西門子變頻器操作面板

共有四種操作面板可供選擇： 1.BOP（6SE6400-0BP00-0AA1）基本操作面板 2.BOP-2（6SE6400-0BE00-0AA1）基本操作面板（MM430） 3.AAOP（6SE6400-0AP00-0AB0）亞洲高級操作面板（支持中文） 4.AOP（6SE6400-0AP00-0AA1）英文高級操作面板 BOP：可以設(shè)定變頻器參數(shù)，和顯示變頻器參數(shù)值，

AOP/AAOP：除了具備BOP的功能以外，還可以上傳和下載變頻器參數(shù)，具備多行顯示功能。AAOP是專為亞洲用戶設(shè)計，支持簡體中文顯示。 BOP-2：可以設(shè)定變頻器參數(shù)，和顯示變頻器參數(shù)值，同時面板上具有“Auto”和“Hand”按鍵，可以使用面板切換變頻器控制方式，該操作面板只能用于MM430變頻器。 注意：MM420/440變頻器可以使用BOP、AOP、AAOP面板，MM430變頻器只能使用BOP-2面板。

1引言 風機是工礦企業(yè)的主要動力設(shè)備，據(jù)有關(guān)部門的統(tǒng)計，全國風機，水泵電動機裝機容量約35000MW，耗電量約占全國電力耗電量的40% 左右。目前，風機和水泵運行中還有很大的節(jié)能潛力。在風機運行中應(yīng)用變頻器調(diào)速，其節(jié)電率一般可在20%~60%，投資回收期為1~3 年，不僅節(jié)電效果顯著，而且能滿足生產(chǎn)工藝的要求，保產(chǎn)品質(zhì)量,經(jīng)濟效益十分顯著。 風機在鍋爐中也是重要設(shè)備，工業(yè)鍋爐根據(jù)采用的燃料不同，通常分為燃煤，燃油和燃氣三種。這三種鍋爐的控制系統(tǒng)基本相同，只是燃料量的調(diào)節(jié)手段有所區(qū)別。變頻器在控制系統(tǒng)中可以調(diào)節(jié)送風機的送風量，引風機的引風量和燃料的進給量，即實現(xiàn)對鍋爐的精確控制，又達到了節(jié)電和節(jié)省燃料的目的。

2西門子新一代變頻器G150 的特點 G150 是西門子新一代變頻器SINAMICS 家族中的一員，它不僅繼承了Master Drive 的特點，而且具有自身的優(yōu)點。G150 是柜體式單傳動的變頻器，功率范圍75KW~2700KW，進線電壓分為380V~480V，500V~600V，660V~690V 三個電壓等級，控制方式為無速度傳感器的矢量控制 (sensorless vector control) 和矢量控制。無速度傳感器的矢量控制是矢量控制的一種，只是沒有速度傳感器，通過電機模型的計算來估測電動機的速度反饋值。無速度傳感器的矢量控制的控制精度和系統(tǒng)的動態(tài)性能不如帶速度閉環(huán)的矢量控制，但也有系統(tǒng)簡單，無需維護速度傳感器，價格便宜的優(yōu)點，尤其適用于風機泵類電機。 傳統(tǒng)的V/f 控制也無需速度傳感器，但對于大功率的風機泵類電機，如用V/f 控制無電流環(huán)控制，容易引起電流的波動。無速度傳感器的矢量控制，不僅有速度閉環(huán)而且有電流閉環(huán), 電機的穩(wěn)態(tài)電流更穩(wěn)定。 G150 具有豐富的客戶端子，包括8 個數(shù)字量輸入(DI)，4 個雙向輸入/輸出(DI/DO)，2 點繼電器輸出(DO)，2 個模擬差分輸入(AI)，2 個模擬輸出(AO)，1 個KTY84 溫度傳感器或PTC 敏電阻，±10V 輔助電源用于模擬給定輸入，24V 輔助電源用于數(shù)字量輸入，所有的DI/DO ，AI/AO 都可以自由編程定義功能。與MasterDrive 不同，G150 的客戶端子，不在控制板上，而是在客戶端子板TM31 上。當有端子損壞時，只須更換TM31，節(jié)約了維修成本。 PROFIBUS 接口是G150 的標準配置，無需選件。通過PROFIBUS 可以將G150 連接到更高層的自動化系統(tǒng)。通過PROFIBUS 可以與調(diào)試軟件Starter 連接，便于調(diào)試和存儲參數(shù)。G150 的程序和參數(shù)存儲于Flashcard 中，F(xiàn)lashcard 中的數(shù)據(jù)可用Flashcard 適配器讀取，存儲在硬盤中，或刻成光盤存檔。如有相同功率，相同功能的設(shè)備，可將數(shù)據(jù)直接拷貝 到新的Flashcard 中，不需設(shè)置任何參數(shù).。另外如舊設(shè)備的參數(shù)被調(diào)亂，或Flashcard 損壞也可用以上的方法進行恢復(fù)。

