西门子6ES7211-0BA23-0XB0详细解读
改造内容
1. 转炉方面
1.1 转炉倾动和氧枪增加全程监控装置。将各种趋势图、报警记录、变频的电流和故障等重要信息在上位机上做详细的记录。
1.2 要求转炉和氧枪在操作时所有的操作在上位机有动态显示和实时记录，记录的曲线可以保存30天
1.3 2#转炉现有的wincc5.0升级为wincc6.0版本，将2#炉的两台计算机换新，使用研华的工控机，显示器为22寸宽屏。
1.4 原来用氧枪、倾动主令保留，并可与新系统切换已达到备用目的。
1.5 对1、2#转炉的手柄进行换型改造，总共6只，硬件增加远程站并建立完善的通讯。
2. 连铸方面
2.1 方坯连铸原1、2、3流画面使用一台计算机，4流使用一台计算机，为节省空间和维护方便合二为一，统一画面。
2.2 方坯和板坯连铸的拉矫和振动在上位机上新增电流曲线，在上位机增加变频器具体故障信息。
实施方案
1. 主令开关
主令是转炉非常重要的设备，此次改造选用先进的进口产品，使用先进的八位数字编码，具有的抗干扰性能；具有出色的可靠性，为目前转炉使用的产品（备注，此码盘2~3个月要进行维护一次，维护方法为拆下后使用酒精擦拭）。炉后主令控制器的信号直接进入现场总线模块；炉前和氧枪的主令控制器的信号进入PLC的 DI模块。
2. 现场总线模块
为了在线路传输上做到可靠，使用turck公司的现场总线技术，其中炉后主令的信号使用图尔克远程I/O模块读取。操作信号就地进入模块，再通过DP总线传输到PLC。我们本次使用FXDP模块，此模块防护等级为IP67,防尘、防水、运行时的环境温度可以达到70℃。
3. 码盘
此次改造码盘使用国外的值编码器（带DP接口），此码盘使用简单，维护方便，由于带网络接口运行可靠，抗干扰能力很强。码盘的网络配置图见下图：
4. 变频器电流的读取
●1#炉变频器的参数读取
1#炉由于变频器没有网络，这次改造也使用网络连接起来，电缆连接图如下：
●2#炉变频器的参数读取
2#炉由于变频器有DP网络，信号从网络中读取，具体
实施如下：
调整ABB变频器的参数，把需要送到计算机显示的参数放入端口，并把故障字放入端口，PLC从变频器读取数据后传递到计算机显示。在计算机上修改网络配置，对没配置的变频器进行配置。
●方坯电流读取
由于连铸变频器没有网络，在此次改造中增加接线如下图：
1、引言
传统的鼠笼式异步电动机起、制动控制方式一般有四种，即定子回路串电阻起动，Y/△起动，自耦变压器起动和延边三角形起动；制动方式有三种，反接制动，能耗制动和电容制动，其中任何一种起、制动控制方式的实现通常由继电器-接触器控制系统来完成。下面就以定子回路串电阻降压起动和反接制动为例，分析由继电器-接触器实现的鼠笼式异步电动机的起、制动控制。
图1 继电器接触器控制系统
如图1所示，此控制电路含三个接触器和一个中间继电器线圈，12个触点。起动时，KM2、KM3线圈均处于断开状态，按下起动按钮SB1，KM1线圈通电并自锁，电动机串电阻减压起动。当电动机转速上升到某一定值时(此值为速度继电器KS1的整定值，可调节，如调至100r/min时动作)，速度继电器KS1的常开触点闭和，中间继电器KA通电并自锁，KA的常开触点接通接触器线圈KM3，KM3的主触点在主电路中短接定子电阻R，电动机转速上升至给定值时投入稳定运行。
制动时，按下停机按钮SB2，KM1线圈断电，其主触点断开三相电源；控制电路中常开触点断开，KM3失电，限流电阻串入；常闭触点闭合，接通反接制动接触器KM2，对调两相电源相序，电动机处于反接制动状态。当转速下降至某一定值时(比如100r/min)，KS1常开触点断开KA，继而断开KM2，电动机失电，迅速停机。
这种传统的继电器接触器控制方式控制逻辑清晰，采用机电合一的组合方式便于普通机类或电类技术人员维修，但由于使用的电气元件体积大、触点多、故障率大，运行的可靠性较低。随着PLC技术的发展，使用PLC进行电机的运行控制已成为必然趋势。
2、采用PLC实现鼠笼式异步电动器起、制动控制
