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西門子SM1223數(shù)字量模塊
上海盟疆電氣技術有限公司工業(yè)業(yè)務領域致力于為客戶提供高品質(zhì)的服務,追求客戶的滿意是我們始終如一的目標。在中國,工業(yè)業(yè)務領域擁有一支技術過硬、經(jīng)驗豐富的工程師隊伍,為客戶提供7x24小時全天候服務。專業(yè)的服務人員和遍布全國的服務及備件網(wǎng)絡將對客戶的服務需求迅速作出響應,將由設備故障引起的損失降低到小的程度。
裝配機器人無需專門編程即可進行產(chǎn)品裝配;工廠生產(chǎn)線可以自我優(yōu)化;列車或風機可以基于運行數(shù)據(jù)和人工智能(AI)申請維護,它們的自我檢查和預判能力甚至優(yōu)于開發(fā)它們的工程師。人工智能的強勢發(fā)展必將進一步改變?nèi)祟惖墓ぷ髂J剑@是為什么呢?西門子股份公司*技術官博樂仁(Roland Busch)對此進行了詳細解讀。
如果我們能引導人工智能朝著有益人類的方向發(fā)展,讓它成為我們的有力幫手,那么發(fā)展即機遇。毫無疑問,人工智能的強勢發(fā)展將進一步改變?nèi)祟惖墓ぷ髂J?。市場研究機構*預測,多達50%的生產(chǎn)活動都可以由機器自動完成。這意味著,機器不但可以執(zhí)行這些活動,而且比人類做得更好、更快。當然,這也意味著,一旦擺脫了這些瑣碎的任務,我們就有更多時間來評估執(zhí)行結果,為客戶提供建議,發(fā)掘并培養(yǎng)員工能力。
人形機器人將為人類的研究工作、工業(yè)發(fā)展和日常生活提供幫助,但不會取代人類
不存在“人機對抗”
“人機對抗”的說法難免有危言聳聽之嫌,進一步了解人工智能,人們早已發(fā)現(xiàn)情況并非如此。如今,變革已經(jīng)開始,德國各工業(yè)企業(yè)正在試圖互相挖角,尤其是那些跨學科人才,比如具備物理工程知識的數(shù)據(jù)科學家。只有他們能將人工智能生成的相關數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實應用。例如,列車操作員收到指令,要在某個時間前更換某節(jié)列車的某個部件。而要發(fā)出這條指令,需要兼具預測性維護、風險分析的相關知識,還要了解替換部件的可用性,甚至是列車所在國家的法律法規(guī)。所以說,只有人類才可以將數(shù)字化世界的洞察運用到現(xiàn)實世界中。
正因如此,在高精度作業(yè)時我們總是依賴于嫻熟的手工勞動。例如,在慕尼黑Allach區(qū)的工廠里,生產(chǎn)和維護機車時的工作精度達到十分之一毫米。只有交給專業(yè)技術人員,我們才能保證列車的性能。
目前有三大趨勢并行:新的就業(yè)機會正在產(chǎn)生、一些崗位逐漸被淘汰、還有一些崗位則正在發(fā)生著改變。若想人工智能對人類社會產(chǎn)生積極影響,就必須確保商業(yè)企業(yè)——包括大中小企業(yè)甚至零售商——都能廣泛應用人工智能。我所講的是工業(yè)人工智能,即結合了專業(yè)知識的人工智能。我們的目標是創(chuàng)造“數(shù)字化伴侶”,它相當于人類的智能助力器。這種為人類賦能的人工智能技術必須得到普及。但是,我們不能只投資研發(fā),還要投資培訓,把這些技能在幼兒園、小學、高中和大學中推廣。
我們通過“工業(yè)4.0”成功開啟了數(shù)字化轉(zhuǎn)型,而工業(yè)人工智能將這一轉(zhuǎn)型提升至全新高度
人工智能推動“工業(yè)4.0”進入下一階段
