6ES7223-1BF22-0XA8常备现货

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一、前言
　　近年来,随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,电气传动技术面临着一场历史革命,即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。电机交流变频调速技术事当今节电、改善工艺流程以tigao产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节能效果，广泛的适应范围及其它许多优点而被国内外公认为有发展前途的调速方式。
　　二、 问题的提出
　　军粮城发电厂3期、四期工程设计4×200MW，汽轮机为北重生产的N200×535/535型汽轮机，其回热系统由八段抽汽、凝汽器、3台高压加热器（以下简称高加）、4台低压加热器（以下简称低加）及除氧器组成。疏水系统高加部分由高压到低压逐级疏水到除氧器，低加疏水从4号到3号再到2号低加，经＃2疏水泵打到凝结水母管或，1号低加疏水经＃1疏水泵打到凝结水母。7个加热器疏水水位均采用调整门调节控制。机组投产以后，＃1、＃2疏水水位自动控制系统一直不能投入自动。疏水水位控制的还坏直接关系到汽机热效率的高低及设备的安全运行。经过长时间的对系统参数进行整定，仍然无效。后来通过向其他兄弟厂家调研学习。发现采用AB公司1336变频器对低压加热器水位控制系统进行改造，使低压加疏水由原来电动调节伐控制改为变频调节水泵转速来改变疏水liuliang达到控制低压加热器水位的，改造后水位稳定，减少了维护费用，节能效果显著。
　　三、变频器调速原理
　　变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系：n=60f（I-s） /p，（式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数）；通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。变频器就是基于上述原理采用交-直-交电源变换技术，电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品。通过市场调研后选定了罗克韦尔A-B1336PlusII标准变频器。此产品采用无转速、矢量控制技术，控制性能优越。
　　四、节能分析
　　通过流体力学的基本定律可知：风机、泵类设备均属平方转矩负载，其转速n与liuliangQ，压力H以及轴功率P具有如下关系：Q∝n,H∝n2,P∝n3即，liuliang与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。而我厂属于调频电厂，机组负荷经常变化，疏水liuliang也跟着变化，节能效果会十分明显。
　　五、改造方案
　　在原来的设备基础之上新增三面变频器控制柜，将原接到电机的电源线接到变频器上口，再将变频器的输出接到电机上。由DCS控制变频器的启停及转速调节。
　　六、实际运行结果
　　通过改造变频器，节电非常明显。通过观察记录疏水泵电机电流，在200MW负荷时为87安培，在150MW负荷时为42安培。
　　
　　低加水位得到了很好控制。改造至今运行，变频器一直稳定运行。在欠压保护，抗高温运行方面效果非常好，没有因为现场设备环境恶劣，环境温度高（运行温度平均在60度）而造成设备损坏。
　　七、结束语
　　实践证明，变频器用于给粉机、给煤机、疏水泵等设备驱动控制场合取得了显著的节电效果，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，并且而大大减少了设备维护、维修费用，还降低了停产周期，直接和间接经济效益十分明显。

鞍钢第二炼钢厂连续铸钢车间1流和2流生产线是1988年从日本神户制钢所全套引进，运转自今已经17年，PLC控制系统和传动变频设备基本老化，经常出现故障，由于控制设备已经进入淘汰周期，从2003年陆续开始改造。
　　1．中间包台车控制系统简介
　　 炼钢厂中间包属于板坯连铸工艺前道设备，主要作用是钢水包回转到浇铸位置（即中间包的上方），打开钢水包滑动水口，使钢水注入中间包，待中间包钢水达到要求时，用中间包滑动水口控制注流，注入结晶器中。中间台车进行平移或升降控制，由于使用环境恶劣，工作级别高。就其走行和升降运行除考虑严格密封防止金属粉尘和耐高温、安全系数高等条件因素外, 还具有一定的特殊性, 无论走行还是升降采用双电动机,双传动机构刚性联接的机械结构（见图1）。

图1 双电动机刚性联接机械结构

当正常运行时2 台电动机必须同步运行以防止机械结构的损坏。当其中任一台电动机发生故障时, 另一台电动机必须能单独完成中间钢包起升和下降或平移的工作要求, 以防止严重的生产安全事故的发生。针对中间钢包必须的双电动机热备份的特殊情况，采用了变频器来实现双机控制。
　　2．对变频调速设备的技术要求
　　（1） 有良好的起动特性和稳速精度,起动力矩满足电机过载要求。起动力矩足够＞（钢包车静转矩＋摩擦转矩），以满足重载起动的要求（包内浇灌钢水）。
　　（2）升降转速连续可调,性能稳定可靠,以适应生产要求高速运转的需要。
　　（3） 采用双电机驱动,要求2 台电机速度偏差小于6rpm ,两电机转矩偏差小于输出转矩的5 %。以保证2 台电机负荷的均衡性。
　　3．变频器选型
　　由于AB 1336 IMPACT变频器具有FORCE矢量控制技术，可独立控制交流电机的转矩和磁通，适用于冲击负载和需要大的起动转矩场合，具有出色的速度控制和转矩控制功能，且在零速时仍能产生满转矩，完全满足双电机拖动的需要,故我们选择了1336E变频器作为台车升降控制。
　　 1336 PlUSⅡ变频器具有无传感器矢量控制功能，可以满足台车走行的要求，我们选择1336F变频器作为走行控制。
　　4．控制应用要点
　　（1） 重载起动和停车
　　中间包为重型设备, 其负载变化范围是相当大,其自重近30t ,再加上钢水可达80t 。1336E系列变频器是目前先进的变频控制设备,对电机参数具有自整定优化运行功能,能充分发挥电动机的潜能,达到优控制。
　　 对于升降控制，起动尤为重要，如果变频器运行后，tisheng力矩不足的话一旦制动闸打开就会出现溜钩或钢包滑落无法控制而快速下降，造成设备损坏事故。停车时，如果速度和制动闸配合不好，也会出现过早制动造成制动闸寿命缩短。
　　解决方案：见原理图2
　　

