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西门子变频器是由德国西门子公司研发、生产、销售的变频器品牌，主要用于控制和调节三相交流异步电机的速度。并以其稳定的性能、丰富的组合功能、高性能的矢量控制技术、低速高转矩输出、良好的动态特性、*的过载能力、创新的BiCo（内部功能互联）功能以及*的灵活性，在变频器市场占据着重要的地位。
西门子变频器以其强大的品牌效应，打破了以前日本品牌变频器在中国市场上的垄断地位，据有关专业市场调研机构的统计，西门子的高低压变频器在中国市场上已位居一。
西门子变频器在中国市场的使用早是在钢铁行业，
西门子变频器（图1）
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*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,以及西门子变频器较为成功的一个系列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。现在西门子在中国市场上的主要机型就是MM420，MM440.6SE70系列。
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变频器的设定参数多，每个参数均有一定的选择范围，
西门子变频器（图2）
使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象。
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。
低运行频率：即电机运行的小转速，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。
运行频率：一般的变频器大频率到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。
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。
电机参数：变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。
跳频：在某个频率点上，有可能会发生共振现象，特别在整个装置比较高时；在控制压缩机时，要避免压缩机的喘振点。
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变频器日常使用中出现的一些问题，很多情况下都是因为变频器参数设置不当引起的。西门子变频器可设置的参数有几千个，只有系统地、合适地、准确地设置参数才能充分利用变频器性能。 [1]
变频器控制方式的选择由负荷的力矩特性所决定，电动机的机械负载转矩特性根据下列关系式决定：
p= t n/ 9550
式中：p——电动机功率(kw)
t——转矩(n. m)
n——转速(r/ min)
转矩t与转速n的关系根据负载种类大体可分为3种[2]。
(1)即使速度变化转矩也不大变化的恒转矩负载，此类负载如传送带、起重机、挤压机、压缩机等。
(2)随着转速的降低，转矩按转速的平方减小的负载。此类负载如风机、各种液体泵等。
(3)转速越高，转矩越小的恒功率负载。此类负载如轧机、机床主轴、卷取机等。
变频器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有线性v/f控制、抛物线特性v/f控制。将变频器参数p1300设为0，变频器工作于线性
v/f控制方式，将使调速时的磁通与励磁电流基本不变。适用于工作转速不在低频段的一般恒转矩调速对象。
将p1300设为2，变频器工作于抛物线特性v/f控制方式，这种方式适用于风机、水泵类负载。这类负载的轴功率n近似地与转速n的3次方成正比。其转矩m近似地与转速n的平方成正比。对于这种负载，如果变频器的v/f特性是线性关系，则低速时电机的许用转矩远大于负载转矩，从而造成功率因数和效率的严重下降。为了适应这种负载的需要，使电压随着输出频率的减小以平方关系减小，从而减小电机的磁通和励磁电流，使功率因数保持在适当的范围内。
可以进一步通过设置参数使v/f控制曲线适合负载特性。将p1312在0至250之间设置合适的值，具有起动提升功能。将低频时的输出电压相对于线性的v/f曲线作适当的提高以补偿在低频时定子电阻引起的压降导致电机转矩减小的问题。适用于大起动转矩的调速对象。
变频器v/f控制方式驱动电机时，在某些频率段，电机的电流、转速会发生振荡，严重时系统无法运行，甚至在加速过程中出现过电流保护，使得电机不能正常启动，在电机轻载或转矩惯量较小时更为严重。可以根据系统出现振荡的频率点，在v/f曲线上设置跳转点及跳转频带宽度，当电机加速时可以自动跳过这些频率段，保证系统能够正常运行。从p1091至p1094可以设定4个不同的跳转点，设置p1101确定跳转频带宽度。
有些负载在特定的频率下需要电机提供特定的转矩，用可编程的v/f控制对应设置变频器参数即可得到所需控制曲线。设置p1320、p1322、p1324确定可编程的v/f特性频率座标，对应的p1321、p1323、p1325为可编程的v/f 特性电压座标。
参数p1300设置为20，变频器工作于矢量控制。这种控制相对完善，调速范围宽，低速范围起动力矩高，精度高达0.01%，响应很快，高精度调速都采用svpwm矢量控制方式。
