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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。現(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(gòu),，預計于2016年推出初始版本。這一全新網(wǎng)絡架構(gòu)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(zhuǎn)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(zhì)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jié)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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