西門子6ES7214-1BD23-0XB8詳細使用

蒸氣機的發明標志著人類大踏步進入工業時代，機器生產機器則標志著*一次工業的的結束。同樣，軟件工具的使用標志著計算機領域正在疾步前進，那用軟件生產軟件，是不是也代表了一次軟件？

是的！組態軟件正是這樣一種軟件，用軟件生產軟件的工具。組態軟件就像是一個用代碼實現的功能倉庫，讓你自由拼湊出任何由組態軟件本身所能支持的功能，之所以這里說“拼湊”，還是由組態軟件的名字而來——Configuration Software。

傳統的組態軟件軟件分為，開發系統(CSMaker)和運行系統(CSViewer)兩個部分。由于編程技術的不斷發展，編譯工具的不斷衍生，CSMaker與CSViewer的工作界限也越來越模糊，由較初的靜態組態到在線組態，再到較近的提出運行時組態。

靜態組態是較傳統的一種組態方式，用戶在開發系統(CSMaker)中開發，然后重新在運行系統(CSViewer)上運行。

在線組態是在運行系統(CSViewer)運行的同時，進入開發系統(CSMaker)，在開發系統中對工程進行修改，運行系統就會進行相應的改變。

運行時組態是在運行系統(CSViewer)對已有工程進行修改，添加新的功能，運行時組態已經同時擁有了開發系統(CSMaker)和運行系統(CSViewer)兩種功能。

任何程序的發展都是呈螺旋式上升，都是用算法集合成功能的過程。算法和功能的不斷推進讓軟件產品產生一次又一次的飛躍。較初我們只是定義了0，1兩個子項，逢2進1的算法，即二進制的算法。之后提煉出了二進制加法功能（進而推廣出了二進制減法，乘法，除法功能），進而以四則運算的基本算法為基礎，提供了開平方，求對數等眾多功能。又以基本的數學算法為基礎開啟新功能的篇章，當功能再次被提煉整理再次升華為理論作為算法又支撐了下一代的功能的繁衍……

組態軟件的也是一樣，由軟件的開發者以某一個開發平臺為基礎，經過不斷的底部推高為用戶提供豐富的完善的功能。底部的推高是一個積累的過程，沒有對軟件底層基本算法的認識理解是無法做出優秀的功能以及提供優質的服務。

從軟件開發角度上講組態軟件有別于其它類軟件的較明顯的兩個特征——通用性和代碼可重用性。

首先，組態軟件不同于定制軟件的較大區別就是所有功能都是由基本功能“拼湊”而成。很多開發系統(CSMaker)和運行系統(CSViewer)中使用的控件都是基本控件和通用控件。*二個特征更為明顯，代碼可重用性，而且代碼的可重用性與定制軟件相比高到無法想像的程度。做一個軟件工程，無論代碼庫有多豐富，要重寫一個工程都需要大量編寫程序，而組態軟件則不同。只需把通用的算法功能寫到位，便可以通過圖形化的組態完成大量代碼編寫。

說到通過圖形化生成代碼，就不得不提到圖形化編程。較新的編程軟件都支持把相關的類屬性和方法以及類與類之間的關系（泛化、關聯、依賴、聚合）導出成類圖，有一些高級語言可以通過在類圖中修改類與類之間的關系，并生成相關的代碼，但是很可惜C++現在雖可以導出成類圖，但并不支持回導。

也就是說，類圖可以修改但不能生成相關的代碼，這就意味著如果用C++開發的程序短期內很難用官方的方法（比如說COM）進行圖形化代碼生成。如果不使用C++開發組態軟件，軟件的性能和效率又不能得到保證，這就需要一個推進式的發展，需要長期、穩定的團隊把一個個面向過程的功能抽象一個面向對象的類，再通過一個個面向對象的類的實例組合成一個面向過程的功能，這樣周而復始不斷的螺旋式上升

