阳泉西门子430变频器代理商

发布时间:2018-12-27

产品: 西门子 产品单价: 168元 小起订1: 千万库存供货量: 10000 发货期限1天:  所在地: 上海市 西门子MM430变频器代理商西门子变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电变成电压、频率都可调的交流电源。是由由主电路和控制带电路组成的。主电路是给异步电动机提供可控电源的电力转换部分,变频器的主电路分为两类,其中电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波部分是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波部分是电感。它由三部分构成,将工频电源变换为直流功率整流部分,吸收在转变中产生的电压脉动的平波回路部分,将直流功率变换为交流功率的逆变部分。控制电路是给主电路提供控制信号的回路,它有决定频率和电压的运算电路,检测主电路数值的电压、电流检测电路,检测电动机速度的的速度检测电路,将运算电路的控制信号放大的驱动电路,以及对逆变器电动机进行保护的保护电路组成。

西门子变频器概述

  西门子变频器是由德国西门子公司研发、生产、销售的变频器,主要用于控制和调节三相交流异步电机的速度。并以其稳定的性能、丰富的组合功能、高性能的矢量控制技术、低速高转矩输出、良好的动态特性、强的过载能力、创新的BiCo(内部功能互联)功能以及无可比拟的灵活性,在变频器市场占据着重要的地位。

  西门子变频器在市场的使用早是在钢铁行业,然而在当时电机调速还是以直流调速为主,变频器的应用还是一个新兴的市场,但随着电子元器件的不断发展以及控制理论的不断成熟,变频调速已逐步取代了直流调速,成为驱动产品的主流,西门子变频器因其强大的效应在这巨大的市场中取得了规模的发展,西门子在变频器市场的发展应该说是西门子与技术的结合。在市场上我们能碰到的早期的西门子变频器主要有电流源的SIMOVERTA,以及电压源的SIMOVERTP,这些变频器也主要由于设备的引进而一起进入了的市场,目前仍有少量的使用,而其后在市场大量销售的主要有MICROMASTER和MIDIMASTER,以及西门子变频器为的一个系列SIMOVERTMASTERDRIVE,也就是我们常说的6SE70系列。它不仅提供了通用场合使用的AC变频器,也提供了在造纸,化纤等特殊行业要求使用的多电机传动的直流母线方案。当然西门子也推出了在我个人看来技术上比较失败然而在市场上却相当的ECO变频器,在技术上的失败主要是由于它有太高的故障率,市场上的主要是因为它越了富士变频器成为市场的。现在西门子在市场上的主要机型就是MM420,MM440.6SE70系列。

  变频器的参数设置

  变频器的设定参数多,每个参数均有一定的选择范围,使用中常常遇到因个别参数设置不当,导致变频器不能正常工作的现象。

  控制方式:即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根据控制精度,需要进行静态或动态辨识。

  低运行频率:即电机运行的小转速,电机在低转速下运行时,其散热性能很差,电机长时间运行在低转速下,会导致电机烧毁。而且低速时,其电缆中的电流也会增大,也会导致电缆发热。

  高运行频率:一般的变频器大频率到60Hz,有的甚至到400 Hz,高频率将使电机高速运转,这对普通电机来说,其轴承不能长时间的额定转速运行,电机的转子是否能承受这样的离心力。

  载波频率:载波频率设置的越高其高次谐波分量越大,这和电缆的长度,电机发热,电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。

  电机参数:变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、大频率,这些参数可以从电机铭牌中直接得到。

  跳频:在某个频率点上,有可能会发生共振现象,特别在整个装置比较高时;在控制压缩机时,要避免压缩机的喘振点。



西门子变频器选择注意事项

  西门子公司不同类型的变频器,用户可以根据自己的实际工艺要求和运用场合选择不同类型的变频器。在选择变频器时因注意以下几点注意事顼:

  1、根据负载特性选择变频器,如负载为恒转矩负载需选择西门子mmv/mdv、mm420/mm440变频器,如负载为风机、泵类负载应选择西门子430变频器。

  2、选择变频器时应以实际电动机电流值作为变频器选择的依据,电动机的额定功率只能作为参考。另外,应充分考虑变频器的输出含有丰富的高次谐波,会使电动机的功率因数和效率变差。因此,用变频器给电动机供电与用工频电网供电相比较,电动机的电流会增加10%而温升会增加20%左右。所以在选择电动机和变频器时应考虑到这种情况,适当留有余量,以防止温升过高,影响电动机的使用寿命。

  3、变频器若要长电缆运行时,此时应该采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响,避免变频器出力不够。所以变频器应放大一、两挡选择或在变频器的输出端安装输出电抗器。

  4、当变频器用于控制并联的几台电动机时,一定要考虑变频器到电动机的电缆的长度和在变频器的容许范围内。如果过规定值,要放大两挡来选择变频器,另外在此种情况下,变频器的控制方式只能为v/f控制方式,并且变频器无法实现电动机的过流、过载保护,此时,需在每台电动机侧加熔断器来实现保护。

