西门子模块6ES7221-1EF22-0XA0物优价廉
一、前言
中央空调系统是现代大型建筑物不可缺少的配套设施之一，电能的消耗非常大，约占建筑物总电能消耗的50%。由于中央空调系统都是按大负载并增加一定余量设计，而实际上在一年中，满负载下运行多只有十多天，甚至十多个小时，几乎绝大部分时间负载都在70%以下运行。通常中央空调系统中冷冻主机的负荷能随季节气温变化自动调节负载，而与冷冻主机相匹配的冷冻泵、冷却泵却不能自动调节负载，几乎长期在负载下运行，造成了能量的极大浪费，也恶化了中央空调的运行环境和运行质量。
随着变频技术的日益成熟，利用变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的有机结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出liuliang，达到节能目的提供了可靠的技术条件。
二、问题的提出
1、原系统简介
我酒店的中央空调系统的主要设备和控制方式：100冷吨冷气主机2台，型号为三洋溴化锂蒸汽机组，平时一备一用,高峰时两台并联运行；冷却水泵2台,扬程28米,配用功率45KW,冷水泵有3台，由于经过几次调整，型号较乱,一台为扬程32米，配用功率37KW, 一台为扬程32米，配用功率55KW,一台为扬程50米，配用功率45KW。冷却塔6台，风扇电机5.5KW，并联运行。
2、原系统的运行及存在问题
我酒店是一间三星级酒店。因酒店是一个比较特殊的场所，对客人的舒适度要求比较高，且酒店大部分空间自然通风效果不好，对夏季冷气质量的要求较高。
由于中央空调系统设计时必须按天气热、负荷大时设计，且留有10%-20%左右的设计余量。其中冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应的调节。这样，冷冻水、冷却水系统几乎长期在大liuliang、小温差的状态下运行，造成了能量的极大浪费。
为了解决以上问题，我们打算利用变频器、PLC、数模转换模块、温度模块、温度传感器等构成的温差闭环自动调速系统。对冷冻、冷却水泵、冷却塔进行改造，以节约电能。
三、节能改造的可行性分析
改造方案是通过变频器、PLC、数模转换模块、温度模块和温度传感器等构成温差闭环自动控制，根据负载轻重自动调整水泵的运行频率，根据冷却水温度的高低，自动切投冷却塔散热风机，以达到节能效果。以下是分析过程：
1、中央空调系统简介
中央空调系统结构图
在中央空调系统设计中，冷冻泵、冷却泵的装机容量是取系统大负荷再增加10%—20%余量作为设计系数。根据计算中央空调系统中，冷冻水、冷却水循环用电约占夏季酒店总用电的25%—30%，冷却塔的用电占8%—10%。实施对冷冻水和冷却水循环系统以及冷却塔的能量自动控制是中央空调系统节能改造及自动控制的重要组成部分。
2、泵的转速调节
根据异步电动机原理
n=60f/p(1-s)
式中：n:转速 f:频率 p:电机磁极对数 s:转差率
由上式可见，调节转速有3种方法，改变频率、改变电机磁极对数、改变转差率。在以上调速方法中，变频调速性能好，调速范围大，静态稳定性好，运行效率高。改变频率而改变转速的方法方便有效。
3、冷却塔的控制
以前的冷却塔是人为的根据冷却水温度选择冷却塔开启的台数，非常容易造成能源的浪费现象，现在根据冷却水的温度，由温度传感器传送信号至PLC，由PLC经计算后对冷却塔风机依次开启，以28℃为基数，温度每上升2℃，开启两台散热风机，每下降2℃，延时5分钟后停止2台风机，以达到节能效果。
四、节能改造的具体方案
1、主电路的控制设计
根据具体情况，考虑到成本控制，原有的电器设备尽可能的利用。冷冻水泵及冷却水泵均采用一用一备的方式运行，使用一台变频器控制拖动两台水泵交替运行。将一台扬程较高的冷水泵作为备用。