图2 台车升降电气原理图

　　利用变频器数字量输出接口，可编程为零速，和转矩输出功能。
　　起动时，通过使能1336E内置功能块逻辑加减功能（P212=16），链接P86——-＞P198和P201，对于tisheng转矩设定值可在P199中设定，下降转矩设定值可在P202中设定，P200=11，P203=9，P208=1,P209=0,输出值连接至数字量输出3（P189=37）控制制动闸。可灵活设定tisheng转矩为额定转矩的1.2-1.5倍和下降转据为额定转矩的0.3-0.5倍来控制制动闸，确保平稳起动。
　　停车时，设定数字量输出1（P114=15），和P19保证电机在零速时，才开始控制制动闸的抱闸。
　　（2） 回馈电能的处理
　　由于重载下降时，钢包车因自身的重力而下降，电动机的转速将超过同步转速而进入再生制动状态。电动机的旋转方向是下降的，但其转矩的方向却与旋转方向见图3。
　　

图3 重载下降时的工作点

　　无论减速过程还是对于钢包车重载下降时释放位能通过电动机转换成电能都将回馈给变频器，造成变频器直流母线电压升高。
　　解决方案一：选择制动单元和制动电阻把电能转化为热能消耗。
　　解决方案二：选择回馈单元把电能送回电网。不考虑初期投资该方案有很好的经济性，1336 Regen即可满足。
　　
　　（3） 两电机输出转矩的均衡
　　由于中间包台车为双电机驱动,故出力的均衡性也是关键问题之一,两台电机只有提供相同的转矩,这样才能保证设备可靠安全运行。从而保证电机既载也不欠载。
　　解决方案一：利用变频器的速度下垂跟随功能，见图4
　　

　　速度给定分别控制2台变频器，每台变频器在速度PI调节器内设置Droop值（P46=5%），保证变频器控制电机的机械特性有一定的下垂，这样一来2台变频器即可在保持速度同步的前提下，输出转矩相对均衡。
　　解决方案二：利用变频器的主从控制功能实现转矩跟随
　　1台变频器主机作为速度控制，另1台变频器从机做转矩控制。见图5
　　

图5 转矩跟随

　　即从变频器跟随主变频器的转矩给定运行。由于在主从控制模式中每个电机都有独立的拖动系统, 主机或从机的独立运行可以用于冗余运行。即可以通过数字输入口完成速度控制和转矩控制之间的自由切换, 使之成为完善的独立拖动系统。
　　5　应注意的问题
　　（1） 由于采用双机同步控制, 主机和从机不存在速度误差, 这样2 个电动机传动装置之间的受载力矩相当均衡, 不仅可以直接刚性连接, 明显保证了传动装置在磨损后的同步性, tigao了使用期限。
　　（2） 由于台车对走行的控制要求不是很高，在改造中我们使用了1336F变频器也取得了很好的效果。
　　（3）变频调速系统具有非常优良的调速性能和全面的保护功能。在台车极为频繁使用情况下, 故障率很低, 明显减少维护保养时间。
　　（4）在鞍钢二炼钢厂连铸系统的改造过程中，应用1336E和1336F变频器我们先后改造了大包旋回、结晶器振动、扇形段拉矫辊、切下辊道、切割机等工艺段的变频控制，实际的运行效果十分令人满意。这充分说明Rockwell变频器有着广阔的应用前景。

在我国西部河西走廊的咽喉地段有一座美丽的城市——张掖。在张掖市地下水资源非常丰富，地表水很欠缺，那里生态环境恶劣，这些都严重影响着该地区工业、农业的发展，针对这一现象，张掖市人畜饮用水项目就被国家列为改善城市周边农村生态环境的人畜饮用水工程。

