6ES7214-1AD23-0XB8产品齐全

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0  序言  
    变频调速在节能、调速精度、调速范围等方面具有同其它调速装置无法比拟的优越性，以及可以方便实现同自动化控制系统（如DCS系统等）的通讯，使其在各领域得到广泛的应用。本文以我公司近几年应用变频调速进行技术改造的几个成功事例进行介绍和总结，由此说明变频器装置在各行业技术改造中的广阔应用前景。
    1、锅炉风机电机应用变频器调速控制
    1．1 锅炉二次风机电机应用变频器调速控制
我公司锅炉为75（T/H）循环流化床锅炉，每台锅炉配置引风机、一次风机(送风机)、二次风机各一台，各电机主要技术参数如下： 
         
    在进行变频器改造以前，各风机在正常情况下的运行数据，以2000年全年运行情况统计如下：
            
    我们知道，由于锅炉在正常运行中的燃料构成、热负荷、电负荷以及季节等变化因数较大，因此，锅炉燃烧所需要的空气量在各个不同的情况下，也相应有较大的变化，然而，锅炉配置的风机是按锅炉大出力情况下的所需大风量来设计，并考虑锅炉在事故情况下一定的风量裕度，所以，风机电机功率的配置一般都较大，从表中的统计数据可看出，锅炉风机档板的平均开度，在正常情况下引风机为48%左右，二次风机仅为45%左右。用档板调节控制，大量电能浪费克服挡板的阻力上，造成厂用电，影响机组的经济运行。
    2000年底，我们选择在1#炉的二次风机上进行改造尝试，并考虑到二次风机电机功率设计时配置裕量较大，我们有意选择132KW功率的变频器来控制160KW功率的电机，变频器的型号为三菱FR—F540L—132K，电压等级为380V，变频器于2001年元月安装调试完毕并投入运行，通过一段时间的运行测试，二次风机工频电流由原来的平均135（A）下降到现在的平均70—75（A），节能效果相当显著，并且变频器技术性能满足锅炉运行工艺的要求（主要是风压、风量、加减风的速率等），根据电度表测定，节能效率在45%左右,基本上一年可以收回投资。并且电机在启动、运行调节、控制操作等方面都得到大的改善。由于效益显著，在2001年2月，我公司又对2#、3#炉二次风机也进行了变频器改造，运行至今情况良好。在对锅炉二次风机电机旁路设计上，我们采用的是双投闸，用手动切换方式，在实际使用中效果也很好，不仅投资节约，而且接线简单、，安装也相当方便，二次风机变频器接线如图（1）。      
                       
                                     图1 -- 二次风机变频器接线  
    1．2 锅炉引风机电机应用变频器调速控制
    在锅炉二次风机上变频器调节装置改造成功后，使我们看到变频器技术改造的节能潜能和良好的效益，2002年12月，我们在3#锅炉引风机上进行高压变频器调速系统改造，经过多方面技术考察、比较，我们认为北京利德华福技术有限公司生产的HARSVERT-A06/050变频器在性能价格比上有较好优势，并且产品在应用也比较广泛，售后服务周到，HARSVERT-A06/050变频调速系统采用多级模块串联，交直交、高-高型电路，电源变换器采用30脉冲，二管三相全桥型图2—引风机变频器接线  式，输出采用IGBT 逆变桥串连型式，原电动机电源直接作为变频器输入电源，再通过变频器输出连接到电机，为充分保证系统的性，变频器同时加装了工频旁路装置，变频器异常时退出运行，电机可以直接手动切换到工频运行下运行。旁路由3个高压隔离开关QS1、QS2和QS3组成（见图2，其中QF为原高压开关柜内的断路器）。在变频工况运行时，QS1  和QS2闭合，QS3 断开；工频工况运行时，QS3闭合，QS1和QS2断开。 
          
