西門子變頻器6SE6420-2UD24-0BA1
SITOP 系列的 24 V 直流電源特別適用于工業(yè)領(lǐng)域并可在一次側(cè)同 步模式下工作。由于輸出電壓可以控制,,該設(shè)備甚至可以用 于連接敏感的傳感器,。根據(jù)輸出電流和應(yīng)用領(lǐng)域可提供多種規(guī)格 型號。 對于某些型號可通過附加模塊進行功能擴展,。
例如為了防止長時 間的電源故障,,可提供帶備用蓄電池的 DC UPS 模塊 6 A、 15 A 和 40 A 以及采用電容器工藝的免維護 SITOP UPS500,。SITOP 產(chǎn) 品系列中還包含 48 V 直流電源,。 采用 600 V 直流輸入的 SITOP PSU400M 供電單元適合在變頻器 上用作高效的直流 / 直流轉(zhuǎn)換器。
其可將直流母線電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流 24 V 電壓,,這樣一來,,例 如在掉電時可執(zhí)行緊急回退運動。這是因為:只要直流母線中有 足夠的電能,,對控制系統(tǒng)和電子驅(qū)動裝置的供電就不會停止,。 此單元支持寬范圍直流輸入 (直流 200 V 至 900 V),效率達 96 %,,確保了對直流母線電能的有效利用,。
其具有承受 50 % 的額外功率長達 5 s/min 的高過載能力,功能豐富且結(jié)構(gòu)堅固,,能 夠勝任各種緊湊式電源應(yīng)用,。它還提供可選擇的接通延遲功能, 以確保啟動時變頻器的直流母線不會立即有負載,,因此非常適用 于 SINAMICS 系列變頻器,。
優(yōu)點 7 高效率 約為90 %的效率可維持較低的電流消耗,并使控制柜保持低溫 狀態(tài),。 7 安裝簡便 重量輕且配備安裝附件使得安裝快速又經(jīng)濟,。 7 節(jié)省空間 功率密度高,,因此電源在控制柜和機床中占用的空間很小。 7 的輸出電壓 輸出電壓保持在 24 V DC,,即使是在強烈的電壓波動下,。可防 止負載達到過壓峰值,,從而延長其使用壽命并減少停工時間,。
7 剩余紋波小 剩余紋波小于 0.4 %,支持電壓敏感負載,。 7 集成的短路保護 無需對 24 V DC 電壓回路中的電纜進行額外的熔斷保護,。 7 安全電氣隔離 UA 輸出與輸入進行了電氣隔離 (輸出電壓 SELV 符合 EN 60950)。由于輸出端采取了電氣隔離,,故不會出現(xiàn)危險電 壓,。
西門子公司不同類型的變頻器,用戶可以根據(jù)自己的實際工藝要求和運用場合選擇不同類型的變頻器,。在選擇變頻器時因注意以下幾點注意事頊:
1,、根據(jù)負載特性選擇變頻器,如負載為恒轉(zhuǎn)矩負載需選擇西門子mmv/mdv,、mm420 440變頻器,,如負載為風機、泵類負載應(yīng)選擇西門子430變頻器,。
2,、選擇變頻器時應(yīng)以實際電動機電流值作為變頻器選擇的依據(jù),電動機的額定功率只能作為參考,。另外,,應(yīng)充分考慮變頻器的輸出含有豐富的高次諧波,會使電動機的功率因數(shù)和效率變差,。因此,,用變頻器給電動機供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較,電動機的電流會增加10%而溫升會增加20%左右,。所以在選擇電動機和變頻器時應(yīng)考慮到這種情況,,適當留有余量,以防止溫升過高,,影響電動機的使用壽命,。
3、變頻器若要長電纜運行時,,此時應(yīng)該采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響,,避免變頻器出力不夠。所以變頻器應(yīng)放大一,、兩擋選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器,。
