西門子6ES7331-7NF10-0AB0
S7-300
- 模塊化微型 PLC 系統(tǒng),滿足中、小規(guī)模的性能要求
- 各種性能的模塊可以非常好地滿足和適應(yīng)自動化控制任務(wù)
- 簡單實用的分布式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力,應(yīng)用十分靈活
- 操作方便,設(shè)計簡單,不含風扇
- 任務(wù)增加時可順利擴展
- 大量的集成功能,使它功能非常強勁
S7-300F
- 故障安全型自動化系統(tǒng),可滿足工廠日益增加的安全需求
- 基于 S7-300
- 可連接配有安全型模塊的附加 ET 200S 和 ET 200M 分布式 I/O 站
- 通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP 進行安全相關(guān)通信
- 標準模塊另外也可用于非安全相關(guān)應(yīng)用
Area of application
S7-300
SIMATIC S7-300 是模塊化的微型 PLC 系統(tǒng),可滿足中、低端的性能要求。
模塊化、無風扇設(shè)計、易于實現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu)以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成為中、低端應(yīng)用中各種不同任務(wù)的經(jīng)濟、用戶友好的解決方案。
SIMATIC S7-300 的應(yīng)用領(lǐng)域包括:
- 特殊機械,
- 紡織機械,
- 包裝機械,
- 一般機械設(shè)備制造,
- 控制器制造,
- 機床制造,
- 安裝系統(tǒng),
- 電氣與電子工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)。
多種性能等級的 CPU,具有用戶友好功能的全系列模塊,可允許用戶根據(jù)不同的應(yīng)用選取相應(yīng)模塊。任務(wù)擴展時,可通過使用附加模塊隨時對控制器進行升級。
SIMATIC S7-300 是一個通用的控制器:
- 具有高電磁兼容性和抗震性,可限度地用于工業(yè)領(lǐng)域。
S7-300F
SIMATIC S7-300F 故障安全自動化系統(tǒng)可使用在對安全要求較高的設(shè)備中。其可對立即停車過程進行控制,因此不會對人身、環(huán)境造成損害。
S7-300F 滿足下列安全要求:
- 要求等級 AK 1 - AK 6 符合 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
- 安全要求等級 SIL 1 - SIL 3 符合 IEC 61508
- 類別 1 - 4 符合 EN 954-1
另外,標準模塊還可用在 S7-300F 及故障安全模塊中。因此它可以創(chuàng)建一個全集成的控制系統(tǒng),在非安全相關(guān)和安全相關(guān)任務(wù)共存的工廠中使用。使用相同的標準工具對整個工廠進行組態(tài)和編程。
Design
S7-300
一般步驟
S7-300自動化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計。它擁有豐富的模塊,且這些模塊均可以獨立地組合使用。
一個系統(tǒng)包含下列組件:
- CPU:
不同的 CPU 可用于不同的性能范圍,包括具有集成 I/O 和對應(yīng)功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和點對點接口的 CPU。 - 用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出的信號模塊 (SM)。
- 用于連接總線和點對點連接的通信處理器 (CP)。
- 用于高速計數(shù)、定位(開環(huán)/閉環(huán))及 PID 控制的功能模塊(FM)。
根據(jù)要求,也可使用下列模塊:
- 用于將 SIMATIC S7-300 連接到 120/230 V AC 電源的負載電源模塊(PS)。
- 接口模塊 (IM),用于多層配置時連接控制器 (CC) 和擴展裝置 (EU)。
通過分布式控制器 (CC) 和 3 個擴展裝置 (EU),SIMATIC S7-300 可以操作多達 32 個模塊。所有模塊均在外殼中運行,并且無需風扇。 - SIPLUS 模塊可用于擴展的環(huán)境條件:
