化工儀器網(wǎng)
詳細介紹
西門子6SL3210-1SE31-5AA0
6SL3210-1SE31-5AA0
SINAMICS S120 變頻器 功率模塊 PM340 輸入：380-480V 三相交流,，50/60Hz 輸出：三相交流 145A(75kW) 結(jié)構(gòu)形式：塊大小 組件 FSF 安裝有進線濾波器 內(nèi)部風(fēng)冷
為了改進城市的自來水供應(yīng)，歐盟出資開發(fā)了一個項目。在該項目中,，西門子和合作機構(gòu)共同研究降低供水網(wǎng)絡(luò)損耗和能耗的新方法。無線傳感器為能夠?qū)崟r呈現(xiàn)供水系統(tǒng)狀況的仿真和優(yōu)化模型提供數(shù)據(jù),，而后這些數(shù)據(jù)以數(shù)學(xué)計算方法進行運算分析,，終幫助優(yōu)化運營。歐盟委員會將在2015年秋季之前為ICeWater這一高效管理水資源的ICT（Information and Communication Technology）解決方案提供290萬歐元的資金,。項目參與方還包括東芝,、Italdata、教科文組織水教育學(xué)院,、通信與計算機系統(tǒng)研究所（ICCS）以及意大利米蘭和羅馬尼亞蒂米什瓦拉的自來水公司,。
水資源如今常被大量浪費。即使在歐洲的中心城市,，20%到30%的水損耗也比較常見,。因此，找到能夠快速,、可靠地監(jiān)測和定位漏水點的方法,，有助于大幅減少水的浪費,。除漏水問題外，大多數(shù)供水系統(tǒng)需要使用許多水泵,，會消耗大量能源,。如果能根據(jù)實際需求優(yōu)化調(diào)整水泵運營計劃，就能節(jié)省很多能源,。
目前,，這些創(chuàng)意還未被運用到供水網(wǎng)絡(luò)中。事實上,，供水系統(tǒng)內(nèi)的傳感器通常無法做到與監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)充分連接,。此外，目前相關(guān)信息僅依靠人工進行收集,，極不全面,，而且一個月或一年才分析一次。
ICeWater項目旨在開發(fā)一種可優(yōu)化供水網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和運營的決策支持系統(tǒng),。在西門子的SIWA水管理系統(tǒng)中就能看到這種輔助系統(tǒng)的雛形,。西門子中央研究院目前正致力于研究適用于漏損管理的增強模塊，為供水網(wǎng)絡(luò)的運營和規(guī)劃提供支持,，為建立一個無線,、節(jié)能的通信網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ)。該網(wǎng)絡(luò)可讓監(jiān)測水耗,、水位和水流速的電池供電傳感器通過互聯(lián)網(wǎng)與自來水公司的控制系統(tǒng)進行通信,。ICeWater系統(tǒng)可以保存收集的數(shù)據(jù)，并將它們提供給不同模塊,。此外,，ICeWater項目運用了能夠準確呈現(xiàn)供水網(wǎng)絡(luò)水力特性的SIWA仿真模型。為了適應(yīng)米蘭和蒂米什瓦拉的特定條件,，該項目對SIWA仿真模型實行了改進,。這些模型可以幫助運營商尋找和定位漏點，而新算法可讓運營商改善能耗,。
問題
當(dāng)MM4系列變頻器出現(xiàn)F0001故障時該如何解決?
