应用论文

DISQUISITION ON SIEMENS A&D SD INVERTER APPLICATIONS

SINAMICS G120 变频器首次在国内汽车厂使用

作者：徐培

工作单位：西门子工业业务领域驱动技术集团标准传动部

摘要: 本文主要论述了西门子 SINAMICS G120 变频器在国内汽车行业的成功案

例。其被使用于总装车间，并对公司背景、生产线工艺、传动系统配置和产品特点

作了全面介绍。

关键词：总装车间 G120 PM250 模块化 安全保护 能量回馈

一．传动系统 SINAMICS G120 成功地应用于国内某知名汽车品牌 CP3L2 总装车间。CP3L2 总装车

间是属于一个改造项目，客户订购 2台 7.5Kw 的 G120（选用 PM250 功率单元并带

有安全功能）。项目由 SFAE 分包，已于 2008 年 10 月份开始试生产运行，至今一

切运转正常。

数量 订货号 产品型号 Line/7.5KW

2 6SL3244-0BA21-1PA0 CU; CU240S DP-F 2 6SL3225-0BE27-5AA0 Power section; PM250; 19 A 1 6SL3254-0AM00-0AA0 MMC

图 1 －变频器清单明细

SINAMICS G120是隶属于西门子新型变频器家族SINAMIC系列的, 是一款全新的

具有能量回馈的模块化变频器，尤其适合于单机传动系统。 SINAMICS G120有非常高的灵活性，易用性，功能强大性特点： 1． 其具有标准的模块化的设计，功率模块PM、控制单元CU、操作面板

BOP都是完群独立的单元，完全支持带电热插拔，在功率单元15KW以

上尺寸小于同等功率的MM440。 2． 其可集成故障安全保护（共多大4种安全保护功能，完全符合EN954-

1），完全内置的通讯功能（PROFIBUS和PROFINET）。 3． 内部电路板都具有防腐涂层，可长期处于具有腐蚀型气体的工作环

境。 4． 全新的智能冷却设计，电路板通过散热风扇来散热，风扇直接吹散热

片。这样可以防止将电气柜外的杂质吹拂在电路板上，影响电子元器

件的散热，造成使用寿命减短。 5． 功率单元 PM250 内置制动回馈功能，制动时无需制动电阻可直接回

馈电网，全功率段都能实现换相整流，节约电能并可避免由于制动电

阻工作时发热造成人员烫伤的潜在危险；内置的高性能 EMC A 级滤

波器不产生任何系统干扰，而且较小的直流母线容量意味着减少了谐

波，降低了输入电流与常规变频器比，降低到 80%，再无需加装任何

输入元器件，例如电抗器、滤波器等。

图 2－PM250 功率模块工作原理图

而且由于整流端可控，PM250 能够极大地降低变频器产生的谐波对电网的干

扰，同时也极大地降低变频器对于生产现场各类电气仪表设备的高频干扰。

图 3－PM250 功率模块谐波分量

从上图中很清晰的看到了 PM250 的基次电流谐波分量小。 二. 现场工艺要求

总装车间完成将所有汽车零部件装配在一起，并最终进行测试。它要求精确协

同的物流，具备自动定位、组装、安装和各种固定流程，是汽车生产中高技术需求

最密集的地方。 其特点极其鲜明： 1. 透明的生产信息系统; 2. 精确协同的物流。 其工艺设备主要包含： 1. 输送机(机运线)； 2. 堆垛机(车体分配中心)；

3. “按灯”(ANDON)系统； 4. 测试系统。

图 4－总装车间典型工艺

图 5－总装车间流程示意图

总装车间具有多样的机运系统可以带来最大的柔性和延展性。

图 6－总装车间机运系统

图 7－总装车间

图 8－SINAMICS G120 电气柜

图 9－变频器 SINAMICS G120

图 10－DP 网络配置图

图 11－SINAMICS G120 配置图

图 12－Profibus DP 通讯设置

图 13－SINAMICS G120 参数调试框图

图 14－SINAMICS G120 诊断信息

图 15－SINAMICS G120 配置模块

Parameter Parameter text Value Remark P0640 Motor overload factor [%] 150 电机过载系数

P0703 Function of digital input 3 9 Fault acknowledge 变频器故障确认

P0704 Function of digital input 4 4 OFF3 quick ramp-down 急停

P0731 BI: Function of digital output 1 52:12:00 电机制动器工作输出

点

P0732 BI: Function of digital output 2 52:02:00 变频器运行输出点

P0733 BI: Function of digital output 3 52:03:00 变频器故障输出点

P1001 Fixed frequency 1 -50 固定频率 1

P1002 Fixed frequency 2 50 固定频率 2

P1020 BI: Fixed freq. selection Bit 0 722:00:00 固定频率点 1

P1021 BI: Fixed freq. selection Bit 1 722:01:00 固定频率点 2

P1070 CI: Main setpoint 1024:00:00 主设定点

P1080 Min. frequency 5HZ 最低频率

P1120 Ramp-up time 3S 加速时间

P1121 Ramp-down time 3S 减速时间

P1130 Ramp-up initial rounding time 0.1s 上升曲线起始圆弧时

间

P1131 Ramp-up final rounding time 0.1s 上升曲线结束圆弧时

间

P1132 Ramp-down initial rounding time 0.1s

下降曲线起始圆弧时

间

P1133 Ramp-down final rounding time 0.1s

下降曲线结束圆弧时

间

P1216 Holding brake release delay 1S 电机制动器松开延时

P1217 Holding time after ramp down 1S 电机制动器制动延时

P1237 Dynamic braking 5 100 % duty cycle 制动占空比

P1240 Configuration of Vdc controller 2 KIB controller enabled 直流控制器

P1300 Control mode 20 Sensorless vector control 控制模式

P1470 Gain speed controller (SLVC) 6.6 速度控制器增益

P1472 Integral time n-ctrl. (SLVC) 176ms 速度控制器积分时间

P1610 Continuous torque boost (SLVC) 50% 连续转矩补偿

P1611 Acc. torque boost (SLVC) 10 加速度转矩提升

P1715 Gain current controller 0.272 电流控制器增益

P1717 Integral time current controller 4.1 电流控制器积分时间

P1755 Start-freq. motor model (SLVC) 5HZ 开始频率

图 16－SINAMICS G120 参数设置