  5、对于一些特殊的应用场合,如高环境温度、高开关频率、高海拔等,此时会引起变频器的降容,变频器需放大一挡选择。

  6、使用变频器控制高速电动机时,由于高速电动机的电抗小,会产生较多的高次谐波。而这些高次谐波会使变频器的输出电流值增加。因此,选择用于高速电动机的变频器时,应比普通电动机的变频器稍大一些。

  7、变频器用于变极电动机时,应充分注意选择变频器的容量,使其大额定电流在变频器的额定输出电流以下。另外,在运行中进行极数转换时,应先停止电动机工作,否则,会造成电动机空转,恶劣时会造成变频器损坏。

  8、驱动防爆电动机时,变频器没有防爆构造,应将变频器设置在危险场所之外。

  9、使用变频器驱动齿轮减速电动机时,使用范围受到齿轮转动部分润滑方式的制约。润滑油润滑时,在低速范围内没有限制;在过额定转速以上的高速范围内,有可能发生润滑油用光的危险。因此,不要过高转速容许值。

  10、变频器驱动绕线转子异步电动机时,大多是利用已有的电动机。绕线电动机与普通的鼠笼电动机相比,绕线电动机绕组的阻抗小。因此,容易发生由于纹波电流而引起的过电流跳闸现象,所以应选择比通常容量稍大的变频器。一般绕线电动机多用于飞轮力矩gd2较大的场合,在设定加减速时间时应多注意。

  西门子变频器常见故障分析及处理(一)

  为了对变频器的好坏作一个初步的判断,我们可以先对它做一个静态测试,主要是对直流中间电路和igbt的检测,用万用表检测其内部保险是否烧断、中间滤波电容的容量及是否击穿、igbt的续流二极管是否损坏等。因为变频器同一种报警可以由底板、cuvc板、通讯板共同造成,所以发现故障时不要盲目判断,引起工作的繁琐和时间的浪费。


 西门子变频器常见故障分析(二)

  变频器常见的故障根据其故障类型的不同可以分为外部故障和变频器内部故障两种类型的故障,其中外部故障发生时应当注意检测变频器的外部参数、外部电源、电机等所引起的故障,变频器内部故障则分为软故障和硬件故障两个方面。变频器的外部故障主要有以下几中类型:

  (1)参数设置错误,变频器内部所设置的参数需要与所驱动的电机相匹配,如变频器参数设置不当或是设置错误将会导致变频器无法正常启动。

  (2)外部接线故障,在变频器的使用过程中其外部接线在长时间的使用后会出现断线、插头损坏等的问题从而影响变频器的正常运行。

  (3)变频器外部供电出现问题,当变频器的外部电源出現“欠压、过压、过流、过频”等的问题时将导致西门子变频器无法正常运行。

  (4)过载,造成西门子变频器过载主要是由于加速时间过短、制动量过大或是电网电压过低等的原因所导致的。针对这一问题可以采用延长电机启动加速时间、延长电机制动时间等的方式予以解决。由电机所导致的过载可着重检查电机是否存在卡死等的问题。

  (5)过流,造成西门子变频器外部过流问题的原因可能是由于电机负载突变从而引起较大的冲击、电机或是供电线缆的绝缘遭到破坏短路等所导致的。

  西门子变频器的软、硬件故障则主要针对的是西门子变频器自身,由于西门子变频器需要长时间承受高电压、高电流从而导致其内部的硬件(控制板类的控制部件、IGBT等功率部件)等的烧毁损坏,从而影响西门子变频器的正常运行。


 西门子变频器常见故障的排查与解决

  当西门子变频器出现故障时,首先查看西门子变频器上的数码管上所显示的报警信息,针对报警信息查看西门子变频器的报警说明以此来对西门子变频器的故障进行定位。如直接对一台故障的西门子变频器进行检查,在上电检查之初则首先需要使用万用表来对西门子变频器进行测量。使用万用表对西门子变频器中的整流桥、IGBT模块等功率部件进行检查并注意查看西门子变频器中是否有明显的烧毁痕迹。在使用万用表对功率部件进行检查时,将万用表打到1K的电阻档,将黑表笔与西门子变频器的直流(-)极连接,而后使用万用表的红表笔分别连接西门子变频器的三项输入、输出端来测量电阻,测量所得出的电阻值应当在5-10K之间且输入、输出三相之间要相互一致,输出端的三相电阻值要略小于输入电阻值,完成了(-)测的电阻测量后继续将黑表笔放置在(+)测继续进行三相测量,测量方法与上述一致,如测量电阻值正常其并未有充放电现象则表明西门子变频器能够上电测量,如若不然则意味着西门子变频器功率部件损坏需要对测量存在问题的部件进行更换,尤其是西门子变频器中的功率部件上存在明显烧毁痕迹的不得将西门子变频器直接上电。