適用于 -25 至 +60℃ 的溫度范圍及高濕度、結(jié)露以及有霧的環(huán)境條件。防直接日曬、雨淋或水濺,在防護等級為 IP20 機柜內(nèi)使用時,可直接在汽車或室外建筑使用。不需要空氣調(diào)節(jié)的機柜和 IP65 外殼。
可將下列設(shè)備作為 IO 控制器進行連接:
- SIMATIC S7-300
(使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU) - SIMATIC ET 200
(使用配備 PROFINET 接口的 CPU) - SIMATIC S7-400
(使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
可將下列設(shè)備作為 IO 設(shè)備進行連接:
- ET 200 分布式 I/O 設(shè)備
- ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
- SIMATIC S7-300
(使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU) - 現(xiàn)場設(shè)備
通過 AS-Interface 進行過程通信
S7-300 所配備的通信處理器 (CP 342-2) 適用于通過 AS-Interface 總線連接現(xiàn)場設(shè)備(AS-Interface 從站)。
更多信息,請參見通信處理器。
通過 CP 或集成接口(點對點)進行數(shù)據(jù)通信
通過 CP 340/CP 341 通信處理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口,可經(jīng)濟有效地建立點到點連接。有三種物理傳輸介質(zhì)支持不同的通信協(xié)議:
- 20 mA (TTY)(僅 CP 340/CP 341)
- RS 232C/V.24(僅 CP 340/CP 341)
- RS 422/RS 485
可以連接以下設(shè)備:
- SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動化系統(tǒng)和其他公司的系統(tǒng)
- 打印機
- 機器人控制
- 掃描器,條碼閱讀器,等
特殊功能塊包括在通信功能手冊的供貨范圍之內(nèi)。
使用多點接口 (MPI) 進行數(shù)據(jù)通信
MPI(多點接口)是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于簡單的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)。
- MPI 可以同時連接多個配有 STEP 7 的編程器/PC、HMI 系統(tǒng)(OP/OS)、S7-300 和 S7-400。
- 全局數(shù)據(jù):
“全局數(shù)據(jù)通信”服務(wù)可以在聯(lián)網(wǎng)的 CPU 間周期性地進行數(shù)據(jù)交換。 一個 S7-300 CPU 可與多達 4 個數(shù)據(jù)包交換數(shù)據(jù),每個數(shù)據(jù)包含有 22 字節(jié)數(shù)據(jù),可同時有 16 個 CPU 參與數(shù)據(jù)交換(使用 STEP 7 V4.x)。
例如,可以允許一個 CPU 訪問另一個 CPU 的輸入/輸出。只可通過 MPI 接口進行全局數(shù)據(jù)通信。 - 內(nèi)部通信總線(C-bus):
CPU 的 MPI 直接連接到 S7-300 的 C 總線。因此,可以通過 MPI 從編程器直接找到與 C 總線連接的 FM/CP 模塊的地址。 - 功能強大的通信技術(shù):
- 多達 32 個 MPI 節(jié)點。
- 使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每個 CPU 有多個通信接口。
- 使用編程器/PC、SIMATIC HMI 系統(tǒng)和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每個 CPU 有多個通信接口。
- 數(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
- 靈活的組態(tài)選項:
可靠的組件用于建立 MPI 通信: PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的總線電纜、總線連接器和 RS 485 中繼器。使用這些組件,可以根據(jù)需求實現(xiàn)設(shè)計的化調(diào)整。例如,任意兩個MPI節(jié)點之間最多可以開啟10個中繼器,以橋接更大的距離。
通過 CP 進行數(shù)據(jù)通信
SIMATIC S7-300 通過 CP 342 和 CP 343 通信處理器可以連接到 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)。
可以連接以下設(shè)備:
- SIMATIC S7-300
- SIMATIC S7-400
- SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
- 編程器
- PC 機
- SIMATIC HMI 人機界面系統(tǒng)
- 數(shù)控裝置
- 機器人控制
- 工業(yè)PC
- 驅(qū)動控制器
- 其它廠商設(shè)備
S7-300F
S7-300F 能夠以兩種 I/O 設(shè)計的方式運行:
- ET 200M 中的 I/O 設(shè)計:
故障安全數(shù)字量/模擬量輸入和輸出模塊用于集中式或分布式應(yīng)用(Cat.4/SIL3 只能與隔離模塊一起使用) - ET 200S PROFIsafe 中的 I/O 設(shè)計:
故障安全數(shù)字量輸入和輸出模塊可用于分布式應(yīng)用
Functions
S7-300
提供有大量功能,支持用戶的S7-300編程、調(diào)試和維護等工作。
- 高速執(zhí)行指令:
指令執(zhí)行時間較低可達0.01 μs,為中低端性能設(shè)備開創(chuàng)了全新的應(yīng)用方案。 - 浮點數(shù)運算:
可以高效率地使用浮點運算甚至復(fù)數(shù)運算功能。 - 用戶友好的參數(shù)賦值:
僅需一個帶有統(tǒng)一操作界面的軟件工具,就可以完成所有模塊的參數(shù)化工作。這降低了入職門檻和培訓(xùn)費用。 - 人機界面(HMI):
S7-300的操作系統(tǒng)已經(jīng)集成了用戶友好的人機界面服務(wù)。這些功能不再需要成本高昂的編程工作:SIMATIC HMI系統(tǒng)向SIMATIC S7-300請求過程數(shù)據(jù), S7-300在期望的更新時間完成這些數(shù)據(jù)的傳輸工作。SIMATIC S7-300的操作系統(tǒng)可以自主地完成傳輸過程。并且*使用相同的符號和數(shù)據(jù)庫。 - 診斷功能:
CPU 的智能診斷系統(tǒng)持續(xù)不斷地檢測系統(tǒng)的功能、記錄故障信息和特定的系統(tǒng)事件(例如,時間錯誤、模塊故障等)。采用環(huán)境緩沖區(qū)記錄事件信息,并帶有時間截,以利于今后的故障排除。 - 口令保護:
使用密碼保護功能高效、可靠地保護用戶信息,以防受到非*復(fù)制與更改。
SIMATIC S7-300符合的國家標準和國際標準有:
- DIN
- UL 認證
- CSA 認證
- FM class 1 div. 2;組別:A、B、C 和 D (溫度組別:T4(≤135°C))
- ATEX 認證
- 澳大利亞標志
- 以下船級社資格認證
- 美國船級社
- 法國船級社
- 挪威船級社
- 德國船級社
- 英國勞氏船級社
- 日本船級社(NK)
- 抗震
通訊
SIMATIC S7-300的CPU 支持以下通信類型:
- 過程通訊:
對于通過總線(AS-接口、PROFIBUS DP 或者 PROFINET)實現(xiàn)循環(huán)尋址的I/O模塊(互換過程圖像)。從循環(huán)執(zhí)行層調(diào)用過程通訊。 - 數(shù)據(jù)通訊:
用于自動化系統(tǒng)間或多個自動化系統(tǒng)與HMI之間的數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)通信循環(huán)地進行,也可以基于事件驅(qū)動通過塊由用戶程序發(fā)起。
STEP 7的操作界面極為友好,顯著地簡化了用戶的通信功能組態(tài)工作。
數(shù)據(jù)通訊
SIMATIC S7-300擁有不同的數(shù)據(jù)通信機制:
- 使用MPI,通過全局數(shù)據(jù)通信,實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)CPU之間的數(shù)據(jù)包循環(huán)交換。
- 借助通信功能,與其它伙伴完成事件驅(qū)動型通信。網(wǎng)絡(luò)連接通過MPI、PROFIBUS或PROFINET實現(xiàn)。