4,、當變頻器用于控制并聯(lián)的幾臺電動機時,一定要考慮變頻器到電動機的電纜的長度總和在變頻器的容許范圍內(nèi),。如果超過規(guī)定值,,要放大兩擋來選擇變頻器,另外在此種情況下,,變頻器的控制方式只能為v/f控制方式,并且變頻器無法實現(xiàn)電動機的過流,、過載保護,,此時,需在每臺電動機側(cè)加熔斷器來實現(xiàn)保護,。
5,、對于一些特殊的應(yīng)用場合,如高環(huán)境溫度,、高開關(guān)頻率,、高海拔等,此時會引起變頻器的降容,,變頻器需放大一擋選擇,。
6、使用變頻器控制高速電動機時,,由于高速電動機的電抗小,,會產(chǎn)生較多的高次諧波。而這些高次諧波會使變頻器的輸出電流值增加,。因此,,選擇用于高速電動機的變頻器時,應(yīng)比普通電動機的變頻器稍大一些,。
7,、變頻器用于變極電動機時,應(yīng)充分注意選擇變頻器的容量,,使其大額定電流在變頻器的額定輸出電流以下,。另外,在運行中進行極數(shù)轉(zhuǎn)換時,,應(yīng)先停止電動機工作,,否則,會造成電動機空轉(zhuǎn),惡劣時會造成變頻器損壞,。
8,、驅(qū)動防爆電動機時,變頻器沒有防爆構(gòu)造,,應(yīng)將變頻器設(shè)置在危險場所之外,。
9,、使用變頻器驅(qū)動齒輪減速電動機時,使用范圍受到齒輪轉(zhuǎn)動部分潤滑方式的制約,。潤滑油潤滑時,,在低速范圍內(nèi)沒有限制;在超過額定轉(zhuǎn)速以上的高速范圍內(nèi),,有可能發(fā)生潤滑油用光的危險,。因此,不要超過高轉(zhuǎn)速容許值,。
10,、變頻器驅(qū)動繞線轉(zhuǎn)子異步電動機時,大多是利用已有的電動機,。繞線電動機與普通的鼠籠電動機相比,,繞線電動機繞組的阻抗小。因此,,容易發(fā)生由于紋波電流而引起的過電流跳閘現(xiàn)象,,所以應(yīng)選擇比通常容量稍大的變頻器。一般繞線電動機多用于飛輪力矩gd2較大的場合,,在設(shè)定加減速時間時應(yīng)多注意,。
SINAMICS G120C緊湊型變頻器,在許多方面為同類變頻器的設(shè)計樹立了*,。包括它緊湊的尺寸,,便捷的快速調(diào)試,簡單的面板操作,,方便友好的維護以及豐富的集成功能都將成為新的標準,。
SINAMICS G120C是專門為滿足OEM用戶對于高性價比和節(jié)省空間的要求而設(shè)計的變頻器,同時它還具有操作簡單和功能豐富的特點,。這個系列的變頻器與同類相比相同的功率具有更小的尺寸,,并且它安裝快速,調(diào)試簡便,,以及它友好的用戶接線方式和簡單的調(diào)試工具都使它與眾不同,。集成眾多功能:安全功能(STO,可通過端子或PROFIsafe激活),多種可選的通用的現(xiàn)場總線接口,,以及用于參數(shù)拷貝的存儲卡槽,。
SINAMICS G120C 變頻器包含三個不同的尺寸功率范圍從0.55kW到18.5kW。為了提高能效,,變頻器集成了矢量控制實現(xiàn)能量的優(yōu)化利用并自動降低了磁通,。該系列的變頻器是全集成自動化的組成部分,并且可選PROFIBUS, Modbus RTU,CAN以及USS 等通訊接口,。操作控制和調(diào)試可以快速簡單地采用PC機通過USB接口,,或者采用BOP-2(基本操作面板)或IOP(智能操作面板)來實現(xiàn),。
型調(diào)節(jié)型電源的閉環(huán)控制
圖 2-1 書本型調(diào)節(jié)型電源的結(jié)構(gòu)框圖
書本型調(diào)節(jié)型電源模塊的閉環(huán)控制
根據(jù)設(shè)定的電源電壓 (p0210),調(diào)節(jié)型電源模塊有 2 種不同的運行:
● “active”
在“active”中,,直流母線電壓被控制在一個可調(diào)節(jié)的設(shè)定值(p3510)上,,電源電流呈正弦波形(cos φ = 1)。無功電流也受控,,可以根據(jù)需要設(shè)定,。
● “Smart ”