  完成了对于西门子变频器的初步测量后需要对西门子变频器进行上电测量,以西门子变频器中MM4变频器为例:

  (1)上电后西门子变频器上的数码管显示的是F231故障时,则意味着西门子变频器的电源驱动板或是主控板存在问题,则可以更换西门子变频器中的电源驱动板或是主控板来进行测试。

  (2)在西门子变频器上电后如面板无显示或是面板下的指示灯不亮,则意味着西门子变频器的整流供电部分存在问题,应当对西门子变频器中的供电部分进行检测,可以使用万用表对西门子变频器中的整流部分中的整流二级管进行检测,发现存在问题的二极管直接进行更换即可解决问题。

  (3)如西门子变频器上电后显示的是(------),多数意味着西门子变频器中的主控板存在问题,可以通过更换西门子变频器主控板的方式予以解决,造成此类故障的原因主要是由于西门子变频器外部接入线中存在着较大的杂波,从而使得西门子变频器主控板上的电阻、电容等遭到冲击后损坏所造成的,此外,在西门子变频器工作的过程中也会产生较大的热量,如西门子变频器主控板散热不好也会造成主控板上的电子部件烧毁。

  (4)在西门子变频器上电运行后,不论是空载运行还是带负载运行都会在西门子变频器上显示过流报警,当此类故障发生时一般意味着西门子变频器中的IGBT功率部件损坏,应当对西门子变频器中的功率部件及驱动部分进行详细的测量,检测存在问题的功率及驱动部件,更换新的部件后再详细的测量后才能再次上电,如驱动部分存在问题将会导致西门子变频器中新更换的IGBT在上电后再次烧毁。造成此类故障的原因主要是由于西门子变频器在使用的过程中出现多次过载或是西门子变频器长时间处于电压波动较大的情况,从而导致西门子变频器中的器件烧毁,针对这一情况需要对西门子变频器的外侧电路进行检测,检测电机是否正常,并在西门子变频器的进线端加装电压保护装置,以避免西门子变频器烧毁。

  (5)某西门子变频器在使用的过程中经常出现无征兆的“停机”,重新启动后其有可能是正常的,将西门子变频器拆下后经过检测各器件均未能发现问题,通过对西门子变频器上电后经过长时间的观察后发现,在西门子变频器工作的过程中其主接触器在工作时会存在着吸合不正常的问题,从而导致西门子变频器在工作一段时间后无法保持吸合状态从而导致掉电、乱跳等问题,经过对西门子变频器主接触器进行拆开后发现造成这一故障的主要原因是由于西门子变频器中的开关电源与主接触器线包一路的滤波电容漏电,从而导致电压偏低,导致无法正常吸合,如供电电压较高这一问题还可以掩盖过去而当电压较低时问题则会较为明显的暴露出来。通过对西门子变频器常见故障进行分析后发现,西门子变频器中的功率部件的损坏所占的比例并不高,而是其中的电阻、电容等的控制器件的损坏所占的比例较高,在故障排查时要予以注意。


西门子(Siemens)运用人工智慧(AI)技术建立能自我学侦测与确认个别交叉路口交通模式变化的系统,以持续依据即时路况佳化交叉路口交通号志的变换时机,让行车更顺畅,模拟验证的结果显示可减少车辆等候交通号志变换的时间达47%。

根据Traffic Technology Today报导,现有系统如SCOOT是跨整个路网进行交通号志变换时机的佳化,仅倚赖工程师预先以固定且有限数量的可行程序进行配置,无法弹性对应即时路况与个别交叉路口的流量变化。2018年12月4日在阿拉伯联合大公国杜拜举行的Gulf Traffic交通展,西门子首日发表的研究计划Flow AI或将是极具潜力的解决方案。

Flow AI计划与现有SPAT(signal phase and timing)系统如SCOOT的主要差异在于,首先会建立复杂的一般性规则,接着可针对每个特定的交叉路口进行个人化(personalized)的适地性处理,Flow AI根据内建的回圈(loop)侦测即时的交通流,并运用云端AI即时产生近乎无限数量的交通号志变换时机选项。

目前Flow AI计划专注于解决单一交叉路口的问题,建立能随时自动侦测新的交通模式,并据以拟订新交通策略的AI自我学系统,例如出现新的建筑工地可能会影响周边交通,Flow AI系统会自动侦测此一变化,并透过AI自我学调整出佳的交通号志变换时机以因应,因此AI在未来交通产业可望扮演日益吃重的角色。

Flow AI计划目前选定德国Hagen市的5个交叉路口进行先导测试,其中1个路口已透过模拟技术证明Flow AI的成效较现有系统更好,可减少车辆在交叉路口等候交通号志变换的时间达47%,相当于从35秒降至18秒,显示AI系统确实能学如何维持平顺的交通,透过试误找出交通号志变换时机的佳策略。

