西门子6GK7243-1GX00-0XE0型号规格

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介绍采用三菱变频器对老式MRGJSF36/1/18型经编机的电机调速方式进行改造的过程。详述其改造方法、调试运行及变频器主要参数设置。结果表明：改造后的经编机具有提高产品产量、质量，减少维修费用和投资少、的特点。

关键词：变频调速技术；经编机：电机调速方式；变频器；参数设置


随着计算机技术和电力电子技术的发展，交流变频调速技术正逐步取代交流串级调速、直流调速等电气传动方式。采用交流电机变频调速技术可以提高机械的控制精度、生产效率和产品质量，具有优良的控制性能和显著的节能效果。交流异步电动机结构简单，坚固耐用，便于维修保养,,适用于各种工作环境。经编行业运用变频调速技术对老式经编机的电机调速方式进行改造可以提高产品竟争力，增加企业经济效益。

1 电机和变频器选择

德国MRGJSF36/1/18型电脑经编机是上世纪八十年代初的产品。该机采用直流电机来调节车速，起、停不平稳；直流电机维修保养工作量大；直流调速装置老化淘汰 ，故障多，可以改为三相交流电机变频调速。将原GF132LM型直流电机（6.1KW,16A,1500r/min）改为Y132M-4型交流异步电机(7.5KW,15.4A,1440r/min),安装外形尺寸一样,电气性能数据比较接近。根据经编机电气控制原理及电机调速原理，经综合比较，选择三菱通用变频器FR-F740-11K（11KW，400V，23A）代替原直流调速装置。

2 改造方法

a. 拆掉直流电机和制动器（变频器具有制动功能），其电枢、励磁、脉冲发生器及调节器等控制部分电源均拆掉。
b. 装上交流电机和变频器，另加20A自动断路器控制变频器三相电源，变频器输出端U、V、W直接引到主电机M205上。
c. 利用快车接触器K314的一对常开触头作为变频器的起动信号。
d. 变频器报警输出端B、C接至机器准备继电器K310线圈回路，一旦故障报警，变频器立即跳闸并自锁保护。
e. 利用K314的一对常闭触头和一只按钮与复位端RES、公共端SD串联，可在变频器故障跳脱时用按钮使变频器复位，而机器正常运转时不会使变频器复位。
f. 利用原直流调速电位器R209作为变频器频率设定信号（模拟量），调节交流电机速度。
g. 用变频器代替直流调速装置，原快动、慢动和停止按钮保持不变，以方便挡车工操作。
改造后的MRGJSF型经编机主电机驱动电路图如附图所示。

3 调试运行

变频器调试的基本步骤是空载通电检验,带电机空载运行,带载试运行及机器统调。从操作面板上输入有关参数，满足生产工艺要求。


3.1 空载通电检验

a. 按照改造后的经编机主电机驱动电路图进行接线，接通三相电源。
b. 检查变频器显示窗的出厂显示是否正常。
c. 熟悉变频器的操作和故障代码。


3.2 带电机空载运行

a. 设定变频器的基准频率（电机额定频率）和基频电压（电机额定电压）。
b. 设定电子过电流保护。一般为电机额定电流。
c. 设定上下限频率。防止输出频率过高损坏设备，还可作限速使用。
d. 设置转矩特性。根据变频器使用说明书V/F类型图和负载特点，选择恒转矩负载。提高低频时电机的起动转矩（转矩提升），使电机输出转矩满足机械负载起动的要求。
e. 变频器分别在面板运行模式和外部运行模式下起动、停止电机，观察电机运行是否正常，方向是否正确。


3.3 带载试运行

a. 设定加减速时间。通常按负载和经验先设定较长加减速时间，通过起、停电机观察有无过流报警，然后逐渐缩短加减速时间，以运转中不发生报警为原则。
b. 若起、停电机过程中变频器出现过流报警，应重新调整加减速时间或转矩提升量。
c. 若起动电机时仍出现过流报警，试试简易磁通矢量控制，提供大的起动转矩和充足的低速转矩。