F0001
變頻器過電流,，變頻器輸出電流超過大允許電流，常見故障可分為以下三類,，電機故障,、負載問題以及變頻器故障。
常見原因
- 電機問題
l 電機繞組相間或?qū)Φ囟搪?/p>
l 電機電纜有接地故障
l 電機電纜長度超過了大允許的電纜長度
l 電機電纜接線存在接觸不良的情況
- 負載問題
l 負載電機遇到?jīng)_擊,，或機械結(jié)構(gòu)出現(xiàn)“卡住”現(xiàn)象,，引起電機電流突然增加
l 變頻器輸出頻率超過電機額定頻率，電機處于弱磁狀態(tài),，負載波動引起過電流
l 變頻器斜坡上升下降時間與負載特性不匹配,，如加,、減速時間太短
l 電動機功率與變頻器的功率不相匹配，小變頻器拖動大電機(小馬拉大車的情況)
l 變頻器運行過程當(dāng)中,，使用接觸器投入或切除電機
l PID控制,，反饋信號受到干擾波動較大，PI參數(shù)不合適
l 啟動正在旋轉(zhuǎn)的電機
l 矢量控制時電機參數(shù)或速度環(huán)參數(shù)不準確
l 勢能負載（例如起重機）啟動時過電流,，電機抱閘控制不合理,，或啟動力矩不夠
- 變頻器問題
l 變頻器I/O板接觸不良
l 變頻器內(nèi)部器件短路
l 變頻器電流檢測元件故障
常見處理辦法
處理MM4系列變頻器F0001故障，應(yīng)首先明確變頻器在何種工況下發(fā)生F0001故障,，再按照故障的可能性逐條原因排查。常見工況：
1. 上電不運行就發(fā)生F0001故障,，并且不能復(fù)位故障
2. 上電沒有F0001故障,，一啟動馬上報F0001故障，可以復(fù)位但啟動馬上又出現(xiàn)F0001
3. 正常運行過程中偶爾報F0001故障
對于第1種情況,，由變頻器問題引起的可能性較大,，可嘗試拆除控制接線、電機接線,，只保留變頻器供電電源和地線,，嘗試能否復(fù)位故障，如果不能復(fù)位,，變頻器可能損壞,，請聯(lián)系維修部門。如果故障能復(fù)位,，檢查變頻器外部接線是否存在問題,。
對于第2種情況，由電機問題引起的可能性較大,，可嘗試拆除控制接線,、電機接線，只保留變頻器供電電源和地線,，嘗試使用BOP面板空載啟動變頻器（變頻器控制方式需要設(shè)置為V/F方式）,，如果變頻器不出現(xiàn)F0001故障，請著重檢查電機和電機電纜絕緣情況,、電機電纜是否超長,、以及電機電纜是否存在接觸不良的情況，或更換電機進行測試,。如果變頻器仍然出現(xiàn)F0001故障,，變頻器可能損壞，請聯(lián)系維修部門,。
對于第3種情況,，由負載問題引起的可能性較大,，請按照“常見故障原因”中負載問題逐條分析。
注意：該故障無法屏蔽,。
西門子6SL3210-1SE31-5AA0
案例集
序號 | 故障現(xiàn)象描述 | 可能的故障原因及處理措施 |
1 | 變頻器上電未啟動就報F0001故障,，并且無法復(fù)位，拆除控制接線,、電機接線,，只保留變頻器供電電源和地線，仍然不能復(fù)位故障 | 原因：變頻器損壞
措施：請聯(lián)系維修部門 |
2 | 變頻器上電正常,，一起動電機不轉(zhuǎn)馬上報F0001故障,，故障可以復(fù)位，復(fù)位后再啟動仍然出現(xiàn)F0001,，拆除電機電纜空載起動變頻器,，不再出現(xiàn)F0001 | 原因：可能由于電機或電機電纜絕緣不良導(dǎo)致
措施：檢查電機絕緣
|
3 | MM430帶風(fēng)機負載，啟動前風(fēng)機葉片無規(guī)則旋轉(zhuǎn),，啟動馬上報F0001故障 | 原因：啟動正在旋轉(zhuǎn)的電機
措施：激活直流制動,，或者采用機械方式，鎖定電機軸 |
4 | MM430帶風(fēng)機負載,，啟動前風(fēng)機被風(fēng)吹著一直在旋轉(zhuǎn),，啟動馬上報F0001故障 | 原因：啟動正在旋轉(zhuǎn)的電機
措施：激活捕捉再啟動 |
5 | 風(fēng)機負載，電網(wǎng)閃動時,， 變頻器激活了自動再啟動功能,，自動復(fù)位欠壓故障后再啟動，偶爾出現(xiàn)F0001故障 | 原因：風(fēng)機為大慣量負載,，變頻器F0001故障后停機,，但風(fēng)機由于慣性仍然在旋轉(zhuǎn)，再啟動時變頻器啟動正在旋轉(zhuǎn)的電機導(dǎo)致過流
