整体分为直流调速时代 → 6SE70 交流矢量变频普及期 → S120 模块化共母线与自动化码头时代 → 数字化、国产化替代竞争期四个阶段,国内港口和振华重工的合作是这条主线的核心。
第一阶段:70 年代~90 年代初:直流调速主导(SIMOREG),交流变频尚未大规模进港口
港口岸桥、门机最早是绕线电机串电阻调速,冲击大、能耗高。70 年代开始,西门子SIMOREG DC-MASTER 直流调速器成为大型港口起重主力传动。
特点:晶闸管直流四象限,起升、变幅、回转可以实现零速转矩保持,满足位能负载;但直流电机碳刷、换向器维护量大,海边盐雾环境故障率高。
定位:这是西门子在港口起重的起点,此时还没有交流变频器。
国内:改革开放后,早期大型进口岸桥、门机大量采用这套直流方案。
行业痛点:直流电机维护成本高,港口开始寻找交流替代方案。
第二阶段:90 年代中期~2008 年:SIMOVERT MASTERDRIVES(6SE70)交流矢量变频,港口交流化革命
IGBT 成熟,6SE70(MASTERDRIVES VC) 登场,是西门子第一代大规模用于港口起重的高性能交流矢量变频器,奠定了岸桥共直流母线架构。
核心技术:全数字矢量控制,共直流母线,可搭配SLU 有源回馈单元实现四象限能量回馈;起升下放的再生电先在母线内部给小车、大车电机消耗,多余能量回电网,大幅减少制动电阻。
国内里程碑:振华重工大量选用 6SE70 配套岸桥、RTG/RMG,国内集装箱港口(上海港、深圳盐田、宁波港)大批新建岸桥使用 6SE70,成为国内港口起重变频的标杆方案。
典型能力:零速悬停、150% 过载,支持多电机主从同步,适配岸桥、门机、卸船机;缺点:硬件体积大、DP 通讯为主,安全功能有限,调试复杂。
行业影响:港口从直流电机全面转向交流异步电机 + 交流变频,碳刷维护难题基本解决;这也是国内港口存量最多的一代西门子传动,至今大量老岸桥仍在运行,大量改造项目就是把 6SE70 升级换代。
小补充:同期 MM4 系列(MM440)用于港口辅助机构(吊具俯仰、小型辅机),不作为起升主驱动。
第三阶段:2008~2018 年:SINAMICS S120 登场,SIMOCRANE 起重专用工艺包,自动化码头时代到来
2008 年 S120 正式推出,逐步替代 6SE70,成为全球自动化集装箱码头的标准传动平台。
硬件架构:模块化书本型 / 柜式模块,CU320 多轴控制器,SLM 有源前端 AFE 共直流母线;相比 6SE70,动态响应更快、低频降容优化,功率模块更紧凑。
两大关键创新(港口起重专属)
SIMOCRANE 起重工艺包:DCC 内置吊具防摇摆、起升抱闸时序、转矩预建立、大车多电机同步、回转柔性控制,不用 PLC 写大量复杂算法,专门适配岸桥、RTG/RMG。
集成 Profisafe 安全 STO:安全转矩关断,满足港口起重安全规范,支撑远程操控、无人自动化码头,洋山自动化码头早期项目大量采用 S120。
通讯升级:PROFINET 工业以太网,高速多轴同步,支持定位控制,满足自动化 RTG 自动对位集装箱。
配套产品线完善:G130 大功率单机四象限用于门机、散货卸船机;SM150 中压变频器用于大功率浮吊、大型卸船机。
市场高峰:2010–2018 年,振华出口全球码头的岸桥、RTG 大量标配 S120;国内外新建自动化码头,西门子 S120 占据主导地位。
第四阶段:2018 年至今:数字化运维 + 存量改造 + 国产驱动竞争阶段
技术方向:S120 持续迭代 Chassis-2 二代模块,增加状态监测、振动 / 温度诊断,接入 TIA Portal、远程诊断、码头 MES,走向设备数字化、预测性维护。
业务重心转移:新增项目占比下降,业务重心转向存量 6SE70/S120 起重机改造升级。西门子推出 SieDeup 改造方案,在原有柜体内部 “掏瓤替换”,保留原有 PLC、变压器、电机,缩短码头停机改造时间,国内大量老岸桥、门机的变频改造采用该方案。
市场格局变化:国产四象限变频器(森兰、汇川等)在普通门机、RTG 改造市场快速替代,性价比优势明显;西门子 S120 主要守住自动化岸桥、高端出口项目、对安全冗余和多轴同步极高要求的场景。
产品路线:不再开发全新一代低压起重专用大传动平台,S120 持续维护迭代;同时推进驱动 + PLC+HMI + 码头仿真整套一体化方案,而不再只是单独卖变频器。
发展主线
传动路线演变:直流 SIMOREG → 交流 6SE70 共母线 → S120 模块化多轴 + SIMOCRANE 起重工艺包 + ProfiSafe
技术核心演进:从单纯调速、四象限回馈 → 内置起重专用算法、吊具防摇、多轴同步、功能安全 → 数字化预测维护
市场角色变化:国内新建码头主力供应商 → 存量改造 + 高端自动化码头方案商,面临国产变频器(森兰等)的竞争。
西门子方案与国产(森兰)在港口的代际差异简要
6SE70/S120 核心优势:共直流母线多轴架构,同一台起重机内部能量循环,非常适合岸桥多机构协同;SIMOCRANE 防摇、Profisafe 安全、TIA 一体化。
国产森兰 SB70 四象限:以单机独立 AFE 四象限为主,更适合单机构改造(单台起升),成本、国内售后响应更优,适合普通门机、散货设备,在多轴协同自动化岸桥场景相对薄弱。

