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西門子6SL3210-1SE31-5AA0
6SL3210-1SE31-5AA0
SINAMICS S120 變頻器 功率模塊 PM340 輸入：380-480V 三相交流，50/60Hz 輸出：三相交流 145A(75kW) 結構形式：塊大小 組件 FSF 安裝有進線濾波器 內部風冷
為了改進城市的自來水供應，歐盟出資開發了一個項目。在該項目中，西門子和合作機構共同研究降低供水網絡損耗和能耗的新方法。無線傳感器為能夠實時呈現供水系統狀況的仿真和優化模型提供數據，而后這些數據以數學計算方法進行運算分析，終幫助優化運營。歐盟委員會將在2015年秋季之前為ICeWater這一高效管理水資源的ICT（Information and Communication Technology）解決方案提供290萬歐元的資金。項目參與方還包括東芝、Italdata、教科文組織水教育學院、通信與計算機系統研究所（ICCS）以及意大利米蘭和羅馬尼亞蒂米什瓦拉的自來水公司。
水資源如今常被大量浪費。即使在歐洲的中心城市，20%到30%的水損耗也比較常見。因此，找到能夠快速、可靠地監測和定位漏水點的方法，有助于大幅減少水的浪費。除漏水問題外，大多數供水系統需要使用許多水泵，會消耗大量能源。如果能根據實際需求優化調整水泵運營計劃，就能節省很多能源。
目前，這些創意還未被運用到供水網絡中。事實上，供水系統內的傳感器通常無法做到與監控和數據采集系統充分連接。此外，目前相關信息僅依靠人工進行收集，極不全面，而且一個月或一年才分析一次。
ICeWater項目旨在開發一種可優化供水網絡規劃和運營的決策支持系統。在西門子的SIWA水管理系統中就能看到這種輔助系統的雛形。西門子中央研究院目前正致力于研究適用于漏損管理的增強模塊，為供水網絡的運營和規劃提供支持，為建立一個無線、節能的通信網絡奠定基礎。該網絡可讓監測水耗、水位和水流速的電池供電傳感器通過互聯網與自來水公司的控制系統進行通信。ICeWater系統可以保存收集的數據，并將它們提供給不同模塊。此外，ICeWater項目運用了能夠準確呈現供水網絡水力特性的SIWA仿真模型。為了適應米蘭和蒂米什瓦拉的特定條件，該項目對SIWA仿真模型實行了改進。這些模型可以幫助運營商尋找和定位漏點，而新算法可讓運營商改善能耗。
問題
當MM4系列變頻器出現F0001故障時該如何解決?
F0001
變頻器過電流，變頻器輸出電流超過大允許電流，常見故障可分為以下三類，電機故障、負載問題以及變頻器故障。
常見原因
- 電機問題
l 電機繞組相間或對地短路
l 電機電纜有接地故障
l 電機電纜長度超過了大允許的電纜長度
l 電機電纜接線存在接觸不良的情況
- 負載問題
l 負載電機遇到沖擊，或機械結構出現“卡住”現象，引起電機電流突然增加
l 變頻器輸出頻率超過電機額定頻率，電機處于弱磁狀態，負載波動引起過電流
l 變頻器斜坡上升下降時間與負載特性不匹配，如加、減速時間太短
l 電動機功率與變頻器的功率不相匹配，小變頻器拖動大電機(小馬拉大車的情況)
l 變頻器運行過程當中，使用接觸器投入或切除電機
l PID控制，反饋信號受到干擾波動較大，PI參數不合適
l 啟動正在旋轉的電機
l 矢量控制時電機參數或速度環參數不準確
l 勢能負載（例如起重機）啟動時過電流，電機抱閘控制不合理，或啟動力矩不夠
- 變頻器問題
l 變頻器I/O板接觸不良
l 變頻器內部器件短路
l 變頻器電流檢測元件故障
常見處理辦法
處理MM4系列變頻器F0001故障，應首先明確變頻器在何種工況下發生F0001故障，再按照故障的可能性逐條原因排查。常見工況：
1. 上電不運行就發生F0001故障，并且不能復位故障
2. 上電沒有F0001故障，一啟動馬上報F0001故障，可以復位但啟動馬上又出現F0001
3. 正常運行過程中偶爾報F0001故障
對于第1種情況，由變頻器問題引起的可能性較大，可嘗試拆除控制接線、電機接線，只保留變頻器供電電源和地線，嘗試能否復位故障，如果不能復位，變頻器可能損壞，請聯系維修部門。如果故障能復位，檢查變頻器外部接線是否存在問題。