    变频调速由安装在锅炉操作台上的启动、停机、转速调整开关进行远程控制，并可同DCS系统接口，通过DCS实现变频器的调速控制，变频调速装置还提供报警指示、故障指示、待机状态、运行状态、旁路状态、高压合闸允许、高压紧急分断等保护信息以及转速给定值和风机实际转速值等必要指示，以便操作人员进行操作控制。
     设备从2003年4月24日到货至4月28日安装调试结束，总共4天时间，还进行了一系列的动态试验，如：变频器50Hz满载运行试验、电机—风机系统临界振动实验、母线电压波动试验、变频器与高压开关的联锁试验、连续快速增减符合试验等，一切正常后，再进行连续的72小时试运行，至5月1日投入正常工作运行，设备运行至今一切正常，没有发生过任何异常情况。
    在变频器改造以前，根据统计情况，锅炉引风机的运行工频电流在2左右，通过变频器调节装置改造后，目前在锅炉相同运行情况下，锅炉的工频电流在9—10A左右，平均降低电流达到15—16A，根据计算，平均节电125—130Kwh/h ，考虑装置自耗电及将来空调用电16Kwh/h，总体节电效率为109—114 Kwh/h，节电率达到55%—53%，经济效益相当显著。因此，锅炉引风机高压变频器节能技术改造项目是相当成功的，并进一步计划对其它锅炉引风机也进行变频器调节装置改造，以大经济效益。    
    3、泵电机应用变频器进行调节控制
    我公司热电厂日消耗水量约6000—7000吨，主要用于化水处理、工业用水和生活用水，泵房共有泵三台，其电动机的技术参数分别为：

              
    一方面，3#泵出力太小，不能满足日耗水需要，而1#、2#泵的出力又太大，水泵不好控制和调节，使得电机启停过于频繁。另一方面，从净水器的净水效果来看，理想的净化方法应该是保持一定水量进行连续供水，这样净水效，效果也好。不要经常启动、停止，造成断水。净水器停运期间，净水器内的塑料斜管暴露在阳光下的时间过长老化，影响塑料斜管的使用寿命，如果净水器停运时间过长，再使用时则需要重新经过反洗，这样对用水的浪费相当大，再者，泵房至净水器大约有600米距离，并且管道敷设较浅，在冬季发生过管道破裂现象，都是由于停水时间过长，管道内的积水不流动，在低温下造成结冻引起。为此，我们对1#、2#泵电机进行变频器调节改造，以达到控制水泵供水连续性的目的。变频器选用三菱FR—F540L—37，电压等级为380V。
    泵改用变频器调节，不仅仅在于考虑它对电机的节能效益，重要的是从生产设备运行角度考虑，改造后的运行情况良好，提高了净水器的净水效果。并实现连续供水的目的，我们对泵变频器控制的工艺要求，按照以下方案进行设计（接线如图3）。
    3．1  为充分利用变频器，我们采用一台变频器来实现两台电机的调速控制；
    3．2  两台泵均可实现变速、定速两种方式运行，变频器在同一时间只能作一台电机的变频电源，所以每台电机启动、停止相互闭锁，用逻辑电路控制，保切换，出口采用双投闸切换；
    3．3  二台泵工作时，其中一台由工频供电作定速运行，另一台由变频器供电作变速运行，同一台电机的变速、定速运行由交流接触器相互闭锁，即在变速运行时，定速合不上，如下图中，1C1与1C2及2C1与2C2不允许同时合上；
    3．4  为确保工艺控制、，变频器及两台电机的控制、保护、测量单元全部集中在就地控制柜内，控制调节通过屏蔽信号电缆引接到控制室；          