3系統(tǒng)簡介 在這個鍋爐中共有四臺電機使用了G150 變頻器，分別控制蒸汽、熱油、熱煙氣。熱煙氣由2 臺315KW 的電機控制，經(jīng)管道送入主風機，用于干燥木漿。2 臺315KW 的G150 變頻器分別控制這兩臺風機，通過調(diào)節(jié)G150 的輸出頻率，來控制風機的輸出功率，實現(xiàn)對熱煙流量的精確調(diào)控，不僅滿足了工藝的要求，而且比用擋風板調(diào)節(jié)熱煙流量更節(jié)能。另兩臺132KW 的電機分別將蒸汽發(fā)生器中的蒸汽和熱油發(fā)生器中的熱油送入混合室中。蒸汽發(fā)生器中的蒸汽輸出量的調(diào)節(jié)可以控制蒸汽發(fā)生器中的壓力和溫度，熱油發(fā)生器中的熱油輸出量的調(diào)節(jié)可以控制熱油發(fā)生器的溫度。G150 也是通過控制電機的輸出功率來調(diào)節(jié)蒸汽輸出量和熱油輸出量，實現(xiàn)對蒸汽發(fā)生器的壓力和溫度，熱油發(fā)生器的溫度的控制。

2 臺132KW 的電機參數(shù)和變頻器型號如下: 132KW 電機參數(shù): 額定功率: 132KW 額定電壓:400V 額定頻率:50HZ 額定電流: 228A 額定轉(zhuǎn)速:1485 r/min 功率因數(shù):0.88 選用的G150 型號: 6SL3710-1GE32-6CA0-Z 輸入: 380V~480V 294A 輸出: 0~480V 260A

2 臺315KW 的電機參數(shù)和變頻器型號如下: 額定功率: 315KW 額定電壓:400V 額定頻率:50HZ 額定電流: 585A 額定轉(zhuǎn)速:990 r/min 功率因素:0.81 選用的G150 型號: 6SL3710-1GE36-1CA0-Z 輸入: 380V~480V 639A 輸出: 0~480V 605A

2 臺132KW 電機用端子控制啟停和模擬量輸入頻率給定。2 臺315KW 電機PROFIBUS 控制，PLC 使用西門子公司的S7-300。

3.1用端子控制的G150 的端子圖如下: 端子X520:1 是DI0 用于控制變頻器的啟/停(即ON/OFF)。端子X542:5， X542:6 是DO1，輸出變頻器的故障信號 (DO1 是繼電器輸出)。 端子X522:1， X522:2 是AO0， 輸出實際速度值。端子X522:4、 X522:5 是AO1，輸出實際電機電流值。端子X521:1，X521:2 是AI0，作為頻率給定.這些端子的功能是出廠設(shè)定，無需修改參數(shù)。 (1) Main Setpoint (2) ON/OFF command (3) Analog output actual speed (4) Analog output motor current (6) Inverter release (7) Converter no fault

模擬輸入0(AI0)默認是-10V~10V 的電壓輸入，用戶需要4~20mA 的輸入，所以修改一些參數(shù)。P4056[0]=3，將模擬輸入0 設(shè)置為4~20mA， 因為該模擬輸入波動較大,會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，所以我加了10mS 的濾波(P4053[0]=10)，從而給定值相對穩(wěn)定。這些設(shè)置如用調(diào)試軟件Starter 修改就十分的簡單、清晰、明了。如下圖所示:

1. 選擇模擬輸入的類型 2. 模擬輸入的端子 3. 模擬輸入的自由標定 4. 一階濾波

3.2用PROFIBUS 控制G150 系統(tǒng)圖如下:西門子變頻器操作面板

將X530:1 端子的接線斷開，G150 就設(shè)置為PROFIBUS 控制。首先要設(shè)置G150 的PROFIBUS 從站地址，參數(shù)是P0918，該參數(shù)的設(shè)置必須與Step 7 中硬件組態(tài)的地址*。 G150 的PROFIBUS 從站地址也可通過撥碼開關(guān)進行設(shè)置。這兩種設(shè)置中撥碼開關(guān)的硬件設(shè)置優(yōu)先，如撥碼都在OFF 的位置，則以參數(shù)P0918 的設(shè)置為準。G150 的GSD 文件在隨機光盤可找到，文件名是si018105 .GSD。G150 與MasterDrive 的PROFIBUS 數(shù)據(jù)定義相似，PZD1 是控制字/狀態(tài)字，PZD2 是給定值/實際值.控制字的各位定義如下:

4結(jié)束語 該系統(tǒng)用于亞洲創(chuàng)建(河源)木業(yè)有限公司的生產(chǎn)線中，亞洲創(chuàng)建集團致力于中國強化地板事業(yè)的發(fā)展，成功地塑造了”圣象”，”MOBIFLOOR” 等強化地板，河源項目的建設(shè)將打破以往基材*依賴進口，成本居高不下的局面，進一步提升產(chǎn)品的競爭力。該生產(chǎn)線中的鍋爐系統(tǒng)是由Vyncke 公司做的系統(tǒng)集成，Vyncke 是一家比利時公司，成立于1912 年，在燃燒工藝，鍋爐系統(tǒng)自動化控制系統(tǒng)中有著豐富的設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試的經(jīng)驗。西門子新一代變頻器G150 在該項目中,以其豐富的系統(tǒng)功能，可靠的產(chǎn)品性能，精確的控制系統(tǒng)，得到了用戶的*認可。

   圖5-36為變頻器面板示意圖，其中各按鍵的功能如下。

    圖5-36    變頻器面板示意圖

    1：改變方向。按此鍵可改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向。

    2：啟動變頻器。

    3：停止變頻器運行。

    4：電動機點動。在變頻器無輸出的情況下，按下此鍵，將使電動機啟動，并按預(yù)先設(shè)置的點動頻率運行。釋放此鍵時變頻器停止運行。

    5：訪問參數(shù)。按此鍵可訪問變頻器的參數(shù)。

    6：減小數(shù)值。按此鍵可減小面板上顯示的數(shù)值。

    7：增大數(shù)值。按此鍵可增大面板上顯示的數(shù)值。

    8：此鍵用于瀏覽輔助信息。按下此鍵并保持不動，將從運行時的任何一個參數(shù)開始瀏覽，顯示的數(shù)據(jù)有直流回路電壓（用d表示）、輸出電流(A)、輸出頻率(Hz)、輸出電壓(0)、P0005選定的數(shù)值。

    9：狀態(tài)顯示。顯示變頻器當前使用的設(shè)置值。

1. 熟悉變頻器的面板操作方法。

2. 熟練變頻器的功能參數(shù)設(shè)置。

3. 熟練掌握變頻器的正反轉(zhuǎn)、點動、頻率調(diào)節(jié)方法。

二、實驗儀器：

西門子MM420變頻器、小型三相異步電動機、電氣控制柜、電工工具（1套）、連接導(dǎo)線若干等

三、實驗原理：

變頻器MM420系列（MicroMaster420）是德國西門子公司廣泛應(yīng)用與工業(yè)場合的多功能標準變頻器。它采用高性能的矢量控制技術(shù)，提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動態(tài)特性，同時具備*的過載能力，以滿足廣泛的應(yīng)用場合。對于變頻器的應(yīng)用，必須首先熟練對變頻器的面板操作，以及根據(jù)實際應(yīng)用，對變頻器的各種功能參數(shù)進行設(shè)置

