西门子G120变频器STO功能的配置流程和方法

以下文章来源于电气工程师手记，作者叫我G先生

西门子G120变频器控制单元自CU240E-2系列开始支持集成的安全功能。集成安全功能分为两部分，分别是基本安全功能和扩展安全功能，其中基本安全功能提供基本的安全停车功能(STO)，扩展安全功能包括安全抱闸控制(SBC)、安全停止(SS1)、安全限速(SLS)、安全转速监控(SSM)和安全方向(SDI)。不同型号控制单元支持的安全功能不同，如下图所示:

本文重点介绍基本安全功能安全停车，即安全转矩关断(STO)的配置方法，并在TIA Portal Startdrive中以CU240E-2为例列出配置的详细步骤。

安全转矩关断(Safe Torque Off)，符合IEC 60204-1 Stop Category 0 非受控停车要求。可以通过控制单元I/O端子上的故障安全输入F-DI(或安全通讯 PROFIsafe)激活STO功能。

关于F-DI端子，不同控制单元配置不同，相见下图:

当激活STO后G120变频器会立即封锁脉冲，输出转矩为0，如果激活STO时电机处于静止，可防止静止的电机意外启动；如果激活STO时电机正在旋转，电机会依靠惯性继续旋转直到静止(和OFF2一致，需要注意，STO功能无法使正在旋转的带有大惯量负载的电机快速停止)。如果电机带有抱闸，抱闸将立即闭合。

STO功能的配置流程和方法:

1.先调试好G120变频器基本参数和功能，可参见使用TIA Portal Startdrive调试SINAMICS G120的步骤一文，内有详细介绍。

2.在TIA Portal中在线G120变频器，项目树双击"参数分配"，在参数分配"功能视图"下双击"安全集成"，再点击顶部"开始Safety Integrated调试"；

3.点击"开始Safety Integrated调试"后会弹出密码设置对话框，输入默认初始密码:0，然后设置自定义密码，本例设置为1，点击"确定"；

4.密码修改后，弹出对话框，提示牢记密码；同时G120变频器输出故障值F1650，CU单元安全功能指示灯闪烁，点击""确定；

5.选择"Basic Functions"；

6.点击"控制方式/Safery Integrated Function"；

7.由于本例选择的是基本的CU240E-2，只能选择"通过端子"，如选择通讯版本或CU250S-2系列，还可以选择通讯等方式，点击"STO"功能图图标；

8.可根据需要对STO激活信号进行输出，例如输出给控制单元继电器输出，用于指示信号；

9.在"F-DI/F-DO/PROFlsafe"设置F-DI两路数字量DI输入信号的差异时间，默认500ms，以及F-DI去抖时间，默认1ms，建议保持默认设置。

10.配置强制故障检查时间，默认8小时，最大9000小时。要求在该时间内必须执行一次STO激活和复位，以开启重新计时，否则G120变频器输出A1699报警，但不影响G120变频器运行。

11.点击顶部"结束Safety Integrated调试"，在弹出的激活设置对话框点击"是"，执行CopyRAMtoROM；

12.上载G120变频器参数至PC，并重启G120变频器；

13.重新在线G120变频器，执行验收测试，过程如下；

本例使用控制面板启动，获取控制权，设置适当转速运行正转，并在运行中激活STO；

取消STO功能的配置流程和方法:

与激活配置流程一致，只是把"选择安全功能"，从"Basic Function"切换至"无Safery Integrated Function"。

以上内容便是在TIA Portal Startdrive中以CU240E-2为例激活和取消STO功能配置的方法和步骤。