参数p1300设置为22，变频器工作于矢量转矩控制。这种控制方式是目前上进的控制方式，其他方式是模拟直流电动机的参数，进行保角变换而进行调节控制的，矢量转矩控制是直接取交流电动机参数进行控制，控制简单，精确度高常见型号
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MicroMaster440
西门子变频器MicroMaster440是全新一代可以广泛应用的多功能标准变频器。
它采用高性能的矢量控制技术，提供低速高转矩输出和良好的动态特性，同时具备*的过载能力，以满足广泛的应用场合。创新的BiCo（内部功能互联）功能有*的灵活性。
主要特征：
200V-240V ±10%，单相/三相，交流，0.12kW-45kW； 380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-250kW；
矢量控制方式，可构成闭环矢量控制，闭环转矩控制；
高过载能力，内置制动单元；
三组参数切换功能。控制功能： 线性v/f控制，平方v/f控制，可编程多点设定v/f控制，磁通电流控制免测速矢量控制，闭环矢量控制，闭环转矩控制，节能控制模式；
标准参数结构，标准调试软件；
数字量输入6个，模拟量输入2个，模拟量输出2个，继电器输出3个；
独立I/O端子板，方便维护；
采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接；
内置PID控制器，参数自整定；
集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP/Device-Net通讯模块；
具有15个固定频率，4个跳转频率，可编程；
可实现主/从控制及力矩控制方式；
在电源消失或故障时具有"自动再起动"功能；
灵活的斜坡函数发生器，带有起始段和结束段的平滑特性；
快速电流限制（FCL），防止运行中不应有的跳闸；
有直流制动和复合制动方式提高制动性能。
保护功能：
过载能力为200%额定负载电流，持续时间3秒和150%额定负载电流，持续时间60秒；
过电压、欠电压保护；
变频器、电机过热保护；
接地故障保护，短路保护；
闭锁电机保护，防止失速保护；
采用PIN编号实现参数连锁。
MicroMaster430
西门子变频器MicroMaster430是全新一代标准变频器中的风机和泵类变转矩负载专家。功率范围7.5kW至250kW。它按照要求设计，并使用内部功能互联（BiCo）技术，具有高度可靠性和灵活性。控制软件可以实现功能：多泵切换、手动/自动切换、旁路功能、断带及缺水检测、节能运行方式等。
主要特征：
380V-480V±10%，三相，交流，7.5kW-250kW；
风机和泵类变转矩负载；
牢固的EMC（电磁兼容性）设计；
控制信号的快速响应；
控制功能：
线性v/f控制，并带有增强电机动态响应和控制特性的磁通电流控制（FCC）
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由于西门子变频器在中国市场的一个庞大的销售量，在使用中必然会碰到许多问题，以下就西门子变频器的一些常见故障在这里说明：
西门子变频器应该是进入中国市场较早的一个品牌，
西门子变频器（图4）
所以有些老的产品象MICRO MASTER ,MIDI MASTER仍有大量的用户在使用。对于MICRO MASTER系列变频器较常见的故障就是通电无显示，该系列变频器的开关电源采用了一块UC2842芯片作为波形发生器，该芯片的损坏会导致开关电源无法工作，从而也无法正常显示，此外该芯片的工作电源不正常也会使得开关电源无法正常工作。对于MIDI MASTER系列变频器较常见的故障主要有驱动电路的损坏，以及IGBT模块的损坏，MIDI MASTER的驱动电路是由一对对管去驱动IGBT模块的，而这对管也是容易损坏的元器件，损坏原因常由于IGBT模块的损坏，而导致高压大电流窜入驱动回路，导致驱动电路的元器件损坏。
对于6SE70系列变频器，由于质量较好，故障率明显降低，经常会碰到的故障现象有（直流电压低），由于是直接通过电阻降压来取得采样信号，所以故障F008的出现主要是由于采样电阻的损坏而导致的。此外，还会碰到F025、F026、F027关于输入相缺失的报警，故障原因一是由于6SE70系列本身带有输入相检测功能，输入检测电路的损坏会导致输入缺相报警，如排除此故障原因，报警信号还不能消除，那故障很有可能就是CU板的损坏了。此外F011（过电流）故障也是一个常见的故障，电流传感器的损坏是引起此故障的原因之一，此外，在维修中经常会碰到驱动电路和开关电源上的一些贴片的滤波电容的损坏也会引起F011报警，要特别注意由于这种原因而引起的故障报警。
对于ECO的变频器，碰到多的就是电源板的烧坏以及功率模块的损坏，引起的原因也主要是由于强电侧（功率模块）与弱电侧（驱动电路）没有隔离电路，导致强电进入了控制电路，引起驱动电路及开关电源大面积烧坏，此外预充电回路损坏也是常见故障（30KW以上），由于限流回路设计在交流输入侧，只要有三相交流电源任意一路送电时有时序上的超前和滞后，都有可能引起自身一路或其余两路充电时电流过大，而使得限流电阻和切入继电器烧毁。F231故障也是ECO变频器的一种常见故障，引起原因就是因为采样电阻的损坏。
西门子变频器故障分析及处理方法：
一般来说，当遇到西门子变频器故障时，再上电之前首先要用万用表检查一下整流桥和IGBT模块有没有烧，线路板上有没有明显烧损的痕迹。