Flow AI计划也将透过实际部署阶段,以验证模拟的结果可复制在真实路况,让每一个交叉路口的自我学系统都能持续反映即时的路况特性,随着系统逐渐延伸将邻近交叉路口的交通状况一并纳入考量,终希望能串连所有交叉路口的系统,建立涵盖整个路网的交通号志整合控制系统。

西门子希望透过Flow AI研发计划探索与验证创新AI技术的可行性与成效,未来将可与新版的SCOOT系统整合为单一解决方案,应用于杜拜、伦敦等全球各地的城市,例如目前西门子已开始与伦敦交通局(Transport for London)合作发展Future SCOOT系统。





时至年尾,国内的制造业现状依旧不是十分明朗。处于工业1.0-2.0的制造业正在努力探索着如何迈向新时代制造2025、工业4.0,众多巨头纷纷撤离位于的工厂,似乎对国内这块市场开始失去了信心,当然也有像西门子这样的企业,继续在国内实践着工业4.0和数字化技术的大方向。

据OFweek工控网统计,在2018年撤离或关闭工厂的制造业巨头有通用汽车、三星电子、欧姆龙、日东电工、奥林巴斯、友达光电等,加上去年年底全球大的硬盘、磁盘和读写磁头制造商希捷和日本相机巨头尼康也关闭了位于的工厂,这些长三角和珠三角一带的巨头工厂大多迁移到东南亚等一些经济较为落后的和地区。究其原因,随着的日益增长人力成本和资源成本(工人工资2016年8%的涨幅位于全球),同时还伴随着国内创新企业的崛起,对这些在驻扎了几十年的企业造成了相当大的冲击,所以为了控制成本,它们不得不选择离开。

不过,在能够成为世界生产大国,这块肥沃的土地资源开始变得更难获取了,没有技术和产品创新的企业也很难在占得更的资源地位,就像曾经是代工厂的富士康在今年也进行数字化战略转型,开始实践工业物联网。

作为未来数字化技术和工业4.0的代表企业的西门子,继续在实践着数字化的真谛。就在12月17日,西门子宣布在南京将再建设一座数字化工厂,这是继德国安贝格、成都数字化工厂后西门子全球第三座数字化工厂。根据安贝格工厂的数据显示,75%的生产工序都是由生产设备和智能电子设备,只有生产过程的开头部分,即员工将初始组件(裸电路板)放置到生产线上的环节才需要员工来完成。在实践工业物联网、数字化技术后,安贝格工厂的产能较1989年建厂以来提升了8倍,每年生产的Simatic系列产品高达1500多万,平均每秒就能生产出一件产品。

2013年9月,西门子在成都建立安贝格工厂的姊妹厂—西门子工业自动化产品成都生产研发基地,主要生产西门子PLC、人机界面、工业PC等工控产品,其中产品良率达到了惊人的99.9985%,准时交付率达到98.8%。

而前不久宣布新建的南京数字化工厂,将会提供产品设计、生产规划、工程实施、生产制造和维护服务的“数字化双胞胎”技术,同时还将通过基于云的开放式物联网操作系统MindSpfere进行工厂的生产管理。

不仅如此,西门子专门针对工业客户推出了数字化企业评估工具,引入“数字化企业指数”概念,这款工具能够帮助企业在运营效率、成本控制、产品质量以及实现柔性生产等维度进行评估。

在加大发展力度也是西门子发展战略方向,在参加今年国际进博会时,西门子大区CEO赫尔曼表示,西门子就是一家企业,企业数字化潜力是十分巨大的。正如上面讲到的那样,制造业正在快速的升级转型,企业在没有技术更新并且没有与政策同步的情况下,还是按照人力为主的传统制造方式,那么在的市场将会一步一步缩小,甚至后退出市场。


SIPART PS2 型智能电气阀门定位器的工作原理与传统定位器完全不同。采用微处理器对给定值和位置反馈作比较。如果微处理器检测到偏差,它就用一个五步开关程序来控制压电阀,压电阀进而调节进入执行机构气室的空气流量。当SIPART PS2 采用二线制连接时,它完全从4 至20mA给定信号中获取电源。亦可从PROFIBUS(SIPART PS2 PA)总线信号中获取电源。SIPART PS2 定位器采用适当的安装组件固定到直行程或角行程执行机构上,执行机构的直线或转角位移通过安装的组件检测并由一个刚性连接的导电塑料电位器转换,装在直行程执行机构上的组件检测得到的角度误差被自动地校正.微处理器根据偏差(给定值W 与位置反馈信号X)的大小和方向输出一个电控指令给压电阀。压电阀将控制指令转换为气动位移增量,当控制偏差很大时(高速区)。定位器输出一个连续信号;当控制偏差不大(低速区),定位器输出脉冲连续;当控制器偏差很小时(自适应或可调死区状态),则没有控制指令输出。