在“smart”中,電源仍具有回饋能力,,但和“active”不同的是,,直流母線電壓有所。直流母線電壓由當前的電源電壓決定,。
還可選擇擴展智能(參見章節(jié)“擴展智能 (頁 46)”)
在調(diào)試時可以按照輸入電壓(p0210)的大小設(shè)置缺省的直流母線電壓設(shè)定值(p3510)和控制 :
表格 2- 1 直流母線電壓和控制的缺省設(shè)置 - 書本型
輸入電壓 p0210 [V] | 380...400 | 401...415 | 416...440 | 460 | 480 |
控制 p3400.0 | “0” = “active” | “1” = “smart” |
Vdc_設(shè)定值 p3510 [V] | 600 | 625 | 562-5941) | 6211) | 6481) |
1) “smart”中的電壓值由經(jīng)過整流的電源電壓得出。此時直流母線電壓的設(shè)定值(p3510)失效,。
靜態(tài)直流母線電壓(p0280)下列條件時,,支持對應(yīng) p0210 > 415 V
使能書本型功率單元的閉環(huán)控制運行:p0280 ≥ 1.5 x p0210 且 p0280 > 660 V。
在此情形下,,直流母線電壓設(shè)定值 p3510 不會自動,。建議使用 p3510 = 1.5 x
p0210。電壓閉環(huán)控制通過 p3400.0 = 0 和 p3400.3 = 1 ,。
電壓監(jiān)控模塊 10 (VSM10)和 S120 調(diào)節(jié)型電源模塊一同運行
使用了用于采集電源電壓的電壓監(jiān)控模塊 10
(VSM10)時,,如果了特定的補充條件,驅(qū)動也可以在變化強度超出 IEC 61000-
2-4
規(guī)定的電網(wǎng)上運行,。通常在隔離的廠級電網(wǎng)上會強烈變化,,在大范圍的公共電網(wǎng)上一般不會出現(xiàn),例如歐洲的公共電網(wǎng),。
但在歐洲以外的其他地區(qū),,主要是配電范圍較廣的,比如國土面積比較大的
如澳大利亞,、美國和等,,電網(wǎng)電壓的更、幅度更大并且時間更長,, 可能達到數(shù)秒,。在這種類型的電網(wǎng)上我們強烈推薦使用電壓監(jiān)控模塊。
調(diào)試
在調(diào)試時應(yīng)設(shè)定設(shè)備的輸入電壓(p0210)并選擇電源濾波器(p0220),。
自動調(diào)試結(jié)束后,,和調(diào)節(jié)型接口模塊配套的濾波器會自動設(shè)為缺省的電源濾波器。如果希望驅(qū)動組合的結(jié)構(gòu)有所不同,,必須通過 p0220 修改電源濾波器的類型,。
在接通電源或接通另一個電源時,,必須通過電源/直流母線識別功能(p3410)執(zhí)行自動 的控制器設(shè)置。
識別時不允許開/關(guān)用電設(shè)備,。
說明
在一個不具有回饋能力的電源上(如:發(fā)電機),,必須通過二進制互聯(lián)輸入 p3533
取消回饋運行。
西門子變頻器6SE6420-2UD24-0BA1
一般信息 | |
硬件產(chǎn)品型號 | 01 |
固件型號 | V3.2 |
供電電壓 | |
24 VDC | √ |
允許范圍,,下限 (DC) | 20.4 V |
允許范圍,,上限 (DC) | 28.8 V |
電源緩沖 | |
| 5 ms |
| 1 s |
輸入電流 | |
電流消耗(額定值) | 750 mA |
電流消耗(空載),,典型值 | 150 mA |
沖擊電流,,典型值 | 4 A |
I?t | 1 A?·s |
功耗 | |
功耗,典型值 | 4.65 W |
存儲器 | |
存儲器類型 | 其它 |
工作存儲器 | |
| 1,024 KB |
| - |
- 用于非易失性數(shù)據(jù)塊的非易失性存儲器的大小
| 256 KB |
裝載存儲器 | |
| √ |
| 8 MB |
