西門子MM420-110/2變頻器             西門子MM420-110/2變頻器

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什么是西門子變頻器？

西門子變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。

2、為什么西門子變頻器的電壓與電流成比例的改變？

圖 1 可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟

（ 1 ）深入了解和分析被控對象的工藝條件和控制要求

a ．被控對象就是受控的機(jī)械、電氣設(shè)備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)過程。

b ．控制要求主要指控制的基本方式、應(yīng)完成的動(dòng)作、自動(dòng)工作循環(huán)的組成、必要的保護(hù)和聯(lián)鎖等。對較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，還可將控制任務(wù)分成幾個(gè)獨(dú)立部分，這種可化繁為簡，有利于編程和調(diào)試。

（ 2 ）確定 I/O 設(shè)備

根據(jù)被控對象對 PLC 控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。

（ 3 ）選擇合適的 PLC 類型

根據(jù)已確定的用戶 I/O 設(shè)備，統(tǒng)計(jì)所需的輸入信號和輸出信號的點(diǎn)數(shù)，選擇合適的 PLC 類型，包括機(jī)型的選擇、容量的選擇、 I/O 模塊的選擇、電源模塊的選擇等。

（ 4 ）分配 I/O 點(diǎn)

分配 PLC 的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入 / 輸出分配表或者畫出輸入 / 輸出端子的接線圖。接著九可以進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)行控制柜或操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工。

（ 5 ）設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)梯形圖程序

變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備，其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。對于如矢量控制變頻器這種需要大量運(yùn)算的變頻器來說，有時(shí)還需要一個(gè)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計(jì)算的CPU以及一些相應(yīng)的電路。這是變頻器修理中變頻器的定義。
   變頻器的分類方法有多種，按照主電路工作方式分類，可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器；按照開關(guān)方式分類，可以分為PAM控制變頻器、PWM控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器；按照工作原理分類，可以分為V/f控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等；在變頻器修理中，按照用途分類，可以分為通用變頻器、高性能變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。
       在交流變頻器中使用的非智能控制方式有V/f協(xié)調(diào)控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等。V/f控制是為了得到理想的轉(zhuǎn)矩-速度特性，基于在改變電源頻率進(jìn)行調(diào)速的同時(shí)，又要保證電動(dòng)機(jī)的磁通不變的思想而提出的，通用型變頻器基本上都采用這種控制方式。V/f控制變頻器結(jié)構(gòu)非常簡單，但是這種變頻器采用開環(huán)控制方式，不能達(dá)到較高的控制性能，而且，在低頻時(shí)，必須進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，以改變低頻轉(zhuǎn)矩特性。在變頻器修理中，轉(zhuǎn)差頻率控制是一種直接控制轉(zhuǎn)矩的控制方式，它是在V/f控制的基礎(chǔ)上，按照知道異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速對應(yīng)的電源頻率，并根據(jù)希望得到的轉(zhuǎn)矩來調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，就可以使電動(dòng)機(jī)具有對應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩。矢量控制是通過矢量坐標(biāo)電路控制電動(dòng)機(jī)定子電流的大小和相位，以達(dá)到對電動(dòng)機(jī)在d、q、0坐標(biāo)軸系中的勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流分別進(jìn)行控制，進(jìn)而達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。通過控制各矢量的作用順序和時(shí)間以及零矢量的作用時(shí)間，又可以形成各種PWM波，達(dá)到各種不同的控制目的。直接轉(zhuǎn)矩控制是利用空間矢量坐標(biāo)的概念，在定子坐標(biāo)系下分析交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，控制電動(dòng)機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，通過檢測定子電阻來達(dá)到觀測定子磁鏈的目的，因此省去了矢量控制等復(fù)雜的變換計(jì)算，系統(tǒng)直觀、簡潔，計(jì)算速度和精度都比矢量控制方式有所提高。

