西门子变频器以其强大的品牌效应，打破了以前日本品牌变频器在中国市场上的垄断地位，据有关专业市场调研构的统计，西门子的高低压变频器在中国市场上已****。
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西门子变频器在中国市场的使用早是在钢铁行业，
西门子变频器（图1）
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品牌效应在这巨大的中国市场中取得了**规模的发展，西门子在中国变频器市场的成功发展应该说是西门子品牌与技术的**结合。在中国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SIMOVERT A,以及电压源的SIMOVERT P，这些变频器也主要由于设备的引进而一起进入了中国的市场，目前仍有少量的使用，而其后在中国市场大量销售的主要有MICRO MASTER和MIDI MASTER,以及西门子变频器为成功的一个系列SIMOVERT MASTERDRIVE,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成功的ECO变频器，在技术上的失败主要是由于它有太高的故障率，市场上的成功主要是因为它追赶了富士变频器成为中国市场的品牌。现在西门子在中国市场上的主要机型就是MM420，MM440.6SE70系列。
变频器的设定参数多，每个参数均有一定的选择范围，
西门子变频器（图2）
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。
变频器日常使用中出现的一些问题，很多情况下都是因为变频器参数设置不当引起的。西门子变频器可设置的参数有几千个，只有系统地、合适地、准确地设置参数才能充分利用变频器性能。
[1]
变频器控制方式的选择由负荷的力矩特性所决定，电动机的机械负载转矩特性根据下列关系式决定：
p= t n/ 9550
式中：p——电动机功率(kw)
t——转矩(n. m)
n——转速(r/ min)
转矩t与转速n的关系根据负载种类大体可分为3种[2]。
(1)即使速度变化转矩也不大变化的恒转矩负载，此类负载如传送带、起重机、挤压机、压缩机等。
(2)随着转速的降低，转矩按转速的平方减小的负载。此类负载如风机、各种液体泵等。
(3)转速越高，转矩越小的恒功率负载。此类负载如轧机、机床主轴、卷取机等。
变频器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有线性v/f控制、抛物线特性v/f控制。将变频器参数p1300设为0，变频器工作于线性
v/f控制方式，将使调速时的磁通与励磁电流基本不变。适用于工作转速不在低频段的一般恒转矩调速对象。
将p1300设为2，变频器工作于抛物线特性v/f控制方式，这种方式适用于风机、水泵类负载。这类负载的轴功率n近似地与转速n的3次方成正比。其转矩m近似地与转速n的平方成正比。对于这种负载，如果变频器的v/f特性是线性关系，则低速时电机的许用转矩远大于负载转矩，从而造成功率因数和效率的严重下降。为了适应这种负载的需要，使电压随着输出频率的减小以平方关系减小，从而减小电机的磁通和励磁电流，使功率因数保持在适当的范围内。
可以进一步通过设置参数使v/f控制曲线适合负载特性。将p1312在0至250之间设置合适的值，具有起动提升功能。将低频时的输出电压相对于线性的v/f曲线作适当的提高以补偿在低频时定子电阻引起的压降导致电机转矩减小的问题。适用于大起动转矩的调速对象。
变频器v/f控制方式驱动电机时，在某些频率段，电机的电流、转速会发生振荡，严重时系统无法运行，甚至在加速过程中出现过电流保护，使得电机不能正常启动，在电机轻载或转矩惯量较小时更为严重。可以根据系统出现振荡的频率点，在v/f曲线上设置跳转点及跳转频带宽度，当电机加速时可以自动跳过这些频率段，保证系统能够正常运行。从p1091至p1094可以设定4个不同的跳转点，设置p1101确定跳转频带宽度。
