西门子模块6ES7241-1AA22-0XA0规格参数

西门子模块6ES7241-1AA22-0XA0规格参数

一、概述：

    常见大中型空压机为螺杆式或活塞式压缩机。工作时由一台电动机带动螺杆或活塞向气罐充气，当气罐压力升至设定的高压力时离合片动作，电机自动卸载，电机空转，螺杆或活塞停止压缩空气。压缩机的这种工作方式带来了下列问题：

1、气压高时电机自动卸载空转造成电能的大量的浪费。

2、出口压力随着用气量的大小而出现正弦波式的变化，影响气动设备的性能及工作效率。

3、工作时，压缩机频繁的加卸载使设备的检修时间加长，使用寿命缩短。

4、大功率压缩机电机的频繁加卸载造成对电网的冲击。

    根据以上空压机的工作特点，我们可用空压机恒压变频拖动系统对改造。

二、系统配置及性能：

    本系统选用SY6000 -75G型变频器，该型变频器性能优良，可靠性高，内置PID调节器，各项参数可灵活设置，能很好地满足控制要求。压力传感器选用hxyb131-8型，该型传感器安装简便，线性好，信号变送精度高。控制原理图如下：

三、系统功能描述

    该系统以压力为控制对象，压力值由变频器数字设定，可根据用气设备的实际需要，在空压机的高允许工作压力内自由设定，调整便捷。压力传感器对供气管网压力实时检测，并通过变送器转换，输出标准的4-20mA的信号，送至变频器反馈，在变频器内进行PID闭环控制，根据系统用气量的要求实时调整变频器的输出，从而实时调整压缩机电机的转速，保证管网压力的恒定。

四、用户受益

    采用该系统改造后，压缩机组的供气量与系统所需量动态匹配，压缩机电机转速会随着系统用气量的不同而进行调节，避免了电机空转以及频繁的加卸载所带来的能量损耗，电机的输入功率大大降低，节电效果显著。对于对空气机来说，供气量Q与转速N成正比，气压F与转速N的二次方成正比，而轴功率与转速N的三次方成正比，见下表：

    一般来说，对于连续用气的空压机系统，随用气量的变化，电动机运行频率在25-50HZ之间动态调节，系统的节电率可达20%-40%。

    系统改造所带来的间接效益也不可低估。压缩机电动机实现了软启停，软加减速，对电网的冲击大大减少；压缩机气缸内气阀片不再反复地开启和关闭，增加了设备的寿命，减少了系统维护时间；系统管网气压稳定，tigao了气动设备的效率。

五、变频器主要参数设定：

六、注意事项：

1、各品牌的空压机润滑及冷却方式的不尽相同，故空压机工作的下限频率应根据实际情况进行设定。

2、由于空压机连续工作时本身会散发大量的热量，应注意变频器箱体的温度不要超限，确保变频器工作场所的通风。

3、当储气罐内气压较高时，启动变频器时会引起堵转过流，不要在储气罐内压力较高时启动变频器，应卸放储气罐内的空气后启动。也可在空压机出气口加装单向阀

一、概述

    随着生活水平的tigao，人们已开始关注生活与工作环境的舒适性，大型公共建筑（如商场、宾馆、办公大楼等）均设置有中央空调系统。中央空调一般由压缩机组、循环水系统、末端风机盘管装置三部分组成，其中循环水系统的心脏就是冷却水泵和冷冻水泵。在中央空调系统的设计中，冷冻水泵和冷却水泵的容量是根据建筑物大设计热负荷选定的，且留有10-20%的设计余量。由于四季自然环境温度的不同，中央空调的热负荷在绝大部分时间里远比设计负荷低。据统计，67%的工程设计热负荷值为94～165W/165m2，而实际上83%的工程热负荷只有58～93W/165m2，满负荷运行时间每年不超过几十个小时，中央空调工作时，水泵一年四季在工频状态下全速运行，造成了能量的极大浪费。

二、节能原理

    对于水泵来说，liuliangQ与转速N成正比，循环水温度△T与转速成反比，扬程H与转速N的二次方成正比，而轴功率与转速N的三次方成正比，见下表：

    一般冷冻水设计温差为5～7℃，冷却水的设计温差为4～5℃，在系统工频运行的情况下，全年绝大部分运行时间温差仅为1～3℃，即在低差，大liuliang下工作，从而增加了管路系统的能量损失，浪费了水泵运行的输送能量。冷却水、冷冻水带走的热量（J）＝比热（r）×liuliang（Q）×温差（△T），其中传输介质水的比热（r）是不变的，在冷却水、冷冻水带走的热量相同的情况下，可适当tigao温差（△T），降低liuliang（Q），也即降低转速即可达到节能的目的。

