西门子S120变频装置的调试应用

李智仁

摘要：变频器主要应用了变频技术与微电子技术，通过改变外加电压电源频率的方式，从而控制交流电动机电力。变频器主要由整流、滤波、控制单元、驱动单元等不同结构组成，同时变频器还具有过流、过压、过载保护的功能。随着工业自动化程度不断提高，变频器也发挥了至关重要的作用。而西门子作为重要的电器品牌，对整个行业发展至关重要。基于此，本文将主要论述西门子S120变频装置的调试应用。

关键词：西门子;S120变频装置;调试应用

1、西门子S120变频装置的基本原理

1.1PLC技术

PLC技术最早出现于上世纪70年代期，能够实现更加复杂的电路计算以及逻辑运算。PLC控制系统已经成为了当下电力系统自动化的重要原件，其可靠性高、适用性强、界面操作简单，同时PLC控制系统内置一定的数据采集和监控系统，可以达到监控、调节一体化，实现多集群控制，为变频设备的智能化、数据化工作奠定基础。保证了变频装置可以稳定适用。PLC系统内置小型的CPU，能够解决更复杂型的任务。

1.2 S120变频设备

西门子作为众智博远旗下主要经营的品牌，主营业务包括PLC和变频器。西门子作为培养工程师的重要企业，对于我国整体的高精密工业发展至关重要。S120变频设备作为西门子旗下的主要变频设备，S120变频设备内置简单驱动的版本，附有两个接口，两个模拟输入和一个模拟输出，整体采用100HZ的脉冲输入和200KHZ的计数器，为工业生产提供一个更加经济的解决方案，其模块式和开放式的通信方式能够快速处理大量数据，有更加流畅的操作体验。

2、西门子S120变频装置的系统设计

2.1系统组成

西门子作为北京智众智博远下的重要品牌，S120变频设备设备主要由基本的电源模块，整流回馈模块、接口模块、单轴电机模块、双轴电机模块、中心控制单元，外接的操作面板组成。显示整体结构较为紧凑，占地面积较小，能够快速读取数据，实现变频功能。

2.2工艺介绍

S120变频设备的整个模块由变频器为主，导电机轴和发电机组成。电流母线通过一个6脉冲的电桥回路直接生成。适用于接地系统和不接地系统。在整体的电源模块中，可以与制动模块与外加电阻进行配合使用，以满足多种驱动式的发电模式。

2.3控制系统整体构架

控制单元作为西门子s120变频装置的核心设备，控制单元受到上级控制器的调配，实现协调运动、数据交换等基础操作，一般由现场总线来实现。多个单驱动器可以通过电子的方式来进行协调，从而实现共同操作。S120变频设备内置可编程控制器可以满足多种编程需求。在控制器和驱动器之间可以进行周期性的数据交换，通过单元与单元之间的结节点连接，操作人员可直接通过计算机进行配置，解决不同的工艺任务。目前主要针对于供电系统的馈电控制和电机应用的矢量控制。其功能性高，应用广泛，可以实现逻辑运算驱动控制。简单易用，能够清晰地展现各种图形变化，可处理更加复杂的多元线性分析问题。

3、西门子S120变频装置的调试应用

3.1落实PLC的监控

操作人员要明确S120变频装置的使用方式，实现对于电机的识别和参数优化。通过测算电机励磁流量、电机转动惯量，绘制特性曲线，给定变频器特殊的速度运算方式，借助PCL的数据整合和数据处理功能，确保变频速度的精确性和准确性。针对耐用型异步电机应用的矢量控制，针对动态要求苛刻的永磁场同步电机的伺服控制

例如，要PLC控制系统对变频设备的各项数据进行分析集成，并划分为不同维度的信息，直接将异常信息上传到中控室中，保证管理人员可以清晰直观的观察到变频器运行的实时数据，提高工作效率。将控制单元与PLC相联系，实现对电机与变频器的全面监控，确保变频器数据的准确性与实用性。形成闭环监控体系，从而完成整体数据监控与测试分析工作。在计算变频器的负载时，按照额定功率的70%进行计算，在实际工作中可以将变频器的负载率控制在额定功率的50%左右，实现最佳的工作状态。定期进行放电处理，延长变频器的使用寿命。另外，在对西门子S120变频装置的传动系统进行检查时，首先需要对变频装置的外观进行检查，结合装置图对照设备型号与编号，确保外观无机械性損伤。其次，利用兆欧表对传动装置的动力电缆与电机绝缘情况进行检查，断开二者与变频装置的连接，检查绝缘情况是否符合要求。再次，将变频装置的动力电缆与控制电缆进行连接，检查其接线是否正常。最后，使用万用表对变频装置交流进线端相间及对地电阻等数值，一般来说，相间的经验值大于500千欧，对地电阻大于700千欧。通过上述操作对传动系统进行检查与调试，确保传动系统以及变频装置的顺利运行。

3.2系统的开发环境

变频器的工作较为特殊，要设置安全等级设置，实现端到端的连接。保证系统机房中具有防雷设施，将数据中心机房的温度控制在20摄氏度到25摄氏度之间，湿度保持在50%以下，实现对数据中心机房温度、湿度的精准控制。尽量减少周围的电磁反应，在布线过程中竟远离干扰源动线，尽可能的进行垂直铺设。确保变频器和第三方信号设备维持在等电位的状态，降低供模式的电压干扰，完善内部的电磁兼容控制。强化日常的监督管理机制，查看机房的通风情况、保洁工作。定期检查内数据中心机房内部的限制电压、限制电流是否与国家标准保持一致。

3.3建构数据库

变频器在日常工作中会产生大量数据，因此要建立工作数据库，连接到不同的控制单元，整合外界温度，湿度。以太网接口是用于日常的调试和诊断，借助于外接电源实现对于变频器的整体保护，通过搭建数据库。充分利用大数据的特点，用数据管理、数据创新，增强故障预测能力。整合大数据内的信息，避免经验主义带来的错误。以数据意识，解决变频器面对的信息共享问题，避免重复性的信息建设。优化和动能缓冲等众多标准功能，确保了功能可靠性高、应用超好。每个驱动对象均包含大量的输入和输出变量，可通过 BICO自由独立地相互连接。

总结：变频器可以有效节约能源，简化结构装置，管理人员要在满足工业要求的前提下，提高产品的可靠性，借助数据分析，实现标准化、规模化生产，缩小与世界先进水平的差距，满足多元化的市场需求。

参考文献：

[1]王堪宇. 探索西门子S120 变频器原理与技术应用[J]. 中国高新区， 2019， （24）：14.

[2]王鹏.西门子S120 系列变频器常见故障分析及其解决措施[J].山东工业技术，2018（20）：129.

[3]黄智坚.西门子S120 变频器对麦尔兹窑上料小车的保护[J].自动化应用，2018 （05）：46～47.

（南京钢铁有限公司大棒厂，江苏 南京  210035）