    a，NCU數(shù)控單元SINUMERIK840D的數(shù)控單元被稱為NCU(NumenricalControlunit)單元:中央控制單元,負(fù)責(zé)NC所有的功能,機(jī)床的邏輯控制,還有和MMC的通訊它由一個(gè)COMCPU板。
     所不同的是NCU單元很薄，所有的驅(qū)動(dòng)模塊均排列在其右側(cè)，b．?dāng)?shù)字驅(qū)動(dòng)數(shù)字伺服:運(yùn)動(dòng)控制的執(zhí)行部分,由611D伺服驅(qū)動(dòng)和1FT6(1FK6)電機(jī)組成SINUMERIK840D配置的驅(qū)動(dòng)一般都采用SIMODRIVE611D。

     2，設(shè)定給定以及功能參數(shù)后，上電PID輸出保持150S，即輸出為0-A段，150S之后，PID開始參與調(diào)節(jié)，實(shí)際中，此時(shí)的收卷直徑增大，PID的調(diào)節(jié)作用開始遞減,輸出為A-B段，3，當(dāng)放卷到一定程度之后。
     同樣，NCU單元中也集成SINUMERIK840D數(shù)控CPU和SIMATICPLCCPU芯片，包括相應(yīng)的數(shù)控軟件和PLC控制軟件，并且?guī)в蠱PI或Profibus借口，RS232借口，手輪及測量接口，PCMCIA卡插槽等。

德國西門子公司生產(chǎn)的可編程序控制器（plc）系列產(chǎn)品之一。其模塊化結(jié)構(gòu)、易于實(shí)現(xiàn)分布式的配置以及性價(jià)比高、電磁兼容性強(qiáng)、抗震動(dòng)沖擊性能好，使其在廣泛的工業(yè)控制領(lǐng)域中，成為一種既經(jīng)濟(jì)又切合實(shí)際的解決方案。

· PLC采用循環(huán)執(zhí)行用戶程序的方式。OB1 是用于循環(huán)處理的組織塊（主程序），它可以調(diào)用別的邏輯塊，或被中斷程序（組織塊）中斷。·在起動(dòng)完成后，不斷地循環(huán)調(diào)用OB1，在OB1 中可以調(diào)用其它邏輯塊（FB， SFB， FC 或SFC）。·循環(huán)程序處理過程可以被某些事件中斷。·在循環(huán)程序處理過程中，cpu 并不直接訪問I/O模塊中的輸入地址區(qū)和輸出地址區(qū)，而是訪問CPU 內(nèi)部的輸入/輸出過程映像區(qū)

西門子 PLC作為當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的重要部件，對提高工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平，推動(dòng)工業(yè)快速發(fā)展具有重要的意義和作用，尤其是西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)。本文對西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)的配置策略與應(yīng)用進(jìn)行了分析探討
     縮短及簡化調(diào)試，可靠-更寬的電壓范圍，更好冷卻設(shè)計(jì)以及帶涂層的PCB板大大了變頻器在惡劣中的性-保證在以下總線電壓范圍內(nèi)可靠運(yùn)行:-1AC200V-240V(-10%/+10%)-3AC380V-480V(-15%/+10%)-運(yùn)行時(shí)的溫度可達(dá)60°C節(jié)約成本。
     所不同的是NCU單元很薄，所有的驅(qū)動(dòng)模塊均排列在其右側(cè)，b．?dāng)?shù)字驅(qū)動(dòng)數(shù)字伺服:運(yùn)動(dòng)控制的執(zhí)行部分,由611D伺服驅(qū)動(dòng)和1FT6(1FK6)電機(jī)組成SINUMERIK840D配置的驅(qū)動(dòng)一般都采用SIMODRIVE611D。
     2，既恢復(fù)配合性質(zhì)又恢復(fù)零件形狀和尺寸的修理(1)焊接修復(fù)法金屬焊接是借原子間的擴(kuò)散和連接作用使分離的金屬焊件牢固地結(jié)合成整體的，根據(jù)焊接設(shè)備由面板給定+PID疊加的,上電PID調(diào)節(jié)保持150S，初值設(shè)置為0。
     時(shí)間繼電器，由于觸點(diǎn)不良，容易出現(xiàn)故障，PLC用代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，，MM992-2VD介質(zhì)模塊可用于ScalanceX-300系列中的所有模塊化交換機(jī)及ScalanceS627-2M模塊。
     由于零件正常磨損或物理化學(xué)變化引起的零件變形，斷裂，蝕損等使零件失效而引起的故障，此類故障也叫做自然故障，1，零件的磨損磨損是零件失效的主要和普遍的形式，2，零件的變形機(jī)器在工作中，由于受力的作用，使零件的尺寸和形狀發(fā)生改變的現(xiàn)象叫變形。
     則可以直接利用BitBlt函數(shù)調(diào)用到顯示位置，然后在類CLEDDlg的OnTimer函數(shù)中調(diào)用該函數(shù)，以實(shí)現(xiàn)文字的顯示，另外，也可以通過設(shè)定不同的響應(yīng)時(shí)間間隔來改變文字的速度，漢字顯示屏廣泛應(yīng)用與汽車報(bào)站器。

