西門子6ES7314-6CH04-4AB1PLC模塊

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高效工程組態(tài)成就高效自動化
西門子通用型變頻器的特點(diǎn)

西門子變頻器進(jìn)入中國市場較晚，但是其增長速度zui快。西門子變頻器主要分為通用型、工程型和型三類。西
門子通用型變頻器快速增長的原因主要有以下幾個(gè)方面:西門子6ES7314-6CH04-4AB1PLC模塊
(1) 不斷推出新產(chǎn)品，滿足不同用戶的特定要求。西門子產(chǎn)品一般的更新周期不超過5年。其產(chǎn)品能夠滿足不同用
戶的特殊要求。
(2) 強(qiáng)大的通訊功能和全面的配套軟件，是西門子自動化產(chǎn)品的一大特點(diǎn)。這在我國造紙、化工、鋼鐵、機(jī)械制造
等諸多產(chǎn)業(yè)從技術(shù)改造向自動化控制全面推進(jìn)的飛速發(fā)展過程中，尤顯其競爭優(yōu)勢。
(3) 近兩年推出的MM4新一代變頻器不僅具有西門子工程型變頻器MasterDrive的良好架構(gòu)，還具有較高的性能價(jià)格
比，雖然價(jià)格不高卻有著比同類產(chǎn)品更強(qiáng)大的功能。利用BiCo功能可以為更為復(fù)雜的功能進(jìn)行編程，它可以在輸入
(數(shù)字的，模擬的，串行通訊的等等)和輸出(變頻器的電流，頻率，模擬輸出，繼電器節(jié)點(diǎn)輸出等等)之間建立布爾
代數(shù)式和數(shù)學(xué)關(guān)系式。
(4) MM4新一代變頻器不同于其他變頻器的另一個(gè)顯著特點(diǎn)是:他給用戶提供的是一個(gè)*開放的編程平臺，使用
戶可以根據(jù)自己的需要zui大限度的合理利用有限的資源實(shí)現(xiàn)盡可能復(fù)雜的控制特性。它的幾十個(gè)自由功能塊可以代
替PLC實(shí)現(xiàn)一些簡單的編程操作。
(5) 由于價(jià)格低廉，變頻器在制造時(shí)不得已選用了一些底端的原器件，或者說在選用原器件時(shí)考慮的富裕量太小。
比如:耐壓，耐溫，耐電壓、電流沖擊等。因此，在我國使用的實(shí)踐中出現(xiàn)問題相對較多，這是令我們感到非常遺
憾的地方。

