 

3.2.2 分配库存储区，编译，。
在编译程序之前，选择 “程序块” ->“ 库”， 右键点击，选择“库存储区”。在弹出的对话框中点击 “建议地址” 选择V存储区的地址后点击 “OK”退出。如图3-4。


图3-4

分配库存储区之后，编译并。

3.2.3 控制变频器运行。
此时，即可通过USS通信，控制变频器的运行。
例，
打开状态表监控，如图3-5。
M1.0为变频器的启停控制位，初始值为0，从0强制为1后，变频器即可运行。
VD30为变频器的速度设定值，强制为20.0后，变频器将以20%的速度运行。
VW20，VD22分别为变频器返回的状态字和速度实际值。


图3-5


3.3 读写参数
根据参数的不同数据类型，需要使用不同的功能块进行变频器参数的读写。下文中，将通过举例进行介绍。
注：目前，USS协议库的参数读写功能块，仅适用于读写参数号在3999以下的参数。对于参数号在4000以上的参数，如果要进行读写，可参考《操作说明》，7.4.2.4节，使用自由口编程的方式进行读写，在此不作介绍。
G120

3.3.1 使用USS_RPM_R功能块读取浮点型参数


图3-6

功能块说明：
输入：
EN：需要读取参数时激活。
XMT_~：操作请求。使用上升沿激活。
Drive：变频器USS地址。本例中，使用3。
Param：要读取的参数号。本例中，读取参数r27（输出电流实际值）。
Index：参数下标。本例中，r27无下标，必须定义为下标0。
输出：
Value：返回的参数值。

编译、之后，打开状态表监控，如图3-7。把M6.0，从0强制为1后，VD560返回值为0.33。即r27=0.33。


图3-7 

3.3.2 使用USS_WPM_R功能块修改浮点型参数


图3-8

功能块说明：
输入：
EN：需要修改参数时激活。
XMT_~：操作请求。使用上升沿激活。
EEPR~：写入EEPROM存储器。（注：对CU240B/E-2无效）
Drive：变频器USS地址。本例中，使用3。
Param：要修改的参数号。本例中，修改参数P1120（斜坡上升时间）。
Index：参数下标。本例中，修改下标0。
Value：要写入的参数值。

编译、之后，打开状态表监控，如图3-9。把M7.0，从0强制为1后，VD630的当前值15.0将会写入参数P1120的下标0中，即P1120.0=15.0。


图3-9

3.3.3 使用USS_RPM_W功能块读取U16（无符号16位）类型参数


图3-10

功能块说明：
输入：
EN：需要读取参数时激活。
XMT_~：操作请求。使用上升沿激活。
Drive：变频器USS地址。本例中，使用3。
Param：要读取的参数号。本例中，读取参数P210（电源电压）。
Index：参数下标。本例中，P210无下标，必须定义为下标0。
输出：
Value：返回的参数值。

编译、之后，打开状态表监控，如图3-11。把M2.0，从0强制为1后，VDW160返回值为440。即P210=440。


图3-11

3.3.4 使用USS_WPM_W功能块修改U16（无符号16位）类型参数


图3-12

功能块说明：
输入：
EN：需要修改参数时激活。
XMT_~：操作请求。使用上升沿激活。
EEPR~：写入EEPROM存储器。（注：对CU240B/E-2无效）
Drive：变频器USS地址。本例中，使用3。
Param：要修改的参数号。本例中，修改参数P1211（自动重启尝试次数）。
Index：参数下标。P1211无下标，必须定义为下标0。
Value：要写入的参数值。

编译、之后，打开状态表监控，如图3-13。把M3.0，从0强制为1后，VW230的当前值2将会写入参数P1211的下标0中，即P1211=2。


图3-13

3.3.5 使用USS_RPM_D功能块读取U32（无符号32位）类型参数


图3-14

功能块说明：
输入：
EN：需要读取参数时激活。
XMT_~：操作请求。使用上升沿激活。
Drive：变频器USS地址。本例中，使用3。
Param：要读取的参数号。本例中，读取参数P730（DO0功能）。
Index：参数下标。本例中，P730无下标，必须定义为下标0。
输出：
Value：返回的参数值。
编译、之后，打开状态表监控，如图3-15。把M4.0，从0强制为1后，VD360返回值为16#0034FC03。即P730=52.3。


图3-15

注：16#0034FC03到52.3的转换说明
当使用读写参数的功能块时，类似于P730=52.3这样的BICO连接参数，需要经过如下转换：
高字，0034（16进制）= 52（十进制）；
低字中的高字节，对于CU240B/E-2，规定为FC（16进制）；
低字中的低字节，03（16进制）= 3（十进制）。
所以， 0034FC03（16进制）= 52.3（十进制）

3.3.6 使用USS_WPM_D功能块修改U32（无符号32位）类型参数


图3-16

功能块说明：
输入：
EN：需要修改参数时激活。
XMT_~：操作请求。使用上升沿激活。
EEPR~：写入EEPROM存储器。（注：对CU240B/E-2无效）
Drive：变频器USS地址。本例中，使用3。
Param：要修改的参数号。本例中，修改参数P731（DO1功能）。
Index：参数下标。本例中，P731无下标，必须定义为下标0。
Value：要写入的参数值。
编译、之后，打开状态表监控，如图3-17。把M5.0，从0强制为1后，VD430的当前值16#0034FC0C将会写入参数P731中，即P731=52.12。有关0034FC0C（16进制）到52.12的转换，请参考3.5.1节中的注释。


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