西门子模块6ES7214-2BD23-0XB8规格参数

西门子模块6ES7214-2BD23-0XB8规格参数

罗克韦尔自动化公司在北京石景山白来水厂的全方位白动化解决方案具有中火控制，易于维护，可靠性高以及水处理测量jingque度高等特点，可节省30%的维护成本。
   背景
   北京石景山自来水公司座落于中国北京，土要为石景山地区约二十万居民面积达12.5平方公里的区域提供清洁用水。自来水来源于地下，通过长达78公里的配水网送达水处理厂进行加工处理以达到政府规定的清洁用水要求。该厂每天要输出5万吨自来水以满足古城路，八角，鲁谷地区和金鼎开发区等地区的用水要求，对于年营业额达4百万美元的石景山公司来说，引进一个自动化程度很高的水处理系统就成为一种迫切需要了。
   挑战
　　

   过去，由于水处理的数据判读都是通过人工操作的，它们经常不够jingque，也不够系统化以提供详尽的数据报告。对于北京石景山自来水公司这样大规模的自来水处理厂来说，要达到市政府和地区政府在1998年制定的用水标准，必须采用的技术以确保饮用水的高质量。时问对于北京石景山自来水公司而言也是个重要因素，因为系统改造的调试期限只有10天。在这短短的十天时问内里，系统改造要实现中央和集成控制，达到高可靠性，易于维护，具有扩展能力和开放式体系结构等特点。还必须提高压力泵的性能，因为当启动和停止操作时会使水对压力泵及进水管造成附加压力，从而减少设备的可用时问。
　　

   解决方案
   为提高整个水处理厂的自动化控制水平，罗克韦尔自动化公司的工程师和系统集成公司员工密切合作，为自来水处理厂提供了一整套自动化控制解决方案。在这个解决方案中，罗克韦尔自动化提供了重要的技术咨询，包括就地控制和遥控的双重化热备实现方案。新的自动化平台纳入了罗克韦尔自动化公司的可编程逻辑控制器(PLCs)，1336个驱动器，一个SCADA系统，联网能力，以及逻辑接口和人机接口软件。
   新系统还安装了智能化电动机控制器(Smart Motor Con-trot(SMC)DialogPlusController)以减少在抽水系统中的涌浪带来的损害，提高设备的可用时问。这一解决方案减少了30%的维护成本。系统可在手动和自动模式对配网和井泵进行控制，并采用了比例积分和微分控制(ProportionalIntegral andDerivative (PID))策略以及自整定功能以控制出水压力。
   新的体系结构也包括故障分析和报警功能，可以为整个控制平台提供完全数据报告。由于在就地控制台和中央控制室安装了RSView32和活动显示服务器(ActiveDisplayServer(ADS))，系统还可以实现远程监控。由于这两个监控系统的安装，水处理过程可以在工作当中动态地显示出来，以便作业人员进行操作，管理层人员也能够通过活动显示服务器观察到系统的动态情况，这使得车问土任和总工程师只要键入一个安全密码，就可以实现即时沟通，共同对生产过程进行探讨、了解和检查，从而根据具体情况作出相应的调整。
   RSView32和活动显示服务器提高了管理所需的对车问生产情况的了解水平，创造了一个更加现代化的信息通畅的控制平台，精减了作业人员。RSView32还能够记录所有生产数据，为生产研究和制作其它管理报告提供了方便。
   石景山自来水公司的经理王宝禄(音译)先生对这个新的现代化生产方式表示非常满意。他说:“罗克韦尔自动化公司一向以质量优异著称，我们厂采用罗克韦尔自动化公司的解决方案后已运行了一年时问，没有出现任何产品质量方面的问题。罗克韦尔自动化公司的解决方案是可靠的，它的软硬件为我们厂提供了很高的稳定性。这是一个非常好的解决方案。”
   成果
   由于罗克韦尔自动化公司的这一全方位自动化控制方案的高效率和适用性，石景山自来水公司已实现了该行业所需的高效率和低成本。自1998年投产以来，该厂已节省了大量人力和能源消耗。象石景山水厂这样每天要处理5万吨水的自来水公司通常都需要70名作业人员，但石景山水厂只有31名。按中国的平均工资水平计算，改造后水厂每年节省资金117,000美元，即每人节省资金近3千美元。能源成本也有所降低。在进行全自动控制改造之前，能源消耗平均为0.45kWh/丁，现在这一数字已降低到0.38kWh/T，每年节省能源1277500kWh/T.