2常見故障現(xiàn)象分析及處理方法

一般來說，當(dāng)你拿到一臺有故障的變頻器，再上電之前首先要用萬用表檢查一下整流橋和IGBT模塊有沒有燒，線路
板上有沒有明顯燒損的痕跡。
具體方法是:用萬用表(是用模擬表)的電阻1K檔，黑表棒接變頻器的直流端(-)極，用紅表棒分別測量變頻器
的三相輸入端和三相輸出端的電阻，其阻值應(yīng)該在5K-10K之間，三相阻值要一樣，輸出端的阻值比輸入端略小一
些，并且沒有充放電現(xiàn)象。然后，反過來將紅表棒接變頻器的直流端(+)極，黑表棒分別測量變頻器三相輸入端和
三相輸出端的電阻，其阻值應(yīng)該在5K-10K之間，三相阻值要一樣，輸出端的阻值比輸入端略小一些，并且沒有充放
電現(xiàn)象。否則，說明模塊損壞。這時(shí)候不能盲目上電，特別是整流橋損壞或線路板上有明顯的燒損痕跡的情況下尤
其禁止上電，以免造成更大的損失。
如果以上測量結(jié)果表明模塊基本沒問題，可以上電觀察。
(1) 上電后面板顯示[F231]或[F002](MM3變頻器)，這種故障一般有兩種可能。常見的是由于電源驅(qū)動板有問題，
也有少部分是因?yàn)橹骺匕逶斐傻模梢韵葥Q一塊主控板試一試，否則問題肯定在電源驅(qū)動板部分了。
(2) 上電后面板無顯示(MM4變頻器)，面板下的指示燈[綠燈不亮，黃燈快閃]，這種現(xiàn)象說明整流和開關(guān)電源工作
基本正常，問題出在開關(guān)電源的某一路不正常(整流二極管擊穿或開路，可以用萬用表測量開關(guān)電源的幾路整流二
極管，很容易發(fā)現(xiàn)問題。換一個(gè)相應(yīng)的整流二極管問題就解決了。這種問題一般是二極管的耐壓偏低，電源脈動沖
擊造成的。
(3) 有時(shí)顯示[F0022,F0001,A0501]不定(MM4)，敲擊機(jī)殼或動一動面板和主板時(shí)而能正常，一般屬于接插件的問
題，檢查一下各部位接插件。也發(fā)現(xiàn)有個(gè)別機(jī)器是因?yàn)榫€路板上的阻容元件質(zhì)量問題或焊接不良所致。
(4) 上電后顯示[-----](MM4)，一般是主控板問題。多數(shù)情況下?lián)Q一塊主控板問題就解決了，一般是因?yàn)橥鈬刂?br />線路有強(qiáng)電干擾造成主控板某些元件(如帖片電容、電阻等)損壞所至，我分析與主控板散熱不好也有一定的關(guān)系。
但也有個(gè)別問題出在電源板上。
例如:重慶某水泥廠回轉(zhuǎn)窯驅(qū)動用的一臺MM440-200kW變頻器，由于負(fù)載慣量較大，啟動轉(zhuǎn)距大，設(shè)備啟動時(shí)頻率只
能上升到5Hz左右就再也上不去，并且報(bào)警[F0001]?？蛻粢蟮浆F(xiàn)場服務(wù)，我當(dāng)時(shí)考慮認(rèn)為:作為變頻器本身是沒
有問題的，問題是客戶參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，用矢量控制方式，再正確設(shè)定電機(jī)的參數(shù)/模型就可以解決問題。又過了兩
天客戶來電告訴我變頻器已經(jīng)壞了，故障現(xiàn)象是上電顯示[-----]。經(jīng)現(xiàn)場檢查分析，這種故障是因?yàn)橹骺匕宄鰡?br />題造成的，因?yàn)橛脩粼诎惭b的過程中沒有嚴(yán)格遵循EMC規(guī)范，強(qiáng)弱電沒有分開布線、接地不良并且沒有使用屏蔽
線，致使主控板的I/O口被燒毀。后來，我申請了維修服務(wù)，SFAE的工程師去現(xiàn)場維修，更換了一塊主控板問題解
決了。