(2)调试

调试(初始化)在很大程度上是自动进行的。在初始化时,微处理器自动确定执行机构的零点,大行程,作用方向和执行机构的定位速度,用这些来确定小脉冲时间和死区,从而使控制达到佳。使用SIPART PS2定位器上的按键和LCD 可以手动操作气动执行机构。用于定位器、执行机构和调节阀的监控和诊断功能SIPART PS2(6DR5...)具有检测和当选择极值报警时,能报告执行机构和调节阀变化的多项监控功能,这种诊断对调节阀和执行机构是重要的信息。可实现测量值(一些极值可调整)的确定和监控,包括:

• 行程累积

• 行程方向改变次数

• 报警计数

• 死区自调整

• 阀门极限位置(例如:阀座的磨损)

• 高/低温度下的运行小时数(按照温度等级)

• 压电阀运行循环数

• 阀门定位时间

• 执行机构泄漏

对于一台新的或停电时间过长的智能阀门定位器,需重新设置参数,并进行初始化,使其符合使用要求,否则阀门定位器将无法正常运行。


西门子与宝钢,中德具传奇色彩的两大工业巨头再次携手,广受世界瞩目。历经四十年风雨的宝钢在数字化浪潮袭来之际寻求新的突破口。而西门子像是一位心意相通的老朋友,一路走来,沐风栉雨,同舟共济。

老朋友,新目标

走进宝钢上海宝山基地,历史沧桑感和现代工业气息扑面而来。四十年前从国外引进的料钟和高炉风口仍静静伫立在一号高炉纪念广场上,似乎诉说着过去的峥嵘岁月。让人意外的是,钢筋水泥的包围下竟有一个绿意盎然的宝钢动物园,一群群孔雀和梅花鹿在这里闲庭信步,繁衍生息,充当起工厂环境监测的“哨兵”。

宝钢股份上海部

随着经济下行风险加剧,劳动力成本上升,钢铁工业在“料峭寒冬”中前行。而经济的可持续高质量发展对于产品质量和性能的要求不断提高,特别是“城市工厂”的命题如何破解给钢铁企业带来了全新挑战。

作为行业的宝钢同样面临着劳动力成本劣势和部分设备低能效的“痛点”。而随着宝钢与武钢的强强联合,规模扩大的同时,制造管理效率亟待加强。宝钢希望继续保持全球竞争力,途经便是实现制造的数字化转型,而的合作伙伴便是西门子。

用曾任宝钢集团董事长的徐乐江的话说,“的钢铁企业和的自动化、信息化企业理应携手探索出智能制造的路径和标准,为钢铁产业转型升级提供示范,也为中德合作树立。”

但宝钢的数字化征途与大多数企业不同。一方面,宝钢早已具备很高的自动化和信息化水平。早在30年前,宝钢就已开始使用企业资源计划系统(ERP)和制造执行系统(MES)。上世纪九十年代,宝钢的工人已有很高的素养,且90%以上已经在宽敞明亮的计算机中控室里工作。但其工序和工序之间、上下游之间、运维、物流、许多单体设备以及细分环节还有很大的空间,可以进一步提升劳动生产率和能效。

另一方面,当许多企业还未厘清“工业4.0”的概念时,宝钢已在有策略、有步骤地持续投入,并形成了专门的组织架构和团队,以战略的眼光去尝试和探索。

“这对西门子是一大挑战,但也是难得的机遇。只有与强大的伙伴同行,我们才能实现飞跃。西门子想要的不只是订单,还有经验和价值创造。” 西门子过程工业与驱动集团宝武西门子联合探索工业4.0项目负责人陈江宁表示。

“我们和宝钢深度合作,抓住薄弱环节,从蓝图规划到可行性研究,定义了12个研究模块,结合人工智能、大数据和增强现实等新技术,由点及面地探索钢铁行业实现数字化企业的路径和方向。”他补充道。

数据:粹炼钢铁业核心价值

根据宝武和西门子的共同规划,双方短期目标是在2016年以“1580热轧智能车间”为基础实施先导项目落地,中期目标是在2-3年内建立并完善钢铁行业“智能制造(工业4.0)”框架,协助宝武开展方案策划和实践。而长期目标则是建立产业生态圈,与其他行业一起探索“智能制造”的商业化模式。

据陈江宁介绍,前两个目标已经基本达成,很多子项目已经或正在系统化地落地实施。

作为个“试验田”的热轧1580产线投产于上世纪九十年代,年产热轧卷400 万吨。产线的自动化和信息化基础较好,但与世界水平相比,在产品质量和关键消耗指标等方面仍有一定差距。

为此,西门子团队利用工厂工程设计和管理软件COMOS,为产线的关键机架设备建立了数字化模型,通过“数字化双胞胎”帮助仪表、机械和电气等不同的人员协同工作,实现精细化运维。而西门子控制器和无线射频识别技术(RFID)让智能机器人有了“智慧的大脑”,自动完成为轧辊补充润滑油的任务,不仅提高了补油作业的度和效率,杜绝人工操作的安全隐患,也降低了劳动力成本。而西门子全集成自动化系统(TIA)的应用则帮助主轧电机的冷却风机提升能效,投资当期收回。