一、過流（OC）
過流是變頻器報警較為頻繁的現象。
1.1現象
(1) 重新啟動時，一升速就跳閘。這是過電流十分嚴重的現象。主要原因有:負載短路，機械部位有卡住;逆變模塊損壞;電動機的轉矩過小等現象引起。
(2) 上電就跳，這種現象一般不能復位，主要原因有:模塊壞、驅動電路壞、電流檢測電路壞。
(3) 重新啟動時并不立即跳閘而是在加速時，主要原因有:加速時間設置太短、電流上限設置太小、轉矩補償(V/F)設定較高。
1.2 實例
(1) 一臺LG-IS3-4 3.7kW變頻器一啟動就跳“OC”
分析與維修:打開機蓋沒有發現任何燒壞的跡象，在線測量IGBT(7MBR25NF-120)基本判斷沒有問題，為進一步判斷問題，把IGBT拆下后測量7個單元的大功率晶體管開通與關閉都很好。在測量上半橋的驅動電路時發現有一路與其他兩路有明顯區別，經仔細檢查發現一只光耦A3120輸出腳與電源負極短路，更換后三路基本一樣。模塊裝上上電運行一切良好。
(2) 一臺BELTRO-VERT 2.2kW變頻通電就跳“OC”且不能復位。
分析與維修:首先檢查逆變模塊沒有發現問題。其次檢查驅動電路也沒有異常現象，估計問題不在這一塊，可能出在過流信號處理這一部位，將其電路傳感器拆掉后上電，顯示一切正常，故認為傳感器已壞，找一新品換上后帶負載實驗一切正常。

二、 過壓（OU）
過電壓報警一般是出現在停機的時候，其主要原因是減速時間太短或制動電阻及制動單元有問題。
(1) 實例
一臺臺安N2系列3.7kW變頻器在停機時跳“OU”。
分析與維修:在修這臺機器之前，首先要搞清楚“OU”報警的原因何在，這是因為變頻器在減速時，電動機轉子繞組切割旋轉磁場的速度加快，轉子的電動勢和電流增大，使電機處于發電狀態，回饋的能量通過逆變環節中與大功率開關管并聯的二極管流向直流環節，使直流母線電壓升高所致，所以我們應該著重檢查制動回路，測量放電電阻沒有問題，在測量制動管(ET191)時發現已擊穿，更換后上電運行，且快速停車都沒有問題。

三、欠壓（Uu）
欠壓也是我們在使用中經常碰到的問題。主要是因為主回路電壓太低(220V系列低于200V，380V系列低于400V)，主要原因:整流橋某一路損壞或可控硅三路中有工作不正常的都有可能導致欠壓故障的出現，其次主回路接觸器損壞，導致直流母線電壓損耗在充電電阻上面有可能導致欠壓.還有就是電壓檢測電路發生故障而出現欠壓問題。
3.1 舉例
(1) 一臺CT 18.5kW變頻器上電跳“Uu”。
分析與維修:經檢查這臺變頻器的整流橋充電電阻都是好的，但是上電后沒有聽到接觸器動作，因為這臺變頻器的充電回路不是利用可控硅而是靠接觸器的吸合來完成充電過程的，因此認為故障可能出在接觸器或控制回路以及電源部分，拆掉接觸器單獨加24V直流電接觸器工作正常。繼而檢查24V直流電源，經仔細檢查該電壓是經過LM7824穩壓管穩壓后輸出的，測量該穩壓管已損壞，找一新品更換后上電工作正常。
(2) 一臺DANFOSS VLT5004變頻器 ，上電顯示正常，但是加負載后跳“ DC bbbb UNDERVOLT”(直流回路電壓低)。
分析與維修:這臺變頻器從現象上看比較特別，但是你如果仔細分析一下問題也就不是那么復雜，該變頻器同樣也是通過充電回路，接觸器來完成充電過程的，上電時沒有發現任何異常現象，估計是加負載時直流回路的電壓下降所引起，而直流回路的電壓又是通過整流橋全波整流,然后由電容平波后提供的，所以應著重檢查整流橋，經測量發現該整流橋有一路橋臂開路，更換新品后問題解決。