具体方法是：用万用表（是用模拟表）的电阻1K档，黑表棒接变频器的直流端(-)极，用红表棒分别测量变频器的三相输入端和三相输出端的电阻，其阻值应该在5K-10K之间，三相阻值要一样，输出端的阻值比输入端略小一些，并且没有充放电现象。然后，反过来将红表棒接变频器的直流端(+)极，黑表棒分别测量变频器三相输入端和三相输出端的电阻，其阻值应该在5K-10K之间，三相阻值要一样，输出端的阻值比输入端略小一些，并且没有充放电现象。否则，说明模块损坏。这时候不能盲目上电，特别是整流桥损坏或线路板上有明显的烧损痕迹的情况下尤其禁止上电，以免造成更大的损失。
如果以上测量西门子变频器故障结果表明模块基本没问题，可以上电观察。
1、上电后面板显示[F231]或[F002](MM3变频器)，这种故障一般有两种可能。常见的是由于电源驱动板有问题，也有少部分是因为主控板造成的，可以先换一块主控板试一试，否则问题肯定在电源驱动板部分了。
2、上电后面板无显示(MM4变频器)，面板下的指示灯[绿灯不亮，黄灯快闪]，这种现象说明整流和开关电源工作基本正常，问题出在开关电源的某一路不正常(整流二极管击穿或开路，可以用万用表测量开关电源的几路整流二极管，很容易发现问题。换一个相应的整流二极管问题就解决了。这种问题一般是二极管的耐压偏低，电源脉动冲击造成的。
3、有时显示[F0022,F0001,A0501]不定(MM4)，敲击机壳或动一动面板和主板时而能正常，一般属于接插件的问题，检查一下各部位接插件。也发现有个别机器是因为线路板上的阻容元件质量问题或焊接不良所致。
2、选择变频器时应以实际电动机电流值作为变频器选择的依据，电动机的额定功率只能作为参考。另外，应充分考虑变频器的输出含有丰富的高次谐波，会使电动机的功率因数和效率变差。因此，用变频器给电动机供电与用工频电网供电相比较，电动机的电流会增加10%而温升会增加20%左右。所以在选择电动机和变频器时应考虑到这种情况，适当留有余量，以防止温升过高，影响电动机的使用寿命。
3、变频器若要长电缆运行时，此时应该采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不够。所以变频器应放大一、两挡选择或在变频器的输出端安装输出电抗器。
4、当变频器用于控制并联的几台电动机时，一定要考虑变频器到电动机的电缆的长度总和在变频器的容许范围内。如果超过规定值，要放大两挡来选择变频器，另外在此种情况下，变频器的控制方式只能为v/f控制方式，并且变频器无法实现电动机的过流、过载保护，此时，需在每台电动机侧加熔断器来实现保护。
5、对于一些特殊的应用场合，如高环境温度、高开关频率、高海拔等，此时会引起变频器的降容，变频器需放大一挡选择。
6、使用变频器控制高速电动机时，由于高速电动机的电抗小，会产生较多的高次谐波。而这些高次谐波会使变频器的输出电流值增加。因此，选择用于高速电动机的变频器时，应比普通电动机的变频器稍大一些。
7、变频器用于变极电动机时，应充分注意选择变频器的容量，使其大额定电流在变频器的额定输出电流以下。另外，在运行中进行极数转换时，应先停止电动机工作，否则，会造成电动机空转,恶劣时会造成变频器损坏。
8、驱动防爆电动机时，变频器没有防爆构造，应将变频器设置在危险场所之外。
9、使用变频器驱动齿轮减速电动机时，使用范围受到齿轮转动部分润滑方式的制约。润滑油润滑时，在低速范围内没有限制；在超过额定转速以上的高速范围内，有可能发生润滑油用光的危险。因此，不要超过
10、变频器驱动绕线转子异步电动机时，大多是利用已有的电动机。绕线电动机与普通的鼠笼电动机相比，绕线电动机绕组的阻抗小。因此，容易发生由于纹波电流而引起的过电流跳闸现象，所以应选择比通常容量稍大的变频器。一般绕线电动机多用于飞轮力矩gd2较大的场合，在设定加减速时间时应多注意。
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1、什么是西门子变频器？
西门子变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
2、为什么西门子变频器的电压与电流成比例的改变？
异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁 电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制西门子变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于 风机、泵类节能型西门子变频器。
3、西门子变频器制动的有关问题
制动的概念：指电能从电机侧流到西门子变频器侧（或供电电源侧），这时电机的转速高于同步转速，负载的能量分为动能和势能. 动能（由速度和重量确定其大小）随着物体的运动而累积。当动能减为零时，该事物就处在停止状态。机械抱闸装置的方法是用制动装置把物体动能转换为摩擦和能消耗掉。对于西门子变频器，如果输出频率降低，电机转速将跟随频率同样降低。这时会产生制动过程. 由制动产生的功率将返回到西门子变频器侧。这些功率可以用电阻发热消耗。在用于提升类负载,在下降时, 能量（势能）也要返回到西门子变频器(或电源)侧,进行制动.这种操作方法被称作“再生制动”，而该方法可应用于西门子变频器制动。在减速期间，产生的功率如果不通过热消耗的方法消耗掉，而是把能量返回送到西门子变频器电源侧的方法叫做“功率返回再生方法”。在实际中，这种应用需要“能量回馈单元”选件。
4、采用西门子变频器运转时，电机的起动电流、起动转矩怎样？
