6ES7215-1HF40-0XB0技术参数

6ES7215-1HF40-0XB0技术参数

变频器常见的故障现象和分析处理实例：

过流是变频器为的现象。

1.1现象

（1）重新启动时，一升速就跳闸。这是过电流十分严重的现象。主要原因有：负载短路，机械部位有卡住；逆变模块损坏；电动机的转矩过小等现象引起。

（2）上电就跳，这种现象一般不能复位，主要原因有：模块坏、驱动电路坏、电流检测电路坏。重新启动时并不立即跳闸而是在加速时，主要原因有：加速时间设置太短、电流上限设置太小、转矩补偿（V/F）设定较高。

1.2实例

（1）一台LG-IS3-43.7kW变频器一启动就跳“OC”

分析与：打开机盖没有发现任何烧坏的迹象，在线测量IGBT（7MBR25NF-120）基本判断没有问题，为进一步判断问题，把IGBT拆下后测量7个单元的大功率晶体管开通与关闭都很好。在测量上半桥的驱动电路时发现有一路与其他两路有明显区别，经仔细检查发现一只光耦A3120输出脚与电源负极短路，更换后三路基本一样。模块装上上电运行一切良好。

（2）一台BELTRO-VERT2.2kW变频通电就跳“OC”且不能复位。

分析与：首先检查逆变模块没有发现问题。其次检查驱动电路也没有异常现象，估计问题不在这一块，可能出在过流处理这一部位，将其电路传感器拆掉后上电，显示一切正常，故认为传感器已坏，找一新品换上后带负载实验一切正常。

二、过压（OU）

过电压一般是出现在停机的时候，其主要原因是减速时间太短或制动电阻及制动单元有问题。

（1）实例

一台台安N2系列3.7kW变频器在停机时跳“OU”。

分析与：在修这台机器之前，首先要搞清楚“OU”的原因何在，这是因为变频器在减速时，电动机转子绕组切割磁场的速度加快，转子的电动势和电流增大，使电机处于发电状态，回馈的能量通过逆变环节中与大功率开关管并联二极管流向直流环节，使直流母线电压升高所致，所以我们应该着重检查制动回路，测量放电电阻没有问题，在测量制动管（ET191）时发现已击穿，更换后上电运行，且快速停车都没有问题。

三、欠压（Uu）

欠压也是我们在使用中经常碰到的问题。主要是因为主回路电压太低（220V系列低于200V，380V系列低于400V），主要原因：整流桥某一路损坏或可控硅三路中有工作不正常的都有可能欠压故障的出现，其次主回路器损坏，直流母线电压损耗在充电电阻上面有可能欠压。还有就是电压检测电路发生故障而出现欠压问题。

3.1举例

（1）一台CT18.5kW变频器上电跳“Uu”

分析与：经检查这台变频器的整流桥充电电阻都是好的，但是上电后没有听到器，因为这台变频器的充电回路不是利用可控硅而是靠器的吸合来完成充电的，因此认为故障可能出在器或控制回路以及电源部分，拆掉器单独加24V直流电器工作正常。继而检查24V直流电源，经仔细检查该电压是经过LM7824稳压管稳压后输出的，测量该稳压管已损坏，找一新品更换后上电工作正常。

（2）一台DANFOSSVLT5004变频器，上电显示正常，但是加负载后跳“DCLINKUNDERVOLT”（直流回路电压低）。

分析与：这台变频器从现象上看比较特别，但是你如果仔细分析一下问题也就不是那么复杂，该变频器同样也是通过充电回路，器来完成充电的，上电时没有发现任何异常现象，估计是加负载时直流回路的电压下降所引起，而直流回路的电压又是通过整流桥全波整流，然后由电容平波后提供的，所以应着重检查整流桥，经测量发现该整流桥有一路桥臂开路，更换新品后问题解决。