有些负载在特定的频率下需要电机提供特定的转矩，用可编程的v/f控制对应设置变频器参数即可得到所需控制曲线。设置p1320、p1322、p1324确定可编程的v/f特性频率座标，对应的p1321、p1323、p1325为可编程的v/f 特性电压座标。
参数p1300设置为20，变频器工作于矢量控制。这种控制相对完善，调速范围宽，低速范围起动力矩高，精度高达0.01%，响应很快，高精度调速都采用svpwm矢量控制方式。
参数p1300设置为22，变频器工作于矢量转矩控制。这种控制方式是目前国际上先进的控制方式，其他方式是模拟直流电动机的参数，进行保角变换而进行调节控制的，矢量转矩控制是直接取交流电动机参数进行控制，控制简单，精确度高。
操作人员必须熟悉西门子变频器的基本工作原理、功能特点，
西门子变频器（图3）
具有电工操作常识。在对变频器日常维护之前，必须保证设备总电源全部切断；并且在变频器显示完全消失的3-30分钟（根据变频器的功率）后再进行。应注意检查电网电压，改善变频器、电机及线路的周边环境，定期清除变频器内部灰尘，通过加强设备管理大限度地降低变频器的故障率。
1、冷却风扇
变频器的功率模块是发热严重的器件，其连续工作所产生的热量必须要及时排出，一般风扇的寿命大约为20kh～40kh。按变频器连续运行折算为3～5年就要更换一次风扇，避免因散热不良引发故障。
2、滤波电容
中间电路滤波电容：又称电解电容，该电容的作用：滤除整流后的电压纹波，还在整流与逆变器之间起去耦作用，以消除相互干扰，还为电动机提供必要的无功功率，要承受较大的脉冲电流，所以使用寿命短，因其要在工作中储能，所以必须长期通电，它连续工作产生的热量加上变频器本身产生的热量都会加速其电解液的干涸，直接影响其容量的大小。正常情况下电容的使用寿命为5年。建议每年定期检查电容容量一次，一般其容量减少20%以上应更换。
3、防腐剂的使用
因一些公司的生产特性，各电气mcc室的腐蚀气体浓度过大，致使很多电气设备因腐蚀损坏（包括变频器）。
为了解决以上问题可安装一套空调系统，用正压新鲜风来改善环境条件。为减少腐蚀性气体对电路板上元器件的腐蚀，还可要求变频器生产厂家对线路板进行防腐加工，维修后也要喷涂防腐剂，有效地降低了变频器的故障率，提高了使用效率。
4、给变频器除尘：变频器根据使用环境的不同，应定期检查散热通道、及电路板中有无积累灰尘，一般每半年清理一次，至少也要一年清理一次，以确保变频器散热良好，使其避免因散热不良而引发故障。
在保养的同时要仔细检查变频器，定期送电，带电机工作在2hz 的低频约10分钟，以确保变频器工作正常。
由于西门子变频器在中国市场的一个庞大的销售量，在使用中必然会碰到许多问题，以下就西门子变频器的一些常见故障在这里说明：
西门子变频器应该是进入中国市场较早的一个品牌，
西门子变频器（图4）
所以有些老的产品象MICRO MASTER ,MIDI MASTER仍有大量的用户在使用。对于MICRO MASTER系列变频器常见的故障就是通电无显示，该系列变频器的开关电源采用了一块UC2842芯片作为波形发生器，该芯片的损坏会导致开关电源无法工作，从而也无法正常显示，此外该芯片的工作电源不正常也会使得开关电源无法正常工作。对于MIDI MASTER系列变频器较常见的故障主要有驱动电路的损坏，以及IGBT模块的损坏，MIDI MASTER的驱动电路是由一对对管去驱动IGBT模块的，而这对管也是容易损坏的元器件，损坏原因常由于IGBT模块的损坏，而导致高压大电流窜入驱动回路，导致驱动电路的元器件损坏。
对于6SE70系列变频器，由于质量较好，故障率明显降低，经常会碰到的故障现象有（直流电压低），由于是直接通过电阻降压来取得采样信号，所以故障F008的出现主要是由于采样电阻的损坏而导致的。此外，还会碰到F025、F026、F027关于输入相缺失的报警，故障原因一是由于6SE70系列本身带有输入相检测功能，输入检测电路的损坏会导致输入缺相报警，如排除此故障原因，报警信号还不能消除，那故障很有可能就是CU板的损坏了。此外F011（过电流）故障也是一个常见的故障，电流传感器的损坏是引起此故障的原因之一，此外，在维修中经常会碰到驱动电路和开关电源上的一些贴片的滤波电容的损坏也会引起F011报警，要特别注意由于这种原因而引起的故障报警。
