西门子模块6ES7355-1VH10-0AE0技术参数
0 引言
随着我国经济的快速发展，国内能源消耗量逐年增大，在我国一方面能源供不应求，另一方面能源浪费还比较严重，如何高效利用能源已经被国家摆在重要的战略位置。据业内人士估计，中国发电总量的60%以上消耗在电动机上。而中国目前电动机总装机容量已超过4亿kW，高压电机约占一半，高压电动机中近70%拖动的负载是风机、泵类、压缩机，其中一半适合调速，即有约7500万kW的高压电机处在浪费能源的运行状态。从目前高压变频器的一般使用情况来看，平均节电率可达30%，在技术改造项目中，高压变频器的投入和使用，其节能效果是显而易见的。在新建项目中，高压变频器在风机、水泵类的应用也已经深入到钢铁、石油、化工各个行业，节能效果已经为大家所共识。
1风光高压变频器的技术特点
山东新风光电子科技发展有限公司研制生产变频器已有十几年的历史，高压变频器技术已经相当成熟，并在各行各业中得到了广泛的应用。风光高压变频器以西门子新型IGBT作为主功率器件，采用高性能数字信号处理器DSP进行控制，精心设计的算法可以保证电机达到优的运行性能。彩色液晶触摸屏实时监控系统运行状态，以高可靠性、易操作、高性能作为设计目标的风光高压变频调速器在激烈的市场竞争中得到用户的认可。
风光高压变频调速系统采用功率单元串联的结构方式，可靠性高。功率单元采用标准模块化设计，安装维护简单方便。并且每个单元都有旁路功能，当某个单元出现故障时，控制电路控制晶闸管将故障单元的输出短接，这样变频器仍能正常运行。单元主电路如图1所示。
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它的输入侧采用干式移相变压器，可以实现36脉冲的整流方式，完全满足国家对电网谐波的严格的要求。在带负载时，电网侧功率因数可达到0.95以上。在输出侧采用载波移相技术可以得到良好的正弦输出波形（见图2），输出dv/dt小，对电机及电缆的绝缘没有任何损害。利用三次谐波补偿技术**了电源电压利用率，满足了异步电机对调速性能的需要。控制系统与功率单元采用光纤通信技术，有效解决了电磁干扰问题，并且实现了高压部分与控制系统之间的隔离，**了整机的安全性和可靠性。
控制系统有一套独立于高压电源的供电体系，在不加高压的情况下，市电经过UPS输出一稳定的交流电，通过整流、滤波、稳压得到一个稳定的直流电压，由一个高频振荡器得到幅度稳定的高频电源，再由一系列高频变压器及相应的整流、滤波送到各单元的控制及驱动电路（见图3）。实际上是开关电源技术的另类应用。控制系统电源独立，通过高频变压器给各单元控制电路、驱动电路供电，容易实现高低压电路之间及驱动电路之间的隔离。可以在不加高压电、不加载的情况下，对整机进行调试，此时各点波形与主电路加电、加载时完全一样，只是输出电压幅度小。这对设备调试、检修和操作人员的培训十分方便。
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变频器的用户操作监控系统界面十分友好和完善，采用彩色液晶触摸屏进行监控。可对变频器进行全部操作，包括参数设定、功能设定、运行操作、运行数据打印、故障查询等。主界面如图4所示。
2风光高压变频器应用实例
我公司的高压变频器在钢铁、冶金、石化行业中应用已相当广泛，如在通钢、包钢、阿钢、莱钢、济钢、鞍钢、冶钢、辽河油田、胜利油田、大庆油田、齐鲁石化、巨化集团等大型企业中已得到广泛应用，下面介绍几个典型应用。
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2.1辽河油田6kV/1800kW注水泵的变频改造（石油行业泵）
辽河新三联注水站投运一台型号为DFJ200-170AX11的注水泵，匹配电机型号为YB1800S2-2的6kV/1800kW异步电动机，采用直接驱动方式控制，离心泵**是通过控制出口阀门的开度进行调节，造成大量节流损失,离心泵及电动机运行在低效率工作区，能源浪费比较严重。夏秋季节注水量相应降低，运行中离心泵实际泵压为16.5MPa，注水管网实际运行压力为12.5MPa，由于多泵注水实施并网运行，当注水管网压力升高到目前注水管网实际注水压力以上时，将造成高压注水量减少，无法满足油井注水需求，污水量大于注水量将造成污水外排。为此注水电机运行时必须靠调节离心泵出口高压回流阀门来控制注水管网压力，以维持联网注水平衡。这样就使泵压与管网干压平均压差达到4MPa以上，造成了大量的电能浪费。
厂家经过综合调研和考虑，选用了山东新风光电子公司JD-BP37-1800F型号的高压变频器，通过应用，该变频器可靠性高，设计合理，变频器对电机具有软启动功能，启动时无冲击电流，减少了对电网的污染；安装、维护和保养都比较方便，降低了值班人员的工作强度；降耗效果明显。现场的系统构成如图5所示。