     的成就，不懈的追求，確立了在市場的地位，2015年(2014年10月1日至2015年9月30日)，西門子在的總營業(yè)收入達(dá)到69.4億歐元，擁有超過32000名員工，西門子已經(jīng)發(fā)展成為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)不可分割的一部分。
     可以非常靈活地與相關(guān)選件組合，集成到客戶機(jī)柜中或直接集成到機(jī)器設(shè)備內(nèi)，通過豐富的電氣選件實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的，從而客戶的特定要求，配置和調(diào)試工作也因預(yù)定義的接口和參數(shù)而被大大簡化，特點(diǎn):，采用了半導(dǎo)體的IGBT和革新的冷卻。
     隨著收卷的進(jìn)行，線速度會(huì)隨收卷的材料直徑增大而遞增，而線速度太快時(shí)加工得不到保障，因此用PID控制，到40HZ之后恒定加工速度，當(dāng)放卷到一定時(shí)候，再轉(zhuǎn)入10HZ慢速運(yùn)行，待加工完之后，停機(jī)，如圖:其中:0-A段:加速運(yùn)行150S,A-B段:PID恒線速度控制,B-C段:低速10HZ運(yùn)行,給定采用疊加。

一、模電和數(shù)電的區(qū)別

很多剛進(jìn)入電子行業(yè)，自動(dòng)化行業(yè)的人士對模似電子電路和數(shù)字電子電路存在一些疑惑，由其是剛進(jìn)這行的人更是不明了，當(dāng)然在接觸變頻器維修與維護(hù)時(shí)肯定要熟悉。

所謂模似電子電路實(shí)際是相對數(shù)字電子電路而言。

模電：一般指頻率在百兆HZ以下，電壓在數(shù)十伏以內(nèi)的模似信號以及對此信號的分析/處理及相關(guān)器件的運(yùn)用。百兆HZ以上的信號屬于高頻電子電路范疇。百伏以上的信號屬于強(qiáng)電或高壓電范疇。

數(shù)電：一般指通過數(shù)字邏輯和計(jì)算去分析、處理信號，數(shù)字邏輯電路的構(gòu)成以及運(yùn)用。

數(shù)電的輸入和輸出端一般由模電組成，構(gòu)成數(shù)電的基本邏輯元素就是模電中三級管飽和特性和截止特性。

由于數(shù)電可大規(guī)模集成，可進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，對溫度、干擾、老化等參數(shù)不敏感，因此是今后的發(fā)展方向。但現(xiàn)實(shí)世界中信息都是模似信息（光線、無線電、熱、冷等），模電是不可能淘汰的，但就一個(gè)系統(tǒng)而言模電部分可能會(huì)減少。理想構(gòu)成為：模似輸入——AD采樣（數(shù)字化）——數(shù)字處理——DA轉(zhuǎn)換——模似輸出。

