西門子變頻器工程應用與故障處理實例 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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周誌敏，紀愛華 等 著

圖書標籤:

• 西門子變頻器
• 變頻器應用
• 變頻器故障
• 電氣工程
• 工業控製
• 自動化
• PLC
• 驅動技術
• 維修實例
• 電力電子

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111422822

版次：1

商品编码：11265557

品牌：机工出版

包装：平装

开本：16开

出版时间：2013-06-01

用纸：胶版纸

页数：192

內容簡介

　　《西門子變頻器工程應用與故障處理實例》結閤西門子變頻器在我國的應用現狀，在簡要介紹瞭變頻器基礎知識及西門子變頻器應用知識的基礎上，係統地講述瞭西門子變頻調速係統工程設計、變頻調速係統電磁兼容性工程設計、變頻調速係統參數設置與調試、西門子變頻調速係統工程應用實例、西門子變頻器故障信息及故障處理實例等內容。《西門子變頻器工程應用與故障處理實例》題材新穎實用，內容豐富，深入淺齣，文字通俗，具有很高的實用價值。
　　《西門子變頻器工程應用與故障處理實例》可供電氣傳動、自動控製、電氣自動化及傢電等領域從事變頻調速技術研究開發、設計、應用和維修的工程技術人員，高等學院、職業技術學院的電氣傳動、工業自動化等專業的師生閱讀參考。

目錄

前言
第1章 概述
1.1 變頻器的基礎知識
1.1.1 變頻器的基本原理與一般分類
1.1.2 變頻器的結構
1.1.3 變頻器的控製方式及分類
1.1.4 PWM方式
1.2 西門子變頻器簡介
1.2.1 西門子變頻器的分類
1.2.2 西門子變頻器的特性
1.2.3 西門子變頻器的特點及應用領域

第2章 變頻調速係統工程設計
2.1 變頻器的選擇
2.1.1 變頻器的選型
2.1.2 變頻器功率的選取
2.2 變頻器選用件的特點和應用
2.2.1 變頻調速係統的製動選件
2.2.2 電抗器和濾波器選件

第3章 變頻調速係統電磁兼容性工程設計
3.1 變頻器的電磁兼容性
3.1.1 變頻器電磁兼容性的分析
3.1.2 變頻調速係統電磁兼容性設計規則
3.2 變頻器諧波的産生及抑製對策
3.2.1 變頻器諧波的産生和危害
3.2.2 諧波乾擾的抑製對策
3.3 變頻係統的電磁乾擾及抑製措施
3.3.1 變頻係統的電磁乾擾源及傳播途徑
3.3.2 變頻調速係統中的抗電磁乾擾措施
3.3.3 變頻調速係統中的共模噪聲及抑製
3.3.4 變頻器周邊控製迴路的抗乾擾措施
3.3.5 變頻器軟件抗乾擾

第4章 變頻調速係統的參數設置與調試
4.1 變頻器的參數設置
4.1.1 變頻器的參數
4.1.2 變頻器的頻率給定
4.1.3 變頻器壓頻比的正確設置
4.1.4 變頻器起停與加減速過程
4.1.5 變頻器多功能端子的應用
4.1.6 變頻器轉矩的提升功能
4.1.7 變頻器的直流製動功能
4.1.8 西門子變頻器的參數設置實例
4.2 變頻調速係統的調試
4.2.1 變頻調速係統的調試條件
4.2.2 變頻器的操作
4.2.3 變頻器的調試

第5章 西門子變頻調速係統工程的應用實例
實例1 SIMOVERTMV中壓變頻器在鼓風機上的應用
實例2 ECO變頻器在疏水泵上的應用
實例3 MM440變頻器在給水泵上的應用
實例4 MASTERDRIVE6SE變頻器在起重機上的應用
實例5 ER440變頻器在聯動生産綫上的應用
實例6 S7-PLC基於PROFIBUS-DP 與Master係列變頻器通信
實例7 S7-300/400基於PROFIBUS-DP與6SE70係列變頻器通信
實例8 MMV係列變頻器的遠程控製及數據通信
實例9 ECO係列變頻器的遠程監控機數據通信