措施：激活捕捉再啟動功能 |
6 | 起重機主鉤,，平地起動報F0001故障 | 原因：電機速度環(huán)比例積分參數(shù)可能不合適
措施：優(yōu)化電機參數(shù) |
7 | 起重機主鉤,，懸停起動報F0001故障 | 原因：電機抱閘控制不合理，或啟動力矩不夠
措施：優(yōu)化抱閘控制邏輯,，提高低頻扭矩 |
8 | 起重機大車行走機構(gòu),，啟動F0001 | 原因：通常大車行走機構(gòu)為一帶多形式，單臺電機有問題,， 容易導(dǎo)致變頻器過流
措施：檢查外圍機械,， 檢查電機匝間絕緣 |
9 | 430變頻器用于恒壓供水，水泵切換時出現(xiàn)F0001故障 | 原因：變頻器運行過程當(dāng)中,，使用接觸器投入或切除電機
措施：必須封鎖變頻器脈沖輸出才能進行接觸器的投切 |
10 | 440驅(qū)動擠出機,，運行過程出現(xiàn)F0001 | 原因：是否投料太多，出現(xiàn)卡住現(xiàn)象
措施：考慮特殊機械的選型余量 |
11 | 430驅(qū)動風(fēng)機,、水泵超50Hz運行F0001 | 原因：變頻器超頻運行 ,，風(fēng)機泵類負載導(dǎo)致電機軸功率按照3次方關(guān)系加大
措施：限制頻率上限,，避免變頻器超速運行 |
12 | 440驅(qū)動 離心機，離心機全速運行后,，增加物料,，變頻器F0001 | 原因：突然增加負載，導(dǎo)致變頻器過流
措施：需要緩慢增加負載 |
13 | 430恒壓供水系統(tǒng),，偶爾F0001 | 原因：模擬量反饋信號受干擾波動較大或PI參數(shù)設(shè)置不合適
措施：排出干擾增加模擬量濾波時間,，調(diào)整PI參數(shù) |
14 | 440變頻器輸出電纜超長，偶爾F0001 | 原因：長電纜導(dǎo)致分布電容加大,，導(dǎo)致變頻器峰值電流加大
措施：加裝輸出電抗器,、縮短電纜長度 |
15 | 440驅(qū)動帶抱閘的電機，抱閘由PLC控制,，停車時F0001 | 原因：電機減速過程突加負載引起過流
措施：使用變頻器抱閘控制邏輯或停機后延時關(guān)閉抱閘 |
16 | MM440驅(qū)動移動小車,，偶爾F0001 | 原因：小車震動導(dǎo)致電機電纜接觸不良引起過電流
措施：禁錮接線端子 |
注意
以上內(nèi)容僅作為故障報警排查的指導(dǎo)，不具有性,，導(dǎo)致變頻器故障報警的原因很多,，情況也較復(fù)雜,，本文只是對常見的故障報警原因和處理方法進行說明,，供參考。
說明
SIMATIC TDC是一個多處理器的高性能自動化系統(tǒng),，特別用于大型設(shè)備中的過程控制,、快速響應(yīng)以及多驅(qū)動同步等方面。
SIMATIC TDC還在單一平臺上通過大數(shù)量框架和小循環(huán)時間解決了復(fù)雜的驅(qū)動,、控制和技術(shù)任務(wù),，因此在高級性能范圍內(nèi)對SIMATIC S7是一個理想的補充，解決S7-400無法完成的任務(wù),。
SIMATIC TDC是集成到SIMATIC中的技術(shù)和驅(qū)動自動化系統(tǒng),，通過使用經(jīng)廣泛應(yīng)用測試的標(biāo)準SIMATIC編程、通訊和診斷技術(shù),。
硬件組態(tài) STEP7
圖形化組態(tài) CFC（工藝圖）和SFC（流程圖）,；
PROFIBUS DP和工業(yè)以太網(wǎng)
SIMATIC WinCC和SIMATIC Operator Panels
應(yīng)用領(lǐng)域
SIMATIC TDC的高速循環(huán)周期使得TDC能夠在以下的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮優(yōu)勢
SIMATIC TDC的小循環(huán)周期為0.1ms
