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詳細介紹
西門子75KW軟啟動器
 | 3RW4055-6BB44 SIRIUS 軟起動器 S6 134 A，75 kW/400 V，40 °C 200 - 460 V AC，230 V AC 螺釘端子 |
西門子正在升級其中央遠程維護服務，以處理大量數(shù)據(jù)和應用程序。通過其通用遠程服務平臺（cRSP），西門子服務約25萬個客戶設備和系統(tǒng)，包括大型工業(yè)電機、城市交通管理用計算機、計算機斷層掃描系統(tǒng)（CT）和樓宇管理系統(tǒng)。據(jù)專家介紹，到2020年互聯(lián)系統(tǒng)的數(shù)量將翻一番，數(shù)據(jù)量預計呈指數(shù)級增長。其中，很大一部分數(shù)據(jù)流量來源于醫(yī)療設備，單這一行業(yè)現(xiàn)在每月的數(shù)據(jù)量就以太字節(jié)計算，并且預計到2020年將增加10倍。為處理這一海量數(shù)據(jù)，西門子醫(yī)療正與其它業(yè)務部門的專家以及西門子中央研究院合作，研發(fā)新一代服務平臺。
西門子的通用遠程服務平臺是統(tǒng)一的IT基礎設施，包含若干計算機中心和標準化數(shù)據(jù)鏈接，所有西門子公司正是通過這些標準化鏈接實現(xiàn)其維護服務。計算機中心提供搭載新軟件的設備，檢測并消除故障，還為現(xiàn)場技術人員提供在線支持。同時，這些計算機中心也能實施預防性維護，即通過評估傳感器數(shù)據(jù)及早發(fā)現(xiàn)潛在故障，包括某些特定部件的故障。海量數(shù)據(jù)智能評估新技術的應用使這一服務范圍大大拓展。開發(fā)人員要確保任何部件發(fā)生故障時，現(xiàn)場都有技術人員和備件，例如CT掃描儀的球管和醫(yī)療設備中的計算機。
傳輸容量的擴展使基于視頻的新協(xié)作形式成為可能?，F(xiàn)在，專家一般通過音頻連接或取代控制設備為客戶或現(xiàn)場技術人員提供支持；而在未來，專家支持將通過視頻來實現(xiàn)。然而，在醫(yī)院這樣的地方建立在線視頻連接可能非常具有挑戰(zhàn)。這些地方通常沒有無線局域網(wǎng)（WLAN），很多治療區(qū)屏蔽了電磁輻射，而且數(shù)據(jù)保護要求十分嚴格。但是，西門子已研發(fā)出安全連接方式，能夠讓客戶與外部專家在線合作。
該新服務平臺將啟用全新網(wǎng)絡架構，預計于2016年推出初始版本。這一全新網(wǎng)絡架構將允許大量數(shù)據(jù)進行更靈活的傳輸。該技術還考慮到了有些國家關于不允許某些數(shù)據(jù)（主要是醫(yī)療數(shù)據(jù)）流出本國并要求該類數(shù)據(jù)儲存在國家服務器上的管理規(guī)定。此外，對于所記錄數(shù)據(jù)的處理在未來將更具選擇性。舉例而言，敏感信息將通過高度安全的網(wǎng)絡連接進行傳輸，而非關鍵數(shù)據(jù)將轉向云服務。
1引言
風機是工礦企業(yè)的主要動力設備，據(jù)有關部門的統(tǒng)計，全國風機，水泵電動機裝機容量約35000MW，耗電量約占全國電力耗電量的40% 左右。目前，風機和水泵運行中還有很大的節(jié)能潛力。在風機運行中應用變頻器調(diào)速，其節(jié)電率一般可在20%~60%，投資回收期為1~3 年，不僅節(jié)電效果顯著，而且能滿足生產(chǎn)工藝的要求，保產(chǎn)品質量,經(jīng)濟效益十分顯著。
風機在鍋爐中也是重要設備，工業(yè)鍋爐根據(jù)采用的燃料不同，通常分為燃煤，燃油和燃氣三種。這三種鍋爐的控制系統(tǒng)基本相同，只是燃料量的調(diào)節(jié)手段有所區(qū)別。變頻器在控制系統(tǒng)中可以調(diào)節(jié)送風機的送風量，引風機的引風量和燃料的進給量，即實現(xiàn)對鍋爐的精確控制，又達到了節(jié)電和節(jié)省燃料的目的。
2西門子新一代變頻器G150 的特點
