西門子MM430變頻器6SE6430-2UD35-5FB0

1、紙機傳動特性與變頻器機械特性

　　造紙機傳動屬于恒轉(zhuǎn)矩負載，所以要求電機采用恒轉(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)矩機械負載變頻器。

　　有的公司對于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和恒功率調(diào)速采用不同型號的變頻器，如西門子公司的ECO風(fēng)機、水泵控制用變頻器和MDV、6SE70恒轉(zhuǎn)矩變頻器。有的公司對于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和恒功率調(diào)速采用同一型號的變頻器，對于同一臺變頻器采用不同的控制方式所接配的電機不同，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。比如型號為ACS401-0030的變頻器在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速控制接配電機22Kw，在風(fēng)機、水泵恒功率控制接配電機為30Kw。所以用戶應(yīng)該了解變頻器的機械特性匹配。

2、頻率分辨率對紙機傳動性能的影響
　　頻率分辨率是衡量變頻器的重要指標。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輸入信號的分辨率，一般指模擬輸入通道AD的位數(shù)。對于通訊通道一般給定精度遠遠大于模擬通道，所以模擬給定通道若能滿足要求，通訊通道是滿足的。
　　一般紙機對傳動調(diào)速的控制精度要求為0.1%，對于一臺確定的造紙機從頻率分辨率的角度來說，若能在低速滿足給定控制精度，則在高速運行是沒有問題的。下面我們舉例說明：
　　設(shè)本臺紙機在低速抄紙，變頻器運行頻率為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)本臺紙機在高速抄紙，變頻器運行頻率為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。
　　所以我們在選擇傳動系統(tǒng)時注意紙機低速時變頻器能否滿足控制精度的要求。而不必擔(dān)心高速的給定精度。給定精度也可以通過變頻器參數(shù)來進行調(diào)節(jié)，但缺點是在改變工作狀態(tài)時需要重新調(diào)整參數(shù)。
如一臺用于流漿箱控制的上漿泵變頻器，其運行頻率一般在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對應(yīng)30Hz，給定20mA對應(yīng)50Hz，這樣1mA對應(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，通常說變頻器是無級調(diào)速是相對而言的。變頻器有它的小分辨率，每次調(diào)速頻率的小變化?，F(xiàn)在變頻器的小分辨率一般為0.01Hz。用戶在選擇變頻器時應(yīng)該注意頻率分辨率是否能滿足設(shè)備需要。

3、具有轉(zhuǎn)差補償變頻器對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度的影響
交流異步電機都存在轉(zhuǎn)差頻率，電機的輸出轉(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，對電機控制采用轉(zhuǎn)差補償。
依據(jù)異步電機的機械特性，當負載轉(zhuǎn)矩增大，轉(zhuǎn)差頻率增大，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生速降。轉(zhuǎn)差補償就是利用依據(jù)負載改變定子同步頻率，以補償轉(zhuǎn)子因為負載的速降，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)差補償依據(jù)電機的機械特性進行，變頻器要求輸入電機銘牌參數(shù)，依據(jù)銘牌參數(shù)來確定電機的控制數(shù)學(xué)模型，轉(zhuǎn)差補償量應(yīng)為：

　　由于電機在變頻控制調(diào)速過程中，不同公司的電機的阻抗不同，所以轉(zhuǎn)差補償在有時是欠補償，有時為過補償。因此對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)、動態(tài)精度會有一定的影響。
　　所以在使用變頻器的過程中合理使用轉(zhuǎn)差補償會消除靜差，提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度。調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差補償可以獲得特殊的機械特性，在板紙機、瓦楞紙機調(diào)試運行中非常重要。

4、變頻器功能的基本要求
　　紙機對變頻器功能的要求與選擇的上位控制系統(tǒng)有關(guān)，不同的控制方式對變頻器的功能有不同的要求。紙機一般要求在操作臺上能夠?qū)ψ冾l器進行起停、爬行/運行、速度微調(diào)等控制操作；能夠顯示分部線速度、電機電流等功能；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行。

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

2） 變頻器和電機的距離確定電纜和布線方法；

i.變頻器和電機的距離應(yīng)該盡量的短。這樣減小了電纜的對地電容，減少干擾的發(fā)射源。 ii. 控制電纜選用屏蔽電纜，動力電纜選用屏蔽電纜或者從變頻器到電機全部用穿線管屏蔽。 iii.電機電纜應(yīng)獨立于其它電纜走線，其小距離為500mm。同時應(yīng)避免電機電纜與其它電纜長距離平行走線，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)的模擬量信號線與主回路線分開走線，即使在控制柜中也要如此。 iv. 與變頻器有關(guān)的模擬信號線好選用屏蔽雙絞線，動力電纜選用屏蔽的三芯電纜（其規(guī)格要比普通電機的電纜大檔）或遵從變頻器的用戶手冊。

