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上海西邑电气技术有限公司成立于1996年。在西门子公司广大同仁和工控领域各界朋友的关怀下埋头发展,一路走来已成西门子合作伙伴中的佼佼者。总部设在上海,办公面积1500多平方米,员工150余人。

    西门子单轴伺服控制卡

    更新时间:2020-09-22   浏览数:17
    所属行业:机械 电工电气 工控系统及装备
    发货地址:上海市金山区  
    产品规格:西门子单轴伺服控制卡
    产品数量:100.00台
    包装说明:全新原装
    单 价:面议
    型号西门子单轴伺服控制卡 颜色白色 尺寸80*80*80 产品别名西门子伺服模块 用途工业 西门子

    西门子单轴伺服控制卡

    1                            概述

     

    对我们现场调试的电气工程师而言,面对一台调试完成的SINAMICS S120电气传动设备,如何判定其运行性能的好坏,往往找不到衡量标准,也就是说设备调转了但运行的性能如何却心里没底。那么,传动系统性能保证值则为大家提供了一个指标性评价依据,同时也提供了必要的测量条件和测量方法,方便大家在工业现场高品质地完成设备调试任务。

     

    2                            适用范围

     

    1. 传动系统性能保证值的描述仅限于SINAMICS S120的矢量控制方式, 工艺对象为三相交流异步电动机;

    2. 普遍适合输出较大轴功率的工业场合,比如轧机、提升机、钻机、试验台以及类似工况的生产线;

    3. 不同的工业场合或对生产线上产品质量的要求不同,各工业领域对驱动设备的静态性能和动态性能的要求也有所差异,比如乘用人员的矿井提升机讲究人员乘用的舒适性,则对传动系统的静态性能要求较高;冶金行业中的热轧咬钢工艺中则对动态性能即速度的响应时间的要求较高;相比之下,石油钻机行业中对传动设备的静态和动态性能指标要求较低。

     

    3                            性能保证值

                                                                                  下面以性能要求较高的冷轧轧机为范本提出在测量条件、测量方法和条件下的保证值指标,并且提供相应的现场记录波形加以辅助说明。其他工业领域的传动系统性能保证值可以按行业特点适当降低标准。  性能保证值目录:

    稳态速度精度

    速度阶跃响应时间及超调量

    调速范围

    恒速力矩电流控制精度

    加速力矩电流控制精度

    力矩电流阶跃响应

    3.1                      稳态速度精度

    Static Speed accuracy for the uncoupled drive


     

     

     

    空轴

       

    保证值目录

       

    保证值说明

       

    测量条件、方法和条件

       



     

     

    稳态速度精度

    Static speed accuracy

       

    电机空载不带编码器情况下,精度偏差<0.1*fslip  No load, without    encoder: <0.1*fslip

    电机空载带编码器情况下,精度偏差≤±0.05%。No load,    with encoder: ≤±0.05%

       

    1对应的速度为电机额定速度。of the rated speed value

    2电机运行正常且速度稳定。steady speed and normal running

    3 采集周期大于1秒并且电机少转两圈。long term accuracy (over more than 1 second    and at least 2 motor revolutions)

    4 fslip为电机转差率。fslip    means motor slip

       


     

     


       空轴稳态速度精度小于±0.05%   Speed accuracy value less than  ±0.05%  for the uncoupled drive

    3.2                     速度阶跃响应时间及超调量  

    Speed step response


                    空   轴

       

    保证值目录

       

    保证值说明

       

    测量条件、方法和条件

       



    速度阶跃响应时间及超调量Speed    step response

     


     

     

       

    电机空载且不带编码器情况下,响应时间≤100ms,超调<5%。

    No load, without encoder: response time ≤100ms

    overshoot <5%

     

    电机空载且带编码器情况下,响应时间≤60ms,超调<5%.

    No load, without encoder: response time ≤60ms

    overshoot <5%

     西门子单轴伺服控制卡

       

    1 不能出现力矩限幅Torque not reach limits.

    2 响应时间定义为次达到设定值的时间Response time is defined as time up to    the reaching of the new setpoint for the first time.

    3 超调是对应实际速度次上升。Overshoot    is defined as the first rising of the act speed.

    4 选择在额定速度的50%时转动,速度阶跃值大概是速度参考值的2%。Motor running at 50% of the    rated speed. Step value is 2% of the reference value.

    5 速度阶跃时对应的电流值曲线也要记录下来,同时要保证响应曲线时,电流不能达到限幅。The current curve  should be also recorded during speed    response test, and must be sure that current will not reach limits in the    test.