四、過熱（OH）
過熱也是一種比較常見的故障，主要原因:周圍溫度過高，風機堵轉，溫度傳感器性能不良，馬達過熱。
舉例
一臺ABB ACS500 22kW變頻器客戶反映在運行半小時左右跳“OH”。
分析與維修:因為是在運行一段時間后才有故障，所以溫度傳感器壞的可能性不大，可能變頻器的溫度確實太高，通電后發現風機轉動緩慢，防護罩里面堵滿了很多棉絮(因該變頻器是用在紡織行業)，經打掃后開機風機運行良好，運行數小時后沒有再跳此故障。

五、輸出不平衡
輸出不平衡一般表現為馬達抖動，轉速不穩，主要原因:模塊壞，驅動電路壞，電抗器壞等。
5.1舉例
一臺富士 G9S 11KW變頻器，輸出電壓相差100V左右。
分析與維修:打開機器初步在線逆變模塊(6MBI50N-120)沒發現問題，測量6路驅動電路也沒發現故障，將其模塊拆下測量發現有一路上橋大功率晶體管不能正常導通和關閉，該模塊已經損壞，經確認驅動電路無故障后更換新品后一切正常。

六、過載
過載也是變頻器跳動比較頻繁的故障之一，平時看到過載現象我們其實首先應該分析一下到底是馬達過載還是變頻器自身過載,一般來講馬達由于過載能力較強,只要變頻器參數表的電機參數設置得當,一般不大會出現馬達過載.而變頻器本身由于過載能力較差很出現過載報警.我們可以變頻器輸出電壓。

七、開關電源損壞
這是眾多變頻器較常見的故障，通常是由于開關電源的負載發生短路造成的，丹佛斯變頻器采用了新型脈寬集成控制器UC2844來調整開關電源的輸出，同時UC2844還帶有電流檢測，電壓反饋等功能，當發生無顯示，控制端子無電壓，DC12V,24V風扇不運轉等現象時我們首先應該考慮是否開關電源損壞了。

八、SC故障
SC故障是安川變頻器較常見的故障。IGBT模塊損壞，這是引起SC故障報警的原因之一。此外驅動電路損壞也容易導致SC故障報警。安川在驅動電路的設計上，上橋使用了驅動光耦PC923，這是專用于驅動IGBT模塊的帶有放大電路的一款光耦，安川的下橋驅動電路則是采用了光耦PC929，這是一款內部帶有放大電路，及檢測電路的光耦。此外電機抖動，三相電流，電壓不平衡，有頻率顯示卻無電壓輸出，這些現象都有可能是IGBT模塊損壞。IGBT模塊損壞的原因有多種，首先是外部負載發生故障而導致IGBT模塊的損壞如負載發生短路，堵轉等。其次驅動電路老化也有可能導致驅動波形失真，或驅動電壓波動太大而導致IGBT損壞,從而導致SC故障報警。

九、GF—接地故障
接地故障也是平時會碰到的故障，在排除電機接地存在問題的原因外，較可能發生故障的部分就是霍爾傳感器了，霍爾傳感器由于受溫度，濕度等環境因數的影響，工作點很容易發生飄移，導致GF報警。

十、限流運行
在平時運行中我們可能會碰到變頻器提示電流極限。對于一般的變頻器在限流報警出現時不能正常平滑的工作，電壓(頻率)首先要降下來，直到電流下降到允許的范圍，一旦電流低于允許值，電壓(頻率)會再次上升，從而導致系統的不穩定。丹佛斯變頻器采用內部斜率控制，在不**過預定限流值的情況下尋找工作點，并控制電機平穩地運行在工作點，并將警告信號反饋客戶，依據警告信息我們再去檢查負載和電機是否有問題。

一、系統介紹

現在的線材加工設備大多需要對加工完成的成品進行工字輪收線。過去常采用力矩電機驅動工字輪收線，但該方式能耗大，力矩電機和控制器維護成本高。科創力源充分發揮產品自身優勢，在國產變頻器中提出并推廣了無速度編碼器反饋的開環轉矩方案，該方案*安裝用于反饋電機速度的編碼器信號，也*任何張力架、張力傳感器等反饋信號；產品采用**的轉矩控制算法，通過對收卷電機工作電流的辨識和解耦，以及機內對卷徑的自動計算，實現了對異步電動機的精確轉矩控制以獲得優于力矩電機的線材卷繞的恒張力控制性能。

