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当变频器确认已经有足够大的输出转矩（电流）时，其他逻辑条件都具备时将发出一个“制动器打开指令，使机械制动控制器开始通电；

　　设定一个“制动器打开时间tod

　　当变频器确认机械制动器已经打开，经过“制动器打开时间tod后，通过控制功能控制内部给定使能，使变频器开始沿速度曲线升至所需速度。

　　负载启动的机械制动控制过程见图5中1到4所示过程。

　　（2） 负载停止时机械制动控制过程

　　设定一个“制动器闭合的转速ncs

　　变频器设定一个“制动器闭合的转速ncs，为保证制动器闭合时电机有足够的力矩，负载不至于下滑，设定一个关闭制动器的门槛转矩值ncs，制动器闭合的门槛信号一般使用速度信号；

　　发出“制动器闭合指令

　　变频器停止运行时，当外部给定使能和外部速度信号停止后，速度沿变频器速度曲线下降，当变频器检测到ncs（如5%额定速度）时，变频器将输出一个“制动器闭合信号，发出制动器断电指令；

　　设定一个“制动器闭合时间tcd

　　当变频器确认机械制动器已经闭合，经过“制动器打开闭合tcd后，通过控制功能封锁变频器内部给定使能（电机励磁）以及逆变器使能，变频器立即停止工作。

　　负载停止时的机械制动控制过程见图5中5到7所示过程。

　　2.4　 通用变频器机械制动与工程型变频器的比较

　　工程型变频器的机械制动控制功能与通用型变频器机械制动控制功能相比，其优点主要有以下三个方面：

　　2.4.1　控制方法及思想

　　通用型变频器由于本身的局限性，其可以应用的资源并不多，应用变频器提供的输出点对于设计开关机械制动功能，这些也只是同级别控制信号；而工程型变频器具有的可编程性，内部采集到的各种信号可以直接或编程后提供给机械制动功能使用，工程型内部有专门的机械制动功能模块，其采用rs触发控制器，关机械制动条件**，对于机械制动功能来说是为合理和安全的，所以工程型变频器机械制动功能的控制方法及思想更为合理。

　　2.4.2　控制性能及精度

　　通用型变频器机械制动功能采用plc控制，也可以使机械制动功能考虑更多的条件，但是plc通过通讯等方式采集变频器的数据，然后做机械制动逻辑控制，系统至少一个循环的时间执行plc程序并运算出结果，然后通过输出模块控制机械制动控制器，加起来就算200ms，对于高精度要求的负载（比如电梯系统）来说，也是难以容忍的。对于工程型变频器，机械制动逻辑控制的运算时间，只是一个硬件运算的时间，工程型变频器机械制动功能可以让变频器的控制性能和精度达到高。

　　2.4.3　安全性能

　　通用型变频器机械制动控制的控制仅采集变频器的信号，而不给变频器任何信息和控制，工程型变频器的机械制动控制功能提供变频器的内部给定使能和逆变器使能两个控制信号，通过这两个信号控制变频器的内部给定启动和逆变器停止，在机械制动器打开和关闭时变频器配合机械制动器的运行，保护变频器以及负载的安全，工程型变频器机械制动功能使变频器具有更高的安全性能。

　　3　西门子6se70变频器的特点及机械制动功能

　　3.1　西门子6se70变频器的特点

　　西门子6se70全数字矢量控制变频装置属于simovertmasterdriv系列，是西门子目前高性能变频器**产品，其全数字化和强大的软件控制功能、监视功能、记录功能和保护功能，为其装置运行的稳定性、可靠性提供了保证。其可选择的控制功能，既可以选择压频控制，也可以选择矢量控制，标量控制，适合于各种不同负载特性的要求；灵活的参数设置，可以方便修改参数、控制方式；兼容的通讯功能，可以与其它控制系统进行通讯；通过参数选择，变频器既可在本地控制，也可以通过现场总线构成的通讯网进行远程控制。

　　3.2　西门子6se70变频器机械制动功能

　　西门子6se70系列变频器机械制动功能非常强大，工程型变频器的可编程的优点显示的**，机械制动功能控制有：没有外部机械制动器的控制、有外部机械制动器不带机械制动器检测的控制和有外部机械制动器带机械制动器检测的控制三种方式，而且利用机械制动功能可以控制变频器的给定使能、逆变器使能使变频器快速停止，其控制原理框图如图6所示。

　　3.3　西门子6se70变频器机械制动功能的实现

　　3.3.1　机械制动控制功能原理

　　西门子机械制动控制是利用rs触发器原理，开机械制动器（s）的关系是“与，所有条件都具备才能开机械制动器，关机械制动器（r）的关系是“或，有一个关机械制动器的条件到就关机械制动器，而且rs触发器复位**，在机械制动器实际应用中也就是机械制动器闭合**，这种控制方式对于机械制动器控制更为安全。通过rs触发器可以得到两个内部开关量信号，其连接到变频器的开关量输出点就可以实现控制机械制动控制器；同时机械制动控制功能产生变频器内部给定使能和逆变器使能控制信号，可以根据实际需要选择使用控制变频器内部给定和逆变器的开通和关断。