利用變頻器的操作面板和相關(guān)參數(shù)設(shè)置，即可實現(xiàn)對變頻器的某些基本操作如正反轉(zhuǎn)、點動等運行。

MM420在缺省設(shè)置時，用BOP控制電動機的功能是被禁止的。如果要用 BOP 進行控制，參數(shù) P0700應(yīng)設(shè)置為 1，參數(shù) P1000 也應(yīng)設(shè)置為 1。

四、實驗內(nèi)容及步驟

1．按要求接線

檢查電路正確無誤后，合上主電源開關(guān)Q S。

2．參數(shù)設(shè)置

設(shè)置面板操作控制參數(shù)，見表2-1。

表2-1 面板基本操作控制參數(shù)

3．變頻器運行操作

（1）變頻器啟動：在變頻器的前操作面板上按運行鍵

運行鍵

，變頻器將驅(qū)動電動機升 速，并運行在由P1040所設(shè)定的20Hz頻率對應(yīng)的560r∕min的轉(zhuǎn)速上。

（2）正反轉(zhuǎn)及加減速運行：電動機的轉(zhuǎn)速（運行頻率）及旋轉(zhuǎn)方向可直接通過按前操作面板上的鍵∕減少鍵（▲/▼）來改變。

（3）點動運行：按下變頻器操作面板上的點動鍵

點動鍵

，則變頻器驅(qū)動電動機升速，并運行在由P1058所設(shè)置的正向點動10Hz頻率值上。當松開變頻器操作面板上的點動鍵，則變頻器將驅(qū)動電動機降速至零。這時，如果按下變頻器操作面板上的換向鍵，在重復(fù)上述的點動運行操作，電動機可在變頻器的驅(qū)動下反向點動運行。

（4）電動機停車：在變頻器的前操作面板上按停止鍵

停止鍵

，則變頻器將驅(qū)動電動機降速至零。

五、思考題

怎樣利用變頻器操作面板對電動機進行預(yù)定時間的啟動和停止？

就像懸疑片《少數(shù)派報告》中那樣以先發(fā)制人的方式打擊犯罪，西門子的通用遠程服務(wù)平臺正在幫助預(yù)測和防止機器發(fā)生故障，以免造成慘重損失。這些機器各式各樣，從輪機到斷層掃描設(shè)備，不一而足。西門子的新一代遠程平臺將能夠處理與日俱增的數(shù)據(jù)，為開創(chuàng)新的業(yè)務(wù)模式奠定基礎(chǔ)。

現(xiàn)在，維護工程師可以對數(shù)十萬臺設(shè)備、乃至整座城市的交通控制系統(tǒng)進行遠程分析。

杜伊斯堡，全城“飄綠”。唔，還差一點。在一個巨型顯示屏上，這座城市的大街小巷一覽無遺。屏幕上顯示了許多綠點和一個紅點。每一個點都代表一個紅綠燈。綠色表示一切正常；紅色則反之。慕尼黑RCM支持中心主任Bakir Bijedic-Hoffmann用鼠標點了下這個紅點。屏幕彈出一條消息，告訴他這個紅綠燈的一只紅色燈泡燒壞了。這不是大問題，因為紅綠燈系統(tǒng)通常為每個方向都配備了至少兩個紅綠燈，或者配備了兩只紅色信號燈泡。

然而，技術(shù)人員應(yīng)當在第二個燈泡壞掉之前，更換這只燒壞的燈泡。計算機數(shù)據(jù)庫表明，要完成這個任務(wù)，需要一輛帶升降臺的載重汽車，因為發(fā)生故障的燈泡位于高出地面數(shù)米的懸掛式紅綠燈上。