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，當變頻器到電機的距離較遠時，應(yīng)該安裝濾波器。雖然變頻器本身有各種保護功能，但缺相保 護卻并不*，斷路器在主回路中起到過載，缺相等保護，選型時可按照變頻器的容量進行選擇。可以用變頻器本身的過載保護代替熱繼電器。 ii. 控制回路：具有工頻變頻的手動切換，以便在變頻出現(xiàn)故障時可以手動切工頻運行，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)線的截面不小于4mm，長度不超過5m。變頻器的 接地應(yīng)和動力設(shè)備的接地點分開，不能共地。信號線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。

西門子MM430變頻器6SE6430-2UD35-5FB0

通過 DP/AS-i LINK Advanced，PROFIBUS DP 主站可以循環(huán)訪問較低層次 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)，其中存儲了 AS-Interface 線路所連接的 AS-Interface 從站（標準和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，只占用實際要求的 I/O 地址區(qū)。對模擬信號的綜合評價與訪問數(shù)字值同樣容易，因為模擬過程數(shù)據(jù)也直接取決于 CPU 的 I/O 地址區(qū)。

PROFIBUS DP-V1 主站還可通過非循環(huán) PROFIBUS 服務(wù)來觸發(fā) AS-Interface 主站調(diào)用（如寫入?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。

DP/AS-i LINK 增強型配有一個附加以太網(wǎng)端口，從而可使用集成網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。通過標準網(wǎng)頁瀏覽器（例如，Internet Explorer），無需其他軟件即可調(diào)用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。無需附加軟件，其允許在 PC 上顯示所有診斷信息，顯示總線配置以及任何調(diào)節(jié)（若適用）。使用這個端口，還可對固件進行更新。

通過可選的 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)生故障時的停機時間縮到zui短。

診斷

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

• DP/AS-Interface LINK 增強型的運行狀態(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

• 在 web 界面中的標準診斷頁，用于使用標準瀏覽器、通過以太網(wǎng)進行快速診斷

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

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

安全說明

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

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（從站選擇對話框）中方便地組態(tài) AS-Interface 從站。

• 通過在顯示屏上更改 AS-i 的實際組態(tài)

• 或者，可通過 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 或非西門子工程組態(tài)工具）。

• 只需按一個按鈕即可進行簡便組態(tài)，調(diào)試時間很短，并可使用顯示屏或 Web 界面對 AS-Interface 總線進行測試

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

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

• 在項目數(shù)據(jù)的量很大時，可通過使用雙 AS-Interface 主站來節(jié)約成本

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

• 使用 AS-Interface 電源的標準模式，可以沒有任何限制，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 DP/AS-Interface F-Link 與 AS-Interface 從站通信。AS-Interface 過程數(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 LED，顯示器和控制鍵或 SIMATIC S7 可進行廣泛的診斷。相關(guān)更多信息，請參閱手冊。參見“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：通過從站選擇對話框，尤其可方便地對西門子 AS-Interface 從站進行參數(shù)化。

• 可以在 STEP 7 項目中上載已經(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 是一個純網(wǎng)關(guān)，它不會通過自己的安全邏輯來運行。安全功能的編程在上級故障安全 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 實現(xiàn)安全集成

• 安全和標準程序可以訪問通過 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)。

  運行條件：

• 在 AS-i 通信錯誤（例如，AS-i 標準從站或 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 線路上無法運行安全 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（緊急停止，門聯(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 A/B 從站時，可運行多達 248 點數(shù)字量輸入/248 點數(shù)字量輸出，每個從站帶有 4 點數(shù)字量輸入/4 點數(shù)字量輸出。

• 多達 62 個數(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

• 可通過按下按鈕對 ASIsafe 從站的編碼序列進行示教。

• 使用 HW-Config (STEP 7) 中的從站選型對話框，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)的機床中使用

• 從站故障時，停機和維修時間降低，是由于使用顯示器，通過簡單的模塊更換且用戶友好的診斷（僅需通過控制鍵進行少量設(shè)置，無須使用組態(tài)工具）