西門(mén)子MM430變頻器6SE6430-2UD35-5FB0

1,、紙機(jī)傳動(dòng)特性與變頻器機(jī)械特性

　　造紙機(jī)傳動(dòng)屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，所以要求電機(jī)采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速,。要求變頻器工作在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速控制狀態(tài),，所以應(yīng)該選用恒轉(zhuǎn)矩機(jī)械負(fù)載變頻器,。

　　有的公司對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和恒功率調(diào)速采用不同型號(hào)的變頻器,，如西門(mén)子公司的ECO風(fēng)機(jī),、水泵控制用變頻器和MDV,、6SE70恒轉(zhuǎn)矩變頻器,。有的公司對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和恒功率調(diào)速采用同一型號(hào)的變頻器，對(duì)于同一臺(tái)變頻器采用不同的控制方式所接配的電機(jī)不同,，變頻器內(nèi)部參數(shù)設(shè)置不同。如ABB公司ACS400,、ACS600系列變頻器。比如型號(hào)為ACS401-0030的變頻器在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速控制接配電機(jī)22Kw，在風(fēng)機(jī),、水泵恒功率控制接配電機(jī)為30Kw。所以用戶(hù)應(yīng)該了解變頻器的機(jī)械特性匹配,。

2、頻率分辨率對(duì)紙機(jī)傳動(dòng)性能的影響
　　頻率分辨率是衡量變頻器的重要指標(biāo)。頻率分辨率包含頻率給定分辨率和頻率控制分辨率,。

1、頻率給定分辨率指變頻器的給定通道對(duì)輸入信號(hào)的分辨率,，一般指模擬輸入通道AD的位數(shù),。對(duì)于通訊通道一般給定精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于模擬通道,，所以模擬給定通道若能滿(mǎn)足要求，通訊通道是滿(mǎn)足的,。
　　一般紙機(jī)對(duì)傳動(dòng)調(diào)速的控制精度要求為0.1%,，對(duì)于一臺(tái)確定的造紙機(jī)從頻率分辨率的角度來(lái)說(shuō)，若能在低速滿(mǎn)足給定控制精度,，則在高速運(yùn)行是沒(méi)有問(wèn)題的,。下面我們舉例說(shuō)明：
　　設(shè)本臺(tái)紙機(jī)在低速抄紙,，變頻器運(yùn)行頻率為10Hz,，則要求給定精度為：10*0.1%=0.01Hz
　　所以要求變頻器的頻率分辨率必須能夠小于0.01Hz,。
設(shè)本臺(tái)紙機(jī)在高速抄紙,，變頻器運(yùn)行頻率為50Hz,，則要求給定精度為：
50*0.1%=0.05Hz
　　所以要求變頻器的頻率分辨率必須能夠小于0.05Hz。
　　所以我們?cè)谶x擇傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)注意紙機(jī)低速時(shí)變頻器能否滿(mǎn)足控制精度的要求。而不必?fù)?dān)心高速的給定精度,。給定精度也可以通過(guò)變頻器參數(shù)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié),，但缺點(diǎn)是在改變工作狀態(tài)時(shí)需要重新調(diào)整參數(shù),。
如一臺(tái)用于流漿箱控制的上漿泵變頻器，其運(yùn)行頻率一般在30~50Hz之間,，控制采用SR73A調(diào)節(jié)器,，但是流漿箱液位無(wú)法穩(wěn)定，上漿量忽大忽小,，變頻器始終調(diào)節(jié)不能穩(wěn)定,。原因變頻器設(shè)定分辨率不夠。給定忽大忽小,，1mA對(duì)應(yīng)2.5Hz,。我們可以調(diào)節(jié)參數(shù)，變頻器的小給定為30Hz,，即給定0mA對(duì)應(yīng)30Hz,，給定20mA對(duì)應(yīng)50Hz，這樣1mA對(duì)應(yīng)1Hz,，給定頻率分辨率提高了2.5倍,。

2、頻率控制分辨率指變頻器的輸出小分辨率,，通常說(shuō)變頻器是無(wú)級(jí)調(diào)速是相對(duì)而言的,。變頻器有它的小分辨率，每次調(diào)速頻率的小變化。現(xiàn)在變頻器的小分辨率一般為0.01Hz,。用戶(hù)在選擇變頻器時(shí)應(yīng)該注意頻率分辨率是否能滿(mǎn)足設(shè)備需要,。