三、变频调速控制系统方案

    考滤到大中型中央空调循环水系统中温度与水压对冷冻水、冷却水带走热量的影响，本系统采用温度与水压为变量双闭环控制。

3.1．冷冻水系统

    冷冻水出水温度取决于蒸发器的运行参数（一般为7℃），控制冷冻水回水温度即可控制冷冻水进出水温差，循环水liuliang控制通过控制冷冻水出口压力来实现。外环为温度控制环，内环为压力liuliang控制环。由于楼层的影响，高层冷冻水压力比冷却泵出口水压相差较大，这样高层的制冷效果往往不能满足要求，为解决此问题，我们以高层冷冻水压力为压力反馈，控制原理图如下：

 
3.2．冷却水系统

    冷却水系中进水温度受外界环境温度的影响，随白昼、四季的不同变化较大，而回水温度受压缩机负荷及进水温度及水压的影响，冷却水系统取进出水温差及水压为变量控制效果较好。外环为温差控制环，内环为压力liuliang控制环。控制原理图如下：

参数设置

用户受益

1、很容易实现起动全速运行，反应迅速，控制精度高，调整方便。

2、水泵电机软启，减少了对工厂电网及机械冲击，消除了水泵启动时对管网的水锤效应。

3、能及时检测水泵电机的过载、过流、过热，并给出报警。

4、能适时调整制冷量，保证环境温度的恒定，增加了使用环境的舒适度。

5、节能效果显著，使用证明，只要冷冻水、冷却水进出水温差在设计范围内，系统全年平均节电率在40％左右。

系统调试及注意事项

1、变频器的安装位置应注意不能在管网下方，以免水管滴漏进入变频器，从而损坏变频器。

2、 冷却水的温差设定，可先行设定温差4～5℃，试运行一段时间后可根据运行情况作适当的调整。

3、考虑到压缩机的运行安全，水泵的下限运行频率不能设定太低，且要保证一个低的运行频率

 在水泥制造行业，大部分水泥厂的一些电机尤其是大功率的电机在生产过程中绝大部分是通过调节挡风板的开启角度的机械调节方法来满足不同的用风量，这种操作方式的缺点是：（1）电机及风机的转速高，负荷强度重，电能浪费严重；（2）调节精度差，控制不jingque；（3）电气控制采用直接或降压起动，启动时电流对电网冲击大，需要的电源（电网）容量大，功率因素较低。（4）起动时机械冲击大,设备使用寿命低；（5）噪声大，粉尘污染严重等。这些大功率、且连续运行的电机耗电量高是水泥制造成本高居不下的一个重要因素。据统计在水泥制造成本中电费成本约占总成本的30%左右，很有必要对相应耗电量大的电机做一些工艺上的节能改造，利用节电的效果来降低水泥的制造成本、tigao经营上的利润空间和市场竞争力。

   济南世纪创新水泥厂是一条日产2500吨水泥熟料生产线，各个系统全部采用计算机监控，变频器通过与计算机系统连接后可任意调节风机电机的转速，具有转速给定、转速输出显示、故障报警等许多功能。为止利用德力西变频器对该公司还未改造的一台132KW吹煤罗茨风机和四台75KW、两台93KW、一台110KW箆冷机系统风机进行了改造。利用变频调速成套装置取代通过调节挡风板开启角度这种落后的机械调节方法来满足烧结时的不同用风量。根据工艺需要还可以通过调高变频的大频率来tigao电机的转速达到用风量的需求。

    变频改造后设备的优点：

    （1）优化电气设施：电机启动时，无大电流冲击，减轻变压器负荷。

    （2）节能效果明显：可达20%-45% ，一般八个月左右可收回全部投资。

    （3）延长整机寿命：具有软起功能，降低负荷强度，延长设备使用寿命。

    （4）操作方便：根据用风量大小直接给定电机转速，调节风量精度准确。

    （5）降低噪声：改造后设备噪音降低约10DB，设备动作更稳，作业环境得到改善。

    （6）可靠性高：及时保护电机和其他设备，保证设备可靠运行等。

   德力西变频调速成套装置通过实际应用，以其设计合理、结构紧凑、安装调试方便、保护功能完善、运行稳定可靠、节电效果明显、工艺可靠性明显tigao等优点赢得了广泛赞誉。