西门子技术支持的轧辊补油机器人。

随着版图的扩大,宝武的生产基地遍及上海、武汉、湛江、南京、乌鲁木齐和韶关等地,如何实现多基地的高效运维成为了新的课题。西门子以COMOS和Walkinside等软硬件支持宝钢打造虚拟远程运维平台,实现远程智能监控和诊断,以及故障预警和设备寿命预测,为工厂全生命周期的运维提供支持。

目前,该平台在1580热轧车间试点情况良好,报警准确率过80%,趋势性故障漏报为零。双方也正积极探索西门子基于云的开放式物联网操作系统MindSphere与之对接。

大块头有大智慧

而在宝钢位于南京的梅山基地,数字化技术正让一台台笨重的大型起重机变得“身姿轻盈”。

在梅钢炼钢厂,工作人员在20米高空中的驾驶室轻轻按下“确认键”,看似笨拙的250吨起重机就像长了“火眼金睛”一般,自动避开障碍物,灵巧地把一炉1600多摄氏度的滚烫钢水高高吊起,到达目标位置,再来个90度“前空翻”,一滴不漏地把钢水浇筑到模具当中。

在过去,“吊钢水”全靠经验丰富的操作员,他们往往高度紧张、手忙脚乱,稍有半点差池便可能造成难以挽回的损失。也正因其高难度和高风险性,“钢包吊”长期被视为起重机智能化领域难以触碰的“禁区”。

西门子携手梅钢和太原重工集团,敢为人先,率先打破“禁区”,打造出首台智能化液态熔融金属吊运行车,填补了行业内一项长期的空白。自2018年3月27日投运以来,这个“聪明”的大家伙始终保持平稳运行。

此外,西门子解决方案还提供众多附加价值。例如CeNit直线运行控制器具备自动纠偏功能,减少对起重机铁轮和钢轨的磨损,降低维护成本。而主动型电源模块(ALM)则大幅度地实现了能量回馈。起重机管理系统(CMS)和远程起重机管理系统(RCMS)将设备产生的大数据转化为智能数据。一旦设备发生故障,即使是毫无经验的维护人员在系统指导下也能迅速定位故障位置,在短时间内解决问题。

扬帆起航

“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”。尽管有着坚实的起步,宝钢和西门子的数字化愿景将不会一蹴而就。双方共同的长远构想是要建立一个全透明的数字化钢厂,逐步在数字化空间里建设一个与现实并行一致的虚拟工厂,实现快速响应并满足个性化需求,且交付高品质产品的制造模式,运维模式则实现从事后处理到事先预防的转变。

这一美好愿景可在建设中的宝武集团碳材料工厂初见端倪。这座崭新的数字化工厂将形成锂电池负极材料、电炉炼钢高功率电极、碳纤维制品三大产业链,尤其电炉炼钢是钢铁工业的未来发展方向。

在这里,用于工程文档管理的西门子COMOS系统和保障安全稳定生产的Simatic PCS 7系统高度集成,实现从“数字化设计”到“数字化交付”,让设计数据直接应用于DCS工程阶段,大大缩短系统组态和文档检索时间。西门子基于“纵深防御”理念的态势感知工控安全解决方案能帮助工厂保护信息安全和网络防护,支持多基地协同运维。不仅如此,人工智能、边缘计算、增强现实和工业云等前瞻性科技都有计划在这里落地开花。

通过这些已经实施和正在探索的新技术, 西门子预计将帮助工厂降低不合格品率28%,提升运营效率30%,延长设备有效作业时间35%。

不仅如此,双方还在智能制造标准的研究和数字化人才培养方面取得了丰硕的成果。在过去两年间,双方不仅组织了100多场培训和技术交流,西门子还与宝武人才携手探索智能制造人才的系统化培养,并与宝钢技术一起为智能制造标准的制定作出贡献。

而用曾任宝钢股份有限公司董事长的戴志浩的话说,“西门子在宝钢建设阶段、扩张阶段、以及新时代均有的贡献。”

可以说过去四十年是宝钢从无到有、开创奇迹的四十年,是宝钢与西门子风雨同舟、并肩奋进的四十年,更是钢铁工业转型升级的四十年。在数字化浪潮奔腾而来的,人们有理由相信,西门子与宝钢这对志气相投的老朋友将继续携手同行,谱写钢铁工业新的奇迹。



一、由负载异常引起的损坏

诚然,变频器的保护电路已经相当完善。对价值昂贵的逆变模块的保护,各个变频器厂家都在其保护电路上做足了功夫,从输出电流检测到驱动电路的IGBT管压降检测,并努力追求以快的应变速度实施快速的过载保护!从电压检测到电流检测,从模块温度检测到缺相输出检测等,还未见有电器的保护电路,像变频器这样做得专注而投入。而变频器的销售人员,提到变频器的性能时,也必提及变频器的保护功能,常常不自觉地对用户许诺:用上变频器,其全面的保护功能,你的电机就不容易烧了。这位销售人员不知道,这句许诺,将给自己带来极大的被动!