對于第2種情況，由電機問題引起的可能性較大，可嘗試拆除控制接線、電機接線，只保留變頻器供電電源和地線，嘗試使用BOP面板空載啟動變頻器（變頻器控制方式需要設置為V/F方式），如果變頻器不出現F0001故障，請著重檢查電機和電機電纜絕緣情況、電機電纜是否超長、以及電機電纜是否存在接觸不良的情況，或更換電機進行測試。如果變頻器仍然出現F0001故障，變頻器可能損壞，請聯系維修部門。
對于第3種情況，由負載問題引起的可能性較大，請按照“常見故障原因”中負載問題逐條分析。
注意：該故障無法屏蔽。
西門子6SL3210-1SE31-5AA0
案例集
序號 | 故障現象描述 | 可能的故障原因及處理措施 |
1 | 變頻器上電未啟動就報F0001故障，并且無法復位，拆除控制接線、電機接線，只保留變頻器供電電源和地線，仍然不能復位故障 | 原因：變頻器損壞
措施：請聯系維修部門 |
2 | 變頻器上電正常，一起動電機不轉馬上報F0001故障，故障可以復位，復位后再啟動仍然出現F0001，拆除電機電纜空載起動變頻器，不再出現F0001 | 原因：可能由于電機或電機電纜絕緣不良導致
措施：檢查電機絕緣
|
3 | MM430帶風機負載，啟動前風機葉片無規則旋轉，啟動馬上報F0001故障 | 原因：啟動正在旋轉的電機
措施：激活直流制動，或者采用機械方式，鎖定電機軸 |
4 | MM430帶風機負載，啟動前風機被風吹著一直在旋轉，啟動馬上報F0001故障 | 原因：啟動正在旋轉的電機
措施：激活捕捉再啟動 |
5 | 風機負載，電網閃動時， 變頻器激活了自動再啟動功能，自動復位欠壓故障后再啟動，偶爾出現F0001故障 | 原因：風機為大慣量負載，變頻器F0001故障后停機，但風機由于慣性仍然在旋轉，再啟動時變頻器啟動正在旋轉的電機導致過流
措施：激活捕捉再啟動功能 |
6 | 起重機主鉤，平地起動報F0001故障 | 原因：電機速度環比例積分參數可能不合適
措施：優化電機參數 |
7 | 起重機主鉤，懸停起動報F0001故障 | 原因：電機抱閘控制不合理，或啟動力矩不夠
措施：優化抱閘控制邏輯，提高低頻扭矩 |
8 | 起重機大車行走機構，啟動F0001 | 原因：通常大車行走機構為一帶多形式，單臺電機有問題， 容易導致變頻器過流
措施：檢查外圍機械， 檢查電機匝間絕緣 |
9 | 430變頻器用于恒壓供水，水泵切換時出現F0001故障 | 原因：變頻器運行過程當中，使用接觸器投入或切除電機
措施：必須封鎖變頻器脈沖輸出才能進行接觸器的投切 |
10 | 440驅動擠出機，運行過程出現F0001 | 原因：是否投料太多，出現卡住現象
措施：考慮特殊機械的選型余量 |
11 | 430驅動風機、水泵超50Hz運行F0001 | 原因：變頻器超頻運行 ，風機泵類負載導致電機軸功率按照3次方關系加大
措施：限制頻率上限，避免變頻器超速運行 |
12 | 440驅動 離心機，離心機全速運行后，增加物料，變頻器F0001 | 原因：突然增加負載，導致變頻器過流
措施：需要緩慢增加負載 |
13 | 430恒壓供水系統，偶爾F0001 | 原因：模擬量反饋信號受干擾波動較大或PI參數設置不合適
措施：排出干擾增加模擬量濾波時間，調整PI參數 |
14 | 440變頻器輸出電纜超長，偶爾F0001 | 原因：長電纜導致分布電容加大，導致變頻器峰值電流加大
措施：加裝輸出電抗器、縮短電纜長度 |
15 | 440驅動帶抱閘的電機，抱閘由PLC控制，停車時F0001 | 原因：電機減速過程突加負載引起過流
措施：使用變頻器抱閘控制邏輯或停機后延時關閉抱閘 |
16 | MM440驅動移動小車，偶爾F0001 | 原因：小車震動導致電機電纜接觸不良引起過電流
措施：禁錮接線端子 |
注意
以上內容僅作為故障報警排查的指導，不具有性，導致變頻器故障報警的原因很多，情況也較復雜，本文只是對常見的故障報警原因和處理方法進行說明，供參考。
說明
SIMATIC TDC是一個多處理器的高性能自動化系統，特別用于大型設備中的過程控制、快速響應以及多驅動同步等方面。