一、变频控制系统

   离心脱水机属于大惯性、近似的恒转矩负载，必须在选用交流变频器的基础上配置制动单元和制动电阻才能满足系统的要求，选用HOLIP-A变频器，其接线主回路和控制回路如图示：

   在变频器的外围线路中，主要有3个部分：
  1、 流母线P、N端接制动单元P、N端，再由制动单元的P、PB端外接控制电阻BR。
  2、 制回路输入端子中，FOR为正向低速信号，REV为正向高速，SPL为反向低速。
 3、 控制回路输出端子中，FB和FC为变频器的故障指示，外接故障灯，AM和ACM外接0—10V的直流数显仪（频率或转速指示）。

二、制动特性

    使用脱水机的制动特性必须包含制动单元和制动电阻。
   制动单元的安装和接线必须注意：安装环境的温度、湿度、腐蚀情况、通风状况等必须符合说明书要求，与变频器连接时，尽量选用不同颜色的导线，防止P/N接反，否则将烧毁制动单元并损坏变频器。P、N配线需选用600V耐压等级电导线，配线长度应尽量短，如长度超过5m,需采用双绞线。
    1、 动单元的动作：
    制动单元在系统中的连接位置如图示：

     制动单元功率开关的动作过程：
    ①当电机在减速时电机以发电状态运行，产生再生能量。电机处于发电状态时，其产生的三相交流电被逆变部分的六个续流二极管组成的全桥整流，使变频器内直流中间环节的直流电压升高。
    ②直流电压达到使制动单元开（ON）的状态，制动单元的功率开关管导通，电流流过制动电阻。
     ③制动电阻放出热量，吸收了再生能量，电机的转速降低，直流侧的电压变低。
     ④直流侧的电压降低到使制动单元关断（OFF）的值，制动单元的功率开关管关
这时没有电流流过制动电阻。
     ⑤电机继续减速运转，直流电压升高。
    ⑥以上当直流侧的电压高到使制动单元重新工作时，制动单元重复以上开关（ON/OFF）过程，平衡直流电压，使系统正常运行。当再生能量大时，再生制动单元的开关（ON/OFF）频率增高，使制动转矩增大，单位时间里电能转换为热能的量增大。
     1、制动电阻的选择：在制动单元的工作中，直流母线的电压升降取决于常数RC，R为制动电阻的阻值，C为变频器电解电容的容量，由充放电曲线知，RC越小，母线电压的放电速度越快，在变频器中C保持一定的情况下，R越小，母线电压的放电速度越快。通常求制动电阻的阻值R=Uc2/[0.1047*(Tb-0.2Tm)N]Ω
     式中：Uc 制动单元动作电压值，一般为710V/660
     Tb 制动转矩
     Tm 电动机额定转矩
    本系统制动电阻采用1.5KW/40Ω的标称规格，可以适应自动脱水机的正常制动，考虑到连线分布，电阻器本身阻值的分布性以及电阻的温度分布等因素。在选定电阻时要留有余量，一般情况下选1.2倍较合适，即阻值R为1.2倍R（计算位）。

三、变频器参数

     CD012=200  CD013=180 CD033=1  CD034=1  CD043=3 CD121=180    CD123=180   CD140=4   CD142=10
     1、过压失速防止功能：
    变频器在减速运行过程中，由于负载惯性的影响，可能会出现电
机转速的实际下降率低于输出频率的下降率，此时电机会回馈电能给变频器，造成变频器直流母线电压升高，到660V时制动单元动作，由于制动单元存在一定的使用率，如果高惯量的影响持续的话，就会出现直流母线电压持续升高，使用过压失速保护功能，就能在减速运行中自动比较过压失速点与实际的直流母线电压，若后者超过了前者，就让变频器输出功率停止下降，直到检测到后者低于前者时，才让变频器实施减速运行。
     2、加减速时间：
   由于负载惯性的影响，必须将电机转速的加减速时间设定为合理的数值。如果时间过短，就会出现变频器过流、过压等故障。如果时间过长，设备的运行功率就会大大降低。

四、结束语

    离心脱水机已得到成功的市场应用，其优良的运行性能完善的保护措施提高了离心脱水机整机设备的性能，在HOLIP-A变频器11KW以下内部已经带有了制动单元，它们降低了用户投资，节省了机柜空间，增加了此型号变频器的市场竞争力

