1.5千瓦西门子软启动器

1.5千瓦西门子软启动器

1．概述
SIRUS 3RW44电子软起动器可以通过PROFIBUS－DP网络进行通讯。硬件版本要求从E06,生产日期从060501开始，见图1标识。本文将主要讲述如何通过PROFIBUS-DP网络进行通讯，以及如何通过Softstarter ES软件进行参数化、操作和监视。

图1. 版本号

2．PROFIBUS-DP通讯
首先要选择通讯模板，3RW44软起动器装配PROFIBUS通讯模版后具备PROFIBUS通讯功能。通讯模版的订货号：3RW4900-OKC00。（注意：在安装通讯模版时首先要保证3RW44软起动器没有上电）。

步骤1

步骤2

图2安装通讯模板

2．1激活通讯模板功能和设置站地址

2．1．1通过液晶屏激活通讯模板和设置站地址

1. 在**接通3RW44软起动器之前，要先检查主侧和控制侧的接线是否正确。在**施加控制电压之后，会自动进入必须执行一次的快速起动菜单中，根据设备的情况来预设软起动器的重要参数。（详见操作手册）

2. 按照图3所示的顺序操作按键来激活通讯模版。

图3激活通讯模板

3. 按照图4所示设定设备PROFIBUS DP地址，并按照图5保存参数。
4. PROFIBUS-DP LED 红色闪烁。
5. 当PROFIBUS-DP图标“ ”显示在液晶屏的下面时表示通讯模版被成功激活。

图4设定DP地址

图5保存设定参数

2．1．2通过参数化软件激活通讯模板和设置站地址

1. 将安装参数化软件Soft Starter ES Professional 或Soft Starter ES Smart+ sp1的软件连接至3RW44软起动器。
2. 打开软件Soft Starter ES Professional 或Soft Starter ES Smart+ sp1。
3. 打开菜单的Switching device>open online。在弹出的对话框中选择Local device interface以及PC 的COM接口，并以“OK”确认。
4. 进入在线模式，在界面左边的树型结构选择device Configuration。
5. 如图6所示在右侧的界面中激活“Field bus interface”。

图6 激活通讯模板

6. 完成第5步操作后在左侧的树状参数结构的“Device parameter”下会出现“Field bus ”参数条目。点击此条目进入通讯参数化界面。
7. 在右侧的参数化界面中设置设备的通讯地址并点击工具条中的“Load to Switching Device”图标下载。如图7所示。
8. 确认站地址更改和通讯模板功能激活。

图7设置PROFIBUS DP站地址

完成上述步骤后，通讯模板的PROFIBUS DP LED 红色闪烁，液晶显示屏的下面出现“ ”图标表示通讯模板的功能被激活。

注意：当通讯功能激活后，3RW44的控制**权会自动从端子输入控制转换为PROFIBUS-DP控制，如果将其中的某个输入端子的功能定义为“Manual operation local”功能并激活该功能，则控制的**权仍然为端子控制。

2．2 3RW44的PROFIBUS通讯和组态

PROFIBUS-DP的通讯为主从方式，主站分为两种，1类主站和2类主站，在大多数情况下，1类主站指PLC，PG/PC是2类主站。与1类主站通讯时，即可以采用DPV0的通讯方式，也可以采用DPV1的方式；与2类主站通讯时，只能采用DPV1的方式。
简单的说，DPV0指循环的数据通讯形式，每个设备占用的I/O映像区的通讯数据均为DPV0方式读取，这种方式简单直接，一般作为长期的显示及控制数据使用，但由于占用CPU的地址映像区，所以DPV0的方式读写的数据量总是很有限的。
DPV1是DPV0的扩展协议，在原有循环数据的基础上增加了非循环读写数据，大大的增加了信息的获取量,为系统的调试、诊断、维护等提供了较大的方便。但并非所有的PLC都支持DPV1,所以强烈建议用户在使用PROFIBUS-DP的方式时使用SIEMENS的PLC,以便充分有效的利用系统提供的功能。

2．2．1 将3RW44软起动器集成在DP主站系统中

将下载的GSD文件保存在硬盘上。打开STEP7，并插入一S7站，打开硬件配置界面，关闭内层应用界面。菜单选项Options>Install GSD file…，在弹出的对话框中选择选择要安装的GSD文件,安装成功后以“OK”确认。这样在硬件配置目录的Additional Field Devices中就可以找到3RW44设备。

