G120变频器CU240E如何实现闭环矢量控制

G120变频器CU240E如何实现闭环矢量控制？

G120变频器控制单元CU240E接线端子如何定义的？

来谈谈西门子G120变频器的控制单元CU240E-2接线端子定义。

CU240E-2的外观如下图：

根据通信接口的不同和是否集成了故障安全功能，CU240E-2可分为六种型号：

CU240E-2（RS485接口）；

CU240E-2F（RS485接口，集成故障安全功能）；

CU240E-2DP（Probus-DP接口）；

CU240E-2DP-F（Probus-DP接口，集成故障安全功能）；

CU240E-2PN（ProfiNet接口）；

CU240E-2PN-F（ProfiNet接口，集成故障安全功能）；

不同型号的控制器的输入/输出接线端子的定义基本相同，具有F功能（故障安全）的控制单元有故障安全数字量输入（F-DI）通道。

下面这张表列出了CU240E-2（RS485）常用端子的定义：

CU240E-2有6路数字量输入（DI），端子编号5~8是DI0~DI3；端子编号16~17是DI4~DI5，如下图：

CU240E-2有2路数字量继电器输出（DO-Relay）和1路数字量晶体管输出（DO-T），其中端子编号18~20为DO 0（继电器输出）；端子21为DO1（晶体管输出）；端子23~25为DO2（继电器输出）；如下图：

CU240E-2有2路模拟量输入和1路温度传感器输入，端子编号3、4为模拟量输入通道0（AI 0）；端子编号10、11为模拟量输入通道1（AI 1） ；端子编号14、15为温度传感器的接线端子；如下图：

CU240E-2有2路模拟量输出，端子编号12、13为模拟量输出通道0（AO 0）；端子编号26、27为模拟量输出通道1（AO1）；如下图：

对于集成了故障安全数字量输入（F-DI）的控制单元，是把原来的6路数字量输入，两两一组，作为故障安全F-DI使用（例如：DI4和DI5组成F-DI0）。

其F-DI的定义如下图：

变频器在什么情况下，使用矢量控制？

问题 1:变频器什么情况下，使用矢量控制最合适

回复：需要对转矩控制有要求的场合，需要低速大转矩输出的场合，需要在超过额定转速以外宽调速范围，且要求控制特性良好的场合等等。

其实只要是V/F控制的场合，都可以使用矢量控制。矢量控制对调试的要求，比V/F控制要复杂一点，他对电机模型的确定更严格一些。仅此而已。

问题 2:一拖多的情况下，如果电机完全一样，也可以用矢量控制吗？

回复：并联驱动时，禁止采用矢量控制是西门子官方发布的文件中有述可查的。而且多机并联驱动采用V/F控制的合理性也是充分的。尽管多机并联采用矢量控制的实例和争论在网站里有过讨论，不论是工控网还是本网站的传动栏目，过去都有相当热烈的交流。但是多机并联用矢量控制，在理论上我认为没有任何道理和意义。特别是非同轴的并联驱动更是如此。

多机并联驱动最大的特点是每一个电机在同一时刻所受的负载转矩不会一致，此时如果是一个大的矢量控制，鬼知道每个电机的励磁分量和转矩分量是怎么分配的。从电机的供电总和上看，是个电机的矢量模型，但折算到每一个电机，就说不清楚了。尽管电机的等效模型是一样的，但受力不同，控制上就会产生变化。

多机并联为什么说采用V/F控制就靠谱呢？因为V/F控制相当于给多机并联的电机提供的是一个总电源。是一个简单的频率和电压可变的电源而已。每个并联电机自己转自己的，即便是受力不同，互无影响。

问题 3:不过 有很多矢量控制 都要电机带编码器反馈的， 这个编码器反馈是直接接到变频器上面的嘛？ 好像变频器上没有可以接编码器反馈的地方嘛

回复：关于有编码器的矢量控制（简称：VC），西门子的变频器如果没有自带的编码器接口端子，那一定是可以配置编码器输入的模板。像MM440和S120的CU320，他们自身不带编码器接口端子，但他们都可以配置相应的接口模板或模块。这个不是问题。

对于6SE70，变频器自带编码器接口端子，对于G120的CU控制器，有专门的CU型号可选择，提供编码器接口端子的CU，例如，CU250或CU310等等。

另外值得一提的是，在G120中，CU240E-2控制器，它有一个开关量输入端子专门的可作为接近开关信号（脉冲信号）输入，即可以通过旋转轴的接近开关传感器将电机轴转速输入控制器，然后通过参数化的设置和计算对无编码器运行的变频器转速做实时的修正。以提高开环控制下的稳态控制精度。这个功能其实是弥补SLVC的开环控制转速精度低的缺陷。使无编码器的SLVC更趋向于普及化。

当然VC控制不论是控制精度（稳态指标）还是动态的响应都远比SLVC好。就是增加了成本和结构的复杂性而已。