用上变频器,电机真的不会烧吗?我的答案是:相对于工频供电,用上变频器,电机倒是更容易烧了,而电机的容易烧,使得变频器逆变模块也容易一块“报销”掉。变频器的灵敏的过流保护电路,在此处偏偏手足无措,起不到丝毫作用。这是导致变频器模块损坏的一大外部原因。听我道出其中原委。

一台电机,在工频状态下能够运行,虽然运行电流较之额定电流稍大,长时间的运行有一定的温升。这是一台带病的电机,在烧掉之前确实是能够运行的。但接入变频器后,会出现频繁过载,以至不能运行。这还不要紧。

一台电机,在工频状态下能够运行,用户已经正常使用多年了,请注意“多年”两个字。用户想到要节约电费,或因工艺改造的原因,需要进行变频改造。但接入变频器后,会频跳OC故障,这是好的,保护停机了,模块没有坏掉。可怕的是,变频器并不马上跳OC故障,而是毫无来由地在运行中——运行了才三、两天的光景,模块炸掉了,电机烧毁了。用户赖了销售人员一把:你装的变频器质量差,烧了我的电机,你要赔我的电机!

在此之前,电机好像是是真的没有问题,运行得好好的,测测运行电流,因为负荷较轻,才达到一半的额定电流;测测三相供电,380V,平衡和稳定得很。真像是变频器的损坏,连带着损坏了电机。

变频器

我要是在场的话,就会这样主公道:不怨变频器,是你的电机已经“病入膏肓”,突然发作,捎带着损坏了变频器!

运行多年的电机,因电机的运行温升和受潮等原因,绕组的绝缘程度已大大降低,甚至有了明显的绝缘缺陷,处于电压击穿的临界点上。工频供电情况下,电机绕组输入的是三相50Hz的正弦波电压,绕组产生的感生电压也较低,线路中的浪涌分量较小,电机绝缘程度的降低,也许只是带来了并不起眼的“漏电流”,但绕组的匝间和相间,还未能产生电压击穿现象,电机还在“正常运行”。应该说,随着绝缘老化程度的进一步加深,即使还是在工频供电情况下,相信在不远的将来,该台电机终会因绝缘老化造成相间或绕组间的电压击穿而烧毁。但问题是,现在并没有烧毁。

接入变频器后,电机的供电条件由此变得“恶劣”了:变频器输出的PWM波形,实为数kHz乃至十几kHz的载波电压,在电机绕组供电回路中,还会产生各种分量的谐波电压。由电感特性可知,流过电感电流的变化速度越快,电感的感生电压也越高。电机绕组的感生电压比工频供电时升高了。在工频供电时暴露不出的绝缘缺陷,因不耐高频载波下感生电压的冲击,于是绕组匝间或相间的电压击穿产生了。电机绕组的由相间、匝间短路造成了电机绕组的突然短路,在运行中——模块炸掉了,电机烧毁了。

变频器在起动初始阶段,因输出频率和电压均在较低的幅值内,负载电机存在故障时,虽造成较大的输出电流,但此电流往往在额定值以内,电流检测电路及时动作,变频器实施保护停机动作,模块无炸毁之虞。但若在全速(或近于全速)运行情况下,三相输出电压与频率均达较高的幅值,此时电机绕组若有电压击穿现象,会于瞬间形成极大的浪涌电流,则逆变模块在电流检测电路动作之前,已经无法承受而炸裂损坏了。

由此看出,保护电路不是的,任何保护电路都有它的“软肋”所在。变频器对全速运行中,电机绕组的突发性电压击穿现象,是无能为力的,起不到有效保护作用的。而不唯变频器保护电路,任何电机保护器,对此类突发故障,都不能实施有效的保护。此类突发故障出现时,只能宣告:该台电机确实已经“寿终正寝”了。

此类故障对变频器的逆变输出模块是致命的打击,无可逃避的。

其它由供电或负载方面引起的原因,如过、欠压、负载重、甚至堵转引起的过流等故障,在变频器的保护电路正常的前提下,是能有效保护模块安全的,模块的损坏机率将大为减小。在此不多讨论。

二、由变频器本身电路不良造成的模块损坏

1、由驱动电路不良对模块会造成一级危害由驱动电路的供电方式可知,一般由正、负两个电源供电。+15V电压提供IGBT管子的激励电压,使其开通。-5V提供IGBT管子的截止电压,使其可靠和快速的截止。当+15V电压不足或丢失时,相应的IGBT管子不能开通,若驱动电路的模块故障检测电路也能检测IGBT管子时,则变频器一投入运行信号,即可由模块故障检测电路报出OC信号,变频器实施保护停机动作,对模块几乎无危害性。

而万一-5V截止负压不足或丢失时(如同三相整流桥一样,我们可先把逆变输出电路看成一个逆变桥,则由IGBT管子组成了三个上桥臂和三个下桥臂,如U相上桥臂和U相下桥臂的IGBT管子。),当任一相的上(下)桥臂受激励而开通时,相应的下(上)桥臂IGBT管子则因截止负压的丢失,形成由IGBT管子的集-栅结电容对栅-射结电容的充电,导致管子的误导通,两管共通对直流电源形成了短路!其后果是:模块都炸飞了!