3、具有轉(zhuǎn)差補(bǔ)償變頻器對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度的影響
交流異步電機(jī)都存在轉(zhuǎn)差頻率,，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和功率與轉(zhuǎn)差頻率成正比,，變頻器為了提高速度控制精度，對(duì)電機(jī)控制采用轉(zhuǎn)差補(bǔ)償,。
依據(jù)異步電機(jī)的機(jī)械特性,，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大，轉(zhuǎn)差頻率增大,，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生速降,。轉(zhuǎn)差補(bǔ)償就是利用依據(jù)負(fù)載改變定子同步頻率，以補(bǔ)償轉(zhuǎn)子因?yàn)樨?fù)載的速降,，消除調(diào)速靜差,，從而保證轉(zhuǎn)子的速度維持恒定。
變頻器的轉(zhuǎn)差補(bǔ)償依據(jù)電機(jī)的機(jī)械特性進(jìn)行,，變頻器要求輸入電機(jī)銘牌參數(shù),，依據(jù)銘牌參數(shù)來(lái)確定電機(jī)的控制數(shù)學(xué)模型，轉(zhuǎn)差補(bǔ)償量應(yīng)為：

　　由于電機(jī)在變頻控制調(diào)速過(guò)程中,，不同公司的電機(jī)的阻抗不同,，所以轉(zhuǎn)差補(bǔ)償在有時(shí)是欠補(bǔ)償，有時(shí)為過(guò)補(bǔ)償,。因此對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài),、動(dòng)態(tài)精度會(huì)有一定的影響。
　　所以在使用變頻器的過(guò)程中合理使用轉(zhuǎn)差補(bǔ)償會(huì)消除靜差,，提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度,。調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差補(bǔ)償可以獲得特殊的機(jī)械特性，在板紙機(jī),、瓦楞紙機(jī)調(diào)試運(yùn)行中非常重要,。

4、變頻器功能的基本要求
　　紙機(jī)對(duì)變頻器功能的要求與選擇的上位控制系統(tǒng)有關(guān),，不同的控制方式對(duì)變頻器的功能有不同的要求,。紙機(jī)一般要求在操作臺(tái)上能夠?qū)ψ冾l器進(jìn)行起停、爬行/運(yùn)行,、速度微調(diào)等控制操作,；能夠顯示分部線(xiàn)速度、電機(jī)電流等功能,；能夠顯示變頻器工作狀態(tài)等功能,。
下面列舉在不同的控制方式下對(duì)變頻器的功能要求,。

1、模擬控制與速度鏈控制器控制：
要求變頻器有兩路以上的模擬量輸入和輸出功能,；兩路以上的數(shù)字量輸入功能,；兩路數(shù)字量輸出功能。
兩路模擬量輸入用于速度給定和反饋輸入,，第三路模擬量輸入用于速度附加給定控制,。兩路模擬量輸出一路用于顯示分部線(xiàn)速度，一路用于顯示變頻器輸出電流,。兩路以上的數(shù)字量輸入用于起起?？刂坪团佬?運(yùn)行轉(zhuǎn)換控制。兩路數(shù)字量輸出用于顯示變頻器的工作狀態(tài),。

2,、電動(dòng)電位器控制方式：
要求變頻器有兩路模擬量輸出功能；四路以上的數(shù)字量輸入功能,；兩路數(shù)字量輸出功能,。
兩路模擬量輸出一路用于顯示分部線(xiàn)速度，一路用于顯示變頻器輸出電流,。兩路數(shù)字量輸入用于起?？刂坪团佬?運(yùn)行轉(zhuǎn)換控制；兩路數(shù)字量用于速度微調(diào)控制,。兩路數(shù)字量輸出用于顯示變頻器的工作狀態(tài),。

3、PLC通訊控制方式
　　PLC通訊控制方式按照操作方式分有兩種控制方式,，一種是采用傳統(tǒng)的按鈕操作方式,，另一種為觸摸屏操作方式,。這兩種控制方式要求變頻器有通訊控制功能和對(duì)應(yīng)的通訊適配器,。如Modbus網(wǎng)絡(luò)要求有Modbus通訊板；Profibus—DP總線(xiàn)要求有Profibus—DP通訊板,。

　?。?）、按鈕控制方式要求變頻器有兩路模擬量輸出功能,；兩路的數(shù)字量輸入功能,；兩路數(shù)字量輸出功能。兩路模擬量輸出一路用于顯示分部線(xiàn)速度,，一路用于顯示變頻器輸出電流,。兩路數(shù)字量輸入用于起停控制和爬行/運(yùn)行轉(zhuǎn)換控制,；兩路數(shù)字量輸出用于顯示變頻器的工作狀態(tài),。