采用西门子变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同，为125%~200%)。用工频电源直接起动 时，起动电流为6~7倍，因此，将产生机械电气上的冲击。采用西门子变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.2~1.5倍，起动转 矩为70%~120%额定转矩；对于带有转矩自动增强功能的西门子变频器，起动转矩为*以上，可以带全负载起动。
5、装设西门子变频器时安装方向是否有限制。
西门子变频器内部和背面的结构考虑了冷却效果的，上下的关系对通风也是重要的，因此，对于单元型在盘内、挂在墙上的都取纵向位，尽可能垂直安装。
6、不采用软起动，将电机直接投入到某固定频率的西门子变频器时是否可以？
在很低的频率下是可以的，但如果给定频率高则同工频电源直接起动的条件相近。将流过大的起动电流（6~7倍额定电流），由于西门子变频器切断过电流，电机不能起动。
7、西门子变频器可以传动齿轮电机吗？
根据减速机的结构和润滑方式不同，需要注意若干问题。在齿轮的结构上通常可考虑70~80Hz为大极限，采用油润滑时，在低速下连续运转关系到齿轮的损坏等。
8、西门子变频器能用来驱动单相电机吗？可以使用单相电源吗？
单相电机基本上不能用。对于调速器开关起动式的单相电机，在工作点以下的调速范围时将烧毁辅助绕组；对于电容起动或电容运转方式的，将诱发电容器爆炸。西门子变频器的电源通常为3相，但对于小容量的，也有用单相电源运转的机种。
9、西门子变频器本身消耗的功率有多少？
它与西门子变频器的机种、运行状态、使用频率等有关，但要回答很困难。不过在60Hz以下的西门子变频器效率大约为94%~96%，据此可推算损耗，但内藏再生制动式（FR-K）西门子变频器，如果把制动时的损耗也考虑进去，功率消耗将变大，对于操作盘设计等必须注意。
10、为什么不能在6~60Hz全区域连续运转使用？
一般电机利用装在轴上的外扇或转子端环上的叶片进行冷却，若速度降低则冷却效果下降，因而不能承受与高速运转相同的发热，必须降低在低速下的负载转矩，或采用容量大的西门子变频器与电机组合，或采用电机。
11、西门子变频器的寿命有多久？
西门子变频器虽为静止装置，但也有像滤波电容器、冷却风扇那样的消耗器件，如果对它们进行定期的维护，可望有10年以上的寿命。
12、西门子变频器内藏有冷却风扇，风的方向如何？风扇若是坏了会怎样？
对于小容量也有无冷却风扇的机种。有风扇的机种，风的方向是从下向上，所以装设西门子变频器的地方，上、下部不要放置妨碍吸、排气的机械器材。还有，西门子变频器上方不要放置怕热的零件等。风扇发生故障时，由电扇停止检测或冷却风扇上的过热检测进行保护
13、关于散热的问题
如果要正确的使用西门子变频器，必须认真地考虑散热的问题。西门子变频器的故障率随温度升高而成指数的上升。使用寿命随温度升高而成指数的下降。环境温度升高10度，西门子变频器使用寿命减半。在西门子变频器工作时，流过西门子变频器的电流是很大的，西门子变频器产生的热量也是非常大的，不能忽视其发热所产生的影响。
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变频器在长时间的存放过程中，储存环境可能对变频器本身产生许多不利的影响，对于潮湿、温度、微尘及腐蚀性气体等都有一定的要求，在确保其环境符合要求的前提下，还有必要对变频器进行定期的维护保养。
1.西门子变频器，保养维护，电容充电 1.外观检查 对*存放的变频器，检查时要
注意变频器的外观是否有变化，如:外观有无变形，有无磕碰痕迹;有无液体渗出和物件脱落;有无动物、昆虫、浮游物等人驻，以及其他异常的变化。。
2.检查风机的灵
用细的木棍或其他较软的物体拨动风叶，手感应该流畅，风机转动应灵活，不能有卡涩的现象，观察风机是否有液体渗出或润滑油的痕迹。
3.电气性能检查
*存放的变频器，由于环境的影响和变频器器件的使用期限，必须定期对变频器进行电气性能的检查及保养。具体方法如下:
使用万用表检测整流部分的整流桥特性，使用万用表的欧姆挡X100，红表笔接变频器的“P”端，用黑表笔分别接输人“R”“S”“T”，表针摆动应在2/3处，超过2/3或低于l/2均视异常，将黑红表笔交换重新测量，表针不能摆动，如出现摆动则为异常。使用万用表的欧姆挡X100，红表笔接变频器的“N”端，用黑表笔分别接输入“R”“S”“T”，表针摆动应在2/3处，超过2/3或低于1/2均视异常，将黑红表笔交换重新测量，表针不能摆动，否则为异常。
用同样的方法检查逆变部分，将“R”“S”“T”换为“U”“V”“W”，因为逆变的IGBT的源极和漏极之间在关闭状态下同样有整流桥特性。
绝缘测试。对于输人输出端和地(外壳)进行高压绝缘检测，使用500v摇表的黑表端接变频器的接地标识。红端分别接“R”“S”“T”“U”“V”“W”，均速摇动摇表，测量绝缘电阻应在SM以上。
电容器的检测。主回路主要由三相或单相整流桥、平滑电容、滤波电容、IPM逆变桥、限流电阻、接触器等元器件组成。其中对变频器寿命较有影响的是平滑铝电解电容器，它的寿命主要由加在其两端的直流电压和内部温度所决定。在主回路设计时已经根据电源电压选定了电容器的型号，所以内部的温度对电解电容器[优论论文]的寿命起决定作用。
电解电容器相对温度的劣化特性直接影响到变频器的寿命。
