西门子MM440标准变频器在机床中的应用

一．引言

随着中国经济的快速发展，近年有色冶金行业也得到快速发展，很多新厂投建，老厂也适时改造，同时由于社会对能耗、环保越来越重视和厂家对生产工艺及产品质量的要求越来越高，高质量、高精度的环保产品才能提高产品质量和生产率，反映企业的设备先进，自动化控制水平高，管理水平高。该铣床电气控制采用全套SIEMENS设备：由SIEMENS S7-315-DP PLC系统为控制核心，各站点采用PROFIBUS-DP总线通讯，控制SIMODRIVE 611 universal伺服运动控制器/伺服电机和MICROMASTER 440变频调速器/变频电机，按工艺步骤完成整条生产线的自动控制功能，根据工艺要求控制机组之间的协调与动作。通过SIMATIC HMI OP270进行人机交互。实现了设备高精度、易于控制的优点，达到国际先进水平。该设备属国内首台自制研发，取代了国外进口产品，此前该类型设备都需从国外进口。

本文主要介绍基于PROFIBUS-DP通讯的MICROMASTER 440变频器控制。

二．系统介绍

根据工艺要求，该机床电气传动选用了12台MICROMASTER 440变频器驱动刀盘和17台SIMODRIVE 611 universal伺服驱动器实现进给和位移，通过SIMATIC HMI OP270：采集用户设置和修改参数数据、检测显示机组工作状态（位置、电流、转速等）、提供故障信息、报警记录查询，实时监控，各站点采用PROFIBUS-DP总线通讯。由SIMATIC S7 315-2DP PLC作为控制核心。

西门子MICROMASTER 440变频器是通用型变频器中最先进产品的代表，适用于各种变速传动装置，软件功能丰富，组态灵活。该非标机床用来加工碳素阴极块的，用于电解铝厂砌电解槽。槽面需要光滑，这样加工出来碳块用于槽面的一面要保证其粗糙度，需要研磨工艺。12台MICROMASTER 440变频器分别用于粗铣、划痕、开沟、研磨等工序。操作方式分为自动、半自动和手动三种模式，

该锯铣机组自动化程度高，具有一键操作的全自动化功能，大大提高生产率、减轻现场操作员的劳动强度。

三．控制系统构成

SIMATIC S7 315-2DP及其I/O模块

MICROMASTER 440变频器 7.5KW/18.5KW/37KW 附带PROFIBUS-DP通讯板

SIMATIC HMI OP270

SIMODRIVE 611 universal伺服驱动器附带PROFIBUS-DP通讯板

系统硬件配置如下：

四．运行原理及功能：

MICROMASTER 440变频器在该机床上用来驱动刀盘转动，不同的加工材料所要求的刀盘转速是不同的，这就要求对于不同批次的加工产品选择不同的铣削速度，可以在HMI OP270里做配方，可由于产品的产品型号还没最终确定下来，而且随着市场的需求产品型号和不断变动，所以刀盘的转速暂时是从OP270输入的。

PROFIBUS是目前国际上通用的现场总线标准之一，用于现场层的高速数据传送。主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。SIMATIC S7 315-2DP PLC与MICROMASTER 440变频器之间的通讯由PROFIBUS-DP总线实现，MICROMASTER 440变频器和SIMODRIVE 611 universal伺服驱动器都作为从站。

SIMATIC S7 315-2DP PLC用系统功能FC14/FC15读写MICROMASTER 440变频器的控制字和状态字，实现对MM440的控制和监测。通过SIMATIC HMI OP270用户用户可以设置MM440参数，获得故障信息、查询报警记录。

运用SFC14/SFC15 读写MM440的示例程序如下：

控制系统组成结构图如下：

五．变频器的主要调试参数

以下以其中一台18.5KW电机为例：

六.应用体会

由于刀盘惯性比较大，MM440没有外加制动单元和制动电阻，起初停车时出现故障F0002，把斜坡下降时间P1121加大，延长制动时间该问题得到解决。

总体来说这次运用MM440变频器很成功，调速、起动、制动性能很好。用户也很满意。MM440变频器软件很丰富，提供BICO互联功能，使用非常方便