工業(yè)大國想要從當前的工業(yè)革命中獲益,需要工業(yè)企業(yè)、政府官員、科學家和社會各界合作伙伴們通力合作,制定類似德國“工業(yè)4.0”的成功舉措。“工業(yè)4.0”已是世人皆知的術語,它將在人工智能的助力下迭代升級,因為未來的一切都將和人工智能息息相關,包括IT技術、工業(yè)生產(chǎn)、工廠運營、產(chǎn)品性能和服務模式等。工業(yè)人工智能將推動“工業(yè)4.0”進入下一階段,鞏固德國等工業(yè)大國的實力,這一點與美國和中國企業(yè)主導的消費品產(chǎn)業(yè)所應用的人工智能有所不同。
在位于慕尼黑的西門子機器人實驗室內(nèi),機器人在沒有預先編程的情況下組裝產(chǎn)品
人工智能是未來發(fā)展的關鍵
有關人工智能的恐慌論是片面的。我認為人們忽視了重要的一點,那就是人工智能對國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)的未來增長十分關鍵??紤]到人口結構的變化趨勢,年均3.5%的GDP增長率注定難以為繼。經(jīng)濟必須轉(zhuǎn)型,可以通過人工智能技術和技術密集型勞動力而非勞動密集型勞動力來實現(xiàn),基于資質(zhì)和生產(chǎn)力創(chuàng)造價值。
無論是國家還是企業(yè),若想在今天取得成功,就必須使經(jīng)濟適應未來發(fā)展。市場研究機構*預測,如果人工智能得以正確并且持續(xù)地應用,它將有可能提高德國等經(jīng)濟體的GDP。我們已經(jīng)通過“工業(yè)4.0”開啟了數(shù)字化轉(zhuǎn)型,而工業(yè)人工智能可以幫助我們達到一個全新的高度。
隨著新一代的成長,對人工智能的恐慌是否會爆發(fā)?顯然,未來的發(fā)展重點在于技術密集型勞動力,而非勞動密集型
*章 總則西門子SM1223數(shù)字量模塊
Q1: 如何根據(jù)負載特性以及用戶要求正確的選用西門子軟起動器
A1:軟起動器作為控制三相異步電動機起/停的器件,主要用途是有效降低起動電流,以及控制停車過程。其主要工作原理是通過控制主回路上的可控硅導通角,從而控制起動電壓。由于起動電壓與起動電流近似成正比關系,因此通過調(diào)節(jié)起動電壓即可降低起動電流。
常見的電機起動方式主要有:直接起動、星三角起動、自耦降壓起動、變頻器起動以及軟起動。在為負載選擇軟起動器時,應先考慮軟起動器能否滿足負載工作情況。例如需要進行電機轉(zhuǎn)速控制的工況不能選擇軟起動器,因為軟起動器沒有調(diào)速的功能。對于特殊負載,尤其是起動轉(zhuǎn)矩大/加速轉(zhuǎn)矩大/起動時間長的重載情況,也應充分考慮軟起動器能否適合負載特性。
確定選擇軟起動器時,首先應確定負載類型。對于起動轉(zhuǎn)矩小/起動時間少于20秒的常規(guī)負載(如一般風機/泵類),可選擇西門子標準型軟起動器3RW30/40系列。對于起動轉(zhuǎn)矩大/起動時間長的重載情況(如破碎機/提升機/羅茨式風機等),建議考慮西門子高性能型軟起動器3RW44系列。
接下來應根據(jù)電機額定電流/電壓選擇軟起動器,電機功率只作為參考參數(shù),特別是客戶使用國產(chǎn)電機時,請務必核對額定電流以確保足夠的余量。
此外,還應提供控制電壓,電網(wǎng)頻率,現(xiàn)場環(huán)境溫度,通風散熱情況,海拔高度,每 小時起動次數(shù)等參數(shù)。對于高溫/高海拔/高起動頻率的應用環(huán)境,應考慮放大選型。
若客戶需要特殊功能,如保護功能/顯示功能/通訊功能時,應查閱西門子不同系列軟起動器的特性區(qū)別。
具體選型數(shù)據(jù)請參閱西門子3RW系列軟起動器選型樣本,特殊應用情況可使用西門子公司提供的Win-Softstarter軟件進行選型并仿真或聯(lián)系西門子技術支持。
Q2: 3RW系列軟起動器旁路運行是怎么回事?旁路接觸器應如何選擇?