全局數(shù)據(jù)
借助“全局數(shù)據(jù)通信”服務(wù),聯(lián)網(wǎng)CPU彼此之間可以循環(huán)地交換數(shù)據(jù)(最多可達8 GD 數(shù)據(jù)包,每周期22個字節(jié))。據(jù)此,可以實現(xiàn),例如,某個CPU訪問另一個CPU的數(shù)據(jù)、位存儲單元和過程圖像等信息。只能通過 MPI 進行全局數(shù)據(jù)交換。組態(tài)通過STEP 7的GD表完成。
通訊功能
使用系統(tǒng)已經(jīng)集成的塊,可以建立S7/C7伙伴之間的通信服務(wù)。
這些服務(wù)是:
- 通過 MPI 進行 S7 基本通訊。
- 通過 MPI、C 總線、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)的 S7 通訊。
S7-300 可以用于:- 用作服務(wù)器時,使用MPI、C總線和PROFIBUS
- 用作服務(wù)器或客戶端時,使用集成式PROFINET接口
使用reloadable塊,可以建立與S5伙伴和非西門子設(shè)備之間的通信服務(wù)。
這些服務(wù)是:
- 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進行的 S5 兼容通訊。
- 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進行的標準通訊(非西門子系統(tǒng))。
與全局數(shù)據(jù)不同的是,對于通信功能,必須為其建立通信連接。
集成到 IT 領(lǐng)域中
借助自動化工程組態(tài),使用S7-300,可以更加方便地接入現(xiàn)代化的信息技術(shù)世界。使用CP 343-1 Advanced,可以實現(xiàn)以下信息技術(shù)功能:
- IP 路由;
借助IP訪問列表,將IP V4報文以不低于Gigabit的速度轉(zhuǎn)發(fā)至受控PROFINET接口。 - WEB 服務(wù)器;
使用標準瀏覽器,可以瀏覽大至30 MB可自由定義的HTML網(wǎng)頁;通過FTP處理自己的文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù) - 標準診斷頁;
無需額外工具,就可以在工廠內(nèi)完成插裝在安裝機架上的所有模塊的快速診斷工作。 - E-mail;
直接從用戶程序中發(fā)送認證電子郵件。電子郵件客戶端設(shè)計有通知功能,可以在控制程序中直接通知用戶。 - 通過 FTP 進行通訊;
大多數(shù)操作系統(tǒng)平臺都可以使用的開放協(xié)議 - 設(shè)計有30 MB RAM文件系統(tǒng),可以用作動態(tài)數(shù)據(jù)的中間存儲器。
S7-300 PROFINET CPU集成有Web服務(wù)器。因此,標準Web瀏覽器可以讀出S7-300站中的信息:
- CPU 一般信息
- 診斷緩沖區(qū)的內(nèi)容
- 變量表
- 標簽狀態(tài)
- 模塊的狀態(tài)
- 報文
- 工業(yè)以太網(wǎng)的相關(guān)信息
- PROFINET 節(jié)點的拓撲結(jié)構(gòu)
等時模式
使用系統(tǒng)功能“同步模式”,可以同步耦合
- 分布式信號采集、
- PROFIBUS 信號傳輸和
- 程序執(zhí)行
總線周期時間的程序運行。
創(chuàng)建了自動化解決方案,可以以固定間隔時間(常量總線周期時間)捕捉并處理輸入和輸出信號。同時創(chuàng)建了前后*的部分過程圖像。
借助常量總線周期時間和分布式I/O同步信號處理技術(shù),S7-300確??梢跃_地重現(xiàn)規(guī)定的過程響應(yīng)時間。
為同步模式系統(tǒng)功能提供了極為豐富的支持組件,可以處理運動控制、測量值采集和高速控制等領(lǐng)域的苛刻任務(wù)。
在分布式自動化解決方案中,目前的SIMATIC S7-300開始涉足重要的高速加工處理應(yīng)用領(lǐng)域,并確保可以獲得的精度和可重現(xiàn)性。這意味著可以以穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品不斷地擴大生產(chǎn)數(shù)量。
模塊的診斷和過程監(jiān)視
SIMATIC S7-300的大量輸入/輸出模塊都具有智能功能:
- 信號采用的監(jiān)控(診斷)。
- 監(jiān)控來自過程的信號(硬件中斷)。