对于ECO的变频器，碰到多的就是电源板的烧坏以及功率模块的损坏，引起的原因也主要是由于强电侧（功率模块）与弱电侧（驱动电路）没有隔离电路，导致强电进入了控制电路，引起驱动电路及开关电源大面积烧坏，此外预充电回路损坏也是常见故障（30KW以上），由于限流回路设计在交流输入侧，只要有三相交流电源任意一路送电时有时序上的**前和滞后，都有可能引起自身一路或其余两路充电时电流过大，而使得限流电阻和切入继电器烧毁。F231故障也是ECO变频器的一种常见故障，引起原因就是因为采样电阻的损坏。
西门子变频器故障分析及处理方法：
一般来说，当遇到西门子变频器故障时，再上电之前首先要用万用表检查一下整流桥和IGBT模块有没有烧，线路板上有没有明显烧损的痕迹。
具体方法是：用万用表（好是用模拟表）的电阻1K档，黑表棒接变频器的直流端(-)较，用红表棒分别测量变频器的三相输入端和三相输出端的电阻，其阻值应该在5K-10K之间，三相阻值要一样，输出端的阻值比输入端略小一些，并且没有充放电现象。然后，反过来将红表棒接变频器的直流端(+)较，黑表棒分别测量变频器三相输入端和三相输出端的电阻，其阻值应该在5K-10K之间，三相阻值要一样，输出端的阻值比输入端略小一些，并且没有充放电现象。否则，说明模块损坏。这时候不能盲目上电，特别是整流桥损坏或线路板上有明显的烧损痕迹的情况下尤其禁止上电，以免造成更大的损失。
如果以上测量西门子变频器故障结果表明模块基本没问题，可以上电观察。
1、上电后面板显示[F231]或[F002](MM3变频器)，这种故障一般有两种可能。常见的是由于电源驱动板有问题，也有少部分是因为主控板造成的，可以先换一块主控板试一试，否则问题肯定在电源驱动板部分了。
2、上电后面板无显示(MM4变频器)，面板下的指示灯[绿灯不亮，黄灯快闪]，这种现象说明整流和开关电源工作基本正常，问题出在开关电源的某一路不正常(整流二极管击穿或开路，可以用万用表测量开关电源的几路整流二极管，很容易发现问题。换一个相应的整流二极管问题就解决了。这种问题一般是二极管的耐压偏低，电源脉动冲击造成的。
3、有时显示[F0022,F0001,A0501]不定(MM4)，敲击机壳或动一动面板和主板时而能正常，一般属于接插件的问题，检查一下各部位接插件。也发现有个别机器是因为线路板上的阻容元件质量问题或焊接不良所致。
4、上电后显示[-----](MM4)，一般是主控板问题。多数情况下换一块主控板问题就解决了，一般是因为外围控制线路有强电干扰造成主控板某些元件（如帖片电容、电阻等）损坏所至，或与主控板散热不好也有一定的关系。但也有个别问题出在电源板上。
5、上电后显示正常，一运行即显示过流。[F0001](MM4)[F002](MM3)即使空载也一样，一般这种现象说明IGBT模块损坏或驱动板有问题，需更换IGBT模块并仔细检查驱动部分后才能再次上电，不然可能因为驱动板的问题造成IGBT模块再次损坏！这种问题的出现，一般是因为变频器多次过载或电源电压波动较大(特别是偏低)使得变频器脉动电流过大主控板CPU来不及反映并采取保护措施所造成的。
总结以上，大的原器件如IGBT功率模块出问题的比例倒是不多，因为一些低端的简单原器件问题和装配问题引发的故障比例较多，如果有图纸和零件，这些问题便不难解决而且费用不高，否则解决这些问题还是不容易的。简单的办法就是换整块的线路板！
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总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、变频器用于变较电动机时，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，在运行中进行较数转换时，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。