锅炉在选用与其配套的风机容量时，均是按锅炉的大蒸发量予以考虑，且留有20%风压和20%liuliang的裕量。这就是说，锅炉全载运行，其风门开度也不会是，多仅能达到80%左右，并且锅炉根据季节不同负荷量也会相应变化。风机在选用其配套电动机时，也留有一定裕量。在锅炉的正常运行中，其电动机总是处于不全载情况下运行。采用变频调速技术控制风机系统，不仅可以节约能源，使系统运行更加合理可靠。

   烟台亨通热电厂在06年五期改造项目中新上了一台75T循环流化床锅炉，其锅炉的引风机（400KW）、一次风机（315KW）、二次风机（280KW）以及螺旋给煤机（3*7.5KW）都采用了德力西变频器，采用DCS远程控制，变频柜提供了标准模拟量输入/输出AI/AO，开关量输入输出DI/DO，与DCS系统连接，便于实现（DCS）对风机的启/停、风量调节、变频复位进行控制，并且对风机的运行状况频率、电流、转速等负荷及故障进行监控。

采用变频器控制将有以下诸多优点：

 (1)、采用变频器控制电机，实现了电机的软启动，延长了设备的使用寿 命，避免了对电网的冲击；

 (2)、电机将在低于额定转速的状态下运行，减少了噪声对环境的影响；

 (3)、具有过载、过压、过流、欠压、电源缺相等自动保护功能；

 (4)、tigao了系统的自动化程度。

   实践证明，变频改造具有显著的节电效果，是一种理想的调速控制方式。既tigao了设备效率，又满足了生产工艺要求，并且还大大减少了设备维护、维修费用，当采用变频调速时，由于变频装置内的直流电抗器能很好的改善功率因数，也可以为电网节约容量。直接和间接经济效益十分明显。

、活塞式空压机工作原理

   活塞式空压机是由电动机带动皮带轮通过联轴器直接驱动曲轴，带动连杆与活塞杆，使活塞在压缩机气缸内作往复运动，完成吸入、压缩、排出等过程,将无压或低压气体升压，并输出到储压罐内。其中，活塞组件，活塞与汽缸内壁及汽缸盖构成容积可变的工作腔，在曲柄连杆带动下，在汽缸内作往复运动以实现汽缸内气体的压缩。

二、原工况系统存在问题

   1、原系统采用直接启动，启动时电流对电网冲击大，需要的电源（电网）容量大，功率因素较低，且起动时机械冲击大,设备使用寿命低；

   2、由于空压机不能排除在满负荷状态下长时间运行的可能性，只能按大需要来决定电动机的容量，设计余量一般偏大。由于一般空气压缩机的拖动电机本身不能调速，就不能直接使用压力或liuliang的变动来实现降速调节输出功率的匹配，电机不允许频繁启动，导致在用气量少的时候电机仍然要空载运行，电能浪费巨大。经常卸载和加载导致整个气网压力经常变化，不能保持恒定的工作压力延长压缩机的使用寿命。空压机的有些调节方式（如调节阀门或调节卸载等方式）在需要liuliang较小的情况下，由于电机转速不变，电机功率下降幅度比较小。

三、节能计算

   空压机为132KW，空压机工作时加载和空载的时间大致是1：1，以加载时电流为240A、空载时电流为90A计算，则安装变频器后节电率为100/（240+100）=29.4%.

四、变频改造方案设计

    1、改造方案原理

   由变频器，压力变送器、电机等组成压力闭环控制系统自动调节电机转速，使储气罐内空气压力稳定在设定范围内，进行恒压控制。反馈压力与设定压力进行比较运算，实时控制变频器的输出同步，从而调节电机转速，使储气罐内空气压力稳定在设定压力上。由于空压机属于重负荷，132KW空压机需采用G160KW变频器控制。

                                   空压机变频改造原理图

五、空压机变频改造后优点

a、变频运行状态保持储气罐出口压力稳定，压力波动范围±0.02Mpa。

b、能进行工/变频切换。

C、节约能源，降低运行成本降低

d、压力可以无级设定，随时可调，tigao压力控制精度

e、电机实现软启动，压缩机的使用寿命及检修周期都将得到大大延长

f、降低空压机的噪音