(5) 上電后顯示正常，一運(yùn)行即顯示過流。[F0001](MM4)[F002](MM3)即使空載也一樣，一般這種現(xiàn)象說明IGBT模
塊損壞或驅(qū)動板有問題，需更換IGBT模塊并仔細(xì)檢查驅(qū)動部分后才能再次上電，不然可能因?yàn)轵?qū)動板的問題造成
IGBT模塊再次損壞!這種問題的出現(xiàn)，一般是因?yàn)樽冾l器多次過載或電源電壓波動較大(特別是偏低)使得變頻器脈
動電流過大主控板CPU來不及反映并采取保護(hù)措施所造成的。
還有一些特殊故障(不常見但有一些普遍意義，可以舉一反三，希望達(dá)到拋磚引玉的效果)，例如:
(6) 有一臺變頻器(MM3-30KW)，在使用的過程中經(jīng)常“無故”停機(jī)。再次開機(jī)可能又是正常的，機(jī)器拿到我這兒來
以后，開始我也沒有發(fā)現(xiàn)問題所在。經(jīng)過較長時(shí)間的觀察，發(fā)現(xiàn)上電后主接觸器吸合不正常--有時(shí)會掉電，亂跳。
查故障原因，結(jié)果發(fā)現(xiàn)是因?yàn)殚_關(guān)電源出來到接觸器線包的一路電源的濾波電容漏電造成電壓偏低，這時(shí)如果供電
電源電壓偏高還問題不大，如果供電電壓偏低就會致使接觸器吸合不正常造成無故停機(jī)。
(7) 還有一臺變頻器(MM4-22KW)，上電顯示正常，一給運(yùn)行信號就出現(xiàn)[P----]或[-----]，經(jīng)過仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)風(fēng)
扇的轉(zhuǎn)速有些不正常，把風(fēng)扇拔掉又會顯示[F0030]，在維修的過程中有時(shí)報(bào)警較亂，還出現(xiàn)過[F0021F0001
A0501]等。在我先給了運(yùn)行信號然后再把風(fēng)扇接上去就不出現(xiàn)[P----]，但是，接上一個(gè)風(fēng)扇時(shí)，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速是正
常的，輸出三相也正常，第二個(gè)風(fēng)扇再接上時(shí)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速明顯不正常。于是我分析問題在電源板上。結(jié)果是開關(guān)電
源出來的一路供電濾波電容漏電造成的，換上一個(gè)同樣的電容問題就解決了。
(8)在某鋼鐵廠有一臺75kW的MM440變頻器，安裝好以后開始時(shí)運(yùn)行正常，半個(gè)多小時(shí)后電機(jī)停轉(zhuǎn)，可是變頻器的
運(yùn)轉(zhuǎn)信號并沒有丟失卻仍在保持，面板顯示[A0922]報(bào)警信息(變頻器沒有負(fù)載)，測量變頻器三相輸出端無電壓
輸出。將變頻器手動停止，再次運(yùn)行又回復(fù)正常。正常時(shí)面板顯示的輸出電流是40A-60A。過了二十多分鐘同樣的
故障現(xiàn)象出現(xiàn)，這時(shí)面板顯示的輸出電流只有0.6A左右。經(jīng)分析判斷是驅(qū)動板上的電流檢測單元出了問題，更換驅(qū)
動板后問題解決。
總結(jié)以上，大的原器件如IGBT功率模塊出問題的比例倒是不多，正如我前面在西門子通用變頻器的特點(diǎn)里所說的，
因?yàn)橐恍┑投说暮唵卧骷栴}和裝配問題引發(fā)的故障比例較多，如果有圖紙和零件，這些問題便不難解決而且費(fèi)
用不高，否則解決這些問題還是不容易的。zui簡單的辦法就是換整塊的線路板!