　?。?）、觸摸屏控制方式要求變頻器有一路數(shù)字量輸入,，用于急停功能,。其它顯示控制都在觸摸屏上進(jìn)行。

MICROMASTER 430 無(wú)濾波器 380-480V+10/-10% 三相交流 47-63Hz 二次矩 55kW 過(guò)載 110% 60S,，140% 3S 850x 350x 320（高x寬x深） 防護(hù)等級(jí) IP20 環(huán)境溫度 -10+40°C 無(wú) AOP/BOP

2） 變頻器和電機(jī)的距離確定電纜和布線(xiàn)方法,；

i.變頻器和電機(jī)的距離應(yīng)該盡量的短。這樣減小了電纜的對(duì)地電容,，減少干擾的發(fā)射源,。 ii. 控制電纜選用屏蔽電纜，動(dòng)力電纜選用屏蔽電纜或者從變頻器到電機(jī)全部用穿線(xiàn)管屏蔽,。 iii.電機(jī)電纜應(yīng)獨(dú)立于其它電纜走線(xiàn),，其小距離為500mm。同時(shí)應(yīng)避免電機(jī)電纜與其它電纜長(zhǎng)距離平行走線(xiàn),，這樣才能減少變頻器輸出電壓快速變化而產(chǎn) 生的電磁干擾,。如果控制電纜和電源電纜交叉，應(yīng)盡可能使它們按90度角交叉,。與變頻器有關(guān)的模擬量信號(hào)線(xiàn)與主回路線(xiàn)分開(kāi)走線(xiàn),，即使在控制柜中也要如此。 iv. 與變頻器有關(guān)的模擬信號(hào)線(xiàn)好選用屏蔽雙絞線(xiàn),，動(dòng)力電纜選用屏蔽的三芯電纜（其規(guī)格要比普通電機(jī)的電纜大檔）或遵從變頻器的用戶(hù)手冊(cè),。

3） 變頻器控制原理圖 i.主回路：電抗器的作用是防止變頻器產(chǎn)生的高次諧波通過(guò)電源的輸入回路返回到電網(wǎng)從而影響其他的受電設(shè)備，需要根據(jù)變頻器的容量大小來(lái)決定是否需要加電 抗器,；濾波器是安裝在變頻器的輸出端,，減少變頻器輸出的高次諧波，當(dāng)變頻器到電機(jī)的距離較遠(yuǎn)時(shí),，應(yīng)該安裝濾波器,。雖然變頻器本身有各種保護(hù)功能,，但缺相保 護(hù)卻并不*,，斷路器在主回路中起到過(guò)載，缺相等保護(hù),，選型時(shí)可按照變頻器的容量進(jìn)行選擇,。可以用變頻器本身的過(guò)載保護(hù)代替熱繼電器,。 ii. 控制回路：具有工頻變頻的手動(dòng)切換,，以便在變頻出現(xiàn)故障時(shí)可以手動(dòng)切工頻運(yùn)行，因輸出端不能加電壓,，固工頻和變頻要有互鎖,。

4） 變頻器的接地 變頻器正確接地是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,，抑制噪聲能力的重要手段。變頻器的接地端子的接地電阻越小越好,，接地導(dǎo)線(xiàn)的截面不小于4mm,，長(zhǎng)度不超過(guò)5m,。變頻器的 接地應(yīng)和動(dòng)力設(shè)備的接地點(diǎn)分開(kāi),，不能共地。信號(hào)線(xiàn)的屏蔽層一端接到變頻器的接地端,，另一端浮空,。變頻器與控制柜之間電氣相通。

西門(mén)子MM430變頻器6SE6430-2UD35-5FB0

通過(guò) DP/AS-i LINK Advanced,，PROFIBUS DP 主站可以循環(huán)訪(fǎng)問(wèn)較低層次 AS-Interface 網(wǎng)段的所有從站的 I/O 數(shù)據(jù),。

DP/AS-Interface LINK Advanced 占用以下地址區(qū)域：

• 作為單主站：32 字節(jié)的輸入數(shù)據(jù)和 32 字節(jié)的輸出數(shù)據(jù)，其中存儲(chǔ)了 AS-Interface 線(xiàn)路所連接的 AS-Interface 從站（標(biāo)準(zhǔn)和A/B 從站）連接的 I/O 數(shù)據(jù),。

• 作為雙主站,，字節(jié)數(shù)加倍

• 可選的附加 I/O 字節(jié)用于來(lái)自模擬量從站的數(shù)據(jù)