                  
                                图3---泵电机变频器接线，虚框内为改造增加部分
    4、变频器调速改造中应注意的一些技术问题
    热电厂充分利用变频器进行节能技术改造，不仅能提高经济效益，而且能产生的社会效益，促进企业的技术进步。但在技术上，要根据不同的生产设备，选择相应特性的变频器，如在对锅炉风机进行变频器改造中，注意除考虑变频器的提速、降速特性是否满足燃烧工艺的要求以外，还同时在技术上要考虑下列问题，以免带来投资的损失。 
    4．1  锅炉的运行是全厂动力的根本保，虽然变频调速装置是的，但一旦出现问题，确保锅炉供汽，所以，实现工频--变频运行的切换系统（旁路系统），在生产过程中，采用手工切换如能满足设备运行工艺要求，建议尽量不要选用自动旁路，对一般的小功率电机，采用双投闸方式作为手动、自动切换手段也是比较理想的方法。
    4．2  对于大惯量负荷的电机（如锅炉引风机），在变频改造后，要注意风机可能存在扭曲共振现象，运行中，一旦发生共振，将严重损坏风机和拖动电机。所以，计算或测量风机--电机连接轴系扭振临界转速以及采取相应的技术措施（如设置频率跳跃功能避开共振点、软连接及机座加震动吸收橡胶等）。
    4．3  采用变频调速控制后，电机转速下降，如果变频器长时间运行在1/2工频以下，则电机发热有可能成了问题，一方面是由于电机自冷却风扇因转速低而效率降低，其另一方面是谐波引起的损耗发热。如果出现这种情况，还对电机进行冷却系统改造或采取另外的强迫风冷等措施。
    4．4  变频器不能由输出口反向送电，在电气回路设计中注意，如引风机高压变频器接线图中，要求QS2和QS3不能同时闭合，在泵变频器改造接线图中，要求1C1与1C2及2C1与2C2不允许同时合上，不仅要求在电气二次回路中实现电气的连锁，同时要求在机械上实现机构互锁，以确保变频器的运行。 
    4．5  低压变频器，由于体积较小，在改造中的安装地点选择比较容易些。但对于高压变频器系统，体积相对较大，一般由4—5面柜体组成，对改造项目来讲，一般都需要重新建造变频器室，因此，选择变频器室位置，既要考虑离电机设备不能太远，又要考虑周围环境对变频器运行可能造成的影响。变频器的安装和运行环境要求较高，为了使变频器能长期稳定和运行，对安装变频器室的室内环境温度要求控制在0--40℃之间，如果温度过允许值，应考虑配备相应的空调设备。同时，室内不应有较大灰尘、腐蚀或爆炸性气体、导电粉尘等。
    4．6   要保证变频器柜体和厂房大地的连接，保证人员和设备。为防止信号干扰，控制系统埋设立的接地系统，对接地电阻的要求不大于1Ω。到变频器的信号线，采用屏蔽电缆，屏蔽线的一端要求接地。
    4．7  在选择变频器时，根据设备实际运行情况，可以考虑采用降低一档功率的做法，如我公司在二次风机中就采用132KW变频器控制160KW功率的电动机，运行中情况也一直良好。
    5  结束语
    随着电力电子技术的发展，变频器的各项技术性能也得
到拓宽和提高，在热电中，风机水泵类负荷较多，充分应用变频器进行节能改造已经逐渐被大家所接受。对于目前低压变频器，投资较低、效益高，一年左右就可以收回投资而被广泛应用。但相对高压变频器，价格还较高，测试投资回收期限，一般需要三年左右时间。但随着目前国产高压变频器的发展，使得变频器的性能价格比大大提高，为利用变频器进行节能技术改造提供了加广阔的前景。