診斷
診斷功能可以用來判斷模塊的信號采集(針對數(shù)字量模塊)或者模擬量處理(針對模擬模塊)是否工作于*狀態(tài)。在診斷分析中,必須區(qū)分可參數(shù)化和非參數(shù)化診斷消息:
- 可參數(shù)賦值的診斷報文:
僅由合適的設(shè)定參數(shù)啟用之后才會發(fā)出診斷消息。 - 不可參數(shù)賦值的診斷報文:
這些消息的發(fā)出是一個常規(guī)事件,即該過程與參數(shù)化無關(guān)。
如果某個診斷消息處于激活狀態(tài)(例如“無傳感器輸入”),則模塊會發(fā)起一個診斷中斷(若已經(jīng)為該診斷消息設(shè)置了參數(shù),則僅在相應(yīng)的參數(shù)化過程之后才會產(chǎn)生中斷)。CPU會中斷用戶程序或較低優(yōu)先級任務(wù)的執(zhí)行,并接下來執(zhí)行相關(guān)的診斷中斷塊(OB 82)。
數(shù)字量輸入/輸出模塊 | |
診斷報文 | 可能的故障原因 |
無傳感器輸入 | |
無外部輔助電壓 | |
無內(nèi)部輔助電壓 | |
保險絲燒斷 | |
模塊中的參數(shù)不正確 | |
時間監(jiān)控功能已經(jīng)編址(看門狗) | |
EPROM 故障 | |
RAM 故障 | |
硬件中斷丟失 | |
模擬量輸入模塊 | |
診斷報文 | 可能的故障原因 |
無外部負載電壓 | |
組態(tài)/參數(shù)化錯誤 | |
共模錯誤 | - 輸入(M-)之間的UCM 電壓差和測量回路(MANA)的參考電壓過高
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斷路 | - 傳感器回路的電阻過高
- 模塊和傳感器之間的連接線出現(xiàn)斷路
- 通道未切換(開)
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低于測量范圍的下限 | - 輸入值低于正常范圍,可能因故障所至
- 量程為 4 至 20 mA,1 至 5 伏:
傳感器極性接反; 量程選擇錯誤 - 其它量程:
量程選擇錯誤
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高于測量范圍的上限 | |
模擬量輸出模塊 | |
診斷報文 | 可能的故障原因 |
無外部負載電壓 | |
組態(tài)/參數(shù)化錯誤 | |
M 短路 | |
斷路 | - 執(zhí)行器電阻過高
- 模塊和執(zhí)行器之間的連接線出現(xiàn)斷路
- 通道未使用(打開)
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硬件中斷
通過硬件中斷可以監(jiān)控過程信號,并且,可以觸發(fā)針對信號變化的響應(yīng)。
- 數(shù)字量輸入模塊:
根據(jù)參數(shù)設(shè)置的不同,針對每個通道組,當信號狀態(tài)發(fā)生改變時,模塊都可以發(fā)起硬件中斷,觸發(fā)沿可以選用上升沿、下降沿或者混合使用上升沿和下降沿。CPU會中斷用戶程序或較低優(yōu)先級任務(wù)的執(zhí)行,并接下來執(zhí)行相關(guān)的診斷中斷塊(OB 40)。信號模塊可以緩沖一次中斷/通道。 - 模擬量輸入模塊:
通過上限值和下限值的參數(shù)值,可以設(shè)定其工作范圍。模塊將數(shù)字化測量值與這些極限值進行比較。當測量值違反了其中任何一個限定值時,就會觸發(fā)硬件中斷。CPU會中斷用戶程序或較低優(yōu)先級任務(wù)的執(zhí)行,并接下來執(zhí)行相關(guān)的診斷中斷塊(OB 40)。如果極限高于/低于過量程/欠量程,則無法進行比較。
S7-300F
運行模式
S7-300F的安全功能包含在CPU的F程序中,并且位于故障安全信號模塊之內(nèi)。
信號模塊采用差異分析方法和測試信號注入技術(shù)實現(xiàn)輸出和輸入信號的監(jiān)控。
借助周期性自檢、指令檢測、程序邏輯檢測和程序順序流檢測等方法,CPU可以檢測控制器是否工作正常。此外,通過“活躍標志(sign-of-life)”請求,還可以對I/O進行檢測。
若判定系統(tǒng)中存在故障,則將該系統(tǒng)切換至安全狀態(tài)。
編程
CPU 315F與安全有關(guān)的程序采用STEP 7語言的梯形圖(LAD)和功能圖(FBD)編制。與運行有關(guān)的功能范圍和數(shù)據(jù)類型均限于在此處設(shè)置。編譯時使用特定的格式和參數(shù),可以創(chuàng)建安全相關(guān)程序。在單個CPU中,標準程序可以同時與故障安全程序一起運行(共存),無任何限制。
