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产品描述

产地德国 品牌西门子

西门子CPU 6ES7214-1AG40-0XB0型号规格

传统的现场级与车间级自动化监控及信息集成系统
1.1.4 系统主要缺点
(1)信息集成能力不强: 控制器与现场设备之间靠I/O连线连接,传送4-20mA模拟量信号或24VDC等开关量信号,并以此监控现场设备。这样,控制器获取信息量有限,大量的数据如设备参数、故障及故障纪录等数据很难得到。底层数据不全、信息集成能力不强,不能*CIMS系统对底层数据的要求。
(2)系统不开放、可集成性差、专业性不强:除现场设备均靠标准4-20mA/24VDC连接,系统其它软、硬件通常只能使用一家产品。不同厂家产品之间缺乏互操纵性、互换性,因此可集成性差。这种系统很少留出接口,答应其它厂商将自己专长的控制技术,如控制算法、工艺流程、配方等集成到通用系统中往,因此,面向行业的监控系统很少。
(3)可靠性不易保:对于大范围的分布式系统,大量的I/O电缆及敷设施工,不仅增加本钱,也增加了系统的不可靠性。
(4)可维护性不高:由于现场级设备信息不全,现场级设备的在线故障诊断、报警、记录功能不强。另一方面也很难完成现场设备的远程参数设定、修改等参数化功能,影响了系统的可维护性。
1.1.5 现场设备的串行通讯接口是现场总线技术的原形
由于大规模集成电路的发展,很多传感器、执行机构、驱动装置等现场设备智能化,即内置CPU控制器,完成诸如线性化、量程转换、数字滤波甚至回路调节等功能。因此,对于这些智能现场设备增加一个串行数据接口(如RS-232/485)是非常方便的。有了这样的接口,控制器就可以按其规定协议,通过串行通讯方式(而不是I/O方式)完成对现场设备的监控。假如设想全部或大部分现场设备都具有串行通讯接口并具有同一的通讯协议,控制器只需一根通讯电缆就可将分散的现场设备连接,完成对所有现场设备的监控,这就是现场总线技术的初始想法。
1.2.4 现场总线技术的产生
基于以上初始想法,使用一根通讯电缆,将所有具有同一的通讯协议通讯接口的现场设备连接,这样,在设备层传递的不再是I/O(4-20mA/24VDC)信号,而是基于现场总线的数字化通讯,由数字化通讯网络构成现场级与车间级自动化监控及信息集成系统。
1.2 现场总线技术概念
1.2.1 现场总线技术
目前,公认的现场总线技术概念描述如下:现场总线是安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行、数字式、多点通讯的数据总线。其中,“生产过程”包括断续生产过程和连续生产过程两类。
或者,现场总线是以单个分散的、数字化、智能化的丈量和控制设备作为网络节点,用总线相连接,实现相互交换信息,共同完成自动控制功能的网络系统与控制系统。
1.2.2 现场总线技术产生的意义
(1)现场总线(Fieldbus)技术是实现现场级控制设备数字化通讯的一种产业现场层网络通讯技术;是一次产业现场级设备通讯的数字化。现场总线技术可使用一条通讯电缆将现场设备(智能化、带有通讯接口)连接,用数字化通讯代替4-20mA/24VDC信号,完成现场设备控制、监测、远程参数化等功能。
(2)传统的现场级自动化监控系统采用一对一连线的、4-20mA/24VDC信号,信息量有限,难以实现设备之间及系统与外界之间的信息交换,使自控系统成为工厂中的“信息孤岛”,严重制约了企业信息集成及企业综合自动化的实现。
(3)基于现场总线的自动化监控系统采用计算机数字化通讯技术,使自控系统与设备加进工厂信息网络, 构成企业信息网络底层,使企业信息沟通的覆盖范围一直延伸到生产现场。在CIMS系统中,现场总线是工厂计算机网络到现场级设备的延伸,是支撑现场级与车间级信息集成的技术基础。

西门子变频器是由德国西门子公司研发、生产、销售的变频器**,主要用于控制和调节三相交流异步电机的速度。并以其的性能、丰富的组合功能、高性能的矢量控制技术、低速高转矩输出、良好的动态特性、的过载能力、创新的BiCo(内部功能互联)功能以及的灵活性,在变频器市场占据着重要的地位。 西门子变频器以其强大的**效应,打破了以前**变频器在市场上的地位,据有关专业市场调研机构的统计,西门子的高低压变频器在市场上已位居。 西门子变频器在市场的使用早是在钢铁行业, 西门子变频器然而在当时电机调速还是以直流调速为主,变频器的应用还是一个新兴的市场,但随着电子元器件的不断发展以及控制理论的不断成熟,变频调速已逐步取代了直流调速,成为驱动产品的主流,西门子变频器因其强大的**效应在这巨大的市场中取得了规模的发展,西门子在变频器市场的成功发展应该说是西门子**与技术的结合。在市场们能碰到的早期的西门子变频器主要有电流源的SIMOVERT A,以及电压源的SIMOVERT P,这些变频器也主要由于设备的引进而一起了的市场,目前仍有少量的使用,而其后在市场大量销售的主要有MICRO MASTER和MIDI MASTER,以及西门子变频器为成功的一个系列SIMOVERT MASTERDRIVE,也就是我们常说的6SE70系列。它不仅提供了通用使用的AC变频器,也提供了在造纸,化纤等特殊行业要求使用的多电机传动的直流母线方案。当然西门子也推出了在我个人看来技术上比较失败然而在市场上却相当成功的ECO变频器,在技术上的失败主要是由于它有太高的故障率,市场上的成功主要是因为它越了富士变频器成为市场的**。现在西门子在市场上的主要机型就是MM420,MM440.6SE70系列。 变频器的设定参数多,每个参数均有一定的选择范围, 

