Tài Liệu Hướng Dẫn Cài Đặt Nhanh Biến Tần Sinamics G110

Việc cài đặt biến tần không quá khó nhưng để hiểu rõ tính năng với rất nhiều thông số trong biến tần thì hiện tại các tài liệu tiếng Việt đáp ứng chưa được nhiều.. Do đó, mục đích của tà

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT NHANH BIẾN TẦN

SINAMICS G110

(có chỉnh sửa 04/2006)

Lời nói đầu

Kính thưa các bạn đọc!

Việc cài đặt biến tần không quá khó nhưng để hiểu rõ tính năng với rất nhiều thông số trong biến tần thì hiện tại các tài liệu tiếng Việt đáp ứng chưa được nhiều Do đó, mục đích của tài liệu này là muốn giúp bạn hiểu rõ từng tham số, thông số để có thể cài đặt và sử dụng loại biến tần họ G110

Hiện nay, biến tần của hãng Siemens đang rất thịnh hành tại Việt Nam bởi

nó có một số đặc trưng sau:

- Thiết kế nhỏ gọn và dễ dàng lắp đặt

- Các đầu ra và đầu vào linh hoạt

- Có các phương thức cài đặt khác nhau, qua màn hình điều khiển hoặc phần mềm miễn phí

- Thời gian tăng tốc, giảm tốc có thể cài đặt được 0 ÷ 650s

- Khởi động bám khi biến tần nối động cơ quay

- Tích hợp nhiều bảo vệ, đạt tiêu chuẩn bảo vệ IP20

- Đạt các tiêu chuẩn EMC

Cũng với lý do đó họ biến tần Sinamics G110 được lựa chọn để đề cập cụ thể trong tài liệu này

Mặc dù đã có rất nhiều cố gắng, nhưng giáo trình vẫn còn một số vấn đề chưa được đề cập hoặc còn thiếu sót ở mức độ nào đó Rất mong nhận được nhiều góp ý và phê bình thẳng thắn của các bạn để có một tài liệu tốt trong lần phát hành sau

Mọi thắc mắc liên hệ qua:

Website : http://www.vietnamautomation.com/forum

Email : vietnamautomation@gmail.com

1 GIỚI THIỆU

1.1 Họ biến tần Sinamics G110

Sinamics G110 là họ biến tần rất thông dụng trong công nghiệp với công suất nhỏ 0,12 ÷ 3kW Với nguồn điện áp 200 ÷ 240VAC, tần số đầu ra của G110 có thể điều khiển lên đến 650Hz

G110 được ứng dụng nhiều để điều khiển cho một số loại tải sau: quạt gió, bơm nước, băng tải, trong các nhà máy chế biến sản xuất thực phẩm, dệt may, bao bì, cổng nhà máy, cửa gara,…

Tìm hiểu chi tiết, vào trang web: http://www.siemens.com/sinamics-g110

1.2 Những nét đặc trưng tiêu biểu

- Thiết kế nhỏ gọn và dễ dàng lắp đặt, cách cài đặt thông số đơn giản

- Các đầu ra và đầu vào linh hoạt

- Có các phương thức cài đặt khác nhau, qua màn hình điều khiển BOP hoặc phần mềm miễn phí

- 01 đầu vào analog chuẩn, 03 đầu vào số, 01 đầu ra số

- Truyền thông với giao thức USS (tham khảo phương thức truyền thông ở S7-200)

- Thời gian tăng tốc, giảm tốc có thể cài đặt được 0 ÷ 650s

- Hiệu suất lên đến 95% tuỳ theo công suất biến tần

- Khởi động bám khi biến tần nối động cơ quay

- Tích hợp nhiều bảo vệ:

+ Kém áp (F27)

+ Quá áp (F59)

+ Ngắn mạch (F50)

+ Quá tải động cơ (F51)

+ Quá tải biến tần (51)

+ Quá nhiệt độ động cơ (lấy từ thông số nhiệt động cơ)

+ Khởi động chết

- Đạt tiêu chuẩn bảo vệ IP20

- Đạt các tiêu chuẩn EMC

- Truyền thông với giao thức USS (tham khảo thư viện USS ở S7-200)