一般每上升10℃变频器的寿命减半，这是因为电解电容器内部的化学反应随着温度的升高导致劣化速度加快。劣化速度与材料温度的关系遵循阿列里乌斯理论(电解液理论)。电解电容器的内部温度实际上是电容器周围环境温度与脉动电流造成的温度之和。因此，我们应该在安装时考虑适合的环境温度，在电容器劣化过程中，会出现静电容量减小，漏电流增大，等价电阻值增大，tgδ值增大等现象。维护保养时通常以比较容易测量的静电容量来判断电解电容器的劣化情况，当静电容量低于初期值的80%，绝缘阻抗在5MΩ以下时应考虑更换电解电容器。对于储存不超过5年的电容器我们应该定期充电以进行维护，每隔半年到一年充电一次，方法具体如下:
首先准备功率不小于5KW的三相调压器将调压器的输人端接人有短路过流保护的三相电源，三相电源每相必须有10A的交流电流表作为指示。将输出端通过快熔接入变频器的“R”“S”“T”。将变频器调至10伏以下，送电，观察电流表是否异常，如无异常，将电压缓缓调到30伏，观察5分钟，如无异常，每十分钟将电压升高20伏，加压过程中，随时观察电流的变化，当电压超过200伏时，振风机等开始工作。这时可将电压缓缓升到350伏，观察有无电流波动，维持1小时后，将电压升到额定电压，再维持2小时，继续观察电流。无异常即可。上电过程中，如果遇见变频器的面板显示有故障代码，先查明原因，是否与低压有关，否则应引起重视。电源断开后应等到充电灯*熄灭方可拆除电源线，待机器*冷却后装机。
除日常的检查外，*检查周期为半年。在众多的检查项目中，重点要检查的是主回路的平滑电容器、逻辑控制回路、电源回路、逆变驱动保护回路中的电解电容器、冷却系统中的风扇等。除主回路的电容器外，其他电容器的测定比较困难，因此主要以外观变化和运行时间为判断的基准。
自动化技术现在已经深入到我们日常的生活中，软件技术由何偿不是呢？许多的科技设备都需要依托的软件来运行，我们工程师们几乎整天都在对着软件进行操作，而我们对于这些工业软件又了解多少，是否*的发挥了工业软件的效用了呢？在工业自动化领域打拼多年的工程师们，往往习惯了一成不变的“硬件式”思考，借用一句俗语“跳出盒子的指南写在盒子之外”，那么对工业软件的分析也许有助于我们跳出已有的硬件“盒子”，工业软件的魅力在于她可以为自动化工程师们打开异彩纷呈的世界。
交通灯、行李输送带、暖通系统、信件分拣系统、钻探设备......自动化无处不在，在过去数十年内席卷着工业领域。微型控制器现在可以藏身于任何设备中发挥控制功能，而超脱于整个生产系统的复杂度和节点数的限制。作为和工业自动化并行的操作环境和产品本身，机械、系统、产品的更新换代，这一系列相关流程都已经被数字化控制，也就是通过各种工业软件被掌控着。
随着控制系统复杂度的持续增强，化的手段逐步转变成对于工业软件的革新和优化。工业软件就像自动化这个大机器里面的智慧大脑，它不仅能够带来工艺上的改进，技术上的改变，生产中的高度透明化、可视化，还可带来众多管理和观念上的改变。
工业软件带来的革新远不*。企业都把资金视作自己的血液，怎样使“血液”在企业中循环得更加顺畅呢？如果企业的电气主管可以预测设备多长时间以后会出现故障，就可以减少停机时间；如果研发主管可以预测新一代产品有哪些缺陷，就可以避免召回所引起的损失；如果客服主管可以准确地知道用户是谁以及他的购买习惯，就可以提供更优质的服务——这一切，都离不开工业软件的支持与分析，她将带来的是商业模式的转变。
推动中制造的引擎
过去的工厂是根据研发出来的产品设计方案来决定生产流程，并按序生产，一旦产品发生变化，工厂里的一切都需要改变。有了虚拟制造软件的模块化设计，便一举改善了这种情况。工程师们只需要随时调出设计图，修改或虚拟某一个工艺段，就可以在不影响其他工艺段的情况下完成改变，甚至可以不花一分钱虚拟出整个生产流程，并看到其中可能存在的问题。这一切在上个世纪还是看似不可思议的事情，而现在已然发生了。
具体来说， CAD计算机辅助设计系统提供产品数据，用于在带有 CAM程序的 CNC设备中进行加工。这些产品的数字化模型在 CAE中可以进行预先验证，免去了制造实物机模的昂贵费用。包含这些虚拟设备的工厂可以在计算机中进行整体建模，完成操作的完整模拟。这些还仅仅是工业软件带来了一部分转变。软件现在已经是整个流程的驱动因素，从初创意的产生，到概念的延伸，再到测试和验证，后到排产和制造。
同时另外一种转变也在悄然发生，在过去的 15年内，大规模的系列化生产逐步被大规模的个性化生产所取代。每个人都希望得到为自己量身定制的产品，比如定制有自己花纹的咖啡杯，定制显示自己偏好的汽车，定制有*形状的袖扣，越来越多的产品正在走入全民个性定制时代，产品的属性越来越优雅。因此控制这些生产设备的工业软件就需要具备解决这些复杂个性化需求的能力。
无论工程师们如何理解工业软件的内涵，将她分为嵌入式软件和非嵌入式软件也好，还是划分成平台型软件和非平台型软件也好，工业软件就是我们日常接触的梯形图、HMI、CAD/CAE/CAM、PLM、MES等等。毋庸置疑的是，工业软件已成为工业部门的重要基础设施，是支撑信息化的重要手段，它已经成为产品功能一部分，很难将一个硬件产品和与之相对应的工业软件相剥离。
总之，在化工业环境中，工业软件起着日益重要的作用。可以说，工业软件是实现管理和控制的核心，往往是管理思想、工艺要求、生产模式和技术诀窍的载体和固化，企业的软性建设与管理变革必须联动发展，工业软件就是管理和创新举措落地的平台，工业软件应用的目标是在系统集成的基础上实现秀的系统创新。
购买一套产品的初始投资虽然看似惊人，但却往往大大低于产品在整个生命周期内的总成本，这是工业自动化界的真理之一。对于看得见摸不着的工业软件来说，更是如此。但是真正意识到这点的人不多，人们往往高估了工业软件的投入，而低估了工业软件的效用。
