西门子S7-300PLC授权代理商

西门子变频器在出厂一年外，使用时要先对其进行运行前的预充电，这是为什么？难道所有变频器都要这样？比如ABB的也需要运行前进行预充电吗？？
答：1、关于预充电问题，有两个概念你必须区分明确——

1）是指在变频器停机时间**过一年后，必须对中间回路电容器重新进行充电，以达到激活电容的目的。估计你的本意是指这种。

2）是指每次变频器启动前对直流母线进行的预充电。这个过程很短的。
      下面将分别进行说明。
2、如果大容量的电解电容器长时间的被搁置、停止使用，其漏电流将会增加，此时如果被急剧地施加一个较高的电压，电容器由于温度快速升高可能会损坏。

      一般意义上说，如果变频器停止使用时间达六个月以上，则需进行缓慢的充电 "老化"（每停止使用一年，则约需的"老化"时间为1h）。充电"老化"时，我们要采取直流电压逐渐阶梯升高的方式，待电容器漏电流减小后，变频器才能正常投入使用。 

      这个预充电，主要和AC-DC-AC型变频器的直流母线上的那个电解电容器的特性有关，和变频器的牌子无关。只要是直流母线上存在大电解电容的这种变频器，都得有这样一个预充电过程。

3、关于每次变频器启动前对直流母线进行的预充电——

    变频器的中间直流环节中的电解电容在没有建立电压前，充电瞬间相当于短路状态，充电电流非常大，可能损害整流桥、直流母线和电容，所以为了限制充电电流，必须增加预充电过程。 

      详细分析如下：

      由于变频器的中间直流环节有直流电容。根据电容的充电时间-t/RC，如果没有充电回路即R=0，那么充电时间为0，相当于电容瞬间充了很大的电流，这样在电容上会产生很大的电流可能会炸电容。所以在变频器使用的时候会添加预充电回路，一般是由充电电阻和继电器并联组成。当值直流电压到达一定值的时候，继电器吸合，相当于把预充电电阻短路，来完成预充电过程。
具体充电时间（西门子规定）： 
1-2年：1小时-->**电压。 
2-3年：30分钟-->25%电压，30分钟-->50%电压，30分钟-->75%电压；30分钟-->**电压；即 总共2小时。 
>3年：2小时-->25%电压，2小时-->50%电压，2小时-->75%电压；2小时-->**电压；即 总共8小时。

1.概述

V90的基本定位功能是工程师经常使用的功能，使用编码器可以实现设备掉电后的位置保持功能。当使用V90 PN内置的基本定位功能（EPOS）时，经常会听到工程师反映掉电后轴的实际位置不能保持，本文提供一些检查问题的思路，供大家参考。

2.  V90使用编码器，掉电后位置丢失常见问题总结

V90  参考案例: 全自动自动钉箱机 全自动自动钉箱机

产品: S7-1200+V20+V90

应用: 定位控制 定位控制

行业: 包装行业

2.V20 用于传输待钉纸板；伺服电机用于定位控制，用于钉钉的伺服电机要求具有非常高的动态响应，才能保证在高速钉钉的情况下，订书钉不会在瓦楞纸板上留下划痕。其它伺服用于简单的定位控制。.

解决方案及系统配置
西门子方案：
S7-1200 *2 + KTP700 + V20 *3 + 3AC 400V V90*8






优势与获益

客户采用西门子解决方案，提升品牌价值，方便样机开发和售后服务

V90  参考案例 : 颗粒包装机 颗粒包装机

产品: Smart PLC+V90 PTI

应用: 定位控制 定位控制

行业: 包装行业

设备描述及背景信息
1.客户主要生产各类制药和食品包装设备，如四边封颗粒包装机，粉末包装机，及包装连续设备等.
2.四边封多列颗粒包装机主要工艺过程：充填，灌装，纵封，横封，打批号，撕裂口，纵切，断裂线，横切
3.颗粒包装机每台5根轴，均为位置控制，用于定量送料