国内对ERP、MES等方面的软件需求很旺盛，所以外国相关公司均在国内设有办事处，或与中方合作，而且也陆续推出中文版软件。国内原来搞财软件公司和搞自动化、计算机的公司也扩展了这方面的业务，较**的有用友、金蝶、和利时、浙大中控、太较等公司。
国内在应用方面自1981年沈阳**机床厂从德国引进**套MRPⅡ以来，已有700多家开展管控一体化的应用工作，流程工业中应用较好的有华北制药集团倍达合资公司（日本），它与和利时公司合作，取得了一定的经济效益。钢铁冶炼企业有宝钢、天津大无缝、酒泉钢铁公司、贵溪冶炼厂等企业。炼油石化企业实行管控一体化的企业较多，齐鲁石化公司、福建炼油厂等企业进行CIMS建设较早。由有关年鉴得知，在中石化总公司的组织下，**在镇海炼化股份有限公司、仪征化纤股份有限公司、江苏石油公司、天津石油公司4家进行试点，以后再逐渐全面铺开。这4家公司在总体规划下，采用SAP公司的软件包，实施咨询顾问为埃森哲公司（ACCENTURE），2002年完成了企业ERP的初步设计、详细设计、运行环境准备、系统配置、数据准备和转换、集成测试、用户测试、人员培训等工作，目前运行良好，运行模块列表如附表所示。
结束语
国内应用正处在MES推广阶段，它将对管控一体化产生效益起到推动作用，所以我们应该一如继往的热情支持它，让现代企业能够做到年有目标，季有计划、月有重点、日有调整，让设定、优化、监督、调整、跟踪、记录和绩效考核等项做到顺畅而高效的运转。
管理是科学，管理的实质是“负责某项工作使之顺利进行”，所以现代企业管理也应在计算机这个有力的工具的帮助下，做到“使工作顺利进行”。这是管控一体化的灵魂，我们的任务就是要在结合中国实际的基础上，把这个管控一体化的技术工具用好。随着客观事物的变化，管控一体化技术还要不断改进，才能满足企业和社会的需要。
鉴于信息的重要型，应该对其进行必要的疏理，不然将陷“数据多、信息有、知识少、有用情报生成慢”的泥潭中。管控一体化就是要解决“生产数据如何沉淀为信息、信息如何精炼为情报”的问题。
实施管控一体化，一定要在标准化上下功夫，应密切注意国际上的动向，积极参加标准化活动，如MES方面就有NIIP/SMART（国际工业/信息技术/MES适合的可复制的技术）组织，我们如参加其活动，这就可以为开发流程工业各相关行业的MES模块创造有利的环境。
实施管控一体化是企业行为。“关键是要解决实际问题”，横河公司在ARC白皮书（2003年10月）中说：“对于先进控制（APC）而言，如果不能削减成本提高产量确保效益的话，那么先进控制也就一钱不值了。”对先进控制如此，对管理一体化也是如此。我们搞管理一体化，要切忌“花架子”，不能只满足于“上网”，“视频会议”等等。让这项事业健康的发展，应是我们从业人员的共识。
无论是IT厂商从上至下的深入，将其功能扩展到MES来，还是自动化厂商（尤其是实力雄厚的HMI和SCADA等自动化软件商）从下至上的渗透，增加MES的功能，都显示出企业对管理信息化到车间自动化全集成的强烈需求。那么，在新一轮MES浪潮中，自动化厂商与IT厂商的对局又将如何进行下去？
据美国AMR研究机构的一份报告，2004年**生产执行系统（MES）市场规模已经突破10亿6千万大关，相比2001年增长高达50%。而ARC公司曾统计，如果应用MES，产品质量可以提高19.2%，接近20%，劳动生产率提高13%，产量提高11%，这一结果或许可以作为MES强劲增长的注脚。从**市场来看，MES的标准化进程（ISA-SP95）以及ERP的日渐成熟成为了MES的两股强大驱动力。这一增长数据中，自动化供应商MES销售额3年内增长了75%，而IT厂商（pure-playvendors）的MES销售则增长了114%。无论是IT厂商从上至下的深入，将其功能扩展到MES来，还是自动化厂商（尤其是实力雄厚的HMI和SCADA等自动化软件商）从下至上的渗透，增加MES的功能，都显示出企业对管理信息化到车间自动化全集成的强烈需求。那么，在新一轮MES浪潮中，自动化厂商与IT厂商的对局又将如何进行下去？