第6章 西門子變頻器故障信息及故障處理實例
6.1 西門子變頻器的故障信息
6.2 西門子變頻器的故障檢修實例
參考文獻

前言/序言

《工業自動化控製係統集成實戰》 內容簡介： 本書旨在為讀者提供一套全麵、係統且高度實踐化的工業自動化控製係統集成指南。它深入剖析瞭現代工業自動化控製係統的設計、實施、調試與維護全過程，特彆側重於如何將各種獨立的自動化設備與儀錶，如PLC、HMI、變頻器、伺服係統、傳感器、執行器等，有機地整閤為一個高效、穩定、智能的整體解決方案。本書強調理論與實踐相結閤，通過大量真實項目案例的分析與解構，幫助讀者掌握解決實際工程問題的能力，提升在工業自動化領域的專業技能。 第一部分：工業自動化控製係統基礎理論與架構 本部分將為讀者打下堅實的理論基礎，係統介紹工業自動化控製係統的基本概念、發展曆程、核心技術以及典型架構。 1.1 工業自動化的演進與趨勢： 從最初的繼電器控製，到PLC的普及，再到如今的 DCS、SCADA、MES、IoT 等技術的融閤，我們將梳理工業自動化控製係統的發展脈絡，並展望其未來的發展趨勢，如智能化、網絡化、柔性化生産等。重點介紹工業4.0、工業互聯網等概念對控製係統集成提齣的新要求。 1.2 核心控製元件詳解： 1.2.1 可編程邏輯控製器（PLC）： 詳細介紹PLC的硬件構成（CPU、I/O模塊、電源、通訊模塊）、軟件編程（梯形圖、指令錶、結構化文本、功能塊圖）、指令係統、掃描周期、中斷等核心概念。重點講解不同品牌PLC（如西門子、羅剋韋爾、三菱、歐姆龍等）的選型要點、編程風格差異以及在不同應用場景下的適用性。 1.2.2 人機界麵（HMI）： 深入探討HMI在人機交互中的作用，包括屏幕設計原則、圖形元素的使用、變量的綁定、報警管理、趨勢圖的繪製、數據記錄與報錶生成等。分析不同HMI軟件（如西門子WinCC、Pro-face GP-Pro EX、Allen-Bradley FactoryTalk View等）的功能特點和集成方法。 1.2.3 變頻器（VFD）： 重點介紹變頻器的基本原理、主要參數設置（如頻率、電壓、轉矩補償、PID控製參數等）、多種控製方式（V/f控製、矢量控製、轉矩控製）的適用性。分析變頻器在電機驅動中的節能效果和性能提升。 1.2.4 伺服係統： 闡述伺服係統的組成（伺服驅動器、伺服電機、編碼器）、工作原理、與變頻器的區彆，以及在精密運動控製中的應用。介紹伺服係統的選型、參數設置和編程指令。 1.2.5 傳感器與執行器： 涵蓋各類常用工業傳感器（如溫度、壓力、流量、液位、位置、光電、接近、編碼器等）的工作原理、選型原則、接綫方式及信號類型（模擬量、開關量）。介紹常用執行器（如電磁閥、氣缸、液壓缸、電機、繼電器等）的選型、驅動方式及在控製係統中的作用。 1.3 工業通信網絡： 係統介紹各種主流的工業通信協議，包括串行通信（RS-232, RS-485）、現場總綫（Profibus, Profinet, Modbus, DeviceNet, CC-Link等）以及以太網通信（Ethernet/IP, TCP/IP, EtherCAT等）。重點講解各協議的特點、拓撲結構、通信速率、通信方式以及在不同自動化係統集成中的應用場景。強調網絡規劃、布綫規範和故障排除的重要性。 1.4 控製係統架構模型： 介紹典型的控製係統架構，如金字塔模型（現場層、控製層、管理層）以及ISA-95標準模型。分析不同層級之間的信息流轉和功能劃分，幫助讀者理解整體係統的構成和相互關係。 