       


     

     

     空轴速度阶跃响应时间小于60ms  Speed response time is less than 60ms for the uncoupled drive

     

     

     

     


                              联  轴

       

    保证值目录

       

    保证值说明

       

    测量条件、方法和条件

       



    速度阶跃响应时间及超调量Speed    step response

     


     

     

       

    电机带机械连接轴但无编码器的情况下,响应时间≤150ms,超调<5%。

    Mechanical shaft connected, without encoder: response time ≤150ms

    overshoot <5%

     

    电机带机械连接轴情况下,响应时间≤100ms,超调<5%。

    Mechanical shaft connected, with encoder: response time ≤100ms

    overshoot <5%

     

       

    1不能出现力矩限幅Torque    not reach limits.

    2 响应时间定义为次达到设定值的时间Response    time is defined as time up to the reaching of the new setpoint for the first    time.

    3 超调是对应实际速度次上升。Overshoot    is defined as the first rising of the act speed.

    4 保证值的大小取决于机械系统。Performance    value depends on mechanical system.

    5 选择在额定速度的50%转动,速度阶跃值大概是速度参考值的2%。Motor running at 50% of the    rated speed. Step value is 2% of the reference value.

    6 速度阶跃时对应的电流值曲线也要记录下来,同时要保证阶跃响应时,电流不能达到限幅。如果电流达到限幅了,将阶跃值改小一点后,重新记录曲线。The current curve should be also recorded    during speed response test, and must be sure that current will not reach    limit in the test. If current reaches limit, use a less step value and    record the curve again.

       


     

    对应波形图省略

     

     


       



    力矩电流阶跃响应Torque    and current response


       

    电机空载情况下,

    ≤10ms

    No load: ≤10ms

     

       

    1 力矩电流阶跃量为参考电流参考值的5%。The step value is 5% of the    reference current.

    2 响应时间定义为次达到设定值的时间。Response    time is defined as time up to the reaching of the new set point for the    first time.

    3在额定速度的50%转动,并且速度控制器增益减到小的情况下,进行力矩电流阶跃响应。Running    at 50% rated speed, conduct torque and current step response when the speed    controller’s gain is reduced to the min. value.

     西门子工控机电源厂商去年对他们的电源模块做了升级,但随后在某现场出现了一系列的故障,工控机的电源连续损坏,因此,我们紧急赴现场进行了检测。

            我们在现场了解到,IPC的电源损坏的部件是其内部前端的保险管,由于该保险管被烧坏,导致电源模块无法正常供电(图1)。


    图1 现场的工控机


            我们在现场做了一系列的检查,发现为工控机集中供电的总回路上的保险也曾经被烧坏过(图2)。



    图2 工控机总回路上的保险


            这就意味着,现场可能出现过大电流。而且我们了解到,现场经常是头一天晚上下班后,工人将现场主回路直接断电,此时,工控机均处于开机状态。而第二天早上,工人直接将主回路的电源合闸后,工控机直接上电,但此时就发现有的工控机不能工作了,再检查时就发现是工控机的电源烧坏。

            除此之外,该设备的每个控制柜旁边都装有一个空调,该空调在启动瞬间也会产生一定的高压脉冲干扰。同时,该空调本身还有一个控制开关,该开关在开闭过程中,也会产生高压脉冲干扰(图3)。  

    图3 空调回路带来的干扰


            经过换算,在空开闭合瞬间的高频干扰电压幅值为4000V左右,而压缩机启动瞬间幅值的干扰信号幅值大概为1500V左右。

            至此,我们大致得出结论,应该是现场出现过较大的冲击电流,导致设备电源损坏。

            之后,我们又进行了大量的测试,主要是针对现场的情况进行检测,以及对电源防护措施进行了一系列的对比测试,这里就不再详细叙述了。当然,我们也针对电源模块本身的内部设计是否存在隐患,与电源厂家进行了沟通。厂家经过检测,判断现场出现大电流导致设备损坏的可能性比较大。

            根据上述情况,我们在现场提出了一些建议:

    1.       现场加强设备上电、断电的规范管理,要求现场为控制柜供电的总电源不得带负载上电、断电。

    2.       修改工控机的BIOS,将“状态保持模式”参数项修改为“DISABLE”,即上电后,不能直接开机,而是通过IPC前部的开关按钮进行开机操作。

    3.       在IPC的电源前增加浪涌等保护设备,保证供电电源质量。

            之后,经过一段时间的观察,现场没有再出现过电源烧坏的情况。这个Case拿出来跟大家分享,一方面是提醒我们的工控机用户在使用西门子IPC的过程中需要注意的一些问题,另外也是提醒广大的工程师,注意工业现场的用电规范,否则有可能导致我们的设备出现一些意想不到的情况。


    西门子单轴伺服控制卡



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