西门子变频器使用中常常遇到因个别参数设置不当,变频器不能正常工作的现象。 控制:即速度控制、转距控制、PID控制或其他。采取控制后,一般要根据控制精度,需要进行静态或动态辨识。 运行:即电机运行的转速,电机在低转速下运行时,其散热性能很差,电机长时间运行在低转速下,会电机烧毁。而且低速时,其电缆中的电流也会增大,也会电缆。 运行:一般的变频器到60Hz,有的甚至到400 Hz,高将使电机高速运转,这对普通电机来说,其轴承不能长时间的额定转速运行,电机的转子是否能承受这样的离心力。 载波:载波设置的越高其高次谐波分量越大,这和电缆的长度,电机,电缆变频器等因素是密切相关的。 电机参数:变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、,这些参数可以从电机铭牌中直接。 跳频:在某个点上,有可能会发生共振现象,特别在整个装置比较高时;在控制压缩机时,要避免压缩机的喘振点。 由于西门子变频器在市场的一个庞大的销售量,在使用中必然会碰到许多问题,以下就西门子变频器的一些常见故障在这里说明: 西门子变频器应该是市场较早的一个**, 

西门子变频器
所以有些老的产品象MICRO MASTER ,MIDI MASTER仍有大量的用户在使用。对于MICRO MASTER系列变频器常见的故障就是通电无显示,该系列变频器的开关电源采用了一块UC2842芯片作为波形发生器,该芯片的损坏会开关电源无法工作,从而也无常显示,此外该芯片的工作电源不正常也会使得开关电源无常工作。对于MIDI MASTER系列变频器较常见的故障主要有驱动电路的损坏,以及IGBT模块的损坏,MIDI MASTER的驱动电路是由一对对管去驱动IGBT模块的,而这对管也是容易损坏的元器件,损坏原因常由于IGBT模块的损坏,而高压大电流窜入驱动回路,驱动电路的元器件损坏。 对于6SE70系列变频器,由于,故障率明显,经常会碰到的故障现象有(直流电压低),由于是直接通过电阻降压来取得采样,所以故障F008的出现主要是由于采样电阻的损坏而的。此外,还会碰到F025、F026、F027关于输入相缺失的,故障原因一是由于6SE70系列本身带有输入相检测功能,输入检测电路的损坏会输入缺相,如排除此故障原因,还不能,那故障很有可能就是CU板的损坏了。此外F011(过电流)故障也是一个常见的故障,电流传感器的损坏是引起此故障的原因之一,此外,在维修中经常会碰到驱动电路和开关电源上的一些贴片的滤波电容的损坏也会引起F011,要特别注意由于这种原因而引起的故障。 对于ECO的变频器,碰到多的就是电源板的烧坏以及功率模块的损坏,引起的原因也主要是由于强电侧(功率模块)与弱电侧(驱动电路)没有隔离电路,强电了控制电路,引起驱动电路及开关电源大面积烧坏,此外预充电回路损坏也是常见故障(30KW以上),由于限流回路设计在交流输入侧,只要有三相交流电源任意一路送电时有时序上的前和滞后,都有可能引起自身一路或其余两路充电时电流过大,而使得限流电阻和切入继电器烧毁。F231故障也是ECO变频器的一种常见故障,引起原因就是因为采样电阻的损坏。 