本系统中，一方面在泵出口管线上安装一只高
可靠性压力传感器，将实测的压力信号与系统的配注压力（期望值）相比，并将其差值送往过程参数调节器（PID）进行比例和积分运算，后将输出结果送给可编程控制器（PLC）；另一方面在泵入口管线上安装一只**计，用于监测系统实际总**，将该值与系统配注量的差值再进行一次PID整定，后将输出结果送给PLC。PLC根据所接收的两个PID整定信号，利用模糊推理的方法，在满足系统干压的前提下，系统及时自动调整高压变频器的输出频率从而控制变频泵的转速。由离心泵原理知，泵转速的变化可引起相应的排量变化，通过频率的变化以达到期望的排量值。通过上述闭环控制，使系统的实际压力和排量与系统的配注压力与配注量相接近。系统设计为闭环控制系统，**和压力为系统的两个
主要参数，将系统实测的**和压力信号与系统要求的**和压力（期望值）进行双PID调节；通过模糊推理的方法自动寻优控制，根据推理结果，系统及时自动调整高压变频器的输出，并自动计算出变频器的佳运行频率。
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由流体力学可知，P（功率）=q（**）×h（压力），**q与转速n的一次方成正比，压力h与转速n的平方成正比，功率P与转速n的立方成正比,如果水泵的效率一定，当要求调节**下降时，转速n可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。使用变频器前后的耗电情况统计见表1。
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水泵电机安装变频器前后的注水单耗从6.79下降到5.38，不考虑其它方面的影响，则节电率=[（安装前耗电-安装后耗电）/安装前耗电]×
=[（1244246-698215）/1244246]×=43.88%
2.2浙江省衢州巨化硫酸厂冷却水循环泵的变频改造（化工行业泵）
一、翻译法
翻译法是用所选机型的PLC**能相当的软器件，代替原继电器—接触器控制线路原理图中的器件，将继电器—接触器控制线路翻译成PLC梯形程序图的方法。
1.设计步骤
2.设计举例
图1为用翻译法将原有继电器—接触器控制线路改用PLC进行控制的电路图和梯形图
二、功能图法
功能图又称状态流程图，主要是针对顺序控制方式或步进控制方式的程序设计。
1.设计步骤
2.设计举例
三、逻辑设计法
在进行程序设计时以布尔逻辑代数为理论基础，既以逻辑变量“0”或“1”作为研究对象，以“与”、“或”、“非”三种基本逻辑运算为分析依据，对电气控制线路进行逻辑运算，把触点的“通、断”状态用逻辑变量“0”或“1”来表示具有多变量的“与”逻辑关系表达式可以直接转化为触点串连的梯形图。如图2(a)所示。
具有多变量的“或”逻辑关系表达式可以直接转化为触点并联的梯形图。如图2(b)所示。
具有多变量“与或”、“或与”逻辑关系表达式可以直接转化为触点串并联的梯形图。如图2(c)所示。
从2009年10月1日起，可以开始订购机架式PC547B的升级产品机架式SIMATIC IPC547C。
SIMATIC IPC547C 是一款功能强大的工业PC，采用 19英寸设计 (4HU)。它非常适用于对PC系统性能要求高的工业应用，如工业服务器应用、过程可视化或图像处理。
SIMATIC IPC 547C 配备具有强大功能的节能型 Inbbb Core2 Quad / Duo 64位处理器，内存容量达 8 GB，串行 ATA 硬盘容量达 500 GB，能够 24小时连续运行，并且可靠提供极高的计算能力，价格极具吸引力。
它的7个扩展槽采用了PCI/PCI-Express 技术，可插入功能强大的扩展板卡，如用于连接两台显示器的 PCIe x16图形卡和用于安装帧捕捉器模块的 PCIe x8 (1 通道)。SIMATIC IPC 547C具有以下特性，以增强系统可用性：
在热插拔可拆卸机架中，多可采用 3 个 RAID5 海量存储单元，它们具有优化的存储空间，可保证数据安全性和高性能
利用前端的温度和风扇 LED，可进行全面的诊断和监视
冗余电源（即将上市）
具有两个具有绑定功能的千兆以太网接口，可获得高数据传输速率和冗余度
SIMATIC IPC 547C 还具有以下特点：
全金属外壳，采用精巧的工业设计，具有高电磁兼容性
由于采用了风扇控制的加压冷却，增强了防尘保护，降低噪音
具有极高的计算能力，在 5 至 40°C 环境温度范围内性能稳定
9 个 USB 2.0 接口，其中两个前置的接口和一个内置接口具有机械连锁。 内置接口插入了一个 USB闪存驱动，可用于闭合设备（如软件狗，以防止误操作。
批产品将于2009年11月1日开始交付,我们预祝您能从新产品SIMATIC IPC547C上市获得成功！