改变自动化的商业模式
软件技术的飞速发展导致了一个全新商业模型的产生。往往产品的复杂性导致了产品装配过程的复杂性，这是影响产品制造周期主要的因素。来自航空航天领域的工程师提到：“产品装配在整个制造过程中，占据了重要的地位。据我们统计，产品的装配费用占整个生产成本的30%-50%，乃至更高，因此以提高质量和效率、降低成本为目标，对产品装配工艺进行改进和再规划，是增强我们企业竞争力的重要环节。传统装配工艺缺乏事前的虚拟，装配工艺的可行性很大程度取决于工艺人员的个人经验，很多装配工艺问题只有在生产现场才能被发现，这导致了生产现场的工程更改工作量巨大、生产周期长、生产成本高。”因此，虚拟模型现在正在变得越来越重要，乃至成为了决胜性因素。整体解决方案的供应商们必须有能力提供具备整个产品生命周期管理能力的软件，以及在这些软件的支持下运行的系统、元件和产品。
除了产品生命周期之外，工厂生命周期管理也不得不列入考虑之列。工厂生命周期管理把设备的一生，即设备的整个寿命周期（从研究、设计、制造、选型、购置、安装调试、使用、维修直到改造、报废）作为管理对象，加强全过程中各环节之间的横向协调，以达到设备的投资效益。工厂生命周期管理与产品生命周期的区别在于一个工厂模型从逻辑，物理和技术三方面基本的工厂数据着重点的不同。
通过在工厂生命周期（设计、工程、安装调试、运行、维护、升级）的全过程中，适时有效地将过程设计与控制系统中相应功能的执行之间进行*的结合，这种一体化工程可以至少节约20%的成本。体会过工厂生命周期管理优势的一家制药企业的骨干工程师介绍说：“这一商业模式的改变带来了四个方面的改进空间：
，项目时间大大缩短。目前，我们认为在功能澄清与调试之间完成系统编程组态需要花四个月的时间；以后，这个时间大概只需要两周。的状况是，我们只需花一些时间在编译上，事实上可能只要几个小时。
第二，确认将会更容易。在不同系统之间，一个经过确认的界面进行数据传输时不会产生错误。我只需确保数据输入是正确的。
第三，系统文档的更新。目前，调试结束时很难有与工厂实际情况相符合的标准化系统文档。在20年的生命周期之后，一家工厂的系统文档一般将与其实际情况毫无联系。对于制药业来说，这些生命周期因素极其重要，该方面有很大的改进空间。
第四，这样的系统提供了机会，使我们成为学习型组织。一旦我们使用系统，为配液池创建了相应功能，就可以重复使用。尽管随时需要进行相应的修改，但至少我们不用从头来过。总而言之，这些优点比起在软件部分节约20%的工程成本更为关键。”
聚焦国内，中国用户对于工业软件拥有自己*的需求和不同的商业模式。比如现在新兴的物联网概念。物联网是工程师们目前听到多的一个词汇，大家都在探索怎么样把物联网概念变成现实，技术能够落地。物联网技术的发展也将推动工业软件的演进。目前工业软件处于协同应用的发展阶段，在这个阶段，业务流程将被进行连通和优化。到了下一个“工业云”的发展阶段，那时工业软件不再是单一的软件，而是集成多种软件，并提供“软件+服务”的整体解决方案，到那时，掌握“云层”的厂商才能终胜出。
物联网技术的推动也将使得工厂内的数据变得越来越庞杂，因此要求软件必须支持足够复杂的计算和分析。专家们估算了工厂内部数字化信息的增长量级，大约五年以10倍的速度前进。因此虽然我们的存储能力和计算速度在以摩尔定律的形式前进着，但是仍旧不能满足数据量爆发式增长的需求，对软件和设备智能化的需求随之产生。
数字化是一个漫长的演进过程，已经渗透到企业的各个方面，包括产品、流程、服务、规章等，一切都被软件和网络所承载。所有的产品，从机床到手机，从火车票到汽车照明系统，都向着更加智能的方向发展。同时随着智能化和联网设备量的几何级增长，管理如此庞大的控制对象成为智能软件的又一个挑战。
*融入新技术
国家对于节能减排和操作安全方面的重视，也对软件的移动性和交互能力提出了新的概念。互联网领域正在朝
着SoLoMo的方向发展，移动互联网是当前炙手可热的重点领域，不少商用软件应运而生。工业软件的移动性
也将是不可避免的发展趋势。
比如，将汽车进行联网构成的车联网，能够使得汽车具备通讯能力，避免事故的产生和交通拥堵。还不仅仅如此，车载的分析软件能够自动识别路面情况，根据上坡下坡和周遭情况自动换挡，据分析可以节省多 30%的油量。许多服务提供商、厂商、研究机构和政府组织正在大规模推动这些技术的应用。虽然大家都看到了未来的发展前景，但是现状的改变还有待时日。港口、机场、车站都已经使用了各式软件，然而这些软件之间却缺乏了交互和联网能力，使得信息孤岛的情况不可避免。这些系统之间的数据没有形成标准格式，也很少存在软件之间的信息共享。
对于商业软件的移动性能力，加拿大 RIM公司面向众多用户提供的黑莓企业应用服务器方案、苹果公司推出的“MobileMe”服务，使用户所做的一切都会自动地更新至 iMac、iPod、iPhone等由苹果公司生产的各式终端界面，以及微软公司推出的“ LiveMesh”等，都已被成功的应用。在工业自动化领域，现场的操作人员对于移动应用较为期待，这将发生生产、操作、工作方式等的革命性转变。在工业型的企业，由于现场层的工作模式和管理层有很大区别。职能部门的工作人员可以利用计算机中的各种分析软件辅助日常工作的进行，还能借助搜索能力和沟通软件解决遇到的问题。而操作员们则因为不能整天端坐在计算机旁完成日常的工作，企业内网也与外部网络进行了某种隔离，现场遇到的突发情况，更多的是通过以往经验进行处理。如果现场的操作人员能够在巡检等移动性的工作过程中，利用工业信息化或者移动性的工业软件所提供的各种能力以及服务，帮助完成现场的制造任务，将会带来生产线上质的转变。