A2:3RW系列軟起動器起動完成后,主要會有兩種運行方式:持續(xù)運行和旁路運行。此時晶閘管處于全導通情況,系統(tǒng)進入恒速運行狀態(tài)。在此,我們建議用戶好采用旁路方式運行,即當起動結束達到全電壓后,將主回路切換至與晶閘管并聯(lián)的旁路接觸器上。這樣會有兩個好處:
1、減少晶閘管的運行時間,提高晶閘管使用壽命,從而降低維護成本。
2、降低晶閘管導通時的熱損耗,有利于設備散熱并可有效降低設備功耗。
對于3RW30/31,3RW40和3RW44系列軟起動器,設備已經(jīng)內(nèi)置有旁路接觸器,因此客戶無需單獨選擇外置旁路接觸器,從而降低了采購成本并簡化了設計。
Q3: 什么是輕載起動、一般負載起動和重載起動?
A3:我國通常以(電機直接啟動的)起動時間4S和8S為分界點,劃為三檔。分別稱為輕載起
動、一般負載起動和重載起動。
西門子軟啟通常按(脫扣等級)Class10(小于20S 350%In電機)為正常啟動,Class20(小于
40S 350%In電機)為重載啟動,Class30(小于60S 350%In電機)為超重載劃分。
第二章3RW44軟起動器
Q1: 3RW44控制線的大長度是多少?
A1: 允許控制線的大長度為1000米.可用內(nèi)部24VDC或外部24VDC.
考慮到電磁兼容性,一定注意要遠離動力電纜。
Q2: 要取消3RW44軟起動器的內(nèi)部電機過載保護,如何設定?
A2: 在菜單項"電機保護/脫扣等級":設置為“無”可關閉電機過載保護功能
"電機保護/溫度傳感器":設置為“禁用”可關閉電機過溫保護功能
注意:請充分考慮此設置可能導致軟起動器和電機損壞
Q3: 3RW44電機額定電流與CLASS等級的設置
A3: 3RW44軟起動器,當電機額定電流設置與CLASS等級不符時,軟起動器會出現(xiàn)故障報警。由于3RW44 有3套參數(shù)設置,3套參數(shù)可以設置不同的額定電流。但CLASS等級在“電機保護”選項中設置,且只能設置一個參數(shù)。所以3套參數(shù)設置的額定電流都需要與CLASS等級相符合。否則會出現(xiàn)報警。
舉例:
3RW4427,CLASS10時大允許額定電流為93A;CLASS30時大允許額定電流為77A。
如果將參數(shù)組1的額定電流設定為93A,并使用指令“將電機參數(shù)復制到PS2+3中”,CLASS設置為10,可以正常工作。然后將參數(shù)組1的電流改為77A,不復制給參數(shù)2和參數(shù)3(仍為93A),脫扣等級設定為CLASS30,將會出現(xiàn)報警。
Q4: 3RW44軟起動器的95,96,98為綜合故障,什么原因會引起它動作?
A4: 95,96,98為帶公共點的常開常閉綜合故障觸點,95為公共點,95/96為常閉觸點,95/98為常開觸點。當出現(xiàn)故障時,會引起觸點動作。具體哪些故障會引起綜合故障動作,可查看系統(tǒng)手冊“診斷與狀態(tài)信息”。請注意此觸點只在故障情況下才動作,警告不會動作。
Q5: 3RW44有緊急起動的功能,但為什么緊急起動按鈕合上后,軟起動器并沒有起動?
A5: 緊急起動是指電機出現(xiàn)相不平橫;熱模型過載;溫度傳感器開路; 溫度傳感器短路; 溫度傳感器過載;超過大起動時間;超過或低于電流限制;接地錯誤;不可能的Ie/Class等級的設定時,不需要做復位,采用緊急起動的功能就能立即重新起動.除了以上故障,其它故障不能實現(xiàn)緊急起動。但緊急起動命令必須和電機正轉(zhuǎn)命令同時激活,軟起動器才能實現(xiàn)緊急起動.單獨的緊急起動命令信號不能導致軟起動器的起動.
Q6: 3RW44軟起動器多可設置3組參數(shù),如何用手動控制通過不同參數(shù)組進行起動?