　　3.3.2　机械制动控制的组成

　　如图6所示的是西门子变频器机械制动功能框图，可以分为7个部分：开机械制动条件、关机械制动条件、开关机械制动控制信号、控制给定积分使能信号、控制逆变器使能信号、开机械制动检测功能的报警信号、关机械制动检测功能的报警信号。其主要的部分分述如下：

　　（1）开机械制动条件

　　开机械制动器的逻辑关系是“与，也就是所有条件都具备才能开机械制动器，在该功能中，一共有四个条件，其中电机励磁为固定条件，其他三个条件可以设定。参数p608可以设定两个开关量控制信号，一般使用一个变频器的运行信号（b104）即可；在该功能设定中重要的是开机械制动器门槛控制的设定，参数p610是定义选择的参考量，常选用电流信号（kk242），p611是参考信号额定数值的百分数，根据实际需要定义，一般为20%左右，开机械制动条件的原理见图6中1所示部分。

　　（2）关机械制动条件

　　关机械制动器（r）的条件是“或，有一个关机械制动器的条件到就关机械制动器，在该功能中，一共有6个条件，其中电源停止为固定条件，其他5个条件可以设定。参数p609可以设定四个开关量控制信号，一般使用一个变频器的未运行信号（b105）即可；在该功能设定中重要的是关机械制动器门槛控制的设定，参数p615是定义选择的参考量，常选用速度信号（kk148或kk91），p616是参考信号额定数值的百分数，根据实际需要定义，一般为10%左右，需要注意的是参数p617，应用该参数可以把关机械制动器的信号由一个下跳沿信号变成一个宽脉冲信号，常定义为0.5s，关机械制动器门槛信号还需在停止信号、无故障信号和参数p614中的一个为常1时有效。关机械制动条件的原理见图6中2所示部分。

　　（3）开关机械制动控制信号

　　经rs触发器处理后，得到两个机械制动控制信号开机械制动控制信号（b0275）和关机械制动控制信号（b0276），开关机械制动控制信号的原理见图6中3所示部分。

　　（4）控制给定积分使能信号

　　西门子变频器可以通过参数p605选择三种机械制动功能控制模式，当选择为无机械制动（p605=0）时，给定积分使能信号（b0277）为常1；当选择**械制动不带检测信息模式（p605=1）时，当机械制动信号打开时，通过参数p606设定的时间后，启动内部给定使能，停止时，当机械制动信号闭合时，通过参数p606设定的时间后，封锁内部给定使能；当选择**械制动带检测信息模式（p605=2）时，当机械制动信号打开时，通过参数p606设定的时间并检测到制动器打开信号后，启动内部给定使能，当机械制动信号闭合时，通过参数p606设定的时间并检测到机械制动器返回信息后，封锁内部给定使能。应用该功能控制字p564需定义为b0277，机械制动控制给定积分使能原理见图6中4所示部分

　　（5）控制逆变器使能信号

　　控制逆变器使能信号主要来自关机械制动条件中关机械制动器门槛控制信号，系统启动后逆变器使能信号（b0278）为1信号，变频器选择为无机械制动（p605=0）时，当关机械制动门槛控制信号条件具备，立即封锁逆变器使能信号；选择**械制动不带检测信息模式（p605=1）时，当关机械制动条件具备时，通过参数p607设定的时间后，延时封锁内部逆变器使能信号；选择**械制动带检测信息模式（p605=2）时，当关机械制动门槛控制信号条件具备时，通过参数p607设定的时间并检测到机械制动器返回信号后，立即封锁内部逆变器使能信号。应用该功能控制字p561需定义为b0278，机械制动控制逆变器使能原理见图6中5所示部分

　　3.3.3　机械制动控制信号的输出

　　西门子变频器机械制动控制信号可以应用三种方式的输出：

　　（1） 使用x101的开关量输出点（+24v）；

　　（2） 通过扩展eb2板的开关量信号输出（+24v）；

　　（3）利用x9端子的4，5（一对220v的无源点）进行输出。实际应用中，机械制动控制器的控制电压一般采用220v，使用前两种输出，控制信号还需要用中间继电器转换，增加中间环节就是增加控制时间和故障点。

　　在以上三种输出方法中，应用控制信号x9（4，5）输出直接参与机械制动控制器为好。

　　4　西门子6se70变频器机械制动功能在济钢副枪中的应用［4］

　　4.1　济钢副枪起升变频控制系统

　　济钢三炼钢工程是济钢集团做强做大的重点工程，其转炉控制系统应用了达涅利-康乐斯公司的副枪技术。副枪电气传动控制系统包括副枪起升驱动系统、副枪旋转驱动系统、apc系统（探头自动装卸装置）。

　　4.1.1　副枪起升驱动设备

　　副枪起升设备位于卷扬平台上，包括一55kwac电机，dc抱闸，齿轮箱，卷扬筒，用于速度控制的测速发生器和两个用于高度测量的脉冲发生器（*二个脉冲发生器是出于安全角度考虑安装的）。一旦脉冲发生器间出现不允许误差，只能以低速进行停止降枪和提枪操作。事故方式下，副枪可以通过事故dc蓄电池从转炉中提出，除此之外，没有其它任何动作。副枪起升控制的工艺要求如表1所示