以下为冷冻水泵与冷却水泵一次接线图：
2、功能控制方式
工作流程：
开机：开启冷水及冷却水泵，由PLC控制冷水及冷却水泵的启停，由冷水及冷却水泵的接触器向制冷机发出联锁信号，开启制冷机，由变频器、温度传感器、温度模块组成的温差闭环控制电路对水泵进行调速以控制工作liuliang，PLC控制冷却塔根据温度传感器信号自动选择开启台数。
停机：关闭制冷机，冷水及冷却水泵以及冷却塔延时十分钟后自动关闭。
保护：由压力传感器控制冷水及冷却水的缺水保护，压力偏低时自动开启补水泵补水。
五、变频节能技术框图及改造原理分析
下图为变频节能系统示意图
1、对冷冻泵进行变频改造
控制原理说明如下：PLC控制器通过温度模块及温度传感器将冷冻机的回水温度和出水温度读入控制器内存，并计算出温差值；根据冷冻机的回水与出水的温差值来控制变频器的频率，以控制电机转速，调节出水的liuliang，控制热交换的速度；温差大，说明室内温度高系统负荷大，应tigao冷冻泵的转速，加快冷冻水的循环速度和liuliang，加快热交换的速度；温差小，则说明室内温度低，系统负荷小，可降低冷冻泵的转速，减缓冷冻水的循环速度和liuliang，减缓热交换的速度以节约电能；
2、对冷却泵进行变频改造
由于冷冻机组运行时，其冷凝器的热交换量是由冷却水带到冷却塔散热降温，再由冷却泵送到冷凝器进行不断循环的。冷却水进水出水温差大，说明冷冻机负荷大，需冷却水带走的热量大，应tigao冷却泵的转速，加大冷却水的循环量；温差小，则说明，冷冻机负荷小，需带走的热量小，可降低冷却泵的转速，减小冷却水的循环量，以节约电能。
六、实际调试注意事项
1、整改设备安装完毕后，先将编好的程序写入PLC，设定变频器参数，检查电器部分并逐级通电调试。
2、投入试运行时，人为地减少负荷，观察liuliang是否因频率的降低而减小，并找到制冷机报警时的低变频器频率，以及liuliang降低后管道末端的循环情况，使变频器工作在一个低的稳定工作点。
3、用温度计及时检测各点温度，以便检验温度传感器的jingque度及校验各工况状态。
七、技术改造后的运行效果比较
1、节能效果及投资回报
进行技术改造后，系统的实际节电率与负荷状态、天气温度变化等因素有一定关系。根据以往运行参数的统计与改造后的节能预测，平均节能应在20－30%以上。经济效益十分显著。改造后投入运行一年即可收回成本，以后每年可为酒店节约用电约12万元。
2、对系统的正面影响
由于冷冻泵、冷却泵采用了变频器软启停，消除了原来启动时大电流对电网的冲击，用电环境得到了改善；消除了启停水泵产生的水锤现象对管道、阀门、压力表等的损害;消除了原来直接启停水泵造成的机械冲击，电机及水泵的轴承、轴封等机械磨擦大大减少，机械部件的使用寿命得到延长；由于水泵大多数时间运行在额定转速以下，电机的噪声、温升及震动都大大减少，电气故障也比原来降低，电机使用寿命也相应延长。
由于采用了温差闭环变频调速，tigao了冷冻机组的工作效率，tigao了自动化水平。减少了人为因数的影响，大大优化了系统的运行环境、运行质量。
八、结论
一次性投资较大，但从长远的经济利益来看是值得的。这里我们也借鉴了其它一些酒店改造的经验和实际效果，验正了利用变频器、PLC、数模转换模块、温度模块、温度传感器等组成的温差闭环自动控制系统，对中央空调系统的节能改造是可行的。可以达到我们当初设计的预期效果。
九、结束语
在科技日新月异的，积极推广高新技术的应用，使其转化为生产力，是我们工程技术人员应尽的社会责任。对落后的设备生产工艺进行技术革新，不仅可以tigao生产质量、生产效率，创造可观的经济效益。对节能、环保等社会效益同样有着重要的意义。