A6: 將某一開關量輸入設置為”電機右轉(zhuǎn)PS1”,并通過此輸入給軟起動器起動信號,則*組參數(shù)起作用,即軟起動器按照參數(shù)組1的設置進行起動。如設置為”電機右轉(zhuǎn)PS2”,則第二組參數(shù)起作用。如設置為”電機右轉(zhuǎn)PS3”,則第三組參數(shù)起作用。
Q7: 如何選擇3RW44系列軟起動器的散熱風扇?
A7: (1)3RW442,3RW443,3RW444及3RW445系列
風扇為標準配置,不需額外訂購。也可以作為備件單獨購買。
(2)3RW446系列軟起動器,
風扇為標準配置,不需額外訂購。3RW446系列軟器除具有其他3RW44系列軟器有的下部風扇外,還額外配置了一個前部風扇。風扇可以作為備件購買。
注意:加裝散熱風扇可以有效的提高軟起動器的操作頻率,建議現(xiàn)場溫度較高或操作較頻繁的用戶加裝風扇。
Q8: 3RW44如何通過液晶屏旁的按鍵起停電機 ?
A8:*步:在電機控制內(nèi)第三項“標準控制”,選中“按鍵”
第二步:然后在“通過按鍵控制電機”中,“按鍵控制”選中激活
第三步:然后在“通過按鍵控制電機”中,“參數(shù)組”,選定參數(shù)組1(以參數(shù)組1為例,如采用其他參數(shù)組控制,可以此類推)
第四步:然后在“通過按鍵控制電機”中,“控制功能執(zhí)行",選定電機右轉(zhuǎn)(選中后會有一個小叉),然后按下“發(fā)送”指令,即可右轉(zhuǎn)電機
第五步:然后在“通過按鍵控制電機”中,“控制功能執(zhí)行",再選定電機右轉(zhuǎn)(小叉消失),然后按下“發(fā)送”指令,即可停止電機(電機在按鍵控制轉(zhuǎn)動的時候,只能通過此方式停機)
Q9: 給3RW44軟起動器停止信號,風扇會馬上停止嗎?
A9: 3RW44軟起風扇是從控制電源取電,給軟起動器起動信號后,風扇開始運行,給停止信號后,風扇不會馬上停止,會運行一段時間(大概十幾分鐘),才會停止運行。
Q10: 3RW44的起動方式當選擇為"電壓斜坡"時,是否還有電流限制?
A10: 仍有大電流限制值,且為默認不可調(diào).不同型號的3RW44的電流限制默認如下:
3RW4422 … 3RW4447 = 550%
3RW4453 … 3RW4457 = 500%,
3RW4458 … 3RW4466 = 450%
Q11: 3RW44的外部顯示和操作模塊功能是否和3RW44面板上的液晶屏一樣,具有參數(shù)設定和發(fā)布控制命令功能?
A11: 3RW44的外部顯示和操作模塊功能同3RW44面板上的液晶屏一樣,也是就說3RW44面板上液晶屏能實現(xiàn)的功能,外部顯示和操作模塊3RW4900-0AC00都能實現(xiàn)。
Q12: 軟起動器和電機之間的供電電纜需要屏蔽嗎?
A12: 針對3RW軟起動器,在電機與3RW軟起動器之間使用非屏蔽的主回路電纜就已經(jīng)足夠.
主要原因如下:
? 在整個軟起動器運行期間,電機端子上電源的頻率穩(wěn)定在50或60赫茲
? 軟起動完成以后,主回路切換到并聯(lián)的內(nèi)部旁路接觸器,電流和電壓波形是*的正弦波。
? 軟起動器在軟起動和軟停止期間使用相角控制操作。相角控制是通過對晶閘管導通時間的控制來達到降壓起動的目的,只有在脈沖觸發(fā)導通晶閘管的一瞬間才會產(chǎn)生諧波,并且持續(xù)時間很短。所以可以忽略不計。
Q13: 軟起動器3RW44哪些故障可以自復位,如何實現(xiàn)?