三、前言
络筒机是纺织行业的设备，分为筒倒筒式和棚架倒筒式等。在络筒时根据不同种类纱线要求卷绕松劲也不同，因此绕出的纱筒也有紧筒和松筒之分。如果使用工频的电机带动纱筒卷绕，由于电机的转速不会发生变换，随着纱筒直径的变大，线速度的增加，绕出的纱筒就会内松外紧，不能绕出理想的纱筒。如果使用一般的变频器，很难控制变频器按照纺纱的线速度的要求来输出相应的频率，也不易对断纱和调电的故障做出合理的保护。而的络筒机则会克服这个缺点，可以根据用户使用的控制方式，做出合理的控制，从而使用户使用起来方便、快捷。
四、产品介绍
LT2000是本公司在络筒机行业上的变频器，该产品采用电机控制芯片，模块化设计，符合电磁兼容标准，结合的生产工艺和人性化的管理理念研制而成。该产品适用于针织、丝织、制线、染色、化纤等行业。
五、产品功能
LT2000位用户提供的功能：恒线速控制，递减调速控制、频率摆动调速控制和频率递增调速控制，三种张力调节控制可供用户选择使用，断纱自动停车，PI调节时压辊与纱筒接触不良自由停车。在运行过程中可以循环显示当前纺纱长度，设定纺纱长度，当前运行频率。使用该产品生产的纱锭外形美观，卷绕容量大，适合松筒式和紧筒式的制作。
六、在恒线速下的应用分析
为了好地控制纺纱速度，是纱锭美观，纱长准确，纱筒与压辊的的好坏就反映线速度的与否。在恒线速控制下，如果出现断纱或者掉电的情况可以自动记录纱长和当前运行到的频率，下次运行时就会按照此参数运行。但延时开始PI调节的时间是必需的。当我们所用的纱筒为直筒时，一般情况下纱筒和压辊的接触都比较良好，所纺的纱线受力均匀，纱筒也比较美观；当我们所用的纱筒为锥形纱筒时，就可能有如下情况发生，下面我们着重介绍这种情况。
6.1纱筒与压辊接触良好

如图1所示，当纱筒与压辊接触良好时压辊的县速度能好地反映纱筒的平均线速度。这时当电机转起来时，纱筒的线速度就基本上为我们开始运行时的线速度，当到了开始PI调节时，就会在这个目标线速度附近来回的摆动。如此纺出来的纱线就会很好，机器的运行很正常。
6.2 纱筒与压辊的直径较小的一端接触
如图1B所示，当纱筒与压辊的直径较小的一端接触时，开始PI调节之前显示的实际线速度，有时就可能我们设定的目标线速度，当这个速度过低时，就会出现压辊和纱筒接触的很不好，压辊所反映的线速度就不会真正的反映实际的线速度，因此我们要求停机，并显示Err2。此时用户要调整一下压辊和纱筒的接触情况，使得压辊的线速度能够反映实际的线速度。如果用户调节不当，变频器就会升高频率来增加线速度，这样就可能会出现变频器的频率升的很高，机器就会转得很快，因此就有可能损坏机械装置。
6.3纱筒与压辊的直径较大的一端接触
如图1C所示，当纱筒与压辊的直径较大的一端接触时，开始PI调节之前显示的线速度，就有可能我们所设定的线速度，此时这个较高的线速度不能反映真正的线速度，而变频器则反映出这是的速度就设定的速度，变频器就会自动的降低变频器的频率，来降低当前的速度，然而，随着纱筒的不断增大，压辊和纱筒的接触就会慢慢转好，显示的速度就会反映真实的线速度，而此时变频器的频率降得过低，实际的速度就会我们设定的速度过多，因此变频器就会自动停机，显示Err2，因此用户遇到这种情况也要调整一下纱筒愈压辊的接触情况。
七、改进后的恒线速PI调节
在使用恒线速PI调节时，建议用户的线速度不要设置太高，以免因为电机转速太高而损坏您的机器设备，从而造成损失。一定要注意恒线速功能区的参数设置，压辊一定要为实际值。纱筒直径（空锭时）的设置为实际值，但是当电机的额定转速不是1500转/分时，要按照实际线速度的情况调整纱筒直径的设置值，使其在接近开始PI调节时的实际显示的线速度逼近设定的线速度值，开始PI调节时的实际线速度相对设定的线速度过高或者过低，都会影响纺纱的效果，甚至造成跳ERR2保护。为了好地方便用户使用PI调节方式，在原有功能的基础上开放4-10和4-11两个功能码。分别为PI调节开始前的延时时间和显示速度目标线速度的设定值。如果用户发现显示的当前速度不能正确的反映实际的线速度时可以适当地增加PI调节前的延时时间或者增大4-11的设定值，让机器慢慢地PI调节而不至于停机。在线速度一定时限制PI调节上升的大频率。
目标线速度所对应的频率算法。根据异步电机转速与频率的对应关系：一般按照工频下电机1500（转/分）计算，则1Hz对应电机转速为30转/分，开始运行到的频率=目标线速度×1000/纱筒直径/30/3.14。
当纱筒和压辊接触较好时，显示的线速度可以较为准确的反映实际的线速度，此时纺纱效果，也较稳定。
当压辊和纱筒的直径较小的一端接触时，此时已经介绍显示的线速度实际的线速度，PI调节开始时就认为这个速度为实际速度，就会增加变频器的运行频率已提高线速度到目标值，此时机械就会有较高的转速，有时也是难以忍受的。现在用户可以增加4-10的延时开始PI调节的时间，让纱筒充分的绕线，以使压辊可以真实的反映实际的线速度，让满足现在限制PI调节的大频率，也就不会使机器转速达到很高的状态。如果显示的线速度过低，由不希望机器停机，可以适当的增大4-11的设定值，让其慢慢的PI调节已达到所需要的目标线速度。当然在机器运行前，用户要注意压辊和纱筒的接触情况，尽量保持接触面均匀。
当压辊仅和纱筒的直径较大的一端接触时，此时显示的线速度明显大于目标线速度，用户不必担心这么大的线速度会导致机器损坏，因为此时的线速度是虚的，不能真正的反映线速度，此时如果到了PI调节的时间，机器却因速度过低而停车，用户可以增大4-10的值，让纱筒充分的绕线，等压辊和纱筒接触均匀时再开始PI调节，将不会出现停机的现象。
具体是用时用户要为操作人员作较为详细的培训，要严格按照正常的操作步骤来操作，错误的操作不但会影响您的机器的使用寿命，还会对我们的变频器有不利影响。例如，在一个纱筒纺纱的过程中，在没有达到满纱的情况下就换纱筒，就应该对长度清零，这是因为此时变频器纪录的参数是您上次纱筒停下时的参数，不能作为现在的参数来用，否则就会出现总是停机，或者机械转速突然升高的现象。敬请用户注意操作规范。 