喷砂机是空气输送机械的范畴。是在管道内利用压缩空气将粉状颗粒（直径1~4mm）物料从一处输送到另一处，由动能转化为势能的过程中，使高速运动着的砂粒冲刷物体表面，对工件表面进行微观切削或冲击，达到改善物体表面质量的作用。以实现对工件的除锈、除漆、除表面杂质，表面强化及各种装饰性处理。
喷砂机广泛应用于船舶、飞机、冶金、矿山、铁路、桥梁、化工、车辆及重型机械工业制造中各种金属构件及焊接表面。又是对非金属（玻璃、塑料等）表面，装饰、雕刻的理想设备。它大限度地利用了空气输送机械的输送效率高、配置空间广阔、传输距离大、便于集中控制的优点，具备了结构简单、操作容易的特点。其缺点是扬尘大，需配置一套空气压缩设备，投资高，动力消耗大。
目前国内广泛采用开放式的喷砂作业, 在喷砂作业的砂粒冲击金属表面后与锈蚀物或废旧涂料一起扬入周围环境, 既浪费大量砂料又会造成环境污染, 粉尘大大超标，严重损害了操作人员的身体;而本文介绍的喷砂机采用循环式喷砂设备既克服了开放式喷砂工艺扬尘的缺点,又使砂料可循环使用降低了作业成本。本文介绍喷砂机通过和利时公司的LM系列PLC控制步进电机、伺服电机和各个阀门等设备，喷砂参数可以通过触摸屏进行设定，实现了全自动喷砂，整个系统具有生产效率高，节约能源，降低成本以及表面处理均质性好等特点。
2 喷砂机原理和结构
喷砂机是磨料射流的中应用广泛的产品，喷砂机一般分为干喷砂机和液体喷砂机两大类，干喷砂机又可分为吸入式和压入式两类。
吸入式干喷砂机一般由六个系统组成，即结构系统、介质动力系统、管路系统、除尘系统、控制系统和辅助系统。吸入式干喷砂机是以压缩空气为动力，通过气流的高速运动在喷枪内形成的负压，将磨料通过输砂管吸入喷枪并经喷嘴射出，喷射到被加工表面，达到预期的加工目的。
压入式干喷砂机一般由四个系统组成，即压力罐、介质动力系统、管路系统、控制系统。压入式干喷砂机是以压缩空气为动力，通过压缩空气在压力罐内建立的工作压力，将磨料通过出砂阀压入输砂管并经喷嘴射出，喷射到被加工表面达到预期的加工目的。
液体喷砂机相对于干式喷砂机来说，大的特点就是很好地控制了喷砂加工过程中粉尘污染，改善了喷砂操作的工作环境。一个完整的液体喷砂机一般由五个系统组成，即结构系统、介质动力系统、管路系统、控制系统和辅助系统。液体喷砂机是以磨液泵作为磨液的供料动力，通过磨液泵将搅拌均匀的磨液（磨料和水的混合液）输送到喷枪内。压缩空气作为磨液的加速动力，通过输气管进入喷枪，在喷枪内，压缩空气对进入喷枪的磨液加速，并经喷嘴射出，喷射到被加工表面达到预期的加工目的。在液体喷砂机中，磨液泵为供料动力，压缩空气为加速动力。
本文介绍的喷砂机是全自动吸入式干喷砂机，喷砂机原理图如图1：
图1 吸入式喷砂机原理图
3 系统介绍
喷砂机通过电气控制系统实现全自动喷砂，可以自动调节喷砂角度、喷砂时间、喷砂距离、反吹时间、喷枪的运动、工作台的转速等。电气控制系统主要有X轴横移组件、Y轴纵移组件、工作台转动组件、喷砂组件、吹净组件、除尘组件等几个部分组成，所有的组件都是由LM系列PLC根据触摸屏事先设定的参数统一协调控制，高效可靠完成喷砂工艺过程。
X轴横移组件由一个步进电机、丝杠、导轨、滑块、限位开关、一个增量式编码器组成。步进电机接收LM系列PLC高速脉冲信号，按照一定的速度带动丝杠旋转，使滑块在导轨上左右移动，编码器采集丝杠转的圈数，形成一个X轴运动的闭环控制系统，两个限位开关安装在左右滑块运动的极限位置，确保滑块运动的安全性，不会出现飞车的事故。
Y轴纵移组件与X轴组件一样，由一个步进电机、丝杠、导轨、滑块、限位开关、一个增量式编码器组成。步进电机接收LM系列PLC高速脉冲信号，按照一定的速度带动丝杠旋转，使滑块在导轨上上下移动，编码器采集丝杠转的圈数，形成一个Y轴运动的闭环控制系统，两个限位开关安装在滑块上下运动的极限位置，确保滑块运动的安全性，不会出现飞车的事故。