A13: 并非所有的故障能實現(xiàn)自復位,能實現(xiàn)自復位的故障如下,(實現(xiàn)自復位的方法為在LCD顯示屏的菜單里設置相應參數(shù)):
1)電機熱模型過載。實現(xiàn)自復位的方法為選擇“設置”->“響應...” ->“熱負荷電機模型-過載” ->“脫扣重啟”
2)功率元件過熱。實現(xiàn)自復位的方法為選擇“設置”->“響應...” ->“晶閘管過載” ->“脫扣重啟”
3)溫度傳感器過載。實現(xiàn)自復位的方法為選擇“設置”->“響應...” ->“溫度傳感器-過載” ->“脫扣重啟”
4)溫度傳感器短路。實現(xiàn)自復位的方法為選擇“設置”->“響應...” ->“溫度傳感器-過載” ->“脫扣重啟”
5)溫度傳感器電線斷裂。實現(xiàn)自復位的方法為選擇“設置”->“響應...” ->“溫度傳感器-過載” ->“脫扣重啟”
6)PIO錯誤。無需設置參數(shù)
在進行相應參數(shù)設置后,當故障自動或手動消除后,軟起動器可實現(xiàn)自復位。
第三章 通訊
Q1: 3RW系列軟起動器是否具有通訊功能?通訊功能如何實現(xiàn)?
A1:對于3RW系列軟起動器(目前型號3RW30/31、3RW40、3RW44,已停產(chǎn)的型號3RW34、3RW22)中,自身具有通訊功能的為高性能型的3RW44和3RW22。
高性能3RW44軟起動器的面板上標準配置有本地設備RS232接口,即可借助計算機和PC電纜及相關軟件實現(xiàn)操作、監(jiān)控與參數(shù)設定的功能,也可選購外部操作顯示模塊通過連接電纜與該接口連接實現(xiàn)操作、監(jiān)控的功能。
外部操作顯示模塊的訂貨號為:3RW4900-0AC00
連接電纜的訂貨號為:3UF7932-0AA00-0(長度:0.5m扁平電纜)
3UF7932-0BA00-0(長度:0.5m圓電纜)
3UF7937-0BA00-0(長度:1.0m圓電纜)
3UF7933-0BA00-0(長度:2.5m圓電纜)
PC電纜(RS232)的訂貨號為:3UF7940-0AA00-0
此外3RW44軟起動器通過附加Profibus通訊模塊,可以實現(xiàn)Profibus-DP通訊功能。使用專業(yè)版軟件Soft Starter ES可通過Profibus-DP協(xié)議實現(xiàn)操作、監(jiān)控與參數(shù)設定的功能。
Profibus通訊模塊的訂貨號為:3RW4900-0KC00
對于3RW30/31、3RW34及3RW40系列軟起動器,可與西門子公司的Simocode-DP 3UF5或Simocode Pro 3UF7智能馬達控制保護模塊配合使用,從而實現(xiàn)Profibus-DP及RS232串口通訊。
Q2: 3RW44軟起動器參數(shù)化軟件Soft Starter ES 2007的三個版本有什么區(qū)別?
A2: 新的參數(shù)化軟件Soft Starter ES 2007版共有三個版本:
(1)Soft Starter ES 2007 Basic: 可通過軟起動器的RS232系統(tǒng)接口進行參數(shù)化和調(diào)試
(2)Soft Starter ES 2007 Standard: 可通過軟起動器的RS232系統(tǒng)接口進行參數(shù)化、調(diào)試及診斷
(3)Soft Starter ES 2007 Premium: 可通過軟起動器的RS232系統(tǒng)接口及外接ProfiBus-DP接口進行參數(shù)化、調(diào)試及診斷,并包含Step7的目標管理器
Soft Starter ES 2007 + SP1支持的操作系統(tǒng)有:
? MS Windows 2000 SP3/SP4
? Windows XP Professional SP2
? Windows Vista Business 32-bit
? Windows Vista Ultimate 32-bit
Q3: 當采用Profibus DP控制3RW44時,如何實現(xiàn)當PLC停機后軟起動器仍然保持原來的運行狀態(tài)?
A3: 在Soft Starter ES軟件Field Bus界面下有Response to CPU/master stop的設置,如選擇Retain last value,則當CPU停機時,軟起動器仍然保持原來的狀態(tài).如選擇Switch substitute value, 則當CPU停機時,軟起動器的狀態(tài)取決于下面substitute value的設置,如Motor right選中,則軟起動器仍然運行.如Motor right不選中,則軟起動器停機.