二、運(yùn)放與比較器區(qū)別

運(yùn)算放大器與比較器在變頻器主控板的控電路中比較常見，它的作用也不用我去形容了，做這行的都比我清楚。

1、    運(yùn)放可以連接成為比較輸出，比較器就是比較。那么市面上為何單獨(dú)出售兩種產(chǎn)品，他們有相同和不同之處是什么呢？

2、    比較器輸出一般是OC便于電平轉(zhuǎn)換；比較器沒有頻補(bǔ)，SLEW RATE比同級運(yùn)放大，但接成放大器易自激。

比較器的開環(huán)增益比一般放大器高很多，因此比較器正負(fù)端小的差異就引起輸出端變化。

3、    頻響是一方面，另處運(yùn)放當(dāng)比較器時(shí)輸出不穩(wěn)定，不一定能滿足后級邏輯電路的要求。

4、    比較器為集電極開路輸出，容易輸出TTL電平，而運(yùn)放有飽和壓降，使用不便。

關(guān)于運(yùn)算放大器與比較器的區(qū)別可分為以下幾點(diǎn)：

1、    比較器的翻轉(zhuǎn)速度快，大約在NS數(shù)量級，而運(yùn)放翻轉(zhuǎn)速度一般為US數(shù)量級（特殊高速運(yùn)放除外）

2、    運(yùn)放可以輸入負(fù)反饋電路，而比較器不能使用負(fù)反饋，雖然比較器也有同相和反相兩個(gè)輸入端，便因?yàn)槠鋬?nèi)部沒有相位補(bǔ)償電路，如果輸入負(fù)反饋，電路不能穩(wěn)定工作，內(nèi)部無相位補(bǔ)償電路，這也是比較器比運(yùn)放速度快的原因。

3、    運(yùn)放輸入初級一般采用推挽電路，雙極性輸出，而多數(shù)比較器輸出極為集電級開路結(jié)構(gòu)，所以需要上拉電阻，單極性輸出，容易和數(shù)字電路連接。

三、肖特基二極管和快恢復(fù)二極管又什么區(qū)別

根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流程圖等設(shè)計(jì)出梯形圖即編程。這一步是整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心工作，也是比較困難的一步，要設(shè)計(jì)好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時(shí)還要有一定的電氣設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

（ 6 ）將程序輸入 PLC

當(dāng)使用簡易編程器將程序輸入 PLC 時(shí)，需要先將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令助記符，以便輸入。當(dāng)使用可編程序控制器的輔助編程軟件在計(jì)算機(jī)上編程時(shí)，可通過上下位機(jī)的連接電纜將程序下載到 PLC 中去。

（ 7 ）進(jìn)行軟件測試

程序輸入 PLC 后，應(yīng)*行測試工作。因?yàn)樵诔绦蛟O(shè)計(jì)過程中，難免會(huì)有疏漏的地方。因此在將 PLC 連接到現(xiàn)場設(shè)備上去之前，必需進(jìn)行軟件測試，以排除程序中的錯(cuò)誤，同時(shí)也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ)，縮短整體調(diào)試的周期。，起動(dòng)電流被限制在150%額定電流以下(根據(jù)機(jī)種不同，為125%~200%)。用工頻電源直接起動(dòng) 時(shí)，起動(dòng)電流為6~7倍，因此，將產(chǎn)生機(jī)械電氣上的沖擊。采用西門子變頻器傳動(dòng)可以平滑地起動(dòng)(起動(dòng)時(shí)間變長)。起動(dòng)電流為額定電流的1.2~1.5倍，起動(dòng)轉(zhuǎn) 矩為70%~120%額定轉(zhuǎn)矩；對于帶有轉(zhuǎn)矩自動(dòng)增強(qiáng)功能的西門子變頻器，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為100%以上，可以帶全負(fù)載起動(dòng)。