第二部分：工業自動化控製係統集成設計與實施 本部分將聚焦於實際工程項目中的係統集成過程，從需求分析到方案設計，再到硬件選型、軟件開發和現場實施。 2.1 項目需求分析與方案設計： 2.1.1 需求調研與技術規格書編製： 學習如何通過與客戶溝通，深入瞭解工藝流程、生産目標、性能要求、安全規範等，並將其轉化為詳細的技術規格書，為後續的設計提供依據。 2.1.2 係統架構設計： 根據項目需求，設計閤理的控製係統架構，包括PLC選型、網絡拓撲、HMI界麵布局、各設備之間的接口定義等。考慮係統的可擴展性、可靠性和維護性。 2.1.3 硬件選型與配置： 基於技術規格書，精確選型PLC、HMI、傳感器、執行器、變頻器、伺服係統、通信模塊等。重點講解如何根據信號類型、數量、精度、環境要求、通信協議等因素進行綜閤考慮。 2.1.4 軟件方案設計： 規劃PLC程序結構、HMI畫麵設計、報警管理邏輯、數據采集與存儲策略、通信驅動配置等。 2.2 PLC程序開發與調試： 2.2.1 程序結構設計與模塊化編程： 強調程序的可讀性、可維護性和復用性，介紹程序塊（OB, FB, FC, DB）的使用，以及如何進行功能劃分和模塊化開發。 2.2.2 常用編程指令與邏輯實現： 深入講解各種邏輯指令（AND, OR, NOT）、定時器、計數器、比較指令、數學指令、數據處理指令等，以及如何運用它們實現復雜的控製邏輯，例如順序控製、聯鎖控製、PID控製等。 2.2.3 異常處理與安全機製： 設計程序中的錯誤檢測、報警處理、緊急停機邏輯，確保係統的安全穩定運行。 2.2.4 仿真與離綫調試： 介紹如何利用PLC仿真軟件進行程序邏輯的離綫驗證，減少現場調試的風險和時間。 2.3 HMI畫麵開發與交互設計： 2.3.1 HMI畫麵布局與導航設計： 遵循人機工程學原則，設計直觀易懂的HMI畫麵，提供清晰的操作引導和信息反饋。 2.3.2 變量綁定與數據聯動： 將PLC中的數據變量與HMI中的顯示元素、控製元件進行有效綁定，實現數據的實時顯示和遠程控製。 2.3.3 報警係統設計與管理： 配置報警觸發條件、報警級彆、報警顯示方式、報警曆史記錄等，確保操作人員及時瞭解設備狀態和異常信息。 2.3.4 趨勢圖與數據記錄： 利用HMI的趨勢圖功能實時監控關鍵工藝參數的變化，並配置數據記錄功能，為生産優化和故障分析提供依據。 2.4 現場集成與調試： 2.4.1 設備安裝與布綫： 講解設備安裝的規範要求、綫纜的選擇與敷設、接地與屏蔽措施，確保電氣連接的可靠性和抗乾擾能力。 2.4.2 通信網絡配置與測試： 配置PLC、HMI、變頻器等設備在工業網絡上的IP地址、站地址、通信參數，並進行通信聯通性測試。 2.4.3 參數配置與校準： 對變頻器、伺服係統、傳感器等設備進行關鍵參數的設置與調整，以及對測量儀錶進行校準，保證設備的正常工作。 2.4.4 係統聯調與功能驗證： 逐項驗證控製邏輯、HMI功能、報警處理、通信功能等，確保整個係統按照設計要求協同工作。 2.4.5 性能優化與穩定性測試： 在現場對係統進行長時間運行測試，觀察係統穩定性，並根據實際運行情況進行參數優化。 第三部分：工業自動化控製係統維護與故障處理 本部分將側重於在係統投入運行後，如何進行日常維護、預防性維護，以及如何快速有效地診斷和解決各種係統故障。 3.1 係統維護策略與計劃： 3.1.1 日常檢查與巡檢： 建立完善的設備日常檢查錶，包括電氣連接、設備外觀、指示燈狀態、運行聲音等。 3.1.2 預防性維護： 講解定期清潔、潤滑、緊固、更換易損件等措施，以降低故障發生的概率。 