結(jié)束語

西門子變頻器的設(shè)計(jì)水平同各品牌變頻器相比，功能強(qiáng)大，無可挑剔!如果再能從設(shè)計(jì)上就考慮到將來維修的方便
性并在制造選材上提高一下零件的質(zhì)量是zui為理想的了。
西門子變頻器整流單元的耐壓是1200V。若能使用耐壓1600V的整流單元，我認(rèn)為會大大提高穩(wěn)定性并降低故障率。
防干擾的措施有待加強(qiáng)，西門子的變頻器有時(shí)會因?yàn)楦蓴_問題而把主控板或I/O端口燒了。
在我擔(dān)任和維修的過程中，我感到只有不斷的學(xué)習(xí)豐富自己的業(yè)務(wù)技能，理論指導(dǎo)實(shí)踐，實(shí)踐再進(jìn)一步上
升為理論，舉一反三不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，才能使自己的各方面知識不斷加強(qiáng)，跟上快速發(fā)展的時(shí)代科技進(jìn)步的步伐。

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高效工程組態(tài)成就高效自動化
SIMOVERT MASTERDRIVES矢量控制的變頻器是具有IGBT 逆變器、全數(shù)字技術(shù)的有電壓中間回路的變頻器。它同西門子三相交流電動機(jī)一起為所有工業(yè)領(lǐng)域和所有應(yīng)用場合提供高性能、的解決方案。
SIMOVERT MASTERDRIVES基于系統(tǒng)的傳動技術(shù)，一種通用和模塊式的標(biāo)準(zhǔn)系列裝置
SIMOVERT MASTERDRIVES矢量控制系列變頻器是全系列通用和模塊化的產(chǎn)品：西門子變頻器6SE70
? 標(biāo)準(zhǔn)裝置功率范圍從0.55 kW～ 2300 kW。
? 覆蓋的三相交流電網(wǎng)電壓，380 V～ 690 V。? 按照使用場合及所需功率，可做成4 種結(jié)構(gòu)，即增強(qiáng)書本型、書本型、裝機(jī)裝柜型及變頻調(diào)速柜。
? 模塊化的硬件、軟件使其能夠達(dá)到精確配合、的解決方案。
同電機(jī)側(cè)*性能的閉環(huán)矢量控制相適應(yīng)，SIMOVERTMASTERDRIVES AFE (ActiveFront End) 裝置通過一個(gè)主動的(active)面向電網(wǎng)角度的矢量控制確保*的電能供應(yīng)。
SIMOVERT MASTERDRIVESAFE裝置有如下特性：
? 控制系統(tǒng)對電網(wǎng)可以有任意的擾動，即有一個(gè)*的綜合功率因數(shù)，
? 在電網(wǎng)電壓瞬時(shí)跌落或故障時(shí)，有防止傳動系統(tǒng)顛覆功能，
? 能進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，
? 四象限工作方式。
MASTERDRIVES裝置做成：
? 接到交流三相電網(wǎng)上的變頻器，
? 接到直流母線上的逆變器，
? 向直流母線提供電源的整流單元。
多種系統(tǒng)元件和附件擴(kuò)展了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。
SIMOVERT MASTERDRIVES合理的方案SIMOVERT MASTERDRIVES一貫地共同遵守相同的設(shè)計(jì)原則。在所有功率范圍中的裝置(變頻器、逆變器)和系統(tǒng)元件(整流單元、制動單元)都有一個(gè)統(tǒng)一的設(shè)計(jì)和相同的接線系統(tǒng)。它們能以任何方式組合并能并列安裝以滿足傳動系統(tǒng)各種要求。
功率范圍從0.55kW ～ 6000 kW的柜體和系統(tǒng)的配置能夠滿足用戶使用要求。
應(yīng)用舉例：
? 多電機(jī)傳動(鋼鐵廠和軋機(jī)，造紙機(jī)和塑料薄膜工業(yè))和
? 單獨(dú)傳動
-匹配設(shè)計(jì)(如船傳動)
-用于試驗(yàn)臺(如具有低電網(wǎng)壓力的Active Front MicroMaster420是全新一代模塊化設(shè)計(jì)的多功能標(biāo)準(zhǔn)變頻器。它友好的用戶界面，讓你的安裝、操作和控制象玩游戲一樣靈活方便。全新的IGBT技術(shù)、強(qiáng)大的通訊能力、精確的控制性能、和高可靠性都讓控制變成一種樂趣。
主要特征西門子變頻器MM420
200V-240V ±10%，單相/三相，交流，0.12kW-5.5kW；
380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-11kW；
模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有zui多的靈活性；
標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)訪問結(jié)構(gòu)，操作方便。
控制功能
線性v/f控制，平方v/f控制，可編程多點(diǎn)設(shè)定v/f控制；
磁通電流控制（FCC），可以改善動態(tài)響應(yīng)特性；
的IGBT技術(shù)，數(shù)字微處理器控制；
數(shù)字量輸入3個(gè)，模擬量輸入1個(gè)，模擬量輸出1個(gè)，繼電器輸出1個(gè)；
集成RS485通訊接口，可選PROFIBUS-DP通訊模塊/Device-Net模板；
具有7個(gè)固定頻率，4個(gè)跳轉(zhuǎn)頻率，可編程；
"捕捉再起動"功能；
在電源消失或故障時(shí)具有"自動再起動"功能；
靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器，帶有起始段和結(jié)束段的平滑特性；
快速電流限制（FCL），防止運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘；
有直流制動和復(fù)合制動方式提高制動性能；
采用BiCo技術(shù)，實(shí)現(xiàn)I/O端口自由連接。
保護(hù)功能
過載能力為150％額定負(fù)載電流，持續(xù)時(shí)間60秒；
過電壓、欠電壓保護(hù)；
變頻器過溫保護(hù)；
接地故障保護(hù)，短路保護(hù)；
I2t電動機(jī)過熱保護(hù)；
采用PTC通過數(shù)字端接入的電機(jī)過熱保護(hù)；
采用PIN編號實(shí)現(xiàn)參數(shù)連鎖；
閉鎖電機(jī)保護(hù)，防止失速保護(hù)。