可以壓縮 I/O 圖像的尺寸，因此,，在 DP 主站的系統(tǒng)中,，只占用實(shí)際要求的 I/O 地址區(qū)。對(duì)模擬信號(hào)的綜合評(píng)價(jià)與訪(fǎng)問(wèn)數(shù)字值同樣容易,，因?yàn)槟M過(guò)程數(shù)據(jù)也直接取決于 CPU 的 I/O 地址區(qū),。

PROFIBUS DP-V1 主站還可通過(guò)非循環(huán) PROFIBUS 服務(wù)來(lái)觸發(fā) AS-Interface 主站調(diào)用（如寫(xiě)入?yún)?shù)、修改地址,、讀取診斷值）,。使用 AS-Interface Link 中的操作顯示，可以全面調(diào)試下層 AS-Interface 總線(xiàn),。

DP/AS-i LINK 增強(qiáng)型配有一個(gè)附加以太網(wǎng)端口,，從而可使用集成網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器（例如,，Internet Explorer）,，無(wú)需其他軟件即可調(diào)用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器,。無(wú)需附加軟件,，其允許在 PC 上顯示所有診斷信息，顯示總線(xiàn)配置以及任何調(diào)節(jié)（若適用）,。使用這個(gè)端口,，還可對(duì)固件進(jìn)行更新。

通過(guò)可選的 C-PLUG,，不用輸入連接參數(shù)（PROFIBUS 地址等）即可更換模塊,，從而將發(fā)生故障時(shí)的停機(jī)時(shí)間縮到zui短,。

診斷

使用 LED、顯示屏和控制鍵,、web 界面或 STEP 7,，可以實(shí)現(xiàn)下列診斷：

• DP/AS-Interface LINK 增強(qiáng)型的運(yùn)行狀態(tài)

• 作為 PROFIBUS DP 從站的鏈路的狀態(tài)

• AS-Interface 網(wǎng)絡(luò)診斷

• 消息幀統(tǒng)計(jì)

• 在 web 界面中的標(biāo)準(zhǔn)診斷頁(yè)，用于使用標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器,、通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行快速診斷

• 如果使用網(wǎng)絡(luò)界面,，則在 PC 上無(wú)需進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)置（Zeroconf 程序）。

• 可以選擇通過(guò)電子郵件或 SNMP Trap 報(bào)告診斷事件,。集成的診斷緩沖區(qū)保存包括時(shí)間戳的事件,。

安全說(shuō)明

為了保護(hù)設(shè)備、系統(tǒng),、機(jī)器和網(wǎng)絡(luò)以防受到網(wǎng)絡(luò)威脅,，必須實(shí)施并持續(xù)保持全面、的工業(yè)安全概念,。西門(mén)子的產(chǎn)品和解決方案只是這種概念的一個(gè)組成部分,。

有關(guān)工業(yè)信息安全的更多信息

組態(tài)

可以如下組態(tài) DP/AS-Interface LINK 增強(qiáng)型：

• 帶 STEP 7（經(jīng)典版），V5.4 或更高版本,；或 STEP 7 (TIA Portal),，V12 或更高版本：使用 STEP 7，可以上傳 AS-Interface 組態(tài),。也可以在 HW Config（從站選擇對(duì)話(huà)框）中方便地組態(tài) AS-Interface 從站,。

• 通過(guò)在顯示屏上更改 AS-i 的實(shí)際組態(tài)

• 或者，可通過(guò) PROFIBUS GSD 文件將 DP/AS-i Link Advanced 集成到工程組態(tài)工具中（例如,，用于 V5.4 以下版本的 STEP 7 或非西門(mén)子工程組態(tài)工具）,。

• 只需按一個(gè)按鈕即可進(jìn)行簡(jiǎn)便組態(tài)，調(diào)試時(shí)間很短,，并可使用顯示屏或 Web 界面對(duì) AS-Interface 總線(xiàn)進(jìn)行測(cè)試

• 由于可以使用顯示屏或 Web 界面進(jìn)行方便的診斷,，并且可借助于 C-PLUG 交換介質(zhì)來(lái)簡(jiǎn)便更換模塊，因此能夠在發(fā)生從站故障時(shí)縮短停產(chǎn)和檢修時(shí)間

• 可使用 HW-Config (STEP7) 中的從站產(chǎn)品目錄進(jìn)行方便的組態(tài),，從而減少了工程組態(tài)工作量

• 在項(xiàng)目數(shù)據(jù)的量很大時(shí)，可通過(guò)使用雙 AS-Interface 主站來(lái)節(jié)約成本

• 無(wú)需通過(guò) AS-Interface Power24V 提供 AS-Interface 電源：
  AS-Interface 電纜組件通過(guò)現(xiàn)有的 24 V DC PELV 電源裝置送入,。解耦時(shí),，需要 AS-Interface 數(shù)據(jù)解耦模塊