該軟件包的另一個組件是F庫,配有TUV認可的安全相關(guān)功能的編程實例。這些編程實例可以更改,但更改必須再次認證。
西門子6ES71936BP000DA0參數(shù)S7 F分布式安全選項軟件包
編制安全相關(guān)的程序段時,必須使用選項軟件包“S7 F Distributed Safety”。該軟件包含有創(chuàng)建F程序所需要的全部功能和塊。運行S7 F Distributed Safety必須安裝不低于V5.1SP3版的STEP 7。
西門子6ES7331-7NF10-0AB0
西門子變頻器中國代理商
西門子變頻器是由德國西門子公司研發(fā)、生產(chǎn)、銷售的變頻器品牌,主要用于控制和調(diào)節(jié)三相交流異步電機的速度。并以其穩(wěn)定的性能、豐富的組合功能、高性能的矢量控制技術(shù)、低速高轉(zhuǎn)矩輸出、良好的動態(tài)特性、*的過載能力、創(chuàng)新的BiCo(內(nèi)部功能互聯(lián))功能以及*的靈活性,在變頻器市場占據(jù)著重要的地位。
西門子變頻器以其強大的品牌效應(yīng),打破了以前日本品牌變頻器在中國市場上的壟斷地位,據(jù)有關(guān)專業(yè)市場調(diào)研機構(gòu)的統(tǒng)計,西門子的高低壓變頻器在中國市場上已位居頭位。
西門子變頻器在中國市場的使用早是在鋼鐵行業(yè),然而在當時電機調(diào)速還是以直流調(diào)速為主,變頻器的應(yīng)用還是一個新興的市場,但隨著電子元器件的不斷發(fā)展以及控制理論的不斷成熟,變頻調(diào)速已逐步取代了直流調(diào)速,成為驅(qū)動產(chǎn)品的主流,西門子變頻器因其強大的品牌效應(yīng)在這巨大的中國市場中取得了超規(guī)模的發(fā)展,西門子在中國變頻器市場的成功發(fā)展應(yīng)該說是西門子品牌與技術(shù)的結(jié)合。在中國市場上我們能碰到的早期的西門子變頻器主要有電流源的SIMOVERT A,以及電壓源的SIMOVERT P,這些變頻器也主要由于設(shè)備的引進而一起進入了中國的市場,目前仍有少量的使用,而其后在中國市場大量銷售的主要有MICRO MASTER和MIDI MASTER,以及西門子變頻器***為成功的一個系列SIMOVERT MASTERDRIVE,也就是我們常說的6SE70系列。它不僅提供了通用場合使用的AC變頻器,也提供了在造紙,化纖等特殊行業(yè)要求使用的多電機傳動的直流母線方案。當然西門子也推出了在我個人看來技術(shù)上比較失敗然而在市場上卻相當成功的ECO變頻器,在技術(shù)上的失敗主要是由于它有太高的故障率,市場上的成功主要是因為它超越了富士變頻器成為中國市場品牌?,F(xiàn)在西門子在中國市場上的主要機型就是MM420,MM440.6SE70系列。
參數(shù)設(shè)置
變頻器的設(shè)定參數(shù)多,每個參數(shù)均有一定的選擇范圍,
使用中常常遇到因個別參數(shù)設(shè)置不當,導(dǎo)致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象。
控制方式:即速度控制、轉(zhuǎn)距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根據(jù)控制精度,需要進行靜態(tài)或動態(tài)辨識。
低運行頻率:即電機運行的***小轉(zhuǎn)速,電機在低轉(zhuǎn)速下運行時,其散熱性能很差,電機長時間運行在低轉(zhuǎn)速下,會導(dǎo)致電機燒毀。而且低速時,其電纜中的電流也會增大,也會導(dǎo)致電纜發(fā)熱。
運行頻率:一般的變頻器頻率到60Hz,有的甚至到400 Hz,高頻率將使電機高速運轉(zhuǎn),這對普通電機來說,其軸承不能長時間的超額定轉(zhuǎn)速運行,電機的轉(zhuǎn)子是否能承受這樣的離心力。
載波頻率:載波頻率設(shè)置的越高其高次諧波分量越大,這和電纜的長度,電機發(fā)熱,電纜發(fā)熱變頻器發(fā)熱等因素是密切相關(guān)的。
電機參數(shù):變頻器在參數(shù)中設(shè)定電機的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、頻率,這些參數(shù)可以從電機銘牌中直接得到。
跳頻:在某個頻率點上,有可能會發(fā)生共振現(xiàn)象,特別在整個裝置比較高時;在控制壓縮機時,要避免壓縮機的喘振點。