1.注意电源安装

PLC系统的电源有两类：外部电源和内部电源。

外部电源是用来驱动PLC输出设备(负载)和提供输入信号的，又称用户电源，同一台PLC的外部电源可能有多规格。外部电源的容量与性能由输出设备和PLC的输入电路决定。由于PLC的I／O电路都具有滤波、隔离功能，所以外部电源对PLC性能影响不大。因此，对外部电源的要求不高。

内部电源是PLC的工作电源，即PLC内部电路的工作电源。它的性能好坏直接影响到PLC的性。因此，为了保证PLC的正常工作，对内部电源有较高的要求。一般PLC的内部电源都采用开关式稳压电源或原边带低通滤波器的稳压电源。

在干扰较强或性要求较高的场合，应该用带屏蔽层的隔离变压器，对PLC系统供电。还可以在隔离变压器二次侧串接LC滤波电路。同时，在安装时还应注意以下问题：

1)隔离变压器与PLC和I/O电源之间采用双绞线连接，以控制串模干扰；

2)系统的动力线应足够粗，以降低大容量设备起动时引起的线路压降；

3)PLC输入电路用外接直流电源时，采用稳压电源，以保证正确的输入信号。否则可能使PLC接收到错误的信号。

2.远离高压

PLC不能在高压电器和高压电源线附近安装，不能与高压电器安装在同一个控制柜内。在柜内PLC应远离高压电源线，二者间距离应大于200mm。

3.合理的布线

1)I/O线、动力线及其它控制线应分开走线，尽量不要在同槽中布线。

2)交流线与直流线、输入线与输出线分开走线。

3)开关量与模拟量的Ｉ/Ｏ线分开走线，对于传送模拟量信号的Ｉ/Ｏ线用屏蔽线，且屏蔽线的屏敝层应一端接地。

4)PLC的基本单元与扩展单元之间电缆传送的信号小、频，很容易受干扰，不能与其它的连线敷埋在同槽内。

5）PLC的I/O回路配线，使用压接端子或单股线，不宜用多股绞合线直接与PLC的接线端于连接，否则容易出现火花。

6)与PLC安装在同一控制柜内，虽不是由PLC控制的感性元件，也应并联ＲＣ或二管消弧电路