- 微型存儲卡數(shù)據(jù)管理(后一次編程后),,小值
| 10 a |
后備 | |
| √ |
| √;程序和數(shù)據(jù) |
CPU 處理時間 | |
位操作,,典型值 | 0.025 µs |
字操作,,典型值 | 0.03 µs |
定點數(shù)運算,典型值 | 0.04 µs |
浮點數(shù)運算,,典型值 | 0.16 µs |
CPU 塊 | |
塊數(shù)量(總數(shù)) | 2,048,;(數(shù)據(jù)塊、函數(shù),、函數(shù)塊),;可通過使用的 MMC 來減少可加載塊的大數(shù)量。 |
DB | |
| 2,048 |
| 64 KB |
FB | |
| 2,048 |
| 64 KB |
FC | |
| 2,048,;數(shù)值范圍:0 ~ 7999 |
| 64 KB |
OB | |
| 64 KB |
| 1 |
| 1 |
| 2 |
| 4 |
| 1 |
| 3; OB 55, 56, 57 |
| 1,;OB 61 – 等時同步模式在 DP 或 PROFINET IO 上都可以實現(xiàn)(不同時) |
| 1 |
| 6 |
| 2 |
嵌套深度 | |
| 16 |
| 4 |
計數(shù)器、定時器及其保持性 | |
S7 計數(shù)器 | |
| 512 |
| |
| √ |
| 0 |
| 511 |
| Z0 ~ Z7 |
| |
| √ |
| 0 |
| 999 |
IEC 計數(shù)器 | |
| √ |
| SFB |
| 不限(只取決于 RAM 容量) |
S7 定時器 | |
| 512 |
| |
| √ |
| 0 |
| 511 |
| 無保持性 |
| |
| 10 ms |
| 9,990 s |
IEC 定時器 | |
| √ |
| SFB |
| 不限(只取決于 RAM 容量) |
數(shù)據(jù)區(qū)及其保持性 | |
保持數(shù)據(jù)區(qū)域,,總共 | 全部,,大 256 KB |
標志 | |
| 4,096 個字節(jié) |
| √;MB 0 ~ MB 4095 |
| MB 0 - MB 15 |
| 8,;1 個存儲字節(jié) |
數(shù)據(jù)塊 | |
| 2,048,;數(shù)值范圍:1 ~ 16000 |
| 64 KB |
| √;通過 DB 上的非保持性 |
| √ |
局部數(shù)據(jù) | |
| 32,768 個字節(jié),;每個塊多 2,048 個字節(jié) |
地址區(qū) | |
I/O 地址區(qū) | |
| 8,192 個字節(jié) |
| 8,192 個字節(jié) |
| |
| 8,192 個字節(jié) |
| 8,192 個字節(jié) |
過程映像 | |
| 8,192 個字節(jié) |
| 8,192 個字節(jié) |
| 8,192 個字節(jié) |
| 8,192 個字節(jié) |
| 256 個字節(jié) |
| 256 個字節(jié) |
子過程映像 | |
| 1,;帶 PROFINET IO,用戶數(shù)據(jù)的長度限制為 1600 個字節(jié) |
數(shù)字量通道 | |
| 65 536 |
| 65 536 |
| 1,024 |
| 1,024 |
模擬量通道 | |
| 4,096 |
| 4,096 |
| 256 |
| 256 |
硬件配置 | |
擴展設(shè)備,多 | 3 |
DP 主站的數(shù)量 | |
| 1 |
| 4 |
可運行的 FM 和 CP 數(shù)量(推薦) | |
| 8 |
| 8 |
| 10 |
機架 | |
| 4 |
| 8 |
日時鐘 | |
時鐘 | |
| √ |
| √ |
| 10 s,;典型值:2 s |
| 6 周,;40 °C 環(huán)境溫度時 |
| 斷電后時鐘繼續(xù)運行 |