从先前的模仿探索到与国外企业合资，再到创立自主品牌，后到并购海外企业和技术，毫无疑问，中国的制造业如今正在加足马力突破。2012年依旧是中国企业的转型之年。金融危机使得外需减少，以外销为主的企业正在开拓国内市场，向内销外销市场并举的方式转型。更多的企业将从生产附加值低的产品与服务向生产附加值高的产品与服务转型，或者跳出单纯的制造环节，为客户提供制造加服务的整合解决方案。无论怎样转型，企业都会利用现代信息技术实现精细管理、降低成本、提高效率、减低转型风险。作为助力企业转型的重要工具，工业软件技术在2012年的发展非常值得关注。
在绿色制造当中，工业软件还起到了工业智慧的作用，普遍认为中国处于工业化的中后阶段，制造业面临节能减排和环境双重压力，现在企业已经认识到管理节能的重要性。要使得企业在节能方面能够有更大的促进，需要能源管理系统作为支撑。能源管理系统是一个管控体系，采用自动化与信息化的集中管理模式，对企业能源系统的生产，输配和消耗各个环节实行扁平化的动态监控和数字化管理。这个系统应该具备在多种条件下进行资源优化调度的能力，实现整体效益，通过协同控制实现复合的均衡。同时，它要为设备供需进行精细化的能耗分析、能耗管理，以及评价，只有这样才能建立一种高效、及时、准确的客观分析，提高能源效率。
在2012年，Web 2.0在工业领域的应用也是需要关注的重点。Facebook、Twitter等互联网“明星”可谓**。有人说是Web2.0时代成就了这些“明星”。如今，Web 2.0已开始应用于工业软件，尤其是在PLM等软件中。PLM 2.0的核心在于通过互联网实现*的协同，不仅是企业或者部门之间的业务协同，而是把终端用户纳入进来，建立一个更加广义的协同环境。
而我们当前所处的“后ERP时代”，也增强了工业软件的基础属性。尤其是遭遇金融危机之后，供应链管理的地位进一步提升。因为在后ERP时代，企业需要重新确定调整发展方向和业务模式，IT建设更应该注重帮助企业建立完整的价值链，IT架构会逐渐演变为以SOA技术为架构核心，ERP、MES、SCM等企业业务管理系统成为基础性数据的拥有者。
大的竞争对手是自己
如果将工业软件投影在软件产品线较为齐全的西门子公司，那么工业软件就是STEP7、Simatic PCS7、WinCC、COMOS、B.Data、Simatic IT、Tea mcenter、NX、Tecnomatix......
西门子的近一系列举措都在推动工业软件大踏步的向前发展。未来的策略非常明确，工业软件必须足够开放和标准化。西门子的各个软件之间形成了信息共享的通道，整个平台可以被用于各种应用。比如拥有西门子PCS7系统和COMOS软件解决方案的有效结合，工厂业主在实现可靠、安全的过程控制的基础上，更能实现工程设计和运营领域的连锁，工作流更高效，生产力更高，质量更好。
在不远的将来，各个协作部门之间将通过工业软件进行更有效的协同，工业软件还能协调设计单位的各方数据沟通，工程实施方与设计单位的沟通。为了能够在更广泛的领域内推广工业软件的使用，标准化是*的一个过程。这些标准除了标准化组织的推动之外，企业的力量也不容小觑。的企业做标准，西门子在这方面付出了*的努力。
因为西门子意识到，只有将出色的产品、方案和软件设立为标准进行推广，才能受到行业内的普遍认可。产品的标准化、集成化、网络化和*性是未来检验工业自动化厂商竞争能力的四个重要维度。虽然应用的复杂性在上升，但是工业软件终将使其消化分解，更简单、更通透的展现在用户面前。以业界较为熟知的WinCC为例，从面市伊始，用户就对Simatic WinCC印象深刻。一方面，是其高水平的创新，它使用户在早期就认识到即将到来的发展趋势并予以实现；另一方面，是其基于标准的*产品策略，可确保用户投资利益。在的应用于 67米多用途锚拖供应船综合报警项目中，WinCC担任了船舶综合监控系统的角色。WinCC通过在驾驶台和机舱集控台分别显示的各种有关参数，搭载船舶综合数据库，负责对全船的各种参数进行实时在线监控，并且通过了相关船检认证。
套件整合为用户带来的价值也是显而易见的。例如，西门子PLM的NX CAM软件可与西门子的数控系统实现紧密集成。另一个紧密集成的方面是西门子PLM的NX、S olid Edge、Teamcenter、Tecnomatix，工厂全生命周期管理解决方案COMOS，以及MES解决方案Simatic IT的集成应用。其中，Tecnomatix与Simatic IT MES系统实现了集成，而COMOS软件使用了NX软件来实现工厂的三维建模。同时，COMOS还与西门子的PCS 7控制系统实现了集成。
COMOS目前已经被中国石化工程建设公司（SEI）作为设计平台，开发定制化的工艺集成设计系统。该系统是工艺工程师的设计平台，它采用了数据库技术、面向对象技术、知识库技术，实现了与多种设计软件的集成（如：ASPEN PLUS，PRO/II，HTRI，HTFS，FRI等），以共享方式管理PFD、物料 /热量平衡、设备表、设备工艺数据表等，同时它所管理的数据还是智能P&ID的基础。除了石化行业之外，在制药等行业COMOS也表现优异。
西门子集团涉足的产业很多，而且其中与制造有关的业务很多。因而，西门子本身就是PLM软件和MES系统的大客户。很多人也许还不知道，西门子的软件工程师甚至比微软的还要多。目前，西门子内部正在全面部署Teamcenter系统，涉及50个地点，超过2万个用户。用自己的软件来对自己的产品进行全生命周期管理，是西门子大的魄力。因为西门子对自己的工业软件产品具有十足的信心，工业软件同样是西门子深感自豪的产品线，她与西门子的硬件产品一样出色、可靠。