可编程序控制器是在继电器控制和计算机控制的基础上开发的产品，自60年代末，美国研制和使用可编程控制器以后，特别是日本和联邦德国也相继开发了各自的PLC(programmablelogiccontroller)，与传统的继电器接触器控制系统相比较，笔者认为采用PLC实现鼠笼式异步电动机起制动控制是明智的选择。下面就是笔者设计的采用PLC实现的鼠笼式异步电动机起制动控制电路的接线图、梯形图和指令程序，如图2和图3所示。
图2 PLC控制的输入输出接线图
图3 PLC控制的梯形图
PLC控制逻辑与传统的继电器接触器控制系统基本一致，其工作过程如下：
起动时，按下起动按钮SB1,X400常开触点闭合，Y430线圈接通并自锁，KM1线圈接通，主触头吸合，电动机串入限流电阻R开始起动，Y430的两对常开触点闭合，当电动机转速上升到某一定值时，KS1的常开触点闭合，X402常开触点闭合，M100线圈接通并自锁，M100的一对常开触点接通Y432的线圈，KM3线圈有电主触头吸合，短接起动电阻，电机转速上升至给定值时投入稳定运行。
制动时，按下停机按钮SB2，X401常开触点断开Y430线圈，使KM1失电释放，而Y430的常闭触点接通Y431线圈，制动用的接触器KM2线圈通电，对调两相电源的相序，电动机处于反接制动状态。Y430的常开触点断开Y432的线圈，KM3失电释放，串入电阻R限制制动电流。当电动机转速迅速下降至某一定值时，KS1常开触点断开，X402常开触点断开M100的线圈，M100的常开触点断开Y431线圈，KM2失电释放，电动机很快停下来。过载时，热继电器FR常开触点闭合，X403的两对常闭触点断开Y430和M110的线圈，从而使KM1或KM2失电释放，起到过载保护作用。
上述控制过程指令程序如下：
1 前言
中央空调是大厦里的耗电大户，正常供暖或供冷季节每年的电费中空调耗电占60％左右，中央空调的节能改造显得尤为重要。由于中央空调系统按大负荷设计，并且留10-20％设计余量，而实际上绝大部分时间空调是不会运行在满负荷状态下，存在较大的冗余，节能的潜力很大。冷冻水泵和冷却水泵不能随负载变化作出相应调节运行速度和合理数量，只能靠门和旁通来调节系统的流量与压差，不可避免地存在较大截流损失和大流量、高压力、低温差的现象，从而致使大量电能浪费（冷冻水泵额外负载增多间接造成冷水机组负荷变大）和造成中央空调末端达不到合理效果的情况。
本文针对某酒店改造项目的自身特点，利用变频器和PLC的控制系统对原项目的中央空调系统进行节能改造，使其更加合理利用能量，对于减少能耗、提高效率具有重要意义。
2 项目介绍
广东某酒店改造项目节能改造点如下:
1．东楼/西楼的中央空调之冷冻水泵控制，改造原因：人工通过调整管阻调整供应冷量，满足使用但造成巨大的能量浪费。
2．东楼/西楼中央空调之冷却水泵控制，改造原因：人工通过调整管阻调整冷却水流量（热交换量），满足使用但造成巨大的能量浪费。
3．东楼/西楼的中央空调之冷却塔风机控制，改造原因：一是频繁启动，冲击电流大，接触器和电机寿命受影响；二是风量不能根据送回水温度自动调整而造成能量浪费。
4．风机盘管冷量交换控制，主要分布点为东楼5号会议厅、天波府和大堂及西楼的保龄球馆、宴会厅、西餐厅、一楼大堂、天堂吧、潮洲城、二楼大堂、东大堂和会议室等地方，改造原因：目前热交换和新风供给不能根据人流的多寡作快速调整，并且温控不jingque（采样点在回风口，冬天供暖，热气上升，人员活动区温度较设定温度低；夏天供冷气，冷气下降，人员活动区温度较设定温度低。
5．东楼/西楼的供水系统，改造原因：目前采用人工大幅容调，由于供水电机功率较大（分别为55KW和30KW），大幅容调除了造成大的功率冗余和能量浪费，将会造成供水不稳定、水锤和启动电流冲击，严重影响管件寿命和供水水质。
3 控制方案及实现方法
酒店中央空调结构分为供暖和供冷两部分，其中供冷包含冷却塔，冷水机组，冷冻水泵，冷却水泵和末端，供暖部分包含热水泵和加热器。该中央空调的系统结构如图1所示：
该中央空调的西楼配置图和东楼配置图分别如图2和图3所示：
（1）冷冻机组