解决方案及系统配置
西门子方案：
Smart PLC + SMART LINE+ 1 AC 200V 750w*5



优势与获益

1.西门子提供 SMART TIA 解决方案，提升了客户的品牌价值和产品性能。

2.全套西门子 解决方案具有更好的集成度，因此节省了非常多的设备开发和调试时间，缩短了客户的生产周期。

3.V90调试方便，可用性更好，使客户的设备具有更好的稳定性和更高的性能。

4.基于西门子V90的可靠性，客户今后在连续设备上将会向总线方案进一步升级。

5.西门子各类PLC+V90方案都能实现基于制药行业的设备联网的需求

V90  参考案例 : 纸管机 纸管机

产品 产品:  运动控制器+V90 200V PTI

应用 应用: 定位控制 定位控制

行业 行业: 包装行业

设备描述及背景信息

为了减少环境污染，欧盟率先推崇纸管代替塑料管方案， 在2018年的4月份开始，纸管机行业处于爆发的时期。目前纸管机大多数以出口为主， 但是随着中国环保理念的推行，中国内部的纸管需求也会逐渐增多，

• 工作原理：3张纸条通过旋转黏胶工艺，卷成纸管， 等间距切刀将连续的纸管切成定长

• 工位说明：1台伺服电机控制切刀定位，做往复运动；2台变频器控制纸管旋转

• 方案配置：运动控制器+1*servo+2*converter

解决方案及系统配置
运动控制器+1*V90 PTI 1kW+2*V20


优势与获益

• 该行业正在处于快速增长时期，抓住这个机会可以****市场

• 该客户是行业内的*客户，该客户的成功突破会对该行业的推进有积极的作用

• 目前该机型大多为出口， 西门子品牌会对客户设备产生附加值

V90  参考案例: 激光打标机 激光打标机

产品 产品: S7-1200+V90PTI LI TTL

应用 应用: 定位控制 定位控制

行业 行业: 机床类

设备描述及背景信息

• 应客户的要求，开发激光二维码打标质量追朔系统。采用V90伺服做送料给进装置。

• V90 功能用途：位置控制。要求每秒旋转10次，每次运行72度。在每次的100ms的周期内，60ms运行完成，40ms用来打标。

解决方案及系统配置
西门子方案：S7-1200+V90 PTI LI TTL



优势与获益

• 整套产品的解决方案，稳定的产品质量，让客户产品更具有市场竞争力。

• 响应速度快， 达到客户要求的每分钟加工600个商标的要求

• S7-1200 PLC具有中断控制功能，配合V90运行，响应速度快

SINAMICS V90 伺服电机

SINAMICS V90 驱动器与 SIMOTICS S-1FL6 电机组成的伺服系统是面向标准通用伺服市场的驱动产品，覆盖0.05kW~7kw功率范围。V90伺服驱动系统具有调试简单、性能、稳定可靠等特性；配合SIEMENS PLC, 能够组成一套完善的、经济的、可靠的运动控制解决方案, 轻松实现位置控制，速度控制，扭矩控制等多种控制方式。

SINAMICS V90 伺服驱动系统特点概述

伺服性能优异

    的一键优化及自动实时优化功能使设备获得更高的动态性能
自动抑制机械谐振频率
1 MHz 的高速脉冲输入
20 位分辨率的多圈值编码器

性价比高

    集成所有控制模式：外部脉冲位置控制、内部设定值位置控制（通过程序步或 Modbus）、速度控制和扭矩控制
集成内部设定值位置控制功能
全功率驱动标配内置制动电阻
集成抱闸继电器（400V 型），*外部继电器

使用方便

与控制系统的连接快捷简单

西门子一站式提供所有组件
快速便捷的伺服优化和机械优化
简单易用的 SINAMICS V-ASSISTANT 调试工具
通用 SD 卡参数复制
不同的电机轴高**满足各种应用的需要