變頻器日常使用中出現(xiàn)的一些問題,很多情況下都是因為變頻器參數(shù)設(shè)置不當引起的。西門子變頻器可設(shè)置的參數(shù)有幾千個,只有系統(tǒng)地、合適地、準確地設(shè)置參數(shù)才能充分利用變頻器性能。 [1]
變頻器控制方式的選擇由負荷的力矩特性所決定,電動機的機械負載轉(zhuǎn)矩特性根據(jù)下列關(guān)系式?jīng)Q定:
p= t n/ 9550
式中:p——電動機功率(kw)
t——轉(zhuǎn)矩(n. m)
n——轉(zhuǎn)速(r/ min)
轉(zhuǎn)矩t與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系根據(jù)負載種類大體可分為3種[2]。
(1)即使速度變化轉(zhuǎn)矩也不大變化的恒轉(zhuǎn)矩負載,此類負載如傳送帶、起重機、擠壓機、壓縮機等。
(2)隨著轉(zhuǎn)速的降低,轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)速的平方減小的負載。此類負載如風機、各種液體泵等。
(3)轉(zhuǎn)速越高,轉(zhuǎn)矩越小的恒功率負載。此類負載如軋機、機床主軸、卷取機等。
變頻器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有線性v/f控制、拋物線特性v/f控制。將變頻器參數(shù)p1300設(shè)為0,變頻器工作于線性
v/f控制方式,將使調(diào)速時的磁通與勵磁電流基本不變。適用于工作轉(zhuǎn)速不在低頻段的一般恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速對象。
將p1300設(shè)為2,變頻器工作于拋物線特性v/f控制方式,這種方式適用于風機、水泵類負載。這類負載的軸功率n近似地與轉(zhuǎn)速n的3次方成正比。其轉(zhuǎn)矩m近似地與轉(zhuǎn)速n的平方成正比。對于這種負載,如果變頻器的v/f特性是線性關(guān)系,則低速時電機的許用轉(zhuǎn)矩遠大于負載轉(zhuǎn)矩,從而造成功率因數(shù)和效率的嚴重下降。為了適應(yīng)這種負載的需要,使電壓隨著輸出頻率的減小以平方關(guān)系減小,從而減小電機的磁通和勵磁電流,使功率因數(shù)保持在適當?shù)姆秶鷥?nèi)。
可以進一步通過設(shè)置參數(shù)使v/f控制曲線適合負載特性。將p1312在0至250之間設(shè)置合適的值,具有起動提升功能。將低頻時的輸出電壓相對于線性的v/f曲線作適當?shù)奶岣咭匝a償在低頻時定子電阻引起的壓降導(dǎo)致電機轉(zhuǎn)矩減小的問題。適用于大起動轉(zhuǎn)矩的調(diào)速對象。
變頻器v/f控制方式驅(qū)動電機時,在某些頻率段,電機的電流、轉(zhuǎn)速會發(fā)生振蕩,嚴重時系統(tǒng)無法運行,甚至在加速過程中出現(xiàn)過電流保護,使得電機不能正常啟動,在電機輕載或轉(zhuǎn)矩慣量較小時更為嚴重??梢愿鶕?jù)系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩的頻率點,在v/f曲線上設(shè)置跳轉(zhuǎn)點及跳轉(zhuǎn)頻帶寬度,當電機加速時可以自動跳過這些頻率段,保證系統(tǒng)能夠正常運行。從p1091至p1094可以設(shè)定4個不同的跳轉(zhuǎn)點,設(shè)置p1101確定跳轉(zhuǎn)頻帶寬度。
有些負載在特定的頻率下需要電機提供特定的轉(zhuǎn)矩,用可編程的v/f控制對應(yīng)設(shè)置變頻器參數(shù)即可得到所需控制曲線。設(shè)置p1320、p1322、p1324確定可編程的v/f特性頻率座標,對應(yīng)的p1321、p1323、p1325為可編程的v/f 特性電壓座標。
參數(shù)p1300設(shè)置為20,變頻器工作于矢量控制。這種控制相對完善,調(diào)速范圍寬,低速范圍起動力矩高,精度高達0.01%,響應(yīng)很快,高精度調(diào)速都采用svpwm矢量控制方式。
參數(shù)p1300設(shè)置為22,變頻器工作于矢量轉(zhuǎn)矩控制。這種控制方式是目前上進的控制方式,其他方式是模擬直流電動機的參數(shù),進行保角變換而進行調(diào)節(jié)控制的,矢量轉(zhuǎn)矩控制是直接取交流電動機參數(shù)進行控制,控制簡單,度高。