图8 GSD文件的安装

2）通过OM将3RW44软起动器作为S7从站进行集成

要想利用Soft Starter ES Professional从STEP7－HW Config过程中对3RW44进行参数化设定，在安装Soft Starter ES Professional必须安装“OM Soft Starter”。它包含在“Soft Starter ES Professional”软件中。组态时先打开STEP7硬件配置，在硬件配置目录“PROFIBUS DP>Switching device>Motor starter”中找到3RW44：

图9 .硬件目录

2．2．2 报文说明和数据访问

1. 循环数据

PROFIBUS DP主站和DP从站之间在每个DP循环中交互的数据即为循环数据。控制数据为PROFIBUS DP主站发送到3RW44软起动器的控制命令数据包括控制设备的启停命令，设备故障的复位命令等。信息数据是3RW44软起动器发送到DP主站的响应数据，包括设备的状态，主回路电流等。循环数据的处理是在PLC的程序中对输入（信息数据）和输出（控制数据）编程来完成。

图10循环数据的逻辑地址

1.5千瓦西门子软启动器
图11. 控制数据和信息数据

2． 非循环数据

对于非循环数据的读写需要调用SFC58“WR_REC”（写数据记录）和SFC59“RD_REC”（读数据记录）。根据手册中的数据记录的序号和内容来读写数据记录（详见通讯手册*8章）。程序例子如下：

图12 调用SFC59读非循环数据

2. 2. 3通过STEP7诊断

如果想通过STEP7读诊断信息，则需要选中参数化软件中的组诊断。

图13. 使能组诊断

在STEP7中可以调用系统功能SFC13“DP NRM_DG”来读出从站的诊断信息。从站诊断信息的结构如下:

图14. 从站诊断信息结构

**章 总则
Q1: 如何根据负载特性以及用户要求正确的选用西门子软起动器
A1：软起动器作为控制三相异步电动机起/停的器件，主要用途是有效降低起动电流，以及控制停车过程。其主要工作原理是通过控制主回路上的可控硅导通角，从而控制起动电压。由于起动电压与起动电流近似成正比关系，因此通过调节起动电压即可降低起动电流。

常见的电机起动方式主要有：直接起动、星三角起动、自耦降压起动、变频器起动以及软起动。在为负载选择软起动器时，应先考虑软起动器能否满足负载工作情况。例如需要进行电机转速控制的工况不能选择软起动器，因为软起动器没有调速的功能。对于特殊负载，尤其是起动转矩大/加速转矩大/起动时间长的重载情况，也应充分考虑软起动器能否适合负载特性。

确定选择软起动器时，首先应确定负载类型。对于起动转矩小/起动时间少于20秒的常规负载（如一般风机/泵类），可选择西门子标准型软起动器3RW30/40系列。对于起动转矩大/起动时间长的重载情况（如破碎机/提升机/罗茨式风机等），建议考虑西门子高性能型软起动器3RW44系列。

接下来应根据电机额定电流/电压选择软起动器，电机功率只作为参考参数，特别是客户使用国产电机时，请务必核对额定电流以确保足够的余量。

此外，还应提供控制电压，电网频率，现场环境温度，通风散热情况，海拔高度，每 小时起动次数等参数。对于高温/高海拔/高起动频率的应用环境，应考虑放大选型。
若客户需要特殊功能，如保护功能/显示功能/通讯功能时，应查阅西门子不同系列软起动器的特性区别。

具体选型数据请参阅西门子3RW系列软起动器选型样本，特殊应用情况可使用西门子公司提供的Win-Softstarter软件进行选型并仿真或联系西门子技术支持。

Q2: 3RW系列软起动器旁路运行是怎么回事？旁路接触器应如何选择？
A2：3RW系列软起动器起动完成后，主要会有两种运行方式：持续运行和旁路运行。此时晶闸管处于全导通情况，系统进入恒速运行状态。在此，我们建议用户较好采用旁路方式运行，即当起动结束达到全电压后，将主回路切换至与晶闸管并联的旁路接触器上。这样会有两个好处：
1、减少晶闸管的运行时间，提高晶闸管使用寿命，从而降低维护成本。
2、降低晶闸管导通时的热损耗，有利于设备散热并可有效降低设备功耗。

对于3RW30/31，3RW40和3RW44系列软起动器，设备已经内置有旁路接触器，因此客户*单独选择外置旁路接触器，从而降低了采购成本并简化了设计。

Q3: 什么是轻载起动、一般负载起动和重载起动？
A3：我国通常以(电机直接启动的)起动时间4S和8S为分界点，划为三档。分别称为轻载起
动、一般负载起动和重载起动。
西门子软启通常按(脱扣等级)Class10(小于20S 350%In电机)为正常启动,Class20(小于
40S 350%In电机)为重载启动,Class30(小于60S 350%In电机)为**重载划分。