运行可靠

    更宽的电压范围：200 V ... 240 V –15% / +10% (230V 型) 及 380 V ... 480 V –15% / +10% (400V 型)
高品质的电机轴承
电机防护等级 IP 65，轴端标配油封
集成安全扭矩停止（STO）功能
驱动与电机可靠组合

SIMOTICS S-1FL6, 低惯量 (LI) ，适用于高动态性能

SIMOTICS S-1FL6, 高惯性 (HI) ，适用于平稳运行性能

SINAMICS V90 适用于 SIMOTICS S-1FL6 伺服电机, 低惯量(LI), 200 V … 240 V

SINAMICS V90 ，适用于SIMOTICS S-1FL6 伺服电机，高惯量(HI)，380 V … 480 V

西门子再添新成员“S210伺服系统

1 引言

    本项目制冷机组控制系统主要用于对印刷行业及其他工业场所发热设备进行冷却，以满足这些设备能够正常运行。本制冷系统采用的是循环冷水对印刷机uv灯进行冷却，自动调节冷水流量、自动调度制冷机运行台数以及对水泵的变频控制。项目应用西门子s7-300系列plc以及西门子公司的触摸屏、变频器来设计的制冷机组自动控制系统。

2  制冷机组集控原理

    2.1 工艺原理

    制冷系统水循环流程如图1所示，将10台制冷机组集中安置，其中有一台制冷机组功率为30kw，其余9台为相同的制冷机组。我们新增了一个水箱用于循环水的热交换，水箱的水可以通过外来补水管进行补给以保证水箱的正常水位，水箱还有一排污管用于污水的排放。被制冷机组制冷的水全部由我们水箱的水供给，并且制冷完后的冷水又全部送回水箱以存储。10台制冷机组之间的水流支管道并联连接通过一总水流管道与水箱之间进行水交换。因此，水箱的水是一定温度的冷水。接下来，我们用一输水总管通过水泵的变频控制来将水箱的冷水引出来通过支路水管的连接来对我们的8台印刷机的uv灯进行循环水冷冷却。然后各支路冷却完的水又由一总水管输回到水箱。这样我们就完成了制冷机组水循环流程图。很显然，这其中就涉及到一个所谓的出水(冷水输出)、出水温度；回水(热水输回)、回水温度。要检测他们的温度我们就在出水和回水处分别安装有一温度传感器来检测出水温度和回水温度。变频水泵可以用来控制水管水流量和水管管压。

    2.2 电控原理

    制冷机系统主要调节控制的物理参数分别为循环水的温度和水管水流量。循环水温度的调控主要通过开启制冷机组的台数来实现，从而使其温度到达设定温度。而水管的水流管压根据所开启的印刷机的台数通过水泵的变频控制来达到所需的水流量。循环水温度、流量调控过程如下所示。

    水温调控过程：10台制冷机组在水温的制冷调控过程中，我们人为地分为四档，如图2所示。在制冷机组控制系统中我们先设定一个合适的出水温度，然后根据传感器检测的回水温度与出水温度差值进行比较，确定哪一档制冷机组的开启。

    在10台制冷机组中，有一台大功率的美国进口的制冷机组(30kw)本台制冷机组能够提供所需制冷量的大部分，因此，在每一档中该台制冷机组必须处于开启状态。另外9台制冷机组属于附属的国产小功率制冷机组，我们可以有选择的开启以满足制冷量的需要。与此同时，这9台制冷机组中即使有某台或者某几台制冷机组发生故障了我们可以选择其他的正常的制冷机组运行以保证系统制冷的正常进行。但是，30kw的美国进口制冷机组发生故障了，我们必须使整个系统停止下来。因为该台制冷机组故障了我们所需的制冷量就不能达到，即使另外9台制冷机组全开也枉然。

