随着生活水平的提高,汽车已经进入百姓家庭,它给我们的生活提供了便利,促进了社会的发展，人们对汽车的需求越来越高。对汽车的需求越来越高同时也就对汽车的生产提出了更高的要求。汽车被称为“改变世界的机器”由于汽车工业具有很强的产业关联度，因而被视为一个国家经济发展水平的重要标志。
总的来说，汽车是经过冲压、焊接、涂装、总装四大工艺制造出来的：
冲压：将钣件按照设计要求，使用模具冲压成型；
焊接：按照设计要求，将各钣件焊接成白车身；
涂装：对白车身进行前处理、底涂及面涂；
总装：将发动机等全部内外饰件装配到车身上，最后变成你看到的整车。整车经过各项指标的检测后，即是完成车。
本次6RA80电流过大问题是发生在某汽车厂的冲压车间。
图1冲压车间 这个汽车厂建厂比较早。当时是由西门子6RA22直流调速控制器，驱动直流电机带动冲压机惯性轮旋转。由于年代久远、设备老化、无备件可采购等原因，车厂对原6RA22直流调速控制器进行升级改造。采用西门子6RA80直流调速装置替换老设备。
图2单台冲压机6RA80设备表 出于设计余量或其他考虑，最终选择了6RA8085-6DV62-0AA0这一600A电流等级的功率单元。大于原450A的6RA22功率单元。现场一共五台冲压机，由于参数设置与优化不佳等原因，在极端情况下五台6RA80设备同时大转矩驱动惯性轮时，电流过大使前端断路装置过流保护动作。时常导致产线非计划停产。
图3未优化时单台冲压机运行时速度（橙色）与电流曲线（黄色）
设备运行情况如图3 trace曲线所示。橙色线为速度曲线，黄色线为电流曲线。橙色线每个周期性波动代表一次离合器吸和带动冲头进行了一次冲压。可以看到每次冲压电流都剧烈波动。客户通过电流限制的方式把最大电流限制在450A。但也会偶发电流过大使前端断路装置过流保护动作的情况。
经过现场观察与分析发现：电流随每次速度波动变化而变化。修改减小速度环增益，可以有效减缓电流值的波动。但速度环增益太小会导致设备在启动过程中无法带动惯性轮响应设定速度，导致报错。而如果速度环增益值不够小，又会导致电流波动过大。
遂采用自由功能块功能延时切换速度环增益值大小。
速度环增益值的切换使用PDE0接通延时器 和 NSW0数字量转换开关 来实现。
PED0接通延时器设置如下：
p20158=r53010.4 DI2 即启动信号作为接通延时器的触发信号
p20159=100000.00 延时十万毫秒即100秒
p20161=[0]Run-time group0 配置执行周期为[0]Run-time group0
p20162=430 功能块执行顺序，这里设置为默认值就可以。
图4 PDE接通延时器功能图
NSW0数字量转换开关设置如下：
P20218[0]=100% P20218[1]=0% 即在100%与0%之间切换
p20219=r20160.0 当接通延时器PED0在100秒延时后触发切换
p20221=[0]Run-time group0配置执行周期为[0]Run-time group0
p20222=610 功能块执行顺序，这里同样设置为默认值就可以。
图5 NSW数字量转换开关功能图
速度环比例设置如下
p50553=r20220 NSW0数字量转换开关输出结果至速度调节器信号源
P50556=0% 对应p50550的速度环比例值
P50559=100%对应p50225的速度环比例值
P50550=3 在p50553=0%时一个很小的速度环比例值用于设备冲压运行时
P50225=13.97在p50553=100%时一个大的速度环比例值用于设备启动
图6速度环控制器Kp功能图
所实现的功能为：在收到启动信号时，同时激活接通延时器，延时100秒后动作，作为数字量转换开关的切换开关。在接通延时器动作之前，设备以p50225所设置的大增益值运行，此时速度环电流环相应满足加速过程要求；在接通延时器动作之后，设备以p50550所设置的小增益值运行，此时可以有效控制设备的大电流情况。
图7优化后的设备运行速度（橙色）与电流曲线（黄色） 设备优化后运行效果如图7所示，可见在启动至100秒时间点之间时，设备可以正常加速运行带动飞轮，此时峰值电流值在550A左右。在100秒时间点之后，设备峰值电流降为180A左右。
在设备优化之后设备可以正常运行，不再出现大电流导致前端保护设备动作的情况。可见6RA80的功能还是十分强大，可以用本身的集成功能来灵活适应多种现场情况。同时我们也要注意到，老旧设备的升级改造是一个系统工程，不能为了留余量而过于放大替换设备的功率，如果调试不好，可能会导致其他意想不到的情况发生。
-------来自 西门子技术支持工程师
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发表于 2019-7-24 17:15:31
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