 

*二章3RW44软起动器

Q1: 3RW44控制线的较大长度是多少？
A1: 允许控制线的较大长度为１０００米．可用内部２４ＶＤＣ或外部２４ＶＤＣ．
考虑到电磁兼容性，一定注意要远离动力电缆。

Q2: 要取消3RW44软起动器的内部电机过载保护，如何设定？
A2: 在菜单项＂电机保护／脱扣等级＂：设置为“无”可关闭电机过载保护功能
＂电机保护／温度传感器＂：设置为“禁用”可关闭电机过温保护功能
注意：请充分考虑此设置可能导致软起动器和电机损坏

Q3: 3RW44电机额定电流与CLASS等级的设置
A3: 3RW44软起动器，当电机额定电流设置与CLASS等级不符时，软起动器会出现故障报警。由于3RW44 有3套参数设置，3套参数可以设置不同的额定电流。但CLASS等级在“电机保护”选项中设置，且只能设置一个参数。所以3套参数设置的额定电流都需要与CLASS等级相符合。否则会出现报警。

举例：
3RW4427，CLASS10时较大允许额定电流为93A；CLASS30时较大允许额定电流为77A。
如果将参数组1的额定电流设定为93A，并使用指令“将电机参数复制到PS2+3中”，CLASS设置为10，可以正常工作。然后将参数组1的电流改为77A，不复制给参数2和参数3（仍为93A），脱扣等级设定为CLASS30，将会出现报警。

Q4: 3RW44软起动器的95,96,98为综合故障，什么原因会引起它动作？
A4: 95，96，98为带公共点的常开常闭综合故障触点，95为公共点，95/96为常闭触点，95/98为常开触点。当出现故障时，会引起触点动作。具体哪些故障会引起综合故障动作，可查看系统手册“诊断与状态信息”。请注意此触点只在故障情况下才动作，警告不会动作。

Q5: 3RW44有紧急起动的功能,但为什么紧急起动按钮合上后,软起动器并没有起动?
A5: 紧急起动是指电机出现相不平横;热模型过载;温度传感器开路; 温度传感器短路; 温度传感器过载;**过较大起动时间;**过或低于电流限制;接地错误;不可能的Ie/Class等级的设定时,不需要做复位,采用紧急起动的功能就能立即重新起动.除了以上故障,其它故障不能实现紧急起动。但紧急起动命令必须和电机正转命令同时激活,软起动器才能实现紧急起动.单独的紧急起动命令信号不能导致软起动器的起动.

Q6: 3RW44软起动器较多可设置3组参数,如何用手动控制通过不同参数组进行起动?
A6: 将某一开关量输入设置为”电机右转PS1”,并通过此输入给软起动器起动信号，则**组参数起作用，即软起动器按照参数组1的设置进行起动。如设置为”电机右转PS2”,则*二组参数起作用。如设置为”电机右转PS3”,则*三组参数起作用。

Q7: 如何选择3RW44系列软起动器的散热风扇?
A7: (1)3RW442，3RW443，3RW444及3RW445系列
风扇为标准配置，不需额外订购。也可以作为备件单独购买。

(2)3RW446系列软起动器，
风扇为标准配置，不需额外订购。3RW446系列软器除具有其他3RW44系列软器有的下部风扇外，还额外配置了一个前部风扇。风扇可以作为备件购买。

注意：加装散热风扇可以有效的提高软起动器的操作频率，建议现场温度较高或操作较频繁的用户加装风扇。

Q8: 3RW44如何通过液晶屏旁的按键起停电机 ?
A8:第一步：在电机控制内*三项“标准控制”，选中“按键”

第二步：然后在“通过按键控制电机”中，“按键控制”选中激活

第三步：然后在“通过按键控制电机”中，“参数组”，选定参数组1(以参数组1为例，如采用其他参数组控制，可以此类推)

第四步：然后在“通过按键控制电机”中，“控制功能执行",选定电机右转（选中后会有一个小叉），然后按下“发送”指令，即可右转电机

第五步：然后在“通过按键控制电机”中，“控制功能执行",再选定电机右转（小叉消失），然后按下“发送”指令，即可停止电机（电机在按键控制转动的时候，只能通过此方式停机）