　　我公司在张掖市人畜饮水项目实施初期进行了农村市场调研。张掖市地处祁连山脚下，其地理环境造就了张掖市蕴藏着丰富的地下水资源，可满足该市工业、农业、生活和生产的需求，认为该项目中可大量推广变频调速器，经实地考察、论证，确定了我的这一方案确实可行，与当地水利局农村人畜饮用水项目办公室的负责人商讨这一方案，遭受巨大的阻力，该项目办人员对变频调速器这一“新生事物”根本不能接受，其一，未见到变频调速器在农村大量使用的报道；其二，这是国家投资项目，如果失败，责任重大；其三，使用者全部都为农民，文化素质低，接受不了新鲜事物；在观念上依然认可水塔这一传统供水方式。经多方努力，在张掖市郊刘泉村试用一台5.5kw变频器直接拖动深井泵供水获得成功。在刘泉村使用的变频供水工程，推翻了传统的水塔供水设计，就资金方面来说，建一座供3000人饮水的水塔大约需资金7万元左右，另建蓄水池、提水泵站，大约需资金8万元，水塔的维护费用比较高。使用变频供水，省却了蓄水池、提水泵站，此一项就节约费用8万元，水塔改变频供水，又可节约近5万元。

　　该设备投入运行后，良好的运行状况另各方都感到满意，此举给项目办人员极大鼓舞，特别是农民兄弟亲眼所见，奔走相告，各村的人们都到该村实地参观。

　　有了上述的实践基础，我们大胆的进行全面推广，在龙渠、静安两个主要水厂使用了变频控制，龙渠、静安水厂设计为可供一万人饮用水的供水能力，可供牲畜饮水及农业灌溉。我公司发挥自身的优势，系统采用计算机自动控制。 上位采用世纪星组态软件，设计友好人机画面，针对操作人员文化素质较低这一特点，尽量设计的符合现场操作人员的操作习惯，变频供水采用压力闭环自动供水。
      
   
 
　 软件选型及设计  　 
                  
　采用本系统有以下优点：

     1、 实现计算机控制，tigao了可靠性；

    2、 使用变频器，大限度的节能；

    3、 减少了机械磨损，降低了维护费用；

    4、 减轻了操作人员的劳动强度，tigao了工作效率；

    5、 节省了一次性投资，降低工程费用；

    6、 延长了设备的运行寿命，故障率明显降低。

　 此工程完工投用后，附近各地的人们都来此参观，包括地区、省上、甚至外地的相关领导都来此参过考察，该项目获国家奖励，中央电视台新闻也曾报道。目前已在十多个村庄投用了变频供水设备。

1、 中央空调概况：
      中央空调系统在现代工矿企业及生活环境改善方面极为普遍，某此生活环境或生产工序中是属必须的，即所谓人造环境，不仅是温度的要求，还有湿度、洁净度等。至要中央空调系统，目的是tigao产品质量，tigao人的舒适度，集中供冷供热效率高，便管理，节省投资等原因，为此几乎工矿企业、高层商厦、商务大楼、会场、剧场、办公室、图书馆、宾馆、商场、超市、酒店、娱乐场、体育馆等中大型建筑上都采用中央空调的，是用电大户，几乎占了用电量60～70％，日常开支费用很大，中央空调是用电大户，亦是节电大户，是节能降耗、降低成本的关键，决不可等闲视之。不少单位使用变频器后都获得大于30％以上的节电效果，经济效益十分显著的，纷纷迫切地要求进行节能技术改造。
　　2、 中央空调系统的组成见图：
　　　

　　
      中央空调是按照大需要冷（热）量再加10～20％来设计的一般富余度较大，负荷率β正常大可能亦是有70～80％许，节电潜力较大而运行时冷冻水、冷却水的回收温度大都亦过低运行，这就造成能量的浪费。目前不少单位都已采用变频调速，但仍有不少单位未做到经济运行，我们建议应及早采用这一新技术的应用，肯定对用户有较大的收益。
　　3、 中央空调系统使用变频器对象：
　　　　A、 制冷压缩机
　　　　B、 而冷冻泵、冷却泵、冷却塔风扇、回风装置多数都尚未采用变频调速节能控制，调节压力、liuliang都是采用阀门、挡风板的方法是不经济的，浪费了不少电能，属节电的主要对象。
　　4、 中央空调系统使用变频器目的及功效：
      从以上可知中央空调系统大量使用水泵及风机，它们都是平方减转矩负载，liuliangQ∝n（转速），压力H∝n2,功率P∝n3,故系统运行时要在工艺允许条件下，既不要过大liuliang，压力，又能保证系统正常，选取合理，经济的运行参数就可较大幅度节电，按不少单位实践结果，大部分都可能有30～50％的节电功效（与工况条件有关，要现场调查后而定），经济效益十分明显的，应大力推广的。
　　5、 实施方法：
　　　　A、 按24小时，春、夏、秋、冬制定运行图，进行不同频率值控制方法。
　　　　B、 按回水的温度，自动调节频率的控制方法。
　　　　C、 按进水与出水温差自动调节频率的控制方法。
　　　　D、 按出水压力控制，回水温度控制自动调节频率的双闭环方法。
　　6、 结论：
      神源变频器SY4200系列不管采用那种方法，对水泵、风机都有较大的节电功效，一般有30～50％节电率，选用变频器实现节能技术改造是行之有效、经济效益十分可观和显著的，值得推广应用的。