对于IT厂商来说，进入MES较大的障碍在于，MES与工业控制和工艺流程特点紧密结合，行业特殊性非常强，商品化（通用化）成熟软件产品很难形成，其研发和实施需要很强的工业自动化基础和工业现场工程经验。而自动化厂商则缺乏对企业管理信息化与数字化的了解和认识，如何做好与ERP、SCM、CRM、PDM等系统的集成，还有待积累。另一方面，很多用户在实施ERP之后，发现还需要MES这样一个中间执行层来更大程度发挥ERP的强大功能，另一些用户则在自动化控制系统运行基础上，需要进一步与管理决策信息系统集成起来，将底层数据信息及时形成决策信息。这样一来，新一轮MES浪潮中，除了继续侧重于不**业进行竞争，自动化厂商与IT厂商的对局将逐渐演变成以收购（acquisition）与合并（consolidation）为主的局势，而原有的专业MES软件开发商和MES系统集成商已经被自动化厂商和IT厂商逼到了一角。实力雄厚的自动化系统供应商（如Siemens，RockwellAutomation）都在采取并购一些卓有成效的MES公司，或与IT成员达成战略联盟，或自行开发MES软件包来抢占MES的市场。例如，Siemens一边收购比利时的CompexIT PlantSolutions公司的MES产品proCX，主要用于制药工业和生物工程，一边又于2005年与SAP公司达成合作协议，宣布在提供制造厂商用集成解决方案方面进行合作。
其他如SAP 收购 Lighthammer，GE FANUC并购MES软件产品的供应商MountainSystems，以及较近Rockwell自动化对Datasweep的收购，均显示了 ERP和自动化这两端的供货商均将未来的重点向MES市场倾斜。2-3年之后，几大成员之间真正的MES对局才会真正拉开序幕。
在一年一度的罗克韦尔自动化全国路演活动暨2010年度罗克韦尔自动化大学活动上，我采访了罗克韦尔自动化**软件总裁RalphCarter先生。罗克韦尔自动化信息解决方案副总裁Bob Honor先生、亚太区信息解决方案总监、中国区行业总监 GregTurner先生，以及罗克韦尔自动化中国区信息解决方案部业务经理杨磊先生共同参与了此次访谈。
记者：各位认为**制造业的发展趋势是什么？罗克韦尔自动化如何帮助中国制造业升级并使之在**市场上更具竞争力？
Ralph Carter：我对**制造业的看法是，在北美和欧洲，现在的重点仍是提高效率以及盈利能力。因为当下制造业市场的发展不是非常迅速，所以制造企业不得不在这方面做更多的投入。但是，在中国、印度，甚至中东等国家，制造业正在迅速复苏，因此这些制造企业的投入更多的是为了发展扩大以及提*。
Bob、Greg和我在本周拜访了一位来自某汽车公司的高级生产经理，他们计划把在中国的工厂数量翻四倍。为了让这些工作能够顺利展开，他们非常需要我们强大的MES解决方案，例如数据采集、调度以及许多其他的技术等。另外，我们还有*特的基于模型的优化技术，可以把一个物理过程的软件模型与自动化平台相结合，因此，无论是在水泥或化工行业中，我们都能够进行流程优化，从而减少可变性，转移目标，并产生巨额的利润。但是，第一步是要拥有一个良好的自动化平台，然后才可以进行优化及MES应用。
Bob Honor：越来越多的中国企业正在努力成为*的制造商，而MES的应用则是制造企业获得**竞争力的关键。因此，MES的应用在**非常热门，而且这种趋势也正在中国不断扩充。例如，罗克韦尔自动化中国区信息解决方案部业务经理杨磊先生较近正在与许多中国良好的制造商们一起忙于MES的应用。
记者：罗克韦尔软件业务部门在整个公司中的重要性体现在哪些方面？
Bob：近几年，过程管理和信息化已被列为罗克韦尔自动化的主要经济增长点，其中信息化占了较大的比例。罗克韦尔自动化在研发和商业上的投资大多数是在这两个领域，而且这两个领域的投资也一直在逐年稳步增长。因此，软件业务是罗克韦尔自动化提高公司整体水平的战略领域。Ralph先生在会议上表示，**的趋势是实现智能、安全和可持续的生产，而所有这些都需要通过信息化解决方案来实现。
Ralph： 软件业务是罗克韦尔自动化公司战略的关键组成部分。我们在世界各地有许多研发中心，包括在中国的大连，我们也成立了研发中心。