5、裝設(shè)西門子變頻器時(shí)安裝方向是否有限制。

西門子變頻器內(nèi)部和背面的結(jié)構(gòu)考慮了冷卻效果的，上下的關(guān)系對通風(fēng)也是重要的，因此，對于單元型在盤內(nèi)、掛在墻上的都取縱向位，盡可能垂直安裝。

6、不采用軟起動(dòng)，將電機(jī)直接投入到某固定頻率的西門子變頻器時(shí)是否可以？

在很低的頻率下是可以的，但如果給定頻率高則同工頻電源直接起動(dòng)的條件相近。將流過大的起動(dòng)電流（6~7倍額定電流），由于西門子變頻器切斷過電流，電機(jī)不能起動(dòng)。

7、西門子變頻器可以傳動(dòng)齒輪電機(jī)嗎？

根據(jù)減速機(jī)的結(jié)構(gòu)和潤滑方式不同，需要注意若干問題。在齒輪的結(jié)構(gòu)上通?？煽紤]70~80Hz為大極限，采用油潤滑時(shí)，在低速下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系到齒輪的損壞等。

8、西門子變頻器能用來驅(qū)動(dòng)單相電機(jī)嗎？可以使用單相電源嗎？

單相電機(jī)基本上不能用。對于調(diào)速器開關(guān)起動(dòng)式的單相電機(jī)，在工作點(diǎn)以下的調(diào)速范圍時(shí)將燒毀輔助繞組；對于電容起動(dòng)或電容運(yùn)轉(zhuǎn)方式的，將誘發(fā)電容器爆炸。西門子變頻器的電源通常為3相，但對于小容量的，也有用單相電源運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)種。

9、西門子變頻器本身消耗的功率有多少？

它與西門子變頻器的機(jī)種、運(yùn)行狀態(tài)、使用頻率等有關(guān)，但要回答很困難。不過在60Hz以下的西門子變頻器效率大約為94%~96%，據(jù)此可推算損耗，但內(nèi)藏再生制動(dòng)式（FR-K）西門子變頻器，如果把制動(dòng)時(shí)的損耗也考慮進(jìn)去，功率消耗將變大，對于操作盤設(shè)計(jì)等必須注意。

10、為什么不能在6~60Hz全區(qū)域連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)使用？

一般電機(jī)利用裝在軸上的外扇或轉(zhuǎn)子端環(huán)上的葉片進(jìn)行冷卻，若速度降低則冷卻效果下降，因而不能承受與高速運(yùn)轉(zhuǎn)相同的發(fā)熱，必須降低在低速下的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，或采用容量大的西門子變頻器與電機(jī)組合，或采用電機(jī)。

11、西門子變頻器的壽命有多久？

西門子變頻器雖為靜止裝置，但也有像濾波電容器、冷卻風(fēng)扇那樣的消耗器件，如果對它們進(jìn)行定期的維護(hù)，可望有10年以上的壽命。

12、西門子變頻器內(nèi)藏有冷卻風(fēng)扇，風(fēng)的方向如何？風(fēng)扇若是壞了會(huì)怎樣？

對于小容量也有無冷卻風(fēng)扇的機(jī)種。有風(fēng)扇的機(jī)種，風(fēng)的方向是從下向上，所以裝設(shè)西門子變頻器的地方，上、下部不要放置妨礙吸、排氣的機(jī)械器材。還有，西門子變頻器上方不要放置怕熱的零件等。風(fēng)扇發(fā)生故障時(shí)，由電扇停止檢測或冷卻風(fēng)扇上的過熱檢測進(jìn)行保護(hù)

13、關(guān)于散熱的問題

如果要正確的使用西門子變頻器，必須認(rèn)真地考慮散熱的問題。西門子變頻器的故障率隨溫度升高而成指數(shù)的上升。使用壽命隨溫度升高而成指數(shù)的下降。環(huán)境溫度升高10度，西門子變頻器使用壽命減半。在西門子變頻器工作時(shí)，流過西門子變頻器的電流是很大的，西門子變頻器產(chǎn)生的熱量也是非常大的，不能忽視其發(fā)熱所產(chǎn)生的影響。