四、过热（OH）。

过热也是一种比较常见的故障，主要原因：周围温度过高，风机堵转，温度传感器性能不良，马达过热。

举例：一台ABBACS50022kW变频器客户反映在运行半小时左右跳“OH”。

分析与：因为是在运行一段时间后才有故障，所以温度传感器坏的可能性不大，可能变频器的温度确实太高，通电后发现风机转动，防护罩里面堵满了很多棉絮（因该变频器是用在纺织行业），经打扫后开机风机运行良好，运行数小时后没有再跳此故障。

五、输出不平衡

输出不平衡一般为马达抖动，转速不稳，主要原因：模块坏，驱动电路坏，电抗器坏等。

5.1举例

一台富士G9S11KW变频器，输出电压相差100V左右。分析与：打开机器初步在线检查逆变模块（6MBI50N-120）没发现问题，测量6路驱动电路也没发现故障，将其模块拆下测量发现有一路上桥大功率晶体管不能正常导通和关闭，该模块已经损坏，经确认驱动电路*后更换新品后一切正常。

六、过载

过载也是变频器跳动比较的故障之一，平时看到过载现象我们其实首先应该分析一下到底是马达过载还是变频器自身过载，一般来讲马达由于过载能力较强，只要变频器参数表的电机参数设置得当，一般不大会出现马达过载。而变频器本身由于过载能力较差很出现过载。我们可以变频器输出电压。

七、开关电源损坏

这是众多变频器常见的故障，通常是由于开关电源的负载发生短路造成的，变频器采用了脉宽集成控制器UC2844来开关电源的输出，同时 UC2844还带有电流检测，电压反馈等功能，当发生无显示，控制端子无电压，DC12V，24V风扇不运转等现象时我们首先应该考虑是否开关电源损坏了。

八、SC故障

SC故障是安川变频器较常见的故障。IGBT模块损坏，这是引起SC故障的原因之一。此外驱动电路损坏也容易SC故障。安川在驱动电路的设计上，上桥使用了驱动光耦 PC923，这是于驱动IGBT模块的带有放大电路的一款光耦，安川的下桥驱动电路则是采用了光耦PC929，这是一款内部带有放大电路，及检测电路的光耦。此外电机抖动，三相电流，电压不平衡，有显示却无电压输出，这些现象都有可能是IGBT模块损坏。IGBT模块损坏的原因有多种，首先是外部负载发生故障而IGBT模块的损坏如负载发生短路，堵转等。其次驱动电路老化也有可能驱动波形失真，或驱动电压波动太大而IGBT损坏，从而SC故障

西门子PLCS7-200系列 一般来说可以从三个角度对可编程序控制器进行分类。其一是从可编程序控制器的控制规模大小去分类，其二是从可编程序控制器的性能高低去分类，其三是从可编程序控制器的结构特点去分类。 控制规模 可以分为大型机、中型机和小型机。

西门子PLCS7-300系列 小型机: 小型机的控制点一般在256点之内,适合于单机控制或小型系统的控制。 西门子小型机有S7-200：处理速度0.8~1.2ms ；存贮器2k ；数字量248点；模拟量35路 。 中型机:中型机的控制点一般不大于2048点,可用于对设备进行直接控制，还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控，它适合中型或大型控制系统的控制。 西门子中型机有S7-300：处理速度0.8~1.2ms ；存贮器2k ；数字量1024点；模拟量128路 ；网络PROFIBUS；工业以太网；MPI。 大型机：大型机的控制点一般大于2048点,不仅能完成较复杂的算术运算还能进行复杂的矩阵运算。它不仅可用于对设备进行直接控制，还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控。