一般冷冻机组控制系统设计方式：在冷水机组的供/回水总管上分别设一个温度传感器（T），在冷冻回水管上设一个流量计（F），将此三种信号输入到控制器，经运算可得出大楼的冷负荷Q=F*△T，根据冷机组的效率曲线，经过计算比较，取各种组合中的能耗小者，并根据设备累计运行时间，进而自动选择冷机的佳组合。使系统的总能耗保持在小值，以达到佳节能的效果。
大容调会产生大的功率冗余大的能量浪费，但从冷水机组的运行特性考虑，在没有生产厂家配合处理的情况下不适宜进行变频改造，故本方案暂不考虑。
（2）冷冻泵组/冷却泵组
控制方式：依据所送水/回水温差、流量和供回水压差，计算决定启动机组台数和变频运行泵的运行频率，自动调整到佳热交换量状态；
由于水泵采用的是Y—△起动方式，电机的起动电流均为其额定电流的3～4倍，在如此大的电流冲击下，接触器、电机的使用寿命将受到影响；起动时的机械冲及和停泵时水锤现象，容易对机械散件、轴承、阀门、管道等造成破坏而增加维修工作量和备品、备件费用，仅因启动需要将不得不使整栋大楼的配电容量增大若干倍、投入成本增加若干倍。变频器是软启动方式，采用变频器控制电机后，电机在起动时及运转过程中均无冲击电流，而冲击电流是影响接触器、电机使用寿命主要的因素，采用变频器控制电机后还可避免水垂现象，可大大延长电机、接触器及机械散件，轴承、阀门、管道的使用寿命。
无旁通阀作用的情况下，变频器能根据冷冻水泵和冷却水泵负载变化相应调整冷冻水泵电机和冷却水泵电机的转速，满足中央空调系统正常工作而达到节能目的。水泵电机转速下降，电机从电网吸收的电能就会大大减少。
减少的功耗△P=PO(1—(Nl／N0)^3)；减少的流量△Q＝Q0(1－(N1／N0))
－－－－－－-N1为改变后的转速，N0为电机原转速，P0为原电机转速下的电机轴功率消耗，Q0为原电机转速下所产生的水泵流量。
由上式可以看出流量Q与转速N一次方成正比，功耗P与转速N三次方成正比。假设原流量为100个单位，耗能也为100个单位，如果转速降低10个单位，由△Q＝Q0〔1-（N1/N0）〕＝100*〔1—（90／100）〕＝10可得出流量改变了10个单位，△P＝P0[1－（Nl／N0）^3]＝100×(1—(90／100)^3)＝27．1，可以得出，功率将减少27．1个单位，即流量减少10%能耗减少了27．1％。
当用蝶阀的开度来控制冷冻、冷却水流量大小时，蝶阀阻管与功率P变化（如图3所示）由曲线1到曲线2，流量减小，但功率却没有减小多少。若通过调整转速（如图4所示），H-Q曲线由曲线1到曲线2，蝶阀开度时，蝶阀阻力为零，管道阻不变，功率省很多。
系统改造方式如下：
西楼和东楼冷冻冷却泵控制图分别如图5和图6所示：
（3）冷却塔风机
控制方式：控制送水/回水温差为恒值为目标，调整冷却塔风机风量；外界气温的变化或者使用场合热交换量的变化，大部分时间并不要求冷却塔风机和全速运转，由于n=60f(1-s)/p;－－－－-p：电机极数
根据流体力学知：风压H正比于转速n²;所消耗的功率P等于风量Q与风压H之积（即输出功率P正比于转速n³），即Q=K1n;H=K2n2;P=Q*H=K1K2n3
风量减小20℅，即转速降低20℅，节省功率ΔP=K[n3-(0.8n)3]=0.438K1K2n
风量减小50℅，即转速降低50℅，节省功率ΔP=K[n3-(0.5n)3]=0.875 K1K2n
可见，大部分情况冷却塔风机处于做无用功状态，并且浪费的能量较大。在保证系统正常散热风量的前提下调速，扣除实际上由于转速下降可能引起的电机和风机效率降低这一因素，采用变频器调速，风机的节能效果还是非常显着的。
改造方式如图7所示：
（4）风机盘管冷/热量交换控制
在中央空调系统中，各种用房冷暖设备除新风机组和空调机组外，还大量使用风机盘管。它只有盘管、三速风机、电动调节阀，感温组件、控制器等组成。一般三速风机开关，感温组件、控制器等制成一个整件设备，目前，市场上有两种，一种是盘管控制器为DDC控制，并具备与主机通讯功能。这种控制器可通过计算原则中心控制，西楼使用这种方式。另一种是不具备通讯功能的盘管控制器，可以按照水系统的连接情况的将风机盘管分为若干组，每组的支路入口处安装流量计、供回水压差变送器及供回水温度传感器。从而可计算出风机盘管水阀的开度，并给电动调节阀一个指令，从而将电动阀调节至相应的开