3.4 机器统调

变频器设定为外部运行模式，起动、停止经编机，速度由电位器R209调节，观察电机及机械负载运行是否平稳、加减速是否平滑，产品工艺质量是否满足要求。
经反复调试，变频器主要参数设置如下：
Pr0---转矩提升 3%
Pr1---上限频率 50 Hz
Pr2---下限频率 0 Hz
Pr3---基准频率 50 Hz
Pr7---加速时间 7 s
Pr8---减速时间 5 s
Pr9---过电流保护 15.4 A
Pr11---直流制动时间 0.2 s
Pr19---基波频率电压 380 V
Pr79---运行模式选择 2
Pr80---电机功率 7.5 KW


4 应用效果

4.1 提高产品产量

变频器调速机速一旦设定后，经编机运行平稳，加减速平滑，机械磨损减少，机速提高，产量提高，设备利用率提高。


4.2 提高产品质量

MRGJSF型经编机原来的起制动方式会使布面出现横向条纹（横档）。采用变频调速后，变频器内部具有的矢量-转矩控制技术保了电机良好的起动性能，实现了电机的软起动。开停机时电机转速增加和减少的速率可根据工艺要求预先设定，因此达到了平滑无极变速，了停机横档，减少了纱线断头。自从设备改造运行后，次品减少，产品质量明显提高。此外，变频器具有的动态响应快、过载能力强、机械特性硬等性能有利于工艺质量的稳定和提高。


4.3 减少维修费用

采用变频调速技术，减少起动电流和运行电流，实时控制功率的输出，节省电能。原直流调速装置老化淘态，电路复杂不通用，故障频繁。改为通用的变频调速后，电路简化，故障少，维修方便。变频器具有较强的保护功能和诊断功能，根据故障显示代码能够确定故障原因，缩小故障范围，减少故障查找时间。改为交流异步电机后，电机维修保养工作量大大减少，导纱针、织针、针芯等配件消耗量也相应减少，因而提高了设备总体运转率，减少了设备维修费用，延长了设备使用受命。


4.4 投资少，

经编机改造为交流电机变频调速后，投入产出比高，一般半年内即可收回成本。

1、引言

自来水厂的制水过程是从水源地取水经输水管网至水厂，处理达标后通过配水管网送至用户。惠州市江北水厂是以东江河水为水源的水厂，从取水泵站至水厂约3KM，一期工程设计供水能力为20万吨/日，1999年9月22日正式供水。该厂采用集散测控管理系统，控制方式采用PLC+PC的监控方式，设制一个中心控制主站和四个现场分站，各PLC站之间通过三菱MELSECNET/10网通讯，中心控制室与各计算机之间用三菱通讯模块A1SJ71UC24-R2通讯，现场设备的控制方式分为手动与自动两种控制方式：手动时PLC监测设备的运行状态;自动时PLC监控设备的运行。江北水厂所有的PLC均采用三菱AnS系列，完成了逻辑控制、过程控制、PID等多种控制任务。江北水厂所涉及的变频控制采用三菱变频器，它们与PLC配合达到了较优控制。上位机采用美国Inbbtion公司的FIX组态软件及国产组态王软件。

2、江北水厂对控制系统的要求

1）、分散性

根据江北水厂工艺的特点，分为取水泵站、投矾车间、投氯车间、反应池、平流滤、滤池、清水池、供水泵站等。由于主体设备过于分散因此需要控制系统设计成几个不同功能的分站，通过网络使各个站之间既独立又关联，互不影响地进行各自的控制任务。

2）、集中监控

为了确保供水水制，操作人员需要在中控室对整个水厂的生产情况了解，并进行集中监控。

3）、可靠性、安全性

水厂的安全、稳定运行直接关系到千家万户，所以从控制系统的结构设计、软硬件产品质量到控制程序编制等各个环节都必须是高可靠性的。

4）、可维护性

系统在系统软件、应用软件和硬件方面具有强大的报警和故障自诊断功能，方便工程师对系统故障进行分析和维护。

5）、可扩展性

系统应采用具有一定标准及应用较为广泛的软硬件产品，并考虑一定的余量，为将来水厂的扩建及系统的变更打下基础。

6）、开放性

开放性是用户对控制系统的普遍需求。随着计算机和网络技术的发展和应用的普及，人们越来越需要过程控制系统与管理信息系统交互信息，从而实现管理与控制一体化。较终达到向管理要效率，向管理要效益。尽管各控制系统生产厂家在现场控制器模块级还不可能完全开放或通用，但必须要求上位机监控系统具有开放性，例如：监控系统应基于微软公司的bbbbbbsNT、2000或9X平台，支持各种规范的协议如OPC、ODBC、ActiveX、DDE等。