過去，技術(shù)人員需要驅(qū)車前往現(xiàn)場，對這個紅綠燈進行檢查，然后，再驅(qū)車返回車間，領(lǐng)取更換部件，或者還得換一輛帶升降臺的載重汽車。但現(xiàn)在，歸功于通用遠程服務(wù)平臺（cRSP），為德國西門子紅綠燈提供維護服務(wù)的大約380名維修技術(shù)人員在還沒坐上維修車之前，就對所要面臨的情況了如指掌。cRSP是一個由計算機中心和數(shù)據(jù)鏈路構(gòu)成的統(tǒng)一IT基礎(chǔ)設(shè)施，支持西門子各個業(yè)務(wù)領(lǐng)域執(zhí)行遠程維護。城市中的交通計算機、發(fā)電站的電機，以及醫(yī)院的計算機斷層掃描設(shè)備等，將通過這個系統(tǒng)定期向分布于的三個西門子計算機中心發(fā)送狀態(tài)數(shù)據(jù)。反過來，cRSP會自動向與之聯(lián)網(wǎng)的部分系統(tǒng)發(fā)送軟件更新。維修人員可根據(jù)狀態(tài)數(shù)據(jù)來安排系統(tǒng)的維護及維修。在有些領(lǐng)域，甚至能在故障發(fā)生之前就完成維護和維修。

在位于慕尼黑的支持中心，Bijedic-Hoffmann和他的7名員工監(jiān)視著遍布的255座城市的交通計算機，從阿布扎比，到維爾茨堡，數(shù)不勝數(shù)。每一年，僅在德國，維修技術(shù)人員就要執(zhí)行大約6.5萬件維修和維護任務(wù)。向位于埃森和紐倫堡的控制中心發(fā)送故障報告的既可以是客戶，也可以是交通計算機。接下來，這兩個中心將致電維修技術(shù)人員的智能電話，向他們發(fā)出通知。大多數(shù)情況下，西門子保證在兩小時之內(nèi)派人趕赴現(xiàn)場，或者開始排除故障。如果維修技術(shù)人員不知道該如何解決故障，就會致電慕尼黑的專家，然后，專家將通過cRSP登錄系統(tǒng)，找出故障根源。這樣一來，通常很快就能修好發(fā)生故障的系統(tǒng)，如紅綠燈或交通計算機等。

不可取代的服務(wù)合同。盡管遠程維護有諸多優(yōu)點，一些城市依然對其在交通管理方面的應(yīng)用存有疑慮。或許出于數(shù)據(jù)保護方面的擔心，這些城市更愿意事事親力親為。西門子工業(yè)在紐倫堡的遠程維護服務(wù)產(chǎn)品經(jīng)理Klaus Selbach說：“人們不會一下子就順理成章地接受遠程維護。”Selbach向大型電機和輸電系統(tǒng)的運營商提供顧問服務(wù)。一臺輸出功率超過250千瓦的電機發(fā)生故障，會對關(guān)聯(lián)過程造成嚴重后果，因故障而付出的代價可能遠高于遠程維護服務(wù)的成本。譬如，如果發(fā)電站冷卻液泵的傳動裝置停止工作，那么發(fā)電廠將停止發(fā)電，這會造成每天數(shù)十萬歐元的損失。盡管如此，一些客戶還是更愿意冒著為故障付出沉重代價的風險，而不愿投資于服務(wù)合同。但這將事與愿違。根據(jù)經(jīng)驗，Selbach的團隊知道，服務(wù)合同幾乎總是能帶來豐厚回報。

從慕尼黑的控制中心，Bijedic-Hoffmann的團隊可以追蹤遍布的255座城市的交通系統(tǒng)所發(fā)生的故障，包括需要維修的紅綠燈。

每天或每小時，工況監(jiān)測系統(tǒng)將通過cRSP，向西門子維護中心發(fā)送關(guān)于電機和輸電系統(tǒng)狀態(tài)的信息。監(jiān)測系統(tǒng)將發(fā)送關(guān)于發(fā)電廠的電機和輸電系統(tǒng)、礦場的碎石機傳動裝置、水泥生產(chǎn)設(shè)備、以及石油和天然氣設(shè)施等的狀態(tài)報告。它們都配備了溫度和振動傳感器，能夠發(fā)送關(guān)于扭矩和轉(zhuǎn)速的信息。根據(jù)這些信息，可以計算出傳動系統(tǒng)所承受的應(yīng)力。如果超出了臨界水平，技術(shù)人員可以深入研究相關(guān)數(shù)據(jù)，甚至實時觀察其工況。這樣，就能事先發(fā)現(xiàn)即將發(fā)生的故障，譬如，在軸承破碎在一團煙霧中之前，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)磨損的軸承。Selbach說：“我們已經(jīng)阻止了多起這樣的故障。”