對于傳動的閉環(huán)控制（轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速,、位置,、角度/角差、速度）,，特別是如果對多個驅(qū)動器進行協(xié)調(diào)或者驅(qū)動器之間存在著復(fù)雜的關(guān)系
用于調(diào)節(jié)多個/不同的物理變量（例如張力,，壓力）
用于計算若干過程/設(shè)備變量（例如：溫度）
SIMATIC TDC有助于縮短計算周期（100微秒），具有功能性儲備和突出的靈活性,。
SIMATIC TDC的應(yīng)用示例包括：
金屬生產(chǎn),，金屬加工和金屬機加工,，冷軋、熱軋,、高速帶線材,、高速棒材、拉矯平整等,，例如：自動輥縫控制,、飛剪、開卷卷取,、小車定位
用于遠距離高壓直流輸電,、智能電網(wǎng)、柔直風(fēng)電場接入,，例如：晶閘管或者IGBT通斷控制
用于穩(wěn)定電力傳輸?shù)臒o功功率補償,，例如：電容器單元，電容器組
優(yōu)點
由于具有高的計算能力因而提高了產(chǎn)能和競爭力
由于降低了組件密度并簡化了備件儲備而降低了采購成本
由于使用了通用的標(biāo)準工具和重復(fù)使用現(xiàn)有軟件而降低了工程組態(tài)成本
使用標(biāo)準
設(shè)計和功能
SIMATIC TDC 包括了一個或多個機架,，機架上可以插入所需的模塊,。多處理器運行使性能幾乎可以無限擴展。
使用可擴縮硬件的模塊式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
實時操作系統(tǒng)小采樣循環(huán)周期100us
由于具有 64 位構(gòu)架的 CPU,，能夠?qū)崿F(xiàn)高的性能
每個機架多可以配備 20 個 CPU 進行同步多處理
由于使用了 VME 總線系統(tǒng)可以在 CPU 之間實現(xiàn)*的通訊性能
同步耦合多 44 個機架
使用 STEP 7 工程組態(tài)工具實現(xiàn)了圖形組態(tài)連續(xù)功能圖（CFC）和順序功能圖 SFC（順序功能圖）
C語言,，功能塊生成器
SIMATIC TDC 是一款模塊式多處理器系統(tǒng)，由一個或多個機架構(gòu)成,。機架配備有 CPU,、I/O 模塊和通訊模塊
UR5213 機架
電磁屏蔽 19" 的 UR5213 機架允許具有大能力儲備的硬件的可擴縮式的擴展。適合于安裝在墻上和機柜安裝,，帶有一個集成電源,，電源帶有有源冷卻和內(nèi)部監(jiān)視裝置。通過插入多 20 個 CPU 或者把多 44 個機架連接起來以提高性能,。
中央處理單元 CPU551
中央處理單元 CPU551 適用于具有非常高的計算要求的開環(huán)和閉環(huán)控制任務(wù),。CPU 根據(jù)可調(diào)的掃描間隔可以確保實現(xiàn)嚴格的循環(huán)處理。
I/O 模塊 SM 500
SM500 I/O 模塊可以為連接數(shù)字和模擬 I/O提供豐富的選件,。此外,，還可以連接增量位置編碼器和值編碼器。
CP50M1,、CP51M1通訊模塊
CP50M0 和 CP51M1 通訊模塊可以為試運行,、過程控制和 HMI 提供高性能的通訊。它們可以處理 MPI,、PROFIBUS DP 協(xié)議,，以及使用 TCP/IP 和/或 UDP 協(xié)議的以太網(wǎng)。
全局數(shù)據(jù)存儲器 GDM
通過全局數(shù)據(jù)存儲器（GDM），一系列帶有 CP52x0 的機架可以相互通訊,，能夠擴展出幾乎無限的計算能力,。通過光纜和共享存儲器多有 44 個機架可以互聯(lián)。除了機架間的通訊,，GDM 還可以實現(xiàn)同步（掃描時間,、時鐘時間）和報警功能。更新時間設(shè)置為 < 1 ms,。
框架連接模塊 CP53M0
CP53M0 框架連接模塊可以提供以下功能：
把 SIMATIC TDC 系統(tǒng)耦合到 SIMADYN
D 系統(tǒng)把 SIMATIC TDC 系統(tǒng)耦合到另外兩個 SIMATIC TDC 機架上
用于 CPU 模塊與機架間數(shù)據(jù)交換通訊緩沖器
化工儀器網(wǎng)