| 時鐘以發(fā)生故障時的時間繼續(xù)運行 |
運行小時數(shù)計數(shù)器 | |
| 4 |
| 0 ~ 3 |
| 0 ~ 2^31 小時(使用 SFC 101 時) |
| 1 小時 |
| √;在每次重啟時必須重新啟動 |
時鐘同步 | |
| √ |
| √ |
| √ |
| √;帶有 DP 從站,,僅從站時鐘 |
| √ |
| √ |
| √ |
| √,;作為客戶端 |
一、選型型號
CP 243-1 是一種通訊處理器,,設(shè)計用于在S7-200 自動化系統(tǒng)中運行,。它可用于將S7-200 系統(tǒng)連接到工業(yè)以太網(wǎng)(IE)中。CP 243-1 有助于 S7 產(chǎn)品系列通過因特網(wǎng)進行通訊,。因此,,可以使用STEP 7 Micro/WIN 32,,對S7-200 進行遠程組態(tài),、編程和診斷。而且,,一臺S7-200 還可通過以太網(wǎng)與其它S7-200,、S7-300 或S7-400 控制器進行通訊。并可與OPC 服務(wù)器進行通訊,。
在開放式SIMATIC NET 通訊系統(tǒng)中,,工業(yè)以太網(wǎng)可以用作協(xié)調(diào)級和單元級網(wǎng)絡(luò)。在技術(shù)上,,工業(yè)以太網(wǎng)是一種基于屏蔽同軸電纜,、雙絞電纜而建立的電氣網(wǎng)絡(luò),或一種基于光纖電纜的光網(wǎng)絡(luò),。工業(yè)以太網(wǎng)根據(jù)標準IEEE 802.3 定義,。
(1)來自電氣控制柜設(shè)備內(nèi)部的干擾
?、賮碜訮LC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾,,主要由PLC系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的電磁輻射產(chǎn)生,如邏輯電路相互輻射及其對模擬電路的影響,,數(shù)字地,、模擬地和系統(tǒng)地處理不當而相互影響,,以及元器件間的相互不匹配使用等。這屬于PLC制造商對系統(tǒng)內(nèi)部進行電磁兼容設(shè)計的內(nèi)容,,作為使用者是無法改變的,。
②電氣控制柜中使用諸如大功率變頻器和交流接觸器等容易產(chǎn)生干擾的器件,。此類干擾有電路參數(shù)和工作點選擇不當而引起的震蕩或波形畸變,、快速上升的脈沖源以及在信號傳送時阻抗的不匹配、器件的物理噪聲(如元件熱噪聲,、觸點熱電勢等),。
③由于元器件布局不合理造成的內(nèi)部信號相互串擾,。如線路中存在的電容性元件引起的寄生振蕩以及由于電路邏輯設(shè)計和系統(tǒng)電氣設(shè)計不合理所產(chǎn)生的干擾,。
(2)來自電氣控制柜外部的干擾
?、賮碜噪娫吹母蓴_,。由于PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電,因電源引入的干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障的情況很多,,如高壓斷路器,、隔離開關(guān)、大容量變壓器等的影響,,大型電力設(shè)備起停和交直流傳動裝置引起的諧波,,各種電氣設(shè)備(電動機、空氣開關(guān)等),、電焊機及電力系統(tǒng)的短路故障等,,都通過輸電線路傳到電源原邊。PLC電源通常采用隔離電源,,但制造工藝等因素使其隔離性并不理想,。由于分布電容的存在,隔離是不可能的,。
?、趤碜孕盘柧€引入的干擾。與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號線除了傳送各類有效的信息之外,,還會受到空間電磁輻射感應(yīng)的干擾,,即信號線上的外部感應(yīng)干擾。這類干擾信號會引起PLC的I/O信號工作異常,。