使醫(yī)療設(shè)備保持正常運轉(zhuǎn)。預(yù)防性維護——亦即，檢查并在系統(tǒng)發(fā)生故障之前先行維修——采用了西門子醫(yī)療工程小組開發(fā)的技術(shù)。他們是遠程維護領(lǐng)域的一支先鋒隊伍。在1985年，當西門子在英格蘭為一臺計算機斷層掃描設(shè)備配備一臺調(diào)制解調(diào)器以便進行遠程診斷時，數(shù)據(jù)傳輸速率僅為300比特/秒。如今，cRSP已經(jīng)連接了包括磁共振斷層掃描成像設(shè)備和超聲成像設(shè)備在內(nèi)的超過12萬臺醫(yī)療設(shè)備，以及一萬名用戶。這些設(shè)備可以自動接收大10 Gb的軟件更新。1985年，傳輸如此巨大的數(shù)據(jù)包需要花數(shù)年時間。cRSP是由西門子各業(yè)務(wù)集團的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而來。醫(yī)療集團是大的用戶，占用了80%的數(shù)據(jù)量和功能。所有其他西門子單位在工作中都使用了相同的基礎(chǔ)設(shè)施，包括計算機中心和傳輸日志，不過，他們結(jié)合使用了其自有應(yīng)用和業(yè)務(wù)模式。

到2020年，50萬臺設(shè)備。目前總共已有25萬臺設(shè)備連接至cRSP，到2020年，這個數(shù)字有望翻番。每個月，僅醫(yī)療領(lǐng)域就要通過2000萬個連接傳輸10 Tb數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)量逐年激增，預(yù)計到2020年將達到100 Tb，因為越來越多的設(shè)備功能都是由軟件實現(xiàn)的，其故障很容易通過遠程方式進行排除。通過這種方式獲得的數(shù)據(jù)也為分析和研究醫(yī)療與人口數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，并藉此開發(fā)新的業(yè)務(wù)模式奠定了基礎(chǔ)。

西門子醫(yī)療的遠程維修業(yè)務(wù)負責人Sascha Sandner表示，“幾年內(nèi)，隨著數(shù)據(jù)量的增長，cRSP的可靈活擴展性和成本將臻于極限。”正因為如此，急需一項新的技術(shù)——這項技術(shù)已在醞釀之中。西門子醫(yī)療、基礎(chǔ)設(shè)施和城市、能源等業(yè)務(wù)領(lǐng)域已與西門子*研究院、醫(yī)療IT團隊聯(lián)手，共同開發(fā)一個名為“新一代cRSP”的新系統(tǒng)。這個新系統(tǒng)將采用模塊化設(shè)計。得益于其改進了的架構(gòu)，它能處理未來的海量數(shù)據(jù)，也具備了更加出色的安全功能，并且為連接廉價設(shè)備提供了新的可能。新的、小規(guī)模計算機中心將會被增設(shè)，并且設(shè)備將會僅向當時具備足夠容量的計算機中心發(fā)送數(shù)據(jù)。每一臺設(shè)備都包含一個通信代理，它將判定所要發(fā)送的是哪種類型的數(shù)據(jù)。敏感數(shù)據(jù)將通過昂貴的、高度安全的線路發(fā)送。如果法律有要求，這種信息可能不得不被發(fā)送至與設(shè)備在同一個國家的計算機中心。相比之下，不那么敏感的數(shù)據(jù)則可以利用基于云計算的服務(wù)來發(fā)送，以節(jié)省費用。

全天候服務(wù)。未來cRSP架構(gòu)的主要目標之一，是支持創(chuàng)建新的業(yè)務(wù)模式?？蛻粢呀?jīng)可以在包含遠程診斷和軟件升級的基礎(chǔ)服務(wù)，與提供每周7天、每天24小時維修保證的高級服務(wù)之間，進行隨意選擇。在醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，創(chuàng)新壓力特別大。Sandner說：“現(xiàn)在，我們的競爭對手提供了遠程診斷，甚至可以主動檢測出即將發(fā)生的故障。”