SIMATIC TDC還在單一平臺上通過大數量框架和小循環時間解決了復雜的驅動、控制和技術任務，因此在高級性能范圍內對SIMATIC S7是一個理想的補充，解決S7-400無法完成的任務。
SIMATIC TDC是集成到SIMATIC中的技術和驅動自動化系統，通過使用經廣泛應用測試的標準SIMATIC編程、通訊和診斷技術。
硬件組態 STEP7
圖形化組態 CFC（工藝圖）和SFC（流程圖）；
PROFIBUS DP和工業以太網
SIMATIC WinCC和SIMATIC Operator Panels
應用領域
SIMATIC TDC的高速循環周期使得TDC能夠在以下的應用領域發揮優勢
SIMATIC TDC的小循環周期為0.1ms
對于傳動的閉環控制（轉矩、轉速、位置、角度/角差、速度），特別是如果對多個驅動器進行協調或者驅動器之間存在著復雜的關系
用于調節多個/不同的物理變量（例如張力，壓力）
用于計算若干過程/設備變量（例如：溫度）
SIMATIC TDC有助于縮短計算周期（100微秒），具有功能性儲備和突出的靈活性。
SIMATIC TDC的應用示例包括：
金屬生產，金屬加工和金屬機加工，冷軋、熱軋、高速帶線材、高速棒材、拉矯平整等，例如：自動輥縫控制、飛剪、開卷卷取、小車定位
用于遠距離高壓直流輸電、智能電網、柔直風電場接入，例如：晶閘管或者IGBT通斷控制
用于穩定電力傳輸的無功功率補償，例如：電容器單元，電容器組
優點
由于具有高的計算能力因而提高了產能和競爭力
由于降低了組件密度并簡化了備件儲備而降低了采購成本
由于使用了通用的標準工具和重復使用現有軟件而降低了工程組態成本
使用標準
設計和功能
SIMATIC TDC 包括了一個或多個機架，機架上可以插入所需的模塊。多處理器運行使性能幾乎可以無限擴展。
使用可擴縮硬件的模塊式系統結構
實時操作系統小采樣循環周期100us
由于具有 64 位構架的 CPU，能夠實現高的性能
每個機架多可以配備 20 個 CPU 進行同步多處理
由于使用了 VME 總線系統可以在 CPU 之間實現*的通訊性能
同步耦合多 44 個機架
使用 STEP 7 工程組態工具實現了圖形組態連續功能圖（CFC）和順序功能圖 SFC（順序功能圖）
C語言，功能塊生成器
SIMATIC TDC 是一款模塊式多處理器系統，由一個或多個機架構成。機架配備有 CPU、I/O 模塊和通訊模塊
UR5213 機架
電磁屏蔽 19" 的 UR5213 機架允許具有大能力儲備的硬件的可擴縮式的擴展。適合于安裝在墻上和機柜安裝，帶有一個集成電源，電源帶有有源冷卻和內部監視裝置。通過插入多 20 個 CPU 或者把多 44 個機架連接起來以提高性能。
中央處理單元 CPU551
中央處理單元 CPU551 適用于具有非常高的計算要求的開環和閉環控制任務。CPU 根據可調的掃描間隔可以確保實現嚴格的循環處理。
I/O 模塊 SM 500
SM500 I/O 模塊可以為連接數字和模擬 I/O提供豐富的選件。此外，還可以連接增量位置編碼器和值編碼器。
CP50M1、CP51M1通訊模塊
CP50M0 和 CP51M1 通訊模塊可以為試運行、過程控制和 HMI 提供高性能的通訊。它們可以處理 MPI、PROFIBUS DP 協議，以及使用 TCP/IP 和/或 UDP 協議的以太網。
全局數據存儲器 GDM
通過全局數據存儲器（GDM），一系列帶有 CP52x0 的機架可以相互通訊，能夠擴展出幾乎無限的計算能力。通過光纜和共享存儲器多有 44 個機架可以互聯。除了機架間的通訊，GDM 還可以實現同步（掃描時間、時鐘時間）和報警功能。更新時間設置為 < 1 ms。
框架連接模塊 CP53M0
CP53M0 框架連接模塊可以提供以下功能：
把 SIMATIC TDC 系統耦合到 SIMADYN
D 系統把 SIMATIC TDC 系統耦合到另外兩個 SIMATIC TDC 機架上
用于 CPU 模塊與機架間數據交換通訊緩沖器
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