西门子PLCS7-400系列 西门子大型机有S7-400 ：处理速度0.3ms / 1k字； 存贮器512k ；I/O点12672； 控制性能 可以分为高档机、中档机和低档机。 低档机 这类可编程序控制器，具有基本的控制功能和一般的运算能力。工作速度比较低，能带的输入和输出模块的数量比较少。 比如，德国SIEMENS公司生产的S7-200就属于这一类。 中档机 这类可编程序控制器，具有较强的控制功能和较强的运算能力。它不仅能完成一般的逻辑运算，也能完成比较复杂的三角函数、指数和PID运算。工作速度比较快，能带的输入输出模块的数量也比较多，输入和输出模块的种类也比较多。 比如，德国SIEMENS公司生产的S7-300就属于这一类。 高档机 这类可编程序控制器，具有强大的控制功能和强大的运算能力。它不仅能完成逻辑运算、三角函数运算、指数运算和PID运算，还能进行复杂的矩阵运算。工作速度很快，能带的输入输出模块的数量很多，输入和输出模块的种类也很全面。这类可编程序控制器可以完成规模很大的控制任务。在联网中一般做主站使用。 比如，德国SIEMENS公司生产的S7-400就属于这一类。

结构 整体式 整体式结构的可编程序控制器把电源、CPU、存储器、I/O系统都集成在一个单元内，该单元叫做作基本单元。一个基本单元就是一台完整的PLC。

plc结构 控制点数不符合需要时，可再接扩展单元。整体式结构的特点是非常紧凑、体积小、成本低、安装方便。 组合式 组合式结构的可编程序控制器是把PLC系统的各个组成部分按功能分成若干个模块，如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块等等。其中各模块功能比较单一，模块的种类却日趋丰富。比如，一些可编程序控制器，除了－些基本的I/O模块外，还有一些特殊功能模块，像温度检测模块、位置检测模块、PID控制模块、通讯模块等等。组合式结构的PLC特点是CPU、输入、输出均为独立的模块。模块尺寸统一、安装整齐、I/O点选型自由、安装调试、扩展、维修方便

高**的通讯能力和强大的集成接口使SIMATIC S7-400成为较适合诸如对整个系统进行协调的较大任务过程控制器的理想选择。CPU的分级使得性能的可扩展成为可能。

同时，对外设I/ O能力的扩展几乎是无限的。而且，程序控制器信号模块可以在系统运行中（热插拔）进行插入和删除操作，很容易进行系统扩展或模块更换。

S7-400冗余控制器

说明

SIMATICS7-400 PNH系统可以根据具体应用需求量身定制：性能可扩展冗余度可灵活组态，安全功能易于集成。集成PROFINET接口，可冗余连接I/O设备，或者通过PROFIBUS连接I/O设备，实现工厂级通信。无论何种应用，使用SIMATIC S7-400 PNH，均可在熟悉的STEP7 工程环境中，进行便捷而有效的编程和组态。

应用

■ 避免控制器故障引起的停机。主要用于生产、能源、供水系统、机场助航照明、编组站系统等领域。

■ 避免因工厂故障造成数据丢失而导致的高昂重启成本。主要用于行李处理、高架仓库、跟踪和追溯等领域。

■ 在工厂或机器停机时保护工厂、工件和材料。主要用于炉子、半导体、船舶等领域。

■ 无监督和维修人员亦能**正常运行。主要用于污水处理厂、隧道、船闸、楼宇系统等领域。

效益

简单、高效的工程组态

与在标准系统中一样，SIMATIC S7-400H 可以使用所有 STEP 7 编程语言进行编程。可以很容易的把程序从标准系统迁移到冗余系统中，反之亦然。当加载程序时，它会自动传送到两个冗余控制器中。使用 STEP 7，可以对特定冗余功能和配置进行参数设置。

