西門子S120變頻裝置的調(diào)試應(yīng)用

李智仁

摘要：變頻器主要應(yīng)用了變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變外加電壓電源頻率的方式，從而控制交流電動機(jī)電力。變頻器主要由整流、濾波、控制單元、驅(qū)動單元等不同結(jié)構(gòu)組成，同時變頻器還具有過流、過壓、過載保護(hù)的功能。隨著工業(yè)自動化程度不斷提高，變頻器也發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。而西門子作為重要的電器品牌，對整個行業(yè)發(fā)展至關(guān)重要?；诖?，本文將主要論述西門子S120變頻裝置的調(diào)試應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：西門子;S120變頻裝置;調(diào)試應(yīng)用

1、西門子S120變頻裝置的基本原理

1.1PLC技術(shù)

PLC技術(shù)最早出現(xiàn)于上世紀(jì)70年代期，能夠?qū)崿F(xiàn)更加復(fù)雜的電路計算以及邏輯運(yùn)算。PLC控制系統(tǒng)已經(jīng)成為了當(dāng)下電力系統(tǒng)自動化的重要原件，其可靠性高、適用性強(qiáng)、界面操作簡單，同時PLC控制系統(tǒng)內(nèi)置一定的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)，可以達(dá)到監(jiān)控、調(diào)節(jié)一體化，實(shí)現(xiàn)多集群控制，為變頻設(shè)備的智能化、數(shù)據(jù)化工作奠定基礎(chǔ)。保證了變頻裝置可以穩(wěn)定適用。PLC系統(tǒng)內(nèi)置小型的CPU，能夠解決更復(fù)雜型的任務(wù)。

1.2 S120變頻設(shè)備

西門子作為眾智博遠(yuǎn)旗下主要經(jīng)營的品牌，主營業(yè)務(wù)包括PLC和變頻器。西門子作為培養(yǎng)工程師的重要企業(yè)，對于我國整體的高精密工業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。S120變頻設(shè)備作為西門子旗下的主要變頻設(shè)備，S120變頻設(shè)備內(nèi)置簡單驅(qū)動的版本，附有兩個接口，兩個模擬輸入和一個模擬輸出，整體采用100HZ的脈沖輸入和200KHZ的計數(shù)器，為工業(yè)生產(chǎn)提供一個更加經(jīng)濟(jì)的解決方案，其模塊式和開放式的通信方式能夠快速處理大量數(shù)據(jù)，有更加流暢的操作體驗(yàn)。

2、西門子S120變頻裝置的系統(tǒng)設(shè)計

2.1系統(tǒng)組成

西門子作為北京智眾智博遠(yuǎn)下的重要品牌，S120變頻設(shè)備設(shè)備主要由基本的電源模塊，整流回饋模塊、接口模塊、單軸電機(jī)模塊、雙軸電機(jī)模塊、中心控制單元，外接的操作面板組成。顯示整體結(jié)構(gòu)較為緊湊，占地面積較小，能夠快速讀取數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)變頻功能。

2.2工藝介紹

S120變頻設(shè)備的整個模塊由變頻器為主，導(dǎo)電機(jī)軸和發(fā)電機(jī)組成。電流母線通過一個6脈沖的電橋回路直接生成。適用于接地系統(tǒng)和不接地系統(tǒng)。在整體的電源模塊中，可以與制動模塊與外加電阻進(jìn)行配合使用，以滿足多種驅(qū)動式的發(fā)電模式。

2.3控制系統(tǒng)整體構(gòu)架

控制單元作為西門子s120變頻裝置的核心設(shè)備，控制單元受到上級控制器的調(diào)配，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)運(yùn)動、數(shù)據(jù)交換等基礎(chǔ)操作，一般由現(xiàn)場總線來實(shí)現(xiàn)。多個單驅(qū)動器可以通過電子的方式來進(jìn)行協(xié)調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)共同操作。S120變頻設(shè)備內(nèi)置可編程控制器可以滿足多種編程需求。在控制器和驅(qū)動器之間可以進(jìn)行周期性的數(shù)據(jù)交換，通過單元與單元之間的結(jié)節(jié)點(diǎn)連接，操作人員可直接通過計算機(jī)進(jìn)行配置，解決不同的工藝任務(wù)。目前主要針對于供電系統(tǒng)的饋電控制和電機(jī)應(yīng)用的矢量控制。其功能性高，應(yīng)用廣泛，可以實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算驅(qū)動控制。簡單易用，能夠清晰地展現(xiàn)各種圖形變化，可處理更加復(fù)雜的多元線性分析問題。