截止负压的丢失,一个是驱动IC损坏所造成;还有可能是驱动IC后级的功率推动级(通常由两级互补式电压跟随功率放大器组成)的下管损坏所造成;触发端子引线连接不良;再就是驱动电路的负供电支路不良或电源滤波电容失效。而一旦出现上述现象,必将对模块形成致命的打击!是无可挽回的。

2、脉冲传递通路不良,也将对模块形成威胁

由CPU输出的6路PWM逆变脉冲,常经六反相(同相)缓冲器,再送入驱动IC的输入脚,由CPU到驱动IC,再到逆变模块的触发端子,6路信号中只要有一路中断——

(1)、变频器有可能报出OC故障。逆变桥的下三桥臂IGBT管子,导通时的管压降是经模块故障检测电路检测处理的,而上三桥臂的IGBT管子,在小部分变频器中,有管压降检测,大部分变频器中,是省去了管压降检测电路的。当丢失激励脉冲的IGBT管子,恰好是有管压降检测电路的,则丢失激励脉冲后,检测电路会报出OC故障,变频器停机保护;

(2)、变频器有可能出现偏相运行。丢失激励脉冲的该路IGBT管子,正是没有管压降检测电路的管子,只有截止负压存在,能使其可靠截止。该相桥臂只有半波输出,导致变频器偏相运行,其后果是电机绕组中产生了直流成分,也形成较大的浪涌电流,从而造成模块的受冲击而损坏!但损坏机率较种原因为低。

若此路脉冲传递通路一直是断的,即使模块故障电路不能起到作用,但互感器等电流检测电路能起到作用,也是能起到保护作用的,但就怕这种传递通路因接触不良等故障原因,时通时断,甚至有随机性开断现象,电流检测电路莫名所以,来不及反应,而使变频器造成“断续偏相”输出,形成较大冲击电流而损坏模块。

而电机在此输出状态下会“跳动着”运行,发出“咯楞咯楞”的声音,发热量与损耗大幅度上升,也很容易损坏。

3、电流检测电路和模块温度检测电路失效或故障,对模块起不到有效地过流和过热保护作用,因而造成了模块的损坏。

4、主直流回路的储能电容容量容量下降或失容后,直流回路电压的脉动成分增加,在变频器启动后,在空载和空载时尚不明显,但在带载起动过程中,回路电压浪起涛涌,逆变模块炸裂损坏,保护电路对此也表现得无所适从。

对已经多年运行的变频器,在模块损坏后,不能忽略对直流回路的储能电容容量的检查。电容的完全失容很少碰到,但一旦碰上,在带载启动过程中,将造成逆变模块的损坏,那也是确定无疑的!

三、质量低劣、偷工减料的少部分国产变频器,模块极易损坏

这是国民劣根性的一种体现,民族之痒啊。不错,近几年变频器市场的竞争日趋激烈,变频器的利润空间也是越来越狭窄,但可以通过技术进步,提高生产力等方式来提高自身产品的竞争力。而采用以旧充新、以次充好、并用减小模块容量偷工减料的方式,来增加自己的市场占有率,实是不明智之举呀,纯属一个目光短浅的短期行为呀。

1、质量低劣、精制滥造,使得变频器故障保护电路的故障率上升,逆变模块因得不到保护电路的有效保护,从而使模块损坏的机率上升。

2、逆变模块的容量选取,一般应达到额定电流的2.5倍以上,才有长期安全运行的保障。如30kW变频器,额定电流为60A,模块应选用150A至200A的。用100A的则偏小。但部分生产厂商,竟敢用100A模块安装!更有甚者,还有用旧模块和次品模块的。此类变频器不但在运行中容易损坏模块,而且在启动过程中,模块常常炸裂!现场安装此类变频器的工作人员都害了怕,远远地用一支木棍来按压操作面板的启动按键。

容量偏小的模块,又要能勉强运行,模块负荷工作,保护电路形成同虚设(按变频器的标注功率容量来保护而不是按模块的实际容量值来保护),模块不出现频繁炸毁,才真是不正常了。

这类机器,因价格低廉,初上市好像很“火”,但用不了多长时间,厂家也只有倒闭一途了。

这第三种模块损坏的原因本来不应该成为一种原因的,但愿不远的将来,模块损坏的原因,只剩下前两种原因。

对国产变频器来说,有时候是一粒老鼠粪坏了一锅汤啊。好多变频器也还是不错的,与国外产品相比毫不逊色,且质优价廉的呀。



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