Q9: 给3RW44软起动器停止信号，风扇会马上停止吗？
A9: 3RW44软起风扇是从控制电源取电，给软起动器起动信号后，风扇开始运行，给停止信号后，风扇不会马上停止，会运行一段时间（大概十几分钟），才会停止运行。

Q10: 3RW44的起动方式当选择为"电压斜坡"时,是否还有电流限制?
A10: 仍有较大电流限制值,且为默认不可调.不同型号的3RW44的电流限制默认如下:

3RW4422 … 3RW4447 = 550%
3RW4453 … 3RW4457 = 500%,
3RW4458 … 3RW4466 = 450%

Q11: 3RW44的外部显示和操作模块功能是否和3RW44面板上的液晶屏一样，具有参数设定和发布控制命令功能?
A11: 3RW44的外部显示和操作模块功能同3RW44面板上的液晶屏一样，也是就说3RW44面板上液晶屏能实现的功能，外部显示和操作模块3RW4900-0AC00都能实现。

Q12: 软起动器和电机之间的供电电缆需要屏蔽吗?
A12: 针对3RW软起动器,在电机与3RW软起动器之间使用非屏蔽的主回路电缆就已经足够.
主要原因如下：
? 在整个软起动器运行期间,电机端子上电源的频率稳定在50或60赫兹
? 软起动完成以后,主回路切换到并联的内部旁路接触器，电流和电压波形是**的正弦波。
? 软起动器在软起动和软停止期间使用相角控制操作。相角控制是通过对晶闸管导通时间的控制来达到降压起动的目的，只有在脉冲触发导通晶闸管的一瞬间才会产生谐波，并且持续时间很短。所以可以忽略不计。

Q13: 软起动器3RW44哪些故障可以自复位，如何实现?
A13: 并非所有的故障能实现自复位，能实现自复位的故障如下，(实现自复位的方法为在LCD显示屏的菜单里设置相应参数)：
1)电机热模型过载。实现自复位的方法为选择“设置”->“响应...” ->“热负荷电机模型-过载” ->“脱扣重启”
2)功率元件过热。实现自复位的方法为选择“设置”->“响应...” ->“晶闸管过载” ->“脱扣重启”
3)温度传感器过载。实现自复位的方法为选择“设置”->“响应...” ->“温度传感器-过载” ->“脱扣重启”
4)温度传感器短路。实现自复位的方法为选择“设置”->“响应...” ->“温度传感器-过载” ->“脱扣重启”
5)温度传感器电线断裂。实现自复位的方法为选择“设置”->“响应...” ->“温度传感器-过载” ->“脱扣重启”
6)PIO错误。*设置参数

在进行相应参数设置后，当故障自动或手动消除后，软起动器可实现自复位。

*三章 通讯

Q1: 3RW系列软起动器是否具有通讯功能？通讯功能如何实现？
A1:对于3RW系列软起动器（目前型号3RW30/31、3RW40、3RW44，已停产的型号3RW34、3RW22）中，自身具有通讯功能的为高性能型的3RW44和3RW22。

高性能3RW44软起动器的面板上标准配置有本地设备RS232接口，即可借助计算机和PC电缆及相关软件实现操作、监控与参数设定的功能，也可选购外部操作显示模块通过连接电缆与该接口连接实现操作、监控的功能。
外部操作显示模块的订货号为：3RW4900-0AC00
连接电缆的订货号为：3UF7932-0AA00-0（长度：0.5m扁平电缆）
3UF7932-0BA00-0（长度：0.5m圆电缆）
3UF7937-0BA00-0（长度：1.0m圆电缆）
3UF7933-0BA00-0（长度：2.5m圆电缆）
PC电缆（RS232）的订货号为：3UF7940-0AA00-0

此外3RW44软起动器通过附加Profibus通讯模块，可以实现Profibus-DP通讯功能。使用专业版软件Soft Starter ES可通过Profibus-DP协议实现操作、监控与参数设定的功能。
Profibus通讯模块的订货号为：3RW4900-0KC00

对于3RW30/31、3RW34及3RW40系列软起动器，可与西门子公司的Simocode-DP 3UF5或Simocode Pro 3UF7智能马达控制保护模块配合使用，从而实现Profibus-DP及RS232串口通讯。

Q2: 3RW44软起动器参数化软件Soft Starter ES 2007的三个版本有什么区别?
A2: 较新的参数化软件Soft Starter ES 2007版共有三个版本:

(1)Soft Starter ES 2007 Basic: 可通过软起动器的RS232系统接口进行参数化和调试

(2)Soft Starter ES 2007 Standard: 可通过软起动器的RS232系统接口进行参数化、调试及诊断

(3)Soft Starter ES 2007 Premium: 可通过软起动器的RS232系统接口及外接ProfiBus-DP接口进行参数化、调试及诊断，并包含Step7的目标管理器

Soft Starter ES 2007 + SP1支持的操作系统有:
? MS Windows 2000 SP3/SP4
? Windows XP Professional SP2
? Windows Vista Business 32-bit
? Windows Vista Ultimate 32-bit

Q3: 当采用Profibus DP控制3RW44时,如何实现当PLC停机后软起动器仍然保持原来的运行状态？
A3: 在Soft Starter ES软件Field Bus界面下有Response to CPU/master stop的设置,如选择Retain last value,则当CPU停机时,软起动器仍然保持原来的状态.如选择Switch substitute value, 则当CPU停机时,软起动器的状态取决于下面substitute value的设置,如Motor right选中,则软起动器仍然运行.如Motor right不选中,则软起动器停机.

Q4: 3RW44的开关量输出可配置为PIO－输出端１和PIO－输出端２，是什么含义？
A4: 如果设置为PIO输出端１或PIO输出端２，是指这个输出可以由PLC通过Profibus DP来控制．当软起动器通过Profibus DP来控制时，软起动器会在PLC中占用两个字节的输入和两个字节的输出．两个字节的输入为软起动器的状态信息，两个字节的输出为控制信息．输出*二个字节的*０位和*１位分别就是用来激活PIO输出端１和PIO输出端２的．即当某个输出端设置为PIO输出端１，控制字*二个字节的*０位为１时，此输出端动作，常开变常闭．

Q5: 通过Profibus DP来控制软起动器3RW44时，如何实现手动控制和远程通讯控制的切换？
A5: 可以将某个开关量输入定义为现场手动操作（Manual operation local），当此开关量输入为＂１＂时，3RW44由通讯控制转为手动控制，手动控制输入有效；当此开关量输入为＂０＂时，3RW44由通讯控制，手动控制输入无效．
如下图所示，Ｓ１为手动／自动选择开关，接到开关量输入２，并定义为为现场手动操作（Manual operation local）．当Ｓ１闭合，为手动控制，Ｓ２可控制软起起停；当Ｓ１打开，为通讯控制，Ｓ２不起作用.

Q6: 3RW44无法转到中文菜单?
A6: 如果3RW44已通过Profibus通讯模块连接至PLC，且CPU在运行中，必须先将Profibus电缆从3RW44拔下，然后设置“设置—显示设置—语言—中文”，再设置“设置—现场总线—禁止CPU/主站写参数—启用”，最后保存设置，“设置—保存选项—保存设置”，即可解决。

注意：请充分考虑此操作可能会导致的设备停车。

Q7: 3RW44软起动器参数设置保存后，为何通过Profibus总线被修改？
A7: 3RW44软起动器参数通过Profibus总线被修改是由于“Parameter disable”参数未设定。

如想禁止此功能，请按以下步骤操作：
菜单设定 Menu Settings(3)
- 总线 Field bus(10)
- 总线接口 Field bus interface ON(1)
将“CPU/主站参数禁止” Parameters disabled CPU/Master (7) 设定为ON

并通过菜单保存
- 保存功能 Saving options (11)
- 保存设置 Save settings (1)

软起动器重新起动后，新的参数设定即可生效。

Q8: 3RW44较多可设置３组参数，如何通过Profibus DP通讯来激活不同的参数组？
A8: 3RW44对应于ＰＬＣ的输出映象区的*２个字节的*２位和*３位为参数组激活控制位.当*2,3位的值为2#00时, 激活参数组1; 当*2,3位的值为2#01时, 激活参数组2; 当*2,3位的值为2#10时, 激活参数组3.

Q9:3RW44软起动器常用故障诊断的方法?
A9:(1) 软起动器显示屏会显示故障信息
(2) Soft starter ES软件诊断菜单
(3) 读数据记录92，数据记录92为诊断信息
(4) 调用功能块SFC13，读出软起动器的故障信息,但前提是在Soft Starter ES软件中Field Bus下的Group diagnostic必须选择Enable.

Q10:能否通过PLC读取3RW44软起动器的外部开关量输入信息?
A10:3RW44所有的4个开关量输入都存储在过程映象区的DI 0.4~0.7.这些开关量的状态通过Profibus传送到PLC.
当Profibus不激活时,如果不希望软起动器对开关量输入有响应,可将开关量输入设为"无动作"

1.5千瓦西门子软启动器

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