3、 控制系统构成

1）、 控制系统硬件

如图所示，江北水厂根据系统不同功能分为五个PLC站，应用三菱MELSECNET/10网组网通讯，通过A1SJ71UC24-R2与计算机通讯。利用电信局帧中继与公司调度室进行。远程测压点通过无线通讯进行。根据生产的特点五个PLC站分别为投加分站、平流池分站、滤池分站、反冲分站、主站。所有PLC站均采用三菱AnS系列PLC。

A、投加分站以过程控制为主，利用仪表、变频器进行投氯、投矾的回路控制。仪表输出4-20mA标准信号。

B、排泥车分站以逻辑控制为主，通过PLC发出的指令，指令通过中间继电器及变频器，对行车的电机及泵等设备进行开停、运行频率变化等控制，以达到运行的高度自动化。

C、滤池分站是逻辑控制与过程控制相辅相成，并加入了PID控制。在几个站中滤池分站属于较复杂繁烦，我厂有十组滤池，并且都投入运行，三菱PLC完**达到控制要求。

D、反冲分站主要是以逻辑控制为主，当PLC接受到滤池站发出的反冲要求指令时，开始按程序顺序地进行控制。

E、主站以逻辑控制为主，其作用主要是加强报警功能，将各分站发生的紧急事故，**时间通知值班人员。

以上各站中主站CPU选用三菱A2ASCPU-S1（I/O点数1024，存储容量256K），其它各站选用A2ASCPU（I/O点数512，存储容量64K），A/D转换模块选用A1S68AD，D/A转换模块选用A1S68DAI，在网络方面选用了A1SJ71BR11模块组成的同轴电缆总线方式的MELSECNET/10网。此网络的较大优点是当一个站由于电源故障或其它故障而脱网时，这个站将被分离，数据链接继续在有效的站间进行，当故障时，它自动返回在线状态，重新开始通信。从江北水厂投产运行至今，除了一次被雷电击坏了网络模块以外，还没有因PLC故障导致生产无法正常运行的事件发生。

由于篇幅有限，这里主要讲一下PID控制，水厂涉及PID控制回路主要是滤池站，在PID控制回路中要给出一个水位的设定值（SV值），通过PID控制单元将过程值（PV值）与设定值（SV值）对比，并执行PID控制算法，送出适合于执行机构特性的命令值（MV值）。执行机构是由模拟输出控制。我厂共有10组滤池，因些组数设为10，设定执行周期为K100（1sec），P值为K1000（10），I值为K2000（200 sec），D值为K0。实际应用中能满足控制要求，达到V型滤池恒水位控制的要求，我厂PID控制可以分为自动和手动两种方式，自动控制即由PLC进行全自动控制，不需要进行人工干预。手动控制即在上位机上给定一个阀位输出值（MV值），通过PLC对阀位进行控制，手动方式时内部设**不与测量值校准。

编程梯形图软件用三菱公司的GPPW软件，在组网设置方面非常简便，在程序调试方面及在线检测方面已大大优越于老版本的GPPA。

在变频器的使用中，我们接触过两款三菱公司的变频器，FR-A044-2.2K 和FR-E540-0.75K，产品均采用以微处理器核心的数字控制技术，在使用过程中都能达到很好的响应能力，具有频率设定检测、负荷选择、电流输入等，共计100多个参数选择。及对变频器过载、CPU故障、电机再生电压过大等多种故障进行监控。当设备发生故障时，该变频器可及时停止运行，防止事态恶习化，并通过参数单元显示故障代码，提高查找故障的效率。相比FR-E540-0.75K调节参数设置方面没有FR- A044-2.2K方便。使用变频器后感觉较大的优点是：变速区段全由软件设置，具有柔性控制的特点。