?、蹃碜越拥叵到y(tǒng)的干擾。由地線侵入的靜電耦合或電磁耦合可對系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。在PLC控制系統(tǒng)中,,由于各個接地點電位分布不均,,不同接地點間存在地電位差,引起地環(huán)路電流,,形成共模噪聲,,影響系統(tǒng)正常工作。此外,,屏蔽層,、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路,在變化磁場的作用下,,屏蔽層內(nèi)會出現(xiàn)感應(yīng)電流,,通過屏蔽層與芯線之間的耦合干擾信號回路。若系統(tǒng)地與其他接地處理混亂,,所產(chǎn)生的地環(huán)流就可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布,,影響PLC內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。正確的接地既能抑制電磁干擾的影響,,又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾,。錯誤的接地不僅會引入干擾信號,接地線本身還會成為天線向外輻射噪聲,,干擾PLC控制系統(tǒng)的正常工作,。
④按鈕,、繼電器等工作時觸點間產(chǎn)生的電弧,、靜電產(chǎn)生的火花放電、外界的高頻加熱器,、高頻淬火設(shè)備,、雜亂的無線電波信號等帶來的干擾等,。
?。?)其他干擾
西門子變頻器(圖4)所以有些老的產(chǎn)品象MICRO MASTER ,MIDI MASTER仍有大量的用戶在使用。對于MICRO MASTER系列變頻器的故障就是通電無顯示,,該系列變頻器的開關(guān)電源采用了一塊UC2842芯片作為波形發(fā)生器,,該芯片的損壞會導(dǎo)致開關(guān)電源無法工作,從而也無法正常顯示,,此外該芯片的工作電源不正常也會使得開關(guān)電源無法正常工作,。對于MIDI MASTER系列變頻器較常見的故障主要有驅(qū)動電路的損壞,以及IGBT模塊的損壞,,MIDI MASTER的驅(qū)動電路是由一對對管去驅(qū)動IGBT模塊的,,而這對管也是容易損壞的元器件,損壞原因常由于IGBT模塊的損壞,而導(dǎo)致高壓大電流竄入驅(qū)動回路,,導(dǎo)致驅(qū)動電路的元器件損壞,。
對于6SE70系列變頻器,由于質(zhì)量較好,,故障率明顯降低,,經(jīng)常會碰到的故障現(xiàn)象有(直流電壓低),由于是直接通過電阻降壓來取得采樣信號,,所以故障F008的出現(xiàn)主要是由于采樣電阻的損壞而導(dǎo)致的,。此外,還會碰到F025,、F026,、F027關(guān)于輸入相缺失的報警,故障原因一是由于6SE70系列本身帶有輸入相檢測功能,,輸入檢測電路的損壞會導(dǎo)致輸入缺相報警,,如排除此故障原因,報警信號還不能消除,,那故障很有可能就是CU板的損壞了,。此外F011(過電流)故障也是一個常見的故障,電流傳感器的損壞是引起此故障的原因之一,,此外,,在維修中經(jīng)常會碰到驅(qū)動電路和開關(guān)電源上的一些貼片的濾波電容的損壞也會引起F011報警,要特別注意由于這種原因而引起的故障報警,。
對于ECO的變頻器,,碰到多的就是電源板的燒壞以及功率模塊的損壞,引起的原因也主要是由于強電側(cè)(功率模塊)與弱電側(cè)(驅(qū)動電路)沒有隔離電路,,導(dǎo)致強電進入了控制電路,,引起驅(qū)動電路及開關(guān)電源大面積燒壞,此外預(yù)充電回路損壞也是常見故障(30KW以上),,由于限流回路設(shè)計在交流輸入側(cè),,只要有三相交流電源任意一路送電時有時序上的超前和滯后,都有可能引起自身一路或其余兩路充電時電流過大,,而使得限流電阻和切入繼電器燒毀,。F231故障也是ECO變頻器的一種常見故障,引起原因就是因為采樣電阻的損壞,。