    水管流量的水泵变频控制过程：在该过程中，我们根据所开启的印刷机的的台数来估算所需冷水管流量以满足各台印刷机所需的冷水冷却量。一般情况下，如果印刷机全部开启，那么我们的水泵工频50hz运行，因为在该情况下我们所需的冷水流量较大；如果印刷机部分开启，在该情况下所需冷水流量相对较小，因此我们考虑用水泵的变频运行(低于工频50hz运行)，根据印刷机开启的不同数目我们针对地设置不同的频率来进行变频运行。很显然，在变频(低于工频)控制的模式下，我们可以大大地节约电能，因此达到了我们设计初衷的节能目标。

图1 制冷机组水循环流程图

图2  制冷调控过程

图3 制冷机组控制系统简图

图4 mpi网络图

3  plc控制系统

    3.1 控制网络结构

    系统硬件主要由1个西门子cpu313c模块、1个sm321输入模块、2个sm322输出模块、2个cpu226、2个触摸屏(tp170和mp277)和几十个(施耐德和欧姆龙)继电器构成。由于整个控制系统分散性和能更好方便操作，对控制系统实行mpi网络控制，整个mpi网络由西门子4个s7-300模块、2个s7-200模块和2个触摸屏组成，可以实现在印刷生产线车间自由控制顶棚里面制冷机组，并且可以监视整个控制系统状态。如图3、4所示。

    3.2 程序设计

    控制系统plc程序设计流程图如图5所示。

    主要步骤包括：①程序初始化：有关中间寄存器，寄存器的清零。②plc接受触摸屏的指令信号，完成对制冷机组循环水路水温的设定。③plc根据印刷机的开启数量，决定变频或者工频的运行状态。④根据制冷机组循环水路冷水和回水温度，控制制冷机组的启停。⑤机械故障的报警。

    当plc因故无法运行时，恢复制冷机组的原来的手操方式，根据uv灯开启数量，手动启动制冷机组运行，保证在制冷机组循环水路中有冷水流动。而在uv灯冷却水循环水路，使所有uv灯进水电磁阀打开，水泵取消变频控制，直接运转，给uv灯提供冷却水，保证安全生产的需要，提高系统的可靠性。

图5 plc程序设计流程图

图6 触摸屏主界面图

4  界面设计

    如图6所示为触摸屏主界面图。该界面形象地展示了整个系统的控制过程，10台制冷机组的开启状态以及印刷机的开启状态都可以如实地加以显示。有自动、手动切换的按钮，有参数设定区，有用户管理区域包括报警查询以及用户权限的密码设置。整个界面简单明了易于现场操作。

    在操作柜上触摸屏主界面上(如图6)单击手动按键，输入系统密码，即可进入手动界面如图7所示。

    在手动界面下可以进一步进入各个制冷机组启动停止操作界面，以及启动停止水泵等，并且可以监视印刷机生产线的状态。

    报警查询子界面如图8所示。①系统运行时，出现系统局部故障(如制冷机故障，水泵故障等)，操作柜上有声光报警器报警，并可到触摸屏上主界面图7上按报警查询可以查看报警故障类型如图九所示，进行相应的故障处理。处理完后，把操作柜和控制柜上任意复位报警按钮打向右边，清除声光报警故障报警，故障消除后确保操作柜和控制柜上复位报警按钮都打向左边。②变频器故障时修好后必须按控制柜上复位按钮令其复位，不然会一直保持故障显示。③非正常系统关机：系统在突然断电等非正常关机情况，系统重启后，请仔细检查触摸屏上各个按键的状态和水泵的转速值，并确认当前正在工作的印刷机其旁边的开冷水开关是否开启。

图7 触摸屏手动界面

5  结束语

    该控制系统已连续运行一年多，系统运行稳定、安全可靠、节能效果好、自动化程度高、操作方便、直观；减轻了工人的劳动强度，充分发挥了plc运算速度快、功能强、程序设计简单、修改程序方便、接线少、故障率低、维护保养容易、使用灵活、抗干扰能力强等优势和触摸屏友好的人机界面功能，获得了用户满意的使用效果，值得推广。