拥有的客户，才能真正做出拥有7万余家客户，装机量达到700万套。的25家汽车整车厂中，有24家应用了西门子PLM的解决方案。正是这些世西门子的工业软件不断深化与拓展工业软件的内涵，不断拓展工业软件技术应用的新疆域。
西门子变频器北京代理商
西门子变频器是由德国西门子公司研发、生产、销售的变频器品牌，主要用于控制和调节三相交流异步电机的速度。并以其稳定的性能、丰富的组合功能、高性能的矢量控制技术、低速高转矩输出、良好的动态特性、*的过载能力、创新的BiCo（内部功能互联）功能以及*的灵活性，在变频器市场占据着重要的地位。
西门子*研究院制造标准和规程负责人Jorg-Henning Kaske 认为，“以往，企业对于工厂的选址一般都很随意。甚至可以说，只要计算出预计能节省多少工资成本，就能确定工厂的位置，但现在这显然已经远远不够了。”如今，需要仔细规划生产网络和生产中心的分布，使之符合企业发展战略以及市场和客户的需求。Kaske说：“因此，我们提出了一个全新的制造网络设计方法，以系统化地分析现有网络存在的问题，使之能够满足客户的需求。”
此举的关键之一就是找出传统网络规划中的薄弱环节。Kaske解释说：“直到近，我们一般是迫于降低成本的巨大压力才对生产网络进行有选择的调整。比如，这种情况下，就会关掉欧洲的一家工厂，而在亚洲新建一家。但是，新方法会深入分析影响客户购买决策的因素、市场发展态势以及竞争者的动向等。”有时候，在经过分析后，企业反而会增加设在工业化国家的工厂的数量。例如，2011年，西门子在北卡罗来纳州的夏洛特投资超过3.5亿美元设立了一家工厂，生产型燃气轮机。这种轮机是产品，其生产过程需要技术娴熟的工人、精准的技术以及大量的科研工作。西门子（美国）有限公司*执行官Eric Spiegel说：“所有这些需求使得美国成为我们制造该类产品的理想选择。因为在这个问题上，创新型人才比廉价劳动力重要得多。”
成功因素。为了选出未来制造工厂厂址，西门子专注于几个关键的成功因素。“主要因素包括盈利性、速度、交货灵活性、制程品质和创新能力。” Kaske说。每个因素的权重不同，因为他们的重要性因客户、销售区域和相应产品线的区别而不同。“接下来就是判断现有生产网络和这些因素的匹配度，并分析诸如发展依存度和现有供应商网络等因素。”Kaske说。在接下来的设计阶段中，专家搭建起不同的网络环境，并检查其对成本的总体影响。他补充道：“整个过程结束以后，我们就得出了几个备选方案，然后决定实施哪一种。”
这不是一次性的过程。“事实上，这意味着它已成为经常性的制造网络管理系统的一部分。换言之，这是一种定期进行的监督过程。在我们进行年度战略规划时，它可以显示我们需要在哪些地方进行改进。”虽然这种办法比被动方法需要更多的时间和资源，Kaske坚信其利大于弊。他说：“使用这种办法，我们不仅能使整个网络更加灵活有效，而且还能在规划初期就把*趋势考虑在内。这样就避免了要被迫调整构架，降低了花这笔大钱的风险。”
企业的业务布局设计是优化生产网络的。Kaske解释说：“但我们还需要改进实施工作，因此我们调整了现场工厂规划流程。”
这个新理被应用于印度西海岸的果阿（Goa）市。在这里，西门子能源自动化集团新建了一家工厂生产断路器。这种设备可以自动关闭不同网段，从而避免电网或变压器受损。Sebastian Schumann负责在果阿实施这一方法。“迄今为止，传统的工厂规划包括两个并行的过程。”Schumann说，“西门子房地资产管理集团处理建筑规划问题，另一个集团则在很大程度上独立进行布局设计，也就是工厂的内部设计。这有时会在双方碰头协调时出问题。”
西门子在范围内拥有超过320家工厂，这意味着它在规划和建设方面都有着丰富的经验。Schumann说：“尽管我们已有大量的专业知识，也还是需要不断进行创新，因为总有重蹈覆辙的风险。”
西门子的规划方法已经消除了这种潜在威胁。公司的规划专家今后打算使用五个类型的工厂作为基础样本，其中包括生产风电设备和电子设备的工厂。
“在果阿，可以说，我们使用了现成的标准电子产品工厂的设计，并根据当地的条件和要求对其进行了调整。”Schumann说道。这说明，我们也考虑了当地的建筑材料和技术，并调整建筑方法，以适应当地的环境。
“整个过程都是由一支项目团队完成的，这使外部建筑和内部系统规划之间的协调更加高效，并使决策更迅速。”Schumann说。在进行全面的选址分析后，果阿中选。西门子医疗在果阿已经有一家生产X光设备的工厂，这也是一个重要的考虑因素。这样，新厂能使用现有的基础设施。此外，西门子刚好获得了X光设备工厂旁边一块尚未开发的土地的使用权，这大大加快了新厂的规划和建设。
快速建设。果阿工厂于2012年1月竣工——距奠基仪式仅一年。Schumann说：“新的规划方法使我们能更迅速地完成建设，并且能精确地预测成本，不超预算。”
然而，他也知道标准化工厂分类的缺点。“这个概念确实有一些潜在风险，可能使我们忽略某些不寻常的解决方案，但是快速规划和准确的成本预测带来的益处通常超过风险。”
果阿的新工厂将在能源自动化生产网络中发挥关键作用。首先，这里生产的设备将出口至新兴市场，可以为希望建设智能电网的国家提供支持。“要想真正实现可再生能源并网发电，就需要智能网络和计算机控制的保护设备来解决这类能源面临的产量波动问题。”Schumann说。