3.1.3 軟件備份與更新： 強調對PLC程序、HMI畫麵、設備參數進行定期備份，並製定閤理的軟件更新策略。 3.2 常見故障現象與診斷方法： 3.2.1 PLC係統故障： 涵蓋CPU故障、I/O模塊故障、電源模塊故障、通信故障等，介紹故障指示燈的含義、診斷工具的使用（如PLC監控軟件、診斷寄存器）以及相應的處理方法。 3.2.2 HMI係統故障： 包括觸摸屏失靈、畫麵顯示異常、數據刷新延遲、通信中斷等，講解如何通過檢查HMI設置、通信連接、變量綁定等進行排查。 3.2.3 變頻器故障： 詳細分析過載、過壓、欠壓、過流、過溫、通信異常等常見變頻器故障代碼的含義，以及如何通過參數設置、負載檢查、電機檢查等手段進行診斷。 3.2.4 伺服係統故障： 講解編碼器故障、過載、過溫、通信異常、指令執行錯誤等伺服故障的診斷與排除。 3.2.5 傳感器與執行器故障： 針對不同類型的傳感器和執行器，講解其常見的故障現象（如信號不準、無信號、動作異常等）以及簡單的測量判斷方法。 3.2.6 通信網絡故障： 介紹通信中斷、數據錯誤、通訊速率不匹配等網絡故障的診斷，包括檢查綫纜、接口、通信參數、網絡負載等。 3.3 故障案例分析與實戰指導： 本書將精選一係列典型的工業自動化控製係統故障案例，涵蓋不同行業和應用場景。通過對這些案例的深入剖析，讀者將學習到： 故障發生的根本原因分析： 追溯故障的源頭，不僅僅是解決錶麵現象。 係統化的故障排除流程： 遵循邏輯性的診斷步驟，避免盲目操作。 高效的故障診斷工具與技巧： 熟練運用萬用錶、示波器、通信分析儀、PLC編程軟件的在綫監視等工具。 關鍵部件的替換與維修： 掌握常見備件的選型與更換方法。 故障預防與改進措施： 從故障中學習，總結經驗，提齣改進建議，避免類似故障再次發生。 3.4 係統升級與改造： 在係統運行一段時間後，可能麵臨功能擴展、性能提升或技術更新的需求。本部分將介紹係統升級改造的流程，包括需求分析、方案設計、兼容性評估、舊係統遷移、新係統集成以及上綫後的測試與驗證。 第四部分：進階應用與智能化拓展 本部分將帶領讀者探索工業自動化控製係統的更高級應用，以及如何結閤新興技術實現係統的智能化升級。 4.1 PID控製算法的深入應用與優化： 除瞭基本的PID參數整定，本部分還將介紹高級PID控製策略，如自適應PID、模糊PID、串級PID等，以及它們在復雜工藝控製中的應用。 4.2 運動控製係統集成： 深入講解多軸聯動、插補運動、電子齒輪、凸輪等高級運動控製功能，以及如何與PLC、伺服係統協同工作，實現復雜機械設備的精確運動控製。 4.3 狀態監測與預測性維護（PdM）： 介紹如何利用傳感器數據、運行日誌等信息，構建設備狀態監測係統，實現對設備早期故障的預警，為預測性維護提供數據支持。 4.4 工業物聯網（IIoT）與雲平颱集成： 探討如何將自動化控製係統接入工業物聯網，實現設備數據的雲端采集、存儲、分析和可視化，以及遠程監控與診斷。 4.5 機器學習與人工智能在自動化中的應用： 初步介紹機器學習、深度學習等AI技術在工業自動化中的應用潛力，如智能故障診斷、生産過程優化、質量檢測等。 附錄 常用工業通信協議對照錶 常見傳感器信號類型及接口定義 PLC常用指令速查錶 變頻器常用參數說明 工業安全操作規程 目標讀者： 本書適閤從事工業自動化控製係統設計、集成、調試、維護的工程師、技術人員，以及相關專業的在校學生和愛好者。讀者最好具備一定的電氣、自動化基礎知識。 通過學習本書，讀者將能夠獨立完成中小型工業自動化項目的集成任務，有效處理各類係統故障，並為進一步嚮更高級的自動化和智能化方嚮發展打下堅實基礎。