G150 是西門子新一代變頻器SINAMICS 家族中的一員，它不僅繼承了Master Drive 的特點，而且具有自身的優(yōu)點。G150 是柜體式單傳動的變頻器，功率范圍75KW~2700KW，進線電壓分為380V~480V，500V~600V，660V~690V 三個電壓等級，控制方式為無速度傳感器的矢量控制 (sensorless vector control) 和矢量控制。無速度傳感器的矢量控制是矢量控制的一種，只是沒有速度傳感器，通過電機模型的計算來估測電動機的速度反饋值。無速度傳感器的矢量控制的控制精度和系統(tǒng)的動態(tài)性能不如帶速度閉環(huán)的矢量控制，但也有系統(tǒng)簡單，無需維護速度傳感器，價格便宜的優(yōu)點，尤其適用于風機泵類電機。
傳統(tǒng)的V/f 控制也無需速度傳感器，但對于大功率的風機泵類電機，如用V/f 控制無電流環(huán)控制，容易引起電流的波動。無速度傳感器的矢量控制，不僅有速度閉環(huán)而且有電流閉環(huán), 電機的穩(wěn)態(tài)電流更穩(wěn)定。
G150 具有豐富的客戶端子，包括8 個數(shù)字量輸入(DI)，4 個雙向輸入/輸出(DI/DO)，2 點繼電器輸出(DO)，2 個模擬差分輸入(AI)，2 個模擬輸出(AO)，1 個KTY84 溫度傳感器或PTC 敏電阻，±10V 輔助電源用于模擬給定輸入，24V 輔助電源用于數(shù)字量輸入，所有的DI/DO ，AI/AO 都可以自由編程定義功能。與MasterDrive 不同，G150 的客戶端子，不在控制板上，而是在客戶端子板TM31 上。當有端子損壞時，只須更換TM31，節(jié)約了維修成本。
PROFIBUS 接口是G150 的標準配置，無需選件。通過PROFIBUS 可以將G150 連接到更高層的自動化系統(tǒng)。通過PROFIBUS 可以與調(diào)試軟件Starter 連接，便于調(diào)試和存儲參數(shù)。G150 的程序和參數(shù)存儲于Flashcard 中，F(xiàn)lashcard 中的數(shù)據(jù)可用Flashcard 適配器讀取，存儲在硬盤中，或刻成光盤存檔。如有相同功率，相同功能的設備，可將數(shù)據(jù)直接拷貝
到新的Flashcard 中，不需設置任何參數(shù).。另外如舊設備的參數(shù)被調(diào)亂，或Flashcard 損壞也可用以上的方法進行恢復。
3系統(tǒng)簡介
在這個鍋爐中共有四臺電機使用了G150 變頻器，分別控制蒸汽、熱油、熱煙氣。熱煙氣由2 臺315KW 的電機控制，經(jīng)管道送入主風機，用于干燥木漿。2 臺315KW 的G150 變頻器分別控制這兩臺風機，通過調(diào)節(jié)G150 的輸出頻率，來控制風機的輸出功率，實現(xiàn)對熱煙流量的精確調(diào)控，不僅滿足了工藝的要求，而且比用擋風板調(diào)節(jié)熱煙流量更節(jié)能。另兩臺132KW 的電機分別將蒸汽發(fā)生器中的蒸汽和熱油發(fā)生器中的熱油送入混合室中。蒸汽發(fā)生器中的蒸汽輸出量的調(diào)節(jié)可以控制蒸汽發(fā)生器中的壓力和溫度，熱油發(fā)生器中的熱油輸出量的調(diào)節(jié)可以控制熱油發(fā)生器的溫度。G150 也是通過控制電機的輸出功率來調(diào)節(jié)蒸汽輸出量和熱油輸出量，實現(xiàn)對蒸汽發(fā)生器的壓力和溫度，熱油發(fā)生器的溫度的控制。
2 臺132KW 的電機參數(shù)和變頻器型號如下:
132KW 電機參數(shù):
額定功率: 132KW 額定電壓:400V 額定頻率:50HZ
額定電流: 228A 額定轉速:1485 r/min 功率因數(shù):0.88
選用的G150 型號:
6SL3710-1GE32-6CA0-Z
輸入: 380V~480V 294A西門子75KW軟啟動器
輸出: 0~480V 260A
2 臺315KW 的電機參數(shù)和變頻器型號如下:
額定功率: 315KW 額定電壓:400V 額定頻率:50HZ
額定電流: 585A 額定轉速:990 r/min 功率因素:0.81
選用的G150 型號:
6SL3710-1GE36-1CA0-Z
輸入: 380V~480V 639A
輸出: 0~480V 605A
2 臺132KW 電機用端子控制啟停和模擬量輸入頻率給定。2 臺315KW 電機PROFIBUS 控制，PLC 使用西門子公司的S7-300。
3.1用端子控制的G150 的端子圖如下:
端子X520:1 是DI0 用于控制變頻器的啟/停(即ON/OFF)。端子X542:5， X542:6 是DO1，輸出變頻器的故障信號 (DO1 是繼電器輸出)。 端子X522:1， X522:2 是AO0， 輸出實際速度值。端子X522:4、 X522:5 是AO1，輸出實際電機電流值。端子X521:1，X521:2 是AI0，作為頻率給定.這些端子的功能是出廠設定，無需修改參數(shù)。
(1) Main Setpoint
(2) ON/OFF command
(3) Analog output actual speed
(4) Analog output motor current
(6) Inverter release
(7) Converter no fault
模擬輸入0(AI0)默認是-10V~10V 的電壓輸入，用戶需要4~20mA 的輸入，所以修改一些參數(shù)。P4056[0]=3，將模擬輸入0 設置為4~20mA， 因為該模擬輸入波動較大,會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，所以我加了10mS 的濾波(P4053[0]=10)，從而給定值相對穩(wěn)定。這些設置如用調(diào)試軟件Starter 修改就十分的簡單、清晰、明了。如下圖所示:
1. 選擇模擬輸入的類型
2. 模擬輸入的端子
3. 模擬輸入的自由標定
4. 一階濾波
3.2用PROFIBUS 控制G150 系統(tǒng)圖如下:
將X530:1 端子的接線斷開，G150 就設置為PROFIBUS 控制。首先要設置G150 的PROFIBUS 從站地址，參數(shù)是P0918，該參數(shù)的設置必須與Step 7 中硬件組態(tài)的地址*。
G150 的PROFIBUS 從站地址也可通過撥碼開關進行設置。這兩種設置中撥碼開關的硬件設置優(yōu)先，如撥碼都在OFF 的位置，則以參數(shù)P0918 的設置為準。G150 的GSD 文件在隨機光盤可找到，文件名是si018105 .GSD。G150 與MasterDrive 的PROFIBUS 數(shù)據(jù)定義相似，PZD1 是控制字/狀態(tài)字，PZD2 是給定值/實際值.控制字的各位定義如下:
| Bit 0 | ON/OFF |
| Bit 1 | Coast stop(OFF2) |
| Bit 2 | Fast stop(OFF3) |
| Bit 3 | Enable operation |
| Bit 4 | No reset ramp generator |
| Bit 5 | No freeze ramp generator |
| Bit 6 | Enable speed set point |
| Bit 7 | Fault acknowledge |
| Bit 8 | reserved |
| Bit 9 | reserved |
| Bit 10 | Control by PLC |
| Bit 11 | Speed reversal |
| Bit 12 | - |
| Bit 13 | Motorized potentiometer UP |
| Bit 14 | Motorized potentiometer DOWN |
| Bit 15 | - |
4結束語
該系統(tǒng)用于亞洲創(chuàng)建(河源)木業(yè)有限公司的生產(chǎn)線中，亞洲創(chuàng)建集團致力于中國強化地板事業(yè)的發(fā)展，成功地塑造了”圣象”，”MOBIFLOOR” 等強化地板，河源項目的建設將打破以往基材長期依賴進口，成本居高不下的局面，進一步提升產(chǎn)品的競爭力。該生產(chǎn)線中的鍋爐系統(tǒng)是由Vyncke 公司做的系統(tǒng)集成，Vyncke 是一家比利時公司，成立于1912 年，在燃燒工藝，鍋爐系統(tǒng)自動化控制系統(tǒng)中有著豐富的設計、制造、安裝、調(diào)試的經(jīng)驗。西門子新一代變頻器G150 在該項目中,以其豐富的系統(tǒng)功能，可靠的產(chǎn)品性能，精確的控制系統(tǒng)，得到了用戶的*認可。
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