Q4: 3RW44的開關量輸出可配置為PIO-輸出端1和PIO-輸出端2,是什么含義?
A4: 如果設置為PIO輸出端1或PIO輸出端2,是指這個輸出可以由PLC通過Profibus DP來控制.當軟起動器通過Profibus DP來控制時,軟起動器會在PLC中占用兩個字節(jié)的輸入和兩個字節(jié)的輸出.兩個字節(jié)的輸入為軟起動器的狀態(tài)信息,兩個字節(jié)的輸出為控制信息.輸出第二個字節(jié)的第0位和第1位分別就是用來激活PIO輸出端1和PIO輸出端2的.即當某個輸出端設置為PIO輸出端1,控制字第二個字節(jié)的第0位為1時,此輸出端動作,常開變常閉.
Q5: 通過Profibus DP來控制軟起動器3RW44時,如何實現(xiàn)手動控制和遠程通訊控制的切換?
A5: 可以將某個開關量輸入定義為現(xiàn)場手動操作(Manual operation local),當此開關量輸入為"1"時,3RW44由通訊控制轉(zhuǎn)為手動控制,手動控制輸入有效;當此開關量輸入為"0"時,3RW44由通訊控制,手動控制輸入無效.
如下圖所示,S1為手動/自動選擇開關,接到開關量輸入2,并定義為為現(xiàn)場手動操作(Manual operation local).當S1閉合,為手動控制,S2可控制軟起起停;當S1打開,為通訊控制,S2不起作用.
Q6: 3RW44無法轉(zhuǎn)到中文菜單?
A6: 如果3RW44已通過Profibus通訊模塊連接至PLC,且CPU在運行中,必須先將Profibus電纜從3RW44拔下,然后設置“設置—顯示設置—語言—中文”,再設置“設置—現(xiàn)場總線—禁止CPU/主站寫參數(shù)—啟用”,后保存設置,“設置—保存選項—保存設置”,即可解決。
注意:請充分考慮此操作可能會導致的設備停車。
Q7: 3RW44軟起動器參數(shù)設置保存后,為何通過Profibus總線被修改?
A7: 3RW44軟起動器參數(shù)通過Profibus總線被修改是由于“Parameter disable”參數(shù)未設定。
如想禁止此功能,請按以下步驟操作:
菜單設定 Menu Settings(3)
- 總線 Field bus(10)
- 總線接口 Field bus interface ON(1)
將“CPU/主站參數(shù)禁止” Parameters disabled CPU/Master (7) 設定為ON
并通過菜單保存
- 保存功能 Saving options (11)
- 保存設置 Save settings (1)
軟起動器重新起動后,新的參數(shù)設定即可生效。
Q8: 3RW44多可設置3組參數(shù),如何通過Profibus DP通訊來激活不同的參數(shù)組?
A8: 3RW44對應于PLC的輸出映象區(qū)的第2個字節(jié)的第2位和第3位為參數(shù)組激活控制位.當?shù)?,3位的值為2#00時, 激活參數(shù)組1; 當?shù)?,3位的值為2#01時, 激活參數(shù)組2; 當?shù)?,3位的值為2#10時, 激活參數(shù)組3.
Q9:3RW44軟起動器常用故障診斷的方法?
A9:(1) 軟起動器顯示屏會顯示故障信息
(2) Soft starter ES軟件診斷菜單
(3) 讀數(shù)據(jù)記錄92,數(shù)據(jù)記錄92為診斷信息
(4) 調(diào)用功能塊SFC13,讀出軟起動器的故障信息,但前提是在Soft Starter ES軟件中Field Bus下的Group diagnostic必須選擇Enable.
Q10:能否通過PLC讀取3RW44軟起動器的外部開關量輸入信息?
A10:3RW44所有的4個開關量輸入都存儲在過程映象區(qū)的DI 0.4~0.7.這些開關量的狀態(tài)通過Profibus傳送到PLC.
當Profibus不激活時,如果不希望軟起動器對開關量輸入有響應,可將開關量輸入設為"無動作"
。