西门子变频器故障分析及处理:
 一般来说,当遇到西门子变频器故障时,再上电之前**要用万用表检查一下整流桥和IGBT模块有没有烧,线路板上有没有明显烧损的痕迹。 具体是:用万用表(是用模拟表)的电阻1K档,黑表棒接变频器的直流端(-)极,用红表棒分别测量变频器的三相输入端和三相输出端的电阻,其阻值应该在5K-10K之间,三相阻值要一样,输出端的阻值比输入端略小一些,并且没有充放电现象。然后,反过来将红表棒接变频器的直流端(+)极,黑表棒分别测量变频器三相输入端和三相输出端的电阻,其阻值应该在5K-10K之间,三相阻值要一样,输出端的阻值比输入端略小一些,并且没有充放电现象。否则,说明模块损坏。这时候不能盲目上电,特别是整流桥损坏或线路板上有明显的烧损痕迹的情况下尤其禁止上电,以免造成更大的损失。 如果以上测量西门子变频器故障结果表明模块基本没问题,可以上电观察。 
1、上电后面板显示[F231]或[F002](MM3变频器),这种故障一般有两种可能。常见的是由于电源驱动板有问题,也有少部分是因为主控板造成的,可以先换一块主控板试一试,否则问题肯定在电源驱动板部分了。 
2、上电后面板无显示(MM4变频器),面板下的指示灯[绿灯不亮,黄灯快闪],这种现象说明整流和开关电源工作基本正常,问题出在开关电源的某一路不正常(整流二极管击穿或开路,可以用万用表测量开关电源的几路整流二极管,很容易发现问题。换一个相应的整流二极管问题就解决了。这种问题一般是二极管的耐压偏低,电源脉动冲击造成的。 
3、有时显示[F0022,F0001,A0501]不定(MM4),敲击机壳或动一动面板和主板时而能正常,一般属于接插件的问题,检查一下各部位接插件。也发现有个别机器是因为线路板上的阻容元件问题或焊接不良所致。 
4、上电后显示[-----](MM4),一般是主控板问题。多数情况下换一块主控板问题就解决了,一般是因为控制线路有强电造成主控板某些元件(如帖片电容、电阻等)损坏所至,或与主控板散热不好也有一定的关系。但也有个别问题出在电源板上。 
5、上电后显示正常,一运行即显示过流。[F0001](MM4)[F002](MM3)即使空载也一样,一般这种现象说明IGBT模块损坏或驱动板有问题,需更换IGBT模块并仔细检查驱动部分后才能再次上电,不然可能因为驱动板的问题造成IGBT模块再次损坏!这种问题的出现,一般是因为变频器多次过载或电源电压波动较大(特别是偏低)使得变频器脉动电流过大主控板CPU来不及反映并采取保护措施所造成的。 总结以上,大的原器件如IGBT功率模块出问题的比例倒是不多,因为一些低端的简单原器件问题和装配问题引发的故障比例较多,如果有图纸和零件,这些问题便不难解决而且费用不高,否则解决这些问题还是不容易的。简单的办法就是换整块的线路板! 

西门子公司不同类型的变频器,用户可以根据自己的实际工艺要求和运用选择不同类型的变频器。在选择变频器时因注意以下几点注意事顼:
1、根据负载特性选择变频器,如负载为恒转矩负载需选择西门子mmv/mdv、mm420/mm440变频器,如负载为风机、泵类负载应选择西门子430变频器。
2、选择变频器时应以实际电动机电流值作为变频器选择的依据,电动机的额定功率只能作为参考。另外,应充分考虑变频器的输出含有丰富的高次谐波,会使电动机的功率因数和效率变差。因此,用变频器给电动机供电与用工频电网供电相比较,电动机的电流会10%而温升会20%左右。所以在选择电动机和变频器时应考虑到这种情况,适当留有余量,以防止温升过高,影响电动机的使用寿命。
3、变频器若要长电缆运行时,此时应该采取措施长电缆对地耦合电容的影响,避免变频器出力不够。所以变频器应放大一、两挡选择或在变频器的输出端安装输出电抗器。
4、当变频器用于控制并联的几台电动机时,一定要考虑变频器到电动机的电缆的长度总和在变频器的容许范围内。如果过规定值,要放大两挡来选择变频器,另外在此种情况下,变频器的控制只能为v/f控制,并且变频器无法实现电动机的过流、过载保护,此时,需在每台电动机侧加熔断器来实现保护。
5、对于一些特殊的应用,如高温度、高开关、高海拔等,此时会引起变频器的降容,变频器需放大一挡选择。
6、使用变频器控制高速电动机时,由于高速电动机的电抗小,会产生较多的高次谐波。而这些高次谐波会使变频器的输出电流值。因此,选择用于高速电动机的变频器时,应比普通电动机的变频器稍大一些。
7、变频器用于变极电动机时,应充分注意选择变频器的容量,使其额定电流在变频器的额定输出电流以下。另外,在运行中进行极数转换时,应先停止电动机工作,否则,会造成电动机空转,恶劣时会造成变频器损坏。
8、驱动防爆电动机时,变频器没有防爆构造,应将变频器设置在危险场所之外。
9、使用变频器驱动齿轮减速电动机时,使用范围受到齿轮转动部分的制约。油时,在低速范围内没有;在过额定转速以上的高速范围内,有可能发生油用光的危险。因此,不要过转速容许值。
10、变频器驱动绕线转子异步电动机时,大多是利用已有的电动机。绕线电动机与普通的鼠笼电动机相比,绕线电动机绕组的阻抗小。因此,容易发生由于纹波电流而引起的过电流跳闸现象,所以应选择比通常容量稍大的变频器。一般绕线电动机多用于飞轮力矩gd2较大的,在设定加减速时间时应多注意



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