3、西門子S120變頻裝置的調(diào)試應(yīng)用

3.1落實(shí)PLC的監(jiān)控

操作人員要明確S120變頻裝置的使用方式，實(shí)現(xiàn)對于電機(jī)的識別和參數(shù)優(yōu)化。通過測算電機(jī)勵磁流量、電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量，繪制特性曲線，給定變頻器特殊的速度運(yùn)算方式，借助PCL的數(shù)據(jù)整合和數(shù)據(jù)處理功能，確保變頻速度的精確性和準(zhǔn)確性。針對耐用型異步電機(jī)應(yīng)用的矢量控制，針對動態(tài)要求苛刻的永磁場同步電機(jī)的伺服控制

例如，要PLC控制系統(tǒng)對變頻設(shè)備的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析集成，并劃分為不同維度的信息，直接將異常信息上傳到中控室中，保證管理人員可以清晰直觀的觀察到變頻器運(yùn)行的實(shí)時數(shù)據(jù)，提高工作效率。將控制單元與PLC相聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)對電機(jī)與變頻器的全面監(jiān)控，確保變頻器數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與實(shí)用性。形成閉環(huán)監(jiān)控體系，從而完成整體數(shù)據(jù)監(jiān)控與測試分析工作。在計算變頻器的負(fù)載時，按照額定功率的70%進(jìn)行計算，在實(shí)際工作中可以將變頻器的負(fù)載率控制在額定功率的50%左右，實(shí)現(xiàn)最佳的工作狀態(tài)。定期進(jìn)行放電處理，延長變頻器的使用壽命。另外，在對西門子S120變頻裝置的傳動系統(tǒng)進(jìn)行檢查時，首先需要對變頻裝置的外觀進(jìn)行檢查，結(jié)合裝置圖對照設(shè)備型號與編號，確保外觀無機(jī)械性損傷。其次，利用兆歐表對傳動裝置的動力電纜與電機(jī)絕緣情況進(jìn)行檢查，斷開二者與變頻裝置的連接，檢查絕緣情況是否符合要求。再次，將變頻裝置的動力電纜與控制電纜進(jìn)行連接，檢查其接線是否正常。最后，使用萬用表對變頻裝置交流進(jìn)線端相間及對地電阻等數(shù)值，一般來說，相間的經(jīng)驗(yàn)值大于500千歐，對地電阻大于700千歐。通過上述操作對傳動系統(tǒng)進(jìn)行檢查與調(diào)試，確保傳動系統(tǒng)以及變頻裝置的順利運(yùn)行。

3.2系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境

變頻器的工作較為特殊，要設(shè)置安全等級設(shè)置，實(shí)現(xiàn)端到端的連接。保證系統(tǒng)機(jī)房中具有防雷設(shè)施，將數(shù)據(jù)中心機(jī)房的溫度控制在20攝氏度到25攝氏度之間，濕度保持在50%以下，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)中心機(jī)房溫度、濕度的精準(zhǔn)控制。盡量減少周圍的電磁反應(yīng)，在布線過程中竟遠(yuǎn)離干擾源動線，盡可能的進(jìn)行垂直鋪設(shè)。確保變頻器和第三方信號設(shè)備維持在等電位的狀態(tài)，降低供模式的電壓干擾，完善內(nèi)部的電磁兼容控制。強(qiáng)化日常的監(jiān)督管理機(jī)制，查看機(jī)房的通風(fēng)情況、保潔工作。定期檢查內(nèi)數(shù)據(jù)中心機(jī)房內(nèi)部的限制電壓、限制電流是否與國家標(biāo)準(zhǔn)保持一致。

3.3建構(gòu)數(shù)據(jù)庫

變頻器在日常工作中會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，因此要建立工作數(shù)據(jù)庫，連接到不同的控制單元，整合外界溫度，濕度。以太網(wǎng)接口是用于日常的調(diào)試和診斷，借助于外接電源實(shí)現(xiàn)對于變頻器的整體保護(hù)，通過搭建數(shù)據(jù)庫。充分利用大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，用數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)創(chuàng)新，增強(qiáng)故障預(yù)測能力。整合大數(shù)據(jù)內(nèi)的信息，避免經(jīng)驗(yàn)主義帶來的錯誤。以數(shù)據(jù)意識，解決變頻器面對的信息共享問題，避免重復(fù)性的信息建設(shè)。優(yōu)化和動能緩沖等眾多標(biāo)準(zhǔn)功能，確保了功能可靠性高、應(yīng)用超好。每個驅(qū)動對象均包含大量的輸入和輸出變量，可通過 BICO自由獨(dú)立地相互連接。

總結(jié)：變頻器可以有效節(jié)約能源，簡化結(jié)構(gòu)裝置，管理人員要在滿足工業(yè)要求的前提下，提高產(chǎn)品的可靠性，借助數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；a(chǎn)，縮小與世界先進(jìn)水平的差距，滿足多元化的市場需求。

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