西门子6ES7223-1HF22-0XA8功能介绍

西门子6ES7223-1HF22-0XA8功能介绍

一、 基本情况
    该厂原有设备蒸汽锅炉采用链条炉，引风电动为72KW，鼓风电动机为55KW，炉排电机为5、5KW，炉排电机采用直流调速来调节给煤量的大小，鼓风和引风量通过调节风门来实现。鼓风和引风电动机采用降压起动方式。

二、 现在锅炉风系统运行状况分析
1、 对生产工艺中负荷变化的适应能力差
    由于生产负荷和气候在不断变化，要求锅炉系统要跟随其变化，现有燃烧系统给煤机采用直流调速，进煤量与转速成正比，风量通过风门调节，风门开合度大小与风量调节不成正比，风煤配比无法适应负荷变化。

2、 现有风系统不能满足锅炉操作工艺要求
    调小风门、风量减少；但风压提高，为使煤层不被吹破，造成炉膛内串风情况，必须使煤层较厚，这样煤不能保证充分燃烧，造成煤耗加大。

3、 能量浪费严重
    一般风门调节不方便，往往使送风、引风系统均处于过量供给的状态。送风过量，外界空气（40℃）过多地进入炉膛（500℃以上）需吸大量的热量，送成煤的浪费，送风电机电流较高，造成能量浪费；引风过量，造成大量的热空气被引风系统带走，虽然经过省煤器后，排烟温度仍然**标，造成煤的浪费，同时引风电机电流高达额定值，使电能白白浪费了。

4、 电机起动冲击电网
    电机起动虽然采用降压起动方式，但在起动过程中，起动电流仍高达额定电流的3-4倍，而且操作复杂，维护量大，设备故障，增加维修费用。

三、 变频调速改造风系统是链条炉节能降耗、提高热效率的必然趋势。

1、 变频调风有无可比拟的优越性。

（1） 节能效果显著
    按离心风机的特性，风机的风量变化与转速化成正比，而功率与转速的立方成正比。因此，负荷调节时，改变转速，使轴功率明显下降，因而具有显著的节能效果。

    按离心风机的特性，风机的风量变化与转速变化成正比，而功率与转速的立方成正比。因此，负荷调节时，改变转速，使轴功率明显下降，因而具有显著的节能效果。

（2） 充分满足工艺要求
    风量与转速一次方成正比，风量大小可控，风压大小可控，可以充分满足燃烧系统调风的工艺要求，可以大量减少飞灰量，提高热交换效率，减少环境污染，节约燃煤。

2、 风机的式作效率由下式计算
    ηp=C1（Q/n）-C2（Q/n）2
    式中Q为风量，n为转速，C1C2为常数
    通过风门控风量时，困转速n不变，而流量Q下降，故效率ηp下降，而通过转速控制风量时，风量与转速成正比，比值（Q/n）不变，故效率ηp始终保持较佳状况。可见，采用变频调速后，风机的工作效率将大为提高。

四、经济效益分析

1、 节约电费
     75KW 引风机和55KW鼓风机以运行频率40HZ为例，其工作转速为额定转速的80%，风机消耗功率为P2=0.83Pn=0.512Pn
    每年按12个月生产期，考虑保种损耗以节电30%计算。
    W=（75KW+55KW+5.5KW）×12×30×24×30%=351216KW.h.
    以每千瓦时电价0.5元计算，每年可节约电费
    351216×0.5元=175608元

2、 节约燃煤

3、 风煤比可方便配合，能很好地适应负荷变化，达到较佳燃烧方式，提高热效率。在生产等量蒸汽的情况下，可省煤5%，一年节省煤按每天用煤60T计算，价格按200元/T计算，可节约费按每天用煤60T计算，价格按200元/T计算，可节约：
   60×5%×200×30×12=216000元以上。
   变频改造后，直接经济效益一年达到
   175608+216000=391608元

五、设备投资
 75KW 55KW
名称 型号 数量 型号 数量
变频器 AC60-T3-75kw 1 AC60-T3-55kw 1
变频器及附件价 
运保费 
安调成套费 
合计 
总合计 
变频器的使用年限可达五年，计算如下：
75KW日节电费：75×24×30%×0.5=270元
55KW日节电费：55×24×30%×0.5=198元
投资回收139608÷（270+198）÷30=9.9月