二、工藝介紹：

1. 同步收線。在設備工作過程中，由于啟動運行或前級處理線材的線速度給定可能隨時會調整變化，所以要求后級收卷一定要時刻跟隨前級當前的運行速度。若后級跟隨慢了，會造成工字輪上的絲線松散甚至亂線，若后級跟隨快了，可能造成成品局部的牽伸變形甚至拉斷線。所以要求電機運行時力矩控制穩定且響應迅速。

2. 空卷滿卷啟動或停車。在實際工作中，無論當前工字輪上線材纏繞的多少，也就是說無論卷徑的大小，都會可能有啟動或者停機的要求；特別是滿卷時，當前的工字輪較重，慣性也較大，加之考慮到摩擦力，系統慣量等因素和空卷時差別很大。所以要求，電機的可以輸出的啟動轉矩要大且穩定，并且隨著卷徑的變化應補償該變化引起的實際需求轉矩的變化，快速停機時制動轉矩大而且輸出穩定保同步性能好。

3. 全速度范圍內的運行。由于機械設計時需要兼顧低速和高速時的拉伸力矩，所以轉動比一旦確定下來，收卷電機可能會工作在很低的轉速下（比如 1Hz），也可能會工作在很高的速度下，甚至電機會在恒功率區工作。所以要求無論負載大小，電機的速度波動要小，低速或弱磁區工作時轉矩輸出大且穩定。

4. 排線。通常成品線材是層繞在工字輪上的，在工字輪的橫軸上，線材應該一圈一圈平行緊密地從橫軸的一段到另一段排列在一起，實現一層；再逐層地加厚最后實現一卷成品。這就要求有一個排線裝置來完成線材在橫軸上端到下端往復的排列成品線材。根據機械設計的要求，排線的實現有很多種方案，比如機械，變頻，或伺服等。

5. 急停。當設備運行過程中，若出現緊急情況，要求整個設備盡可能快地停下來。這時候拉伸和收卷電機處于快減速的狀態，要求停機過程結束后絲線不會被拉斷，這樣才可以保證下次可以順利啟動。

三、科創力源產品的特點：

1. 收卷采用轉矩開環控制，*外加速度反饋的編碼器信號，節約成本且徹底免除外界干擾，保證工作時不會因為反饋受到干擾停機，斷線，速度波動。收卷轉矩控制精度高，可準確提供用戶需要的張力并且對張力給定響應，保證加工的材料粗細均勻。收卷部分啟動停機平滑，尤其是低速下張力控制穩定，收卷的線材不會被拉細或者拉斷。

2. 轉矩輸出能力強，在全速度范圍內可持續提供額定或者較高至 2.0 倍額定的轉矩，對收卷盤徑適應能力強。采用**的轉矩電流識別算法，可以根據當前的盤徑大小，自動補償轉動慣量，滑動時的摩擦力，采用智能收卷卷徑識別，識別精度高，抗繞動能力強，從而從根本上保了線材加工時提供前后一致的張力控制特性。

3. 完全替代原有的力矩控制儀加上力矩電機方案，采用變頻器和普通異步電機方案時，原有的操作習慣不變。

4. 節能效果明顯且使用可靠，原來的力矩電機發熱帶來低效以及易壞，現在的變頻器方案可以保精確的力矩輸出，無額外的熱能耗，延長了整個系統的使用壽命。
四、總體方案概述：
收卷部分選型：
CM50-H-4T**(不支持卷徑計算)
CM60-T-4T**(支持卷徑計算)

采用矢量控制模式下（P0.03=4）的轉矩控制方式（Pd.00=1）。

為了保證在力矩電機收線改造過程后工作正常，需要重新將電機軸側負載完全脫開后旋轉自整定;建議用戶在替換力矩電機改造時,變頻電機的較數應和原力矩電機較數保持一致,以避免改造后的異步電機運行速度過高。

若只做線上的恒轉矩控制時，通過模擬量給定目標轉矩即可實現；若考慮到隨著工字輪上的收卷卷徑不斷變化而線上的轉矩給定自動變化，還需要做線上恒張力控制，需要送入前級運行的當**速度，變頻器機內可自動計算當前卷徑，這樣模擬量可直接給定目標張力

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