对象：
①三菱PLC:　FX2N(V3.0以上版本)　+　FX2N-485-BD　+　FX2N-ROM-E1
②三菱变频器:　A500系列、E500系列、F500系列、F700系列、S500系列
FX2N-ROM-E1是一种功能扩展存储器，它是16K步的EEPROM存储器，当其用在FX2N系列V3.0或以上版本的PLC（对应的序列号为15****　或以后）上时，还可以使用扩展的EXTR(FNC.180)指令与三菱的变频器（多8台）很方便地进行485通讯（当然还需要有FX2N-485-BD通讯扩展板）。
当使用软件输入EXTR指令时，GX　Developer需要SW7或者以上版本，FX-PCS/WIN则需要3.10或者以上版本。
㈠　对PLC的D8120（通讯格式）设置如下：
0000　　　1100　　　1000　　　　0110
0　　　　　C　　　　　8　　　　　6
对应的含义是：波特率9600bps，7位数据位，1位停止位，偶校验。
㈡　对变频器中的相关通讯参数设定如下：

㈢　关于EXTR（FNC.180）指令的说明：
EXTR　K10:　变频器监视
EXTR　K11:　变频器运行控制
EXTR　K12:　读取变频器参数
EXTR　K13:　变频器参数写入


具体的梯形图程序如下：

当M1为ON时，马达正转。
当M2为ON时，马达反转。
D50中是当前变频器的运行频率。D51中是电流监视值。D52中是电压监视值。

为了提高艾默生变频器在市场的占有率，我们针对云南市场上有3000多套工业洗衣机的实际情况，率先对上海申菱洗涤公司的二套洗衣机进行替代改造。
一、原设备基本情况
生产厂家：上海申菱洗涤设备公司
应用地点：昆明市宜良县双禄大酒店
电    机：7.5KW    1500转
洗涤能力：60kg
安装电话间：1998年7月
变频器：松下DF707
基本结构图： 

　　如图所示，洗衣机专用控制器，是一台单片机为核心的电脑控制器，可以设置各运行段的时间及洗涤、排水、脱水、均布过程，通过原松下的6个端子Ⅰ1~Ⅰ6给出顺序控制过程，其对应关系如下：

分析原松下的工作过程，可以将端子图做如下化简：

也就是说在正转时，要与均布、中脱、高脱进行。洗涤时才有正转、反转动作。工作于14HZ数字给定（F0.02）。

二、基本参数设置
洗涤频率：14HZ
均布频率：25HZ
中脱频率：100HZ
高脱频率：200HZ

　　洗涤频率设置为F0.02的数字设定，均布、中脱、高脱由Xi端子设定。由电脑控制各段速的工作时间，X端子的命令由洗衣机控制器发出。
基本参数设置如下：

三、提高力矩的方法
　　如上参数设置保证了原机器的所有功能，并在力矩特性上有所提高，主要表现在V/F曲线的设置上。
如图所示：
　　可见在低频上要保证足够的力矩，才能保证正常的洗涤与均布，但此时电流达到26A，但使用三年来变频器并没有出现任何故障，只是在调试阶段，中脱或高脱曾出现E002，是由于负载惯性较大所致，将减速时间设为210s（并不影响正常使用）问题就解决了。洗涤效果大为提高。
四、对提高力矩几个参数的研究与探讨
　　1．对F0.08必须设为1，即工作于P型，这是与原机不同的点。只有工作于P型，才能兼顾洗涤与高脱均工作于平稳状态。
　　2．F2.05也曾用自动加减速状态工作，但效果不好，运行若干次后会出现一次报E001或E002，后确定必须设为0，即直线加减速方式才是佳选择。
　　3．关于停机方式，由于机器惯性大，有时表现为势能负载，本机未装制动单元与制动电阻，设为自由停车方式理想。
　　4．AVR功能，由于洗衣机长时工作于大电流，低电压、低频状态，选择AVR功能一直动作（设为1）较为合适，充分运用EV2000的自适应控制的优势性，使直流母线电压的动态调整与这种动态负载（功能与势能的结合，质量变化较大），的配合关系达到完美的程度。即不需选更大容量的变频器，又不至于产生故障报警，又使洗涤效率大大提高。
　　5．关于电机参数
　　此电机调谐后的参数如上已叙述。着重指出的是FH.04定子电阻，调谐的结果为2。19欧，但使用起来电机发热较快，有振动现象，后来采用用万用表实测电阻0.93Ω置入FH.04即消除了振动与发热，又使得力矩特性大为改善。
五、结语
　　这次替代改造的成功，是对艾默生变频器应用的经验结果，对电机发热问题的解决方法，是其它几种品牌变频器无可比拟的。（用户认可）对此类负载特性的试验，达到比较成熟的地步。