工作台转动组件由一个伺服电机、工作台、减速器组成。伺服电机设置为速度控制模式，采用LM系列PLC模拟量输出控制，通过减速器减速后带动工作台面以恒定转速转动，通过触摸屏可以改变其转速，由于工作台转动惯量比较大，伺服电机设置加速启动和减速停止，以减少过冲对伺服电机的损坏。
喷砂组件和吹净组件主要由喷枪、qiqiang、出砂阀、出气阀、气源、过滤器等组成。控制管路中的压力，以保证喷砂的强度，压力值越大，喷射流的速度越高，喷砂效率亦越高，被加工件表面越粗糙，表面相对较光滑。调节出砂阀和出气阀的接通时间可以控制喷砂时间和吹净时间，以保证喷砂处理的效果，喷砂时间和吹净时间可以在触摸屏上设定。
除尘组件由除尘机组、反吹电磁阀、滤芯等组成。设备配置的滤芯式除尘单元集二级除尘于一体,配合调节不同的反吹间隔时间，可用于高含尘浓度的气体处理。对于015μm级以上的粉尘颗粒,除尘效率高达99199 % ,净化后的空气实现了近于零排放的状态,比传统的布袋除尘器过滤精度tigao100倍以上,大大减少了除尘空气排放对大气造成的污染。
控制系统结构图见图2。
图2 喷砂机控制系统结构图
4结论
在整个项目解决综合问题上看，喷砂机各个部件能够很好的协调运转，能够高效、节能的全自动完成喷砂工艺过程，比较突出的显现和利时产品在系统整合上的优势。
本文介绍的全自动吸入式喷砂机采用和利时PLC作为控制器,利用本品伺服定位功能、丰富的内部数据资源、强大通讯功能，使得控制与驱动紧密结合，使系统控制的更好。
.概述
短纤倍捻机作为一种加捻设备，实现一转两捻，效率比传统捻线机成倍tigao，卷装容量增大，加捻质量大幅度tigao，主要具有以下特点：高品质锭子在高速运转下的持久稳定性；二级传动机构，使受力更合理，加捻范围更广；油浴式齿轮箱，特殊的导纱曲线，使卷绕成形良好；卷绕张力可以在超喂罗拉上任意调节，也适用于染色用松驰柔软的卷绕。本文着重介绍施耐德TwidoPLC在短纤倍捻机控制系统中的应用。
2．工艺
短纤倍捻机主要分为卷绕，恒动和锭子三个部分，如下图
捻度计算公式：
捻度=2*V锭子角速度/V纱线线速度
通过保证锭子角速度和纱线线速度的恒定来保证捻度的恒定。主要控制对象为卷绕和恒动部分。
3．系统
(1)系统配置
本系统采用施耐德全套解决方案，主要由以下几个部分构成：PLC本体TWDLMDA20DRT＋模拟量输出模块TWDAMO1HT＋变频器ATV31＋四行文本屏TSX08H04M。
a) 可编程序逻辑控制器（PLC）
型号：TWDLMDA 20DRT；CPU模块，DC24V供电，12点DC输入，2点晶体管输出，6点继电器输出，自带2路高速计数（20KHz），大可扩展7个扩展模块，并支持双字和浮点运算。本模块在系统中担任重要的控制角色，用于控制各种动作，PID运算和参数计算等等。
b) 模拟量输出模块
型号：TWD AMO 1HT；模拟量输出模块 ，1路/模块，12位精度。用于变频器频率
给定。
c) 人机界面
型号：TSX08H02MK；2行中文图形显示器，带运行电缆。用于参数设定，显示，故障报警。
d) 变频器
ATV31，用于控制控制锭子电机和卷绕电机。
(2) 控制原理
控制对象：捻度，实现锭子电机和卷绕电机的同步控制
(3) 控制方法
实线1：锭子转速给定
实线2：卷绕转速给定
虚线3：根据锭子转速计算出的卷绕转速
如上图所示，系统在启动，运行和停止三个过程，锭子速度和卷绕速度严格保持同步，这样，有效的保证捻度误差在小范围内。
4 结束语
本系统性能稳定，运行可靠，锭子转速可以开到3000－15000转，捻度设定范围90－2300，实际捻度误差在3%以内，实测锭子转速误差在2%以内，完全满足客户的要求，甚至超过原来的进口设备。