1   引言

    我国已持续近两年的电力供应短缺的现象，到2004年形势更加严峻，上半年出现拉闸限电的省市区已经达到24个。今年上半年，电力需求受9.7%GDP增长拉动，继续高速增长，并呈“工业用电继续保持快速增长，高耗电用电增长居高不下”的特征。而电力供应能力则增加有限，出现持续供应不足的局面，致使电力供需矛盾紧张，缺电范围和持续缺电地区进一步扩大。

    限电拉闸，已经严重影响企业的正常生产。今年1～7月，塑料成本的增长，使得中国塑料制造业竞争日益激烈。节能作为企业增效降耗、降低经营成本、提高竞争力的重要手段，已经显得特别有意义，并逐步的被人们所认识和接受。 

2  全自动圆盘式塑胶类射出成型机的工作原理

    众所周知，国内有大量卧式注塑机变频节能改造的成功案例。制鞋企业的全自动圆盘式塑胶类射出成型机，是制鞋企业中主要的一种常见用电设备，人称电老虎。我国是制鞋大国，有大量的制鞋设备，而目前涉及节能改造的单位比较少，主要原因是人们对全自动圆盘式塑胶类射出成型机的工作原理不太熟悉。

2.1全自动圆盘式塑胶类射出成型机（以下简称：圆盘机）的机械特点

1） 本机械专用于生产各类高级单色、双色和三色的运动鞋、休闲鞋鞋底，男女童鞋底等产品。
2）原料适用于生产发泡等各种热可塑性之原料，如PVC、TPR等。
3）本机以电脑程序（单片机、PLC）控制，主、副机控制精确，操作简单，保养容易。

2.2圆盘机与传统的卧式注塑机的比较（见图）

1） 液压马达
    卧式注塑机和圆盘机的油泵都是定量泵。注塑过程中，油泵压力高低变化频繁，其中低压维持过程的传统处理方式是通过比例阀泄压，而电机一直在工频下全速运行。电能浪费非常严重。

2）按圆盘机的机型分，分为单色机和双色机、三色机等机型。
    其中单色机只有一台主机，与卧式注塑机类似。

    双色机有一台主机和一台副机组成。副机负责射胶、熔胶、上模、下模等动作，主机包含了副机的动作，且多了一个圆盘旋转的动作，实现模具的移动和定位。

    三色机有一台主机和两台副机组成。

3）模具数量
    卧式注塑机一般只有一套模具在工作，生产工艺在变更时，需要更换模具。

    圆盘机按机型不同，模具的数量也不同，一般有18、20、24、30套模具。根据生产工艺，通过控制面板，设定模位使用有效与否。如：TY-322机型，24站模位（可安装24个模具），生产中可按需要灵活选定全部或部分模具为有效模位）。圆盘机工作时，大转盘执行高速顺时针方向旋转动作，PLC或单片机执行程序的运算，当只有检测到有效模位时，PLC或单片机扫描到有减速信号时，转盘开始减速。到达定位信号时，转盘进行精确定位。否则，如果没有检测到有效模位时，大转盘一直旋转至下一有效模位。

    卧式注塑机只要有锁模或开模信号，就会执行相关动作。

4） 压力调整方式
    卧式注塑机和圆盘机的压力调整方式都是压力比例控制方式，但圆盘机（模具较多）各模射料压力可以通过控制面板进行独立设定，适用于不同射出量的产品制造。

    卧式注塑机生产每一产品，相关参数均一致。

5） 模具工作方式
    卧式注塑机工作时，固定模是不动的，只有活动模在有指令时执行左右锁模或开模，呈左右直线运动。

    圆盘机工作时，固定模具和活动模具由大转盘移动、定位。有锁模和开模指令时，油缸执行上升或下降动作。取产品时，由操作人员人为的打开活动模具，取出产品。

6） 圆盘（转盘）
    全自动圆盘式塑胶类射出成型机因转盘是圆形而得名，简称圆盘机（鞋底机）。在圆盘上等分了若干等份。如TY-322被等分成了24个模位。

    若主机和副机都没有检测到有效模位时，并且主机和副机都处于开模状时，PLC或单片机发出指令，圆盘由主机提供压力，进行高速旋转。系统自动到有效模位，圆盘进行减速后精确定位。

