西門子2.2千瓦變頻器

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1引言
風機是工礦企業的主要動力設備，據有關部門的統計，全國風機，水泵電動機裝機容量約35000MW，耗電量約占全國電力耗電量的40% 左右。目前，風機和水泵運行中還有很大的節能潛力。在風機運行中應用變頻器調速，其節電率一般可在20%~60%，投資回收期為1~3 年，不僅節電效果顯著，而且能滿足生產工藝的要求，保產品質量,經濟效益十分顯著。
風機在鍋爐中也是重要設備，工業鍋爐根據采用的燃料不同，通常分為燃煤，燃油和燃氣三種。這三種鍋爐的控制系統基本相同，只是燃料量的調節手段有所區別。變頻器在控制系統中可以調節送風機的送風量，引風機的引風量和燃料的進給量，即實現對鍋爐的精確控制，又達到了節電和節省燃料的目的。

2西門子新一代變頻器G150 的特點
G150 是西門子新一代變頻器SINAMICS 家族中的一員，它不僅繼承了Master Drive 的特點，而且具有自身的優點。G150 是柜體式單傳動的變頻器，功率范圍75KW~2700KW，進線電壓分為380V~480V，500V~600V，660V~690V 三個電壓等級，控制方式為無速度傳感器的矢量控制 (sensorless vector control) 和矢量控制。無速度傳感器的矢量控制是矢量控制的一種，只是沒有速度傳感器，通過電機模型的計算來估測電動機的速度反饋值。無速度傳感器的矢量控制的控制精度和系統的動態性能不如帶速度閉環的矢量控制，但也有系統簡單，無需維護速度傳感器，價格便宜的優點，尤其適用于風機泵類電機。
傳統的V/f 控制也無需速度傳感器，但對于大功率的風機泵類電機，如用V/f 控制無電流環控制，容易引起電流的波動。無速度傳感器的矢量控制，不僅有速度閉環而且有電流閉環, 電機的穩態電流更穩定。
G150 具有豐富的