出色的诊断和模块更换优势

■  利用集成的自我诊断功能，系统可以提前检测故障和发送信号，避免故障对生产过程产生影响。这样可以有针对性地替换故障组件，加快维修进程。

■   可以在系统运行过程中对所有组件进行热插拔。更换一个 CPU 后，当前的所有程序和数据可以自动重新装载。

■   即使在系统运行过程中，也可以修改程序（例如，程序块的修改和重新装载），更改配置（例如，增加或删减 DP从站或模块）以及改变 CPU 的内存分配。

设计和功能

根据统计数字表明，所有自动化组件（无论是机械式、机电式，还是电子式）都会出现故障。因此，工厂维护和工厂改造也就必不缺少。在实际应用中，期待的可用性是不现实的。

通过西门子 SIMATIC S7-400H，能够大限度地降低生产故障机率，大化生产率。

SIMATIC S7-400H 具有以下功能：

■ 出现故障时，能够无扰切换

■ 集成故障检测功能；提前检测故障，避免影响生产过程

■ 在线维护，即可在工厂运行期间，更换故障组件

■ 组态更改，即可在工厂运行期间，进行工厂扩容

■ 自动事件同步

■ 高可用性通信

■ 冗余连接I/O 设备

S7-400 PNH CPU的模块分为两种，一种用于长10m 的 FOC patch 光纤，另一种用于长10km 的单模全双工 LC/LC 光纤（9/125 μ）。

冗余系统的同步光纤分为1m、2m、10m 和10km 四种。同步速率达到400Mbps。

S7-400 标准控制器

说明

有一系列从入门级CPU直到高性能CPU，用于配置控制器。所有CPU控制大量结构;多个CPU可以在一个多值计算配置中一起工作以提高性能。由于CPU的高处理速度和确定性的响应时间，可缩短机器的循环周期。

不同的CPU具有不同性能，例如，工作存储器，地址范围，连接数量和执行时间。十款款标准的CPU，集成PROFIBUS、PROFINET 总线接口。

应用

S7- 400尤其适合于加工工业中的数据密集型任务。高处理速度和确定性的响应时间，缩短高速机械制造业设备控制的循环周期。

S7 - 400好用于整体协调各种设备，控制低级别的系统。这是由高速通讯能力和集成接口来保证的。

在S7- 400的许多器件也可用于环境条件下的SIPLUS版本。

S7-400 的成功应用如下：

汽车工业

1. PROFIBUS DP系统之一：带DP口的主/从系统

带DP口的主/从系统设计十分灵活，它允许用CPU中不同的数据区域来储存DP过程数据。对数据区域的选择取决于CPU的类型和应用。过程映像区，位存储器以及数据块都可用于DP输入，输出数据。

过程映像是标准的数据分配。在CPU的过程映像中须有充分的空间为DP保留一个连续的输入区域和一个连续的输出区域。这可能受*配置中过程映像大小和信号模块数量的限制。

位存储器与过程映像相同，这个区域适合于DP信号的全局存储。例如，如果过程映像可利用的空间(没有被*信号模块占据的空间)不够用，则可以使用位存储区。

数据块也可以用来存储DP信在有关的DP数据区只被一个程序调用时使用这种存储。

F      建立S7-300 PLC主站的硬件组态（带DP口）：双击“X2/DP”栏或“CP342-5”栏，在对话框内选中“DP-Master”

F      在PROFIBUS总线上添加ET-200 从站：

主站/从站的I/O地址不能重复，它是由系统软件分配的。如果用户需要对地址进行修改，可以通过模板特性对话框重新设置。

2．PROFIBUS DP系统之二：带通讯模板CP的主站系统。

采用通讯模板CP的主站/从站系统，则主站/从站的I/O地址可以重复，因为此时的PLC系统相当于两个CPU。用户可以通过模板特性对话框任意设置I/O地址，只是主站或从站内的I/O地址不能重复。

当配置CP时，必须设定操作模式。（Operating Mode）

CP342-5 DP总是需要DP-SEND和DP-RECV。这些组块通过底板总线在CPU和CP之间转移数据．

CP342-5的数据总是连续地传输。主站大数据长度是240字节，从站大数据长度是86字节。

DP-SEND（发送）将CPU中的的DP数据区的数据发送到PROFIBUS CP的发送缓冲器，以便传送给DP从站；DP-RECV（接收）从DP从站中读出数据，将PROFIBUSCP接收缓冲区的数据放入CPU的DP数据区中。