7）冷却方式
    传统的卧式注塑机有“冷却时间”这个概念，模具上安装了冷却水循环，目的是保护模具和产品的冷却。

    圆盘机则不同，它没有冷却水循环系统，因为产品成型后，圆盘机本身的转盘有一段时间处于旋转状态或待机状态，另外机器上有安装几台冷却风机的方式，模具和产品进行冷却。 

2.3圆盘机工作原理

    圆盘机的注塑过程中的锁模、射料、熔胶、开模、圆盘快慢速等各个动作，对速度、压力的要求都不一样，它们由控制面板上的比例值设定，如：P1设定关模压、P2设定射料一次压、P3设定射料二次压、P4设定进料压。当圆盘机的流量压力需求发生变化时，由设在油泵出口的比例阀（溢流阀）来调节负载压力和流量，将多余的油高压溢流回油箱。 

    单色圆盘机只有一台主机，主要向系统提供压力，完成射胶熔胶动作及锁模开模动作，另外控制一个转盘系统，完成模具的移动与定位。

    双色机既有主机、副机之分。它们主要由加热、射胶、熔胶系统、锁模系统组成。三色机则与双色机类似，它有一台主机，两台副机组成。主机负责圆盘的旋转及定位。

    圆盘机工作时分手动运行和自动运行两部分。

    手动运行时，操作必须提供相应的命令，圆盘机才会完成相应的动作。如射胶、熔胶、上模、下模、圆盘旋转等动作。

    自动运行时，各模位选用完成，进料量压力、时间都设定完成且料管温度加热已到达后，将主机油泵启动，将手动、自动开锁切换至自动位置，按一次自动启动按键即可进行自动步骤。

1）如果现在模位有使用，按自动启动键后，进料量为这模设定量。若进料未达设定量，而有锁模的动作。只允许快速锁模动作，等进料到达设定量后才有慢速锁模动作。锁模停止后，执行射料、开模动作。

2） 若现在模位不使用，按自动启动键，则圆盘运行往下一有使用的模位，且进料的进料量到达，也以下一有使用的模位之设定量执行进料动作，转盘定位后，快速锁模（用时间设定），计时止，且进料时到达，执行慢速锁模，锁模停止后执行射料、开模动作。

3）主副机同时使用时，须等主、副机自动动作皆完成至开模止，圆盘才运行并旋转至下一使用模位。

4） 转盘暂停在圆盘“慢速点”前动作时，圆盘即在“慢速点”检出时，慢速至定位停止。若该模位有使用，定位后，这模动作会做锁模等动作至开模为止。转盘即不动作，但进料动作，会执行下一使用模次的进料，将转盘暂停解除（顺时针旋转）圆盘即往下一模位移动。如果这模位未使用，则圆盘即在较近一模执行定位，直到解除转盘暂停，方往下一模移动。

5）在自动运行中，将自动状态切回手动状态，除圆盘会执行慢速定位的动作外（圆盘在运行中作此切换）其他动作及时停止。可用手动操作复位。 

2.4圆盘机的电能消耗主要表现在以下几个部分

1）液压系统油泵的电能消耗
2）加热器的电能消耗
3）冷却风机。

    对于制鞋企业来说，电耗是其生产成本的主要部分，上述电能消耗中，液压油泵的用电量占整个圆盘机用电量的80%左右，所以降低其耗电量是圆盘机节能的关键。

3   圆盘机节电原理

    在了解圆盘机的工作原理后，我们不难知道 ，圆盘机动作内部有着十分剧烈的突变过程，对机器的冲击非常大，影响了整个注塑系统的寿命。目前国内制鞋企业中，有大量旧设备，自动化程度低，能耗大。机器一般按较大的生产能力设计，其实在生产时往往用不了那么大的功率。油泵马达的转速保持不变，所以输出功率几乎也是不变的，生产中存在大马拉小车的现象。因此造成大量能量浪费。