• 使用 AS-Interface 電源的標(biāo)準(zhǔn)模式,，可以沒(méi)有任何限制，由此不需要更多的工作電壓

• 通信原理

  PROFIBUS DP 主站或安全控制器通過(guò) DP/AS-Interface F-Link 與 AS-Interface 從站通信,。AS-Interface 過(guò)程數(shù)據(jù)映射到用于非安全輸入和輸出數(shù)據(jù)以及安全輸入數(shù)據(jù)的各種數(shù)據(jù)區(qū)域,。

  診斷

  使用 4 個(gè) LED,，顯示器和控制鍵或 SIMATIC S7 可進(jìn)行廣泛的診斷,。相關(guān)更多信息，請(qǐng)參閱手冊(cè),。參見(jiàn)“其它信息",。

  組態(tài)

  如下組態(tài) DP/AS-Interface F-Link：

• 使用 STEP 7 V5.4 SP1 及更高版本：通過(guò)從站選擇對(duì)話(huà)框，尤其可方便地對(duì)西門(mén)子 AS-Interface 從站進(jìn)行參數(shù)化,。

• 可以在 STEP 7 項(xiàng)目中上載已經(jīng)組態(tài)好的 AS-Interface 網(wǎng)絡(luò)的組態(tài),。

• DP/AS-Interface F-Link 不支持安全型 AS-Interface 輸出模塊。

• DP/AS-Interface F-Link 不能采用 TIA 博途進(jìn)行組態(tài),。

• 編程

  與 MSS ASIsafe 模塊化安全系統(tǒng)不同的是,，DP/AS-Interface F-Link 是一個(gè)純網(wǎng)關(guān)，它不會(huì)通過(guò)自己的安全邏輯來(lái)運(yùn)行,。安全功能的編程在上級(jí)故障安全 PLC 中完成，如：

• 使用 Distributed Safety V5.4 SP1 及以上版本,，用于 SIMATIC S7-300F/416F

• 使用 SINUMERIK 實(shí)現(xiàn)安全集成

• 安全和標(biāo)準(zhǔn)程序可以訪(fǎng)問(wèn)通過(guò) CPU 的 I/O 地址區(qū)域連接的 AS-Interface 從站的數(shù)字量和模擬量 I/O 數(shù)據(jù),。

  運(yùn)行條件：

• 在 AS-i 通信錯(cuò)誤（例如，AS-i 標(biāo)準(zhǔn)從站或 ASIsafe 從站故障）的情況下,，DP / AS-i F-Link 為所有安全輸入發(fā)送替代值“0"到F控制器,。

• 在 DP/AS?i F Link 的 AS?i 線(xiàn)路上無(wú)法運(yùn)行安全 AS?i 輸出。

• 執(zhí)行器的安全控制由 F 控制器處理,，例如：通過(guò)安全 SIMATIC 輸出模塊,。

• DP / AS-i F-Link 不適用于 AS-i Power24V。

• AS-i 采集的安全信號(hào)（緊急停止,，門(mén)聯(lián)鎖,，光幕等）并傳送*層 F-PLC。

• 符合技術(shù)規(guī)范 V3.0 的全功能 AS-Interface 主站：

• 使用 62 個(gè) A/B 從站時(shí),，可運(yùn)行多達(dá) 248 點(diǎn)數(shù)字量輸入/248 點(diǎn)數(shù)字量輸出,，每個(gè)從站帶有 4 點(diǎn)數(shù)字量輸入/4 點(diǎn)數(shù)字量輸出。

• 多達(dá) 62 個(gè)數(shù)字量或模擬量從站

• 可連接到 PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò),，如 DP/AS?i Link Advanced 或 DP/AS?Interface Link 20E

• 可通過(guò)按下按鈕對(duì) ASIsafe 從站的編碼序列進(jìn)行示教,。

• 使用 HW-Config (STEP 7) 中的從站選型對(duì)話(huà)框，包括設(shè)定在 PROFIsafe 從站上建模的 ASIsafe 從站的 F 參數(shù),，可輕松組態(tài)所有西門(mén)子 AS-Interface 從站,，從而減少了工程組態(tài)工作量

• 可在采用 SINUMERIK 840 D 數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床中使用

• 從站故障時(shí),，停機(jī)和維修時(shí)間降低,，是由于使用顯示器,，通過(guò)簡(jiǎn)單的模塊更換且用戶(hù)友好的診斷（僅需通過(guò)控制鍵進(jìn)行少量設(shè)置，無(wú)須使用組態(tài)工具）