DP-SEND（发送块）和DP-RECV（接收块）结构

标准机械设备制造包括定制的机械设备制造

仓储系统

建筑工程

钢铁行业

发电和配电

造纸和印刷业

木工

纺织业

医药制品

食品和饮料行业

处理工程，例如水和废水处理设施

化工和石化

效益

由于采用各种级别的CPU，S7-400可以灵活扩展升级；I/O能力几乎是无限的。

强大的CPU允许集成新的功能，*额外硬件投资，例如处理质量数据，用户友好的诊断，到更高层次的MES解决方案或通过总线系统的高速通讯。

可以以模块化的方式构建S7 - 400，有各种用于集中配置和分布式结构的模块，以实现处理备件方面的低成本。

在操作过程中可以修改S7- 400 的分布式I/O配置（在运行中配置）。另外在工作时还可以删除和插入信号模块（热插拔）。这使得很容易扩展系统或出现故障时替换模块。

项目的完整数据存储包括CPU上的符号和注释，简化了服务和维护过程。

可以将安全技术和标准自动化集成到一个单一的S7- 400控制器，可以通过S7- 400的冗余结构增加设备的可用性。

S7- 400的许多器件也可用于外部环境条件SIPLUS版本，例如：扩展温度范围（-25+60°C）和在恶劣环境/冷凝条件下使用。

S7- 400的高速背板总线确保集中式I/O模块的高速通讯。

设计和功能

模块化

S7 - 400的一个重要特点是它的模块化。S7- 400的高速通讯背板总线和允许直接插入CPU集成的DP接口，允许多条通讯线路的高性能运行。例如，把一根总线用于HMI通讯和编程任务，一根总线用于高性能运动控制，一根总线用于普通I / O现场总线通讯。

此外，也可以实现另外连接到MES-/ERP系统或通过SIMATIC IT连接到互联网的需要。根据任务情况，可对S7 – 400进行集中扩展或分布式配置。附加设备和接口模块也可集中用于此目的。在CPU中集成的PROFIBUS或PROFINET接口上也可实现分布式扩展。如果需要，也可以使用通讯处理器（CP）。

设计一个S7 - 400系统基本上包括机架，电源，和*处理单元。它可以以一个模块化的方式安装和扩展。所有的模块都可以自由地放置在左侧插入的电源旁边。S7- 400具有无风扇的坚固设计。信号模块可以热插拔。一个多层面的模块范围可用于*扩展以及具有ET200的分布式拓扑结构的简单配置。设计

在集中式扩展中，额外安装机架直接连接到中央控制器。

除了标准的安装机架，也提供9槽和18槽铝合金安装机架。这些铝机架可以很高地耐受不利环境条件，紧固耐用，重量轻25％左右。

多值计算

多值计算，也就是在一个S7- 400中央控制器中的几个CPU的同时操作，为用户提供不同的益处：

可通过多值计算共享的S7 - 400的整体性能。例如，在技术复杂的任务中，如开环控制，可以将计算机或通讯分割和分配给不同的CPU每个CPU分配给自己的，用于此目的本地输入/输出。

有些任务也可以从每个多值计算方式中断开，一个CPU处理关键时间的处理任务，另一个处理非关键时间的任务。

在多值计算操作中，所有的CPU的运行行为像一个CPU，也就是说，当一个CPU进入STOP状态，其他的也停止。几个CPU的动作可以通过同步指令选择性地协调调用。此外，CPU之间的数据交换通过高速的全局数据通讯机制。

数据/程序存储器

从精细分级的各种CPU中选择合适的CPU取决于集成工作存储区的大小。集成装载存储器（RAM）足以满足中小型企业方案。对于大型程序，通过插入RAM或FEPROM存储卡增大装载内存（64 KB到64 MB）。

特殊功能

S7- 400 CPU有一些非常有用的特殊功能：

从工程工作站通过网络更新固件实现更简单和快速的升级

通过一个系统功能实现额外的写保护（例如没有从PC器件下载到CPU）

通过读取存储卡的序列号获得保护，因此，保证了程序只与特定的存储卡一起运行

集成的路由功能允许在不同总线系统和网络问数据，例如控制级PC可以通过S7 -400控制器与连接在PROFINET或者PROFIBUS接口上的现场设备进行通讯