    由于圆盘机特有的主、副机及旋转式模具的特性，生产时，往往使用到的有效模位没有那么多，如：TY-322机型，24套模具，有时只用了10几套，在试机、打样时用到的模具甚至更少，这就决定了主副机经常处于长时间的待机状态。副机只有检测到有效模位时，才执行动作。在圆盘旋转时，副机不做任何动作，而平时，电机却仍然一直工作于额定转速，这时候的高压溢流部分不仅未作任何有用功，而且产生热量，造成液压油发热，既耗能，又有害。

    我们采用圆盘机的变频运行技术（参考电气原理图），变频器实时的检测来自圆盘机电脑板给出的压力及流量信号，圆盘机压力或流量信号是0～1A，经内部处理后，输出不同的频率，调节马达转速，即：输出功率与压力和同步自动跟踪控制，相当于定量泵变成了节能型的变量泵，原液压系统与整机运行所需功率匹配，了原系统的高压溢流能量的损失。可以大大减轻合模、开模的震动，稳定生产工艺、提高产品质量，减少机械故障，延长机器使用寿命，又能够节约大量的电能。 

4   圆盘机节能改造案例

1） 公司名称：福建福州市某鞋材有限公司 
2）  圆盘机节能改造的目的：在竞争激烈的制鞋行业有如下特点，企业主要的经营成本是员工的工资和电费；由于企业之间的竞争，塑胶件的加工费用越来越少，电费所占成本的比例越来越多；节省电费、降，延长设备使用寿命，提高企业的竞争力，是业内众多经营者所关注的问题。
3） 改造的圆盘机型号：东莞市台裕全自动圆盘式塑胶类射出成型机
4） 圆盘机马达功率：主机一台22kw      副机22KW×2 
5）改造车间：一楼鞋底成型车间
6）改造时间： 2004年07月22日
7）变频器：安邦信Z9变频器
8）厂家参与测试负责人：生产主管、设备科科长
9）生产塑料件：双色运动鞋底
10）成型周期：30 秒
11）测试设备：三相四线电能表 （仅提供单台用电量数据）
12）测试时间：2005年2月12日
13）测试结果：节电率 44% （节电率大小主要取决于工艺）

电控系统的维修一般相对比较简单，主要就是更换损坏的部件，而难点就是需要确诊故障位置。常规方法需要工程师必须到现场，工程师或技术员到现场后有时遇到较难判断的故障需要外聘专家到场协助诊断而造成时间延误，影响生产。为保证系统安全，选择一种适合现场条件的远程诊断方案尤为关键。

利用互联网采用远程协助或远程桌面进行连接的远程诊断

“远程协助”是腾讯推出的一项方便用户进行远程协助帮助好友处理电脑问题。

“远程桌面”是bbbbbbs XP系统附带提供的一种简单的远程控制的方法。远程协助中被协助方的计算机将暂时受协助方（在远程协助程序中被称为专家）的控制，专家可以在被控计算机当中进行系统维护。安装软件。处理计算机中的某些问题。或者向被协助者演示某些操作。

两种方法都可以进行远程诊断，需要远程方有一台能上网的电脑，现场PLC侧接有编程电脑，将编程电脑连接上互联网。

“远程协助”操作连接简单，“远程桌面”连接较为繁琐，连接速度和可靠性都受限于互联网，本身差别不大，所以推荐使用“远程协助”。

“远程协助”需要在现场PLC侧的编程电脑上安装软件，通过连接后即可远程控制操作编程电脑，以方便工程技术人员在不能及时赶赴现场时查找处理故障。

结语

根据西门子PLC远程诊断可靠性方面考虑，选择一种适合现场条件的远程诊断方案进行远程诊断，协助现场人员解决处理故障，对控制系统应用尤为重要。

文中介绍了远程连接西门子PLC的两种简单实用方法，能便捷的提供远程诊断服务。这样不仅能节约人力和物力成本，同时也能为系统用户提供更为快捷的维护服务，减少系统用户的损失。