评分☆☆☆☆☆

這本書的標題讓我對接下來的內容充滿瞭期待。作為一名在自動化領域摸爬滾打多年的工程師，我深知變頻器在現代工業生産中的核心地位，尤其是西門子這個品牌，其産品的穩定性和先進性更是業內有目共睹。我原本以為，這本書會詳細介紹西門子變頻器在各種典型工業場景下的實際應用案例，比如在起重、輸送、風機、水泵等不同行業的應用細節，分析不同型號變頻器在不同負載特性下的選型考量，以及如何通過參數設置優化節能效果，提升生産效率。我甚至設想書中會包含一些針對特定應用的定製化解決方案，例如如何在高動態響應要求的場閤下實現精準的位置控製，或者如何在復雜電磁乾擾環境下保證變頻器穩定運行的策略。再者，對於一些常見的控製模式，如V/f控製、矢量控製、轉矩控製等，我也期待能看到深入的原理剖析和在實際應用中的具體配置指南，特彆是關於如何根據負載類型和工藝要求選擇最閤適的控製模式。

评分☆☆☆☆☆

我之前接觸過幾本關於變頻器應用的圖書，但都側重於理論講解，實際案例的分享相對較少，而我作為一綫工程師，更渴望的是那些能夠直接指導實踐的經驗。我原以為這本書最大的亮點在於其“工程應用”和“故障處理”這兩個關鍵詞，這意味著它應該會像一本寶典一樣，詳細列舉各種西門子變頻器在實際工程項目中可能遇到的問題，並提供清晰、可操作的故障診斷和排除步驟。我設想書中會包含各種報警代碼的詳細解釋，以及每種報警可能對應的硬件或軟件原因，並且會給齣相應的維修指導，甚至是一些經驗性的“土辦法”，能夠快速解決現場的燃眉之急。我尤其期待書中能分享一些“疑難雜癥”的案例，比如那些難以復現、診斷周期長的故障，以及作者是如何憑藉豐富的經驗和專業的工具最終找到問題的根源並予以解決的。這種貼近實戰的分享，對於提升現場工程師的故障排除能力至關重要。

评分☆☆☆☆☆

這本書的標題讓我聯想到那些能夠提升我工作效率和解決實際問題的實用工具書。作為一名長期從事設備維護和調試的工程師，我深知變頻器在使用過程中難免會齣現各種各樣的問題，從簡單的參數設置錯誤到復雜的硬件損壞，都需要工程師具備紮實的理論知識和豐富的實踐經驗纔能有效應對。我原以為這本書會為我提供一個係統的故障診斷框架，通過逐步排除法，幫助我快速定位問題的根源。我設想書中會包含大量的圖錶和流程圖，直觀地展示故障排除的步驟，並提供一些常用的檢測方法和工具的使用技巧。例如，在遇到電機過載報警時，這本書是否會指導我如何檢查電機本身、傳動係統以及負載情況？在遇到通訊故障時，又該如何排查綫路、通訊模塊或者PLC端的設置？這些都是我非常關心的問題，也是這本書最能體現其價值的地方。

评分☆☆☆☆☆

當拿到這本書時，我的第一反應是它或許會提供一些關於西門子變頻器最新技術發展趨勢的洞察。我一直對西門子在工業自動化領域的前沿技術保持著高度關注，包括其在伺服驅動、PLC集成、以及工業物聯網（IIoT）方麵的最新進展。我設想這本書會探討如何將西門子變頻器與更高級彆的自動化係統進行無縫集成，例如通過EtherNet/IP、PROFINET等工業以太網協議實現高效的數據交換和遠程監控。我也期待書中能夠觸及一些關於變頻器在節能診斷、預測性維護方麵的應用，比如如何通過分析變頻器的運行數據來預測潛在的故障，從而提前進行維護，避免 unplanned downtime。此外，對於一些新興的應用領域，如新能源汽車製造、智能倉儲等，我希望能看到西門子變頻器在這些領域的創新應用和解決方案，從而為我的工作帶來新的思路和啓發。

评分☆☆☆☆☆

在我眼中，一本好的技術書籍不僅僅是知識的堆砌，更應該是一種經驗的傳承和智慧的啓迪。我之所以對《西門子變頻器工程應用與故障處理實例》抱有濃厚興趣，是因為我渴望從中學習到一些“秘籍”——那些不是在書本上能輕易找到的，而是通過無數次實踐總結齣來的寶貴經驗。我設想書中會有一些深入剖析變頻器內部工作原理的章節，解釋那些看似復雜的技術參數背後的邏輯，以及它們如何影響變頻器的性能。我也期待能夠瞭解到一些在特殊工況下，例如高溫、潮濕、多粉塵等惡劣環境下，如何對西門子變頻器進行有效防護和維護的策略。更重要的是，我希望書中能分享一些關於如何提高變頻器使用壽命、降低能耗以及優化電氣設計的實用建議，這些都能直接轉化為我工作中的效益和成果。

评分☆☆☆☆☆

西门子变频器（图1）

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很实用的一本书，不错！

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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超规模的发展，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完美结合。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,以及西门子变频器最为成功的一个系列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超越了富士变频器成为中国市场的第一品牌。现在西门子在中国市场上的主要机型就是MM420，MM440.6SE70系列。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。

评分☆☆☆☆☆

电机参数：变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。

评分☆☆☆☆☆

最高运行频率：一般的变频器最大频率到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超额定转速运行，电机的转子是否能承受这样的离心力。

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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。

评分☆☆☆☆☆

最低运行频率：即电机运行的最小转速，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。

评分☆☆☆☆☆

最高运行频率：一般的变频器最大频率到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超额定转速运行，电机的转子是否能承受这样的离心力。