2 LẮP ĐẶT

2.1 Môi trường hoạt động

- Nhiệt độ: -100C ÷ 500C

- Độ ẩm: ≤ 95% (không đọng nước)

- Không để rơi rớt, va đập khi tháo vỏ

- Biến tần được bảo vệ theo tiêu chuẩn IP54, IP56 đối với nước

- Lắp biến tần ở nơi thoáng mát để toả nhiệt tốt hơn

- Để biến tần xa nguồn bức xạ điện từ

- Không nên lắp biến tần ở nơi có bụi nhiều, hoá chất ăn mòn,

- Lắp đặt ở vị trí thấp hơn 1000m so với mức nước biển

- Phải để biến tần ở vị trí cố định khi hoạt động

2.2 Lắp ráp phần cơ khí

Có 2 cách để cố định biến tần: cố định bằng các đinh vít hoặc gắn trên thanh ray tùy theo kích cỡ biến tần

2.3 Đấu nối

Khi đấu nối phần điện, nên chú ý một số vấn đề sau:

- Phải nối đất vỏ thiết bị trước khi đấu nguồn

- Kiểm tra ngắn mạch trước khi đóng điện

- Phải có bảo vệ quá dòng trước biến tần

- Nên mắc thêm bộ lọc để bảo vệ hệ thống điện và giảm sóng hài cho biến tần

- Dùng cáp động lực có lớp kim loại chống nhiễu (nối đất) để giảm nhiễu cho cáp tín hiệu

2.4 Sơ đồ đấu dây của biến tần G110

2.5 Kết nối với các thiết bị khác

Sinamics G110 có thể kết nối với PC, PLC, HMI để được điều khiển và giám sát

3 CÀI ĐẶT THÔNG SỐ

Có thể cài đặt thông số trên BOP (Basic Operator Penal) hoặc trên máy tính với phần mềm STATER (chạy được trên HĐH Windows NT/2000/XP Pro)

Basic Operator Panel (BOP)

3.1 Giới thiệu

Khi xuất xưởng, các thông số của biến tần được cài đặt theo những giá trị mặc định Các giá trị này phù hợp với các thông số mạch động lực của biến tần

và động cơ cùng thông số

Khi cài đặt thông số lại, phải chú ý đến các thông số mạch động lực, thông

số động cơ, thông số biến tần, phương thức điều khiển (P1300) Lúc này nên cho biến tần tính toán các thông số (P3900 ≠ 0) để có cách hiệu chỉnh và điều khiển thích hợp

3.2 Cài đặt lại tất cả các thông số theo nhà sản xuất

Các thông số của biến tần rất nhiều, do đó khó có thể xem hết các thông số trước đó khi cài lại biến tần Chỉ cần xem lại các thông số chính cần thiết để lưu

ý, thông thường các thông số còn lại sẽ được cài giống với nhà sản xuất Để cài đặt lại tất cả các thông số như lúc xuất xưởng thì thực hiện theo 2 bước sau:

- Đặt P0010 = 30

- Đặt P0970 = 1

Chờ khoảng vài giây để biến tần tự cài lại các thông số trước khi hoàn thành

3.3 Các thông số chính

Đây là những thông số liên quan trực tiếp đến mạch động lực Ở mục này lượng thông số không nhiều nhưng rất quan trọng trong việc cài đặt, khi cài phần này phải xem thông số động cơ, biến tần, nguồn điện động lực Để cài đặt

được phần này phải cho P0010 = 1, lúc này biến tần ở trạng thái chưa sẵn sàng

làm việc (commissioning) nên không thể chạy biến tần chạy được Kết thúc

phần cài đặt này cho P3900 ≠ 0 để biến tần tính toán các thông cùng với một số tuỳ chọn khác; hoặc P3900 = 0 thì không tính toán nhưng lúc này muốn cho động cơ chạy thì phải cho P0010 = 0

Quick Commissioning P0010=1

P 0100 Europe / North America

P 0304 Motor voltage rating

P 0305 Motor current rating

P 0307 Rated motor power

P 0308 Motor cosPhi rating

P 0309 Motor efficiency rating

P 0310 Motor frequency rating

P 0311 Motor speed rating

P 0335 Motor cooling

P 0640 Motor overload factor

P 0700 Selection of command source

P 1000 Selection of frequency setpoint

P 1080 Min frequency

P 1082 Max frequency

P 1120 Ramp-up time

P 1121 Ramp-down time

P 1135 OFF3 Ramp-down time

P 1300 Control mode

P 3900 End of quick commissioning

P0100 Europe / North America

P-Group: QUICK Active: first confirm QuickComm Yes

Min: 0 Def: 0 Max: 2

Level

1 Lựa chọn chuẩn lưới điện

Các giá trị cài đặt:

0: tần số 50Hz, đơn vị công suất là [kW]

1: tần số 60Hz, đơn vị công suất là [hp]

2: tần số 60Hz, đơn vị công suất là [kW]

Ngoài ra, có thể lựa chọn tần số lưới bằng công tất nhỏ trên biến tần:

P0304 Motor voltage rating

P-Group: MOTOR Active: first confirm QuickComm Yes

Min: 10 Def: 230 Max: 2000

Level

1 Điện áp định mức của động cơ

Nếu điện áp định mức động không phù hợp với điện áp đầu ra của biến tần thì phải chuyển đổi giữa Υ và ∆ để điện áp đặt trên cuộn dây động cơ là định mức

P0305 Motor current rating

CStart: C DataType: Float Unit: [A]

P-Group: MOTOR Active: first confirm QuickComm Yes

Min: 0.11 Def: (x) Max: 10000

Level

1 Dòng điện định mức của động cơ

- Lưu ý: r02078 ≤ P0305 ≤ 2 *r0207, với r0207: dòng định mức của biến tần

CStart: C DataType: Float Unit: -

P-Group: MOTOR Active: first confirm QuickComm Yes

Min: 0.01 Def: (x) Max: 1

Level

2 Công suất định mức của động cơ

- Đơn vị công suất được cài đặt ở P0100 và phụ thuộc vào bảng thông số động cơ

- Đơn vị mặc định là [kW]

P0308 Motor cos ϕ rating

CStart: C DataType: Float Unit: -

P-Group: MOTOR Active: first confirm QuickComm Yes

Min: 0 Def: 0 Max: 1

Level

1 cos ϕ định mức của động cơ (hệ số công suất)

- Thông số này chỉ có tác dụng khi đơn vị công suất được tính bằng [kW] Tức là chỉ có tác dụng khi P0100 = 0 hoặc 2

- Nếu đặt bằng 0 thì biến tần sẽ tự tính toán hệ số công suất

P0309 Motor efficiency rating

P-Group: MOTOR Active: first confirm QuickComm Yes

Min: 0 Def: 0 Max: 99.9

Level

2 Hiệu suất định mức của động cơ

- Thông số này chỉ có tác dụng khi đơn vị công suất được tính bằng [hp], tức là P0100=1

- Nếu đặt bằng 0 thì biến tần sẽ tự tính thông số này

CStart: C DataType: Float Unit: [Hz]

P-Group: MOTOR Active: first confirm QuickComm Yes

Min: 12.00 Def: 50.00 Max: 650.00

Level

1 Tần số điện định mức của động cơ

P-Group: MOTOR Active: first confirm QuickComm Yes

Min: 0 Def: (x) Max: 40000

Level

1 Tốc độ định mức của động cơ

- Đơn vị tính là vòng trên phút (rpm)

- Nếu đặt bằng 0 thì biến tần sẽ tự tính thông số này

- Thông số này có tác dụng khi điều khiển theo kiểu vector hoặc theo hàm V/f

- Cần nhập chính xác P0311 nếu biến tần điều khiển theo hàm V/f nhằm tăng độ chính xác khi bỏ qua hệ số bù

P-Group: MOTOR Active: first confirm QuickComm Yes

Min: 0 Def: 0 Max: 1

Level

1 Kiểu làm mát của động cơ

Các giá trị cài đặt:

0: tự làm mát (qua cánh toả nhiệt hoặc quạt gắn trên động cơ)

1: làm mát cưỡng bức (từ bên ngoài)

CStart: CUT DataType: Float Unit: -

P-Group: MOTOR Active: first confirm QuickComm Yes

Min: 10.00 Def: 150.00 Max: 400.00

Level

1

Hệ số quá tải động cơ

100 0305

) 0305 4 , 0209 min(

max

0640

P

P r

P-Group: COMMANDS Active: first confirm QuickComm Yes

Min: 0 Def: 2 Max: 5

Level

1 Lựa chọn nguồn lệnh điều khiển

Tức là lựa chọn cách điều khiển các lệnh ON, OFF, REVERSE,

Các giá trị cài đặt:

0: Theo thông số lúc xuất xưởng

1: Lệnh từ bàn phím của BOP

2: Lệnh từ các chân DIN

5: USS

P1000 Selection of frequency setpoint

P-Group: SETPOINT Active: first confirm QuickComm Yes

Min: 0 Def: 2 Max: 5

Level

1 Lựa chọn cách đặt tần số

Tức là lựa chọn cách thay đổi làm tăng giảm tần số

Các giá trị cài đặt:

0: Không dùng chức năng này

1: Từ bàn phím

2: Từ đầu vào analog

3: Từ những giá trị tần số đặt trước

5: Truyền thông USS

Lưu ý:

- USS là một loại protocol

CStart: CUT DataType: float Unit: [Hz]

P-Group: SETPOINT Active: first confirm QuickComm Yes

Min: 0.00 Def: 0.00 Max: 650.00

Level

1 Giá trị tần số đặt nhỏ nhất

Giá trị tần số nhỏ nhất cần biến tần đáp ứng cho động cơ

P1082 Max frequency

CStart: CT DataType: float Unit: [Hz]

P-Group: SETPOINT Active: first confirm QuickComm Yes

Min: 0.00 Def: 50.00 Max: 650.00

Level

1 Giá trị tần số đặt lớn nhất

Giá trị tần số lớn nhất cần biến tần đáp ứng cho động cơ

CStart: CUT DataType: float Unit: [s]

P-Group: SETPOINT Active: first confirm QuickComm Yes

Min: 0.00 Def: 10.00 Max: 650.00

Level

1 Thời gian dốc lên

Thời gian bắt đầu khởi động động cơ đến lúc đạt giá trị tần số lớn nhất

P1121 Ramp-down time

CStart: CUT DataType: float Unit: [s]

P-Group: SETPOINT Active: first confirm QuickComm Yes

Min: 0.00 Def: 10.00 Max: 650.00

Level

1 Thời gian dốc xuống

Thời gian bắt đầu dừng động cơ ở tần số lớn nhất đến lúc giá trị tần số bằng 0

CStart: CT DataType: float Unit: [s]

P-Group: COMMANDS Active: first confirm QuickComm Yes

Min: 0.00 Def: 5.00 Max: 650.00

Level

3 Thời gian dừng động cơ bằng lệnh OFF3

P1300 Control mode

CStart: CT DataType: U16 Unit: -

P-Group: CONTR Active: first confirm QuickComm Yes

Min: 0 Def: 0 Max: 3

Level

2 Phương thức điều khiển của biến tần: điện áp=f(tần số)

Thông số này rất quan trọng trong việc điều khiển tốc độ động cơ Nếu cài đặt sai thì cả hệ thống truyền động không hoạt động được Do đó, phải khảo sát đặt tính phụ tải của động cơ và khả năng đáp ứng của biến tần trước khi cài đặt

Các giá trị cài đặt:

0: V/f=const

2: V/f là hàm bậc 2 (thích hợp cho việc điều khiển quạt, bơm)

3: V/f đa điểm (điều khiển động cơ đồng bộ)

P-Group: QUICK Active: first confirm QuickComm Yes

Min: 0 Def: 0 Max: 3

Level

1 Kết thúc phần cài đặt các thông số chính này

Thực hiện tính toán một số thông số để điều khiển động cơ hoạt động tốt

hơn Sau khi tính toán xong (P3900≠0) thì cả hai thông số P0100 và P3900 đều tự reset về giá trị 0

Các giá trị cài đặt:

0: Không tính toán, muốn khởi động động cơ được phải tự chỉnh P0100=0

1: Tính toán các thông số trong phần Quick Commissioning, các thông số khác tự động reset về giá trị mặc định ban đầu của nhà sản xuất

2: Tính toán các thông số trong phần Quick Commissioning, chỉ reset các giá trị vào ra về giá trị mặc định, còn các thông khác vẫn được giữ nguyên 3: Thực hiện tính toán với các thông số liên quan đến động cơ Khi tính toán xong các thông số sau sẽ được cập nhật lại:

P0344: trọng lượng động cơ (kg)

P0350: điện trở cuộn dây stator (Ω)

P0346: thời gian từ hóa (s)

P0347: thời gian khử từ (s)

P2000: giá trị tần số lớn nhất khi điều khiển bởi các tín hiệu: truyền thông, tương tự, điều khiển PD Dùng để mã hoá

P2002: giá trị điện áp lớn nhất được mã hoá

4 CÁC THÔNG BÁO LỖI VÀ CẢNH BÁO

4.1 Các thông báo lỗi

F0004 Quá nhiệt biến tần

F0005 Quá dòng biến tần cấp 2

F0011 Quá nhiệt động cơ cấp 2

F0051 EEPROM lưu thông số bị lỗi

F0052 Power Stack lỗi

F0055 EEPROM của BOP bị lỗi

F0056 BOP chưa gắn chặt

F0057 BOP lỗi

F0058 BOP không tương thích

F0060 Asic Timeout

F0072 USS lỗi

F0085 Lỗi mở rộng

F0100 Watchdog Reset

F0101 Tràn ngăn nhớ

4.2 Các cảnh báo

A0501 Giới hạn dòng

A0502 Kém giới hạn áp

A0503 Quá giới hạn áp

A0505 Quá dòng biến tần cấp 2

A0511 Quá nhiệt động cơ cấp 2

A0910 Điện áp DC lớn (do động cơ hoạt động ở trạng thái hãm tái sinh hoặc do trực tiếp cấp nguồn DC lớn)

A0911 Điện áp DC lớn (do điện áp đầu vào quá lớn, vượt qua ngưỡng điều chỉnh)

A0920 Chuyển đổi tương tự sang số không chính xác

A0923 JOG Left và JOG Right cùng mọt lúc

5 PHỤ LỤC

5.1 Một số thuật ngữ viết tắt

AC Alternating current

AD Analog digital converter

ADC Analog digital converter

AFM Additional frequency modification

AOP Advanced operator panel

AOUT Analog output

ASP Analog setpoint

ASVM Asymmetric space vector modulation

BCC Block check character

BCD Binary-coded decimal code

BI Binector input

BICO Binector / connector

BO Binector output

BOP Basic operator panel

CB Communication board

CCW Counter-clockwise

CDS Command data set

CI Connector input

CM Configuration management

CO Connector output

CO/BO Connector output / Binector output

COM Common (terminal that is connected to NO or NC) COM-Link Communication link

CT Commissioning, ready to run

CT Constant torque

CUT Commissioning, run, ready to run

DA Digital analog converter

DAC Digital analog converter

DC Direct current

DDS Drive data set

DIN Digital input

DIP DIP switch

DOUT Digital output

EEC European Economic Community

EEPROM Electrical erasable programmable read-only memory ELCB Earth leakage circuit breaker

EMC Electro-magnetic compatibility

EMF Electromotive force

EMI Electro-magnetic interference

ESB Equivalent circuit

FAQ Frequently asked questions

FB Function block

FCC Flux current control

FCL Fast current limit

FFB Free function block

FOC Field orientated control

FSA Frame size A

GSG Getting started guide

GUI ID Global unique identifier

HIW Main actual value

HSW Main setpoint

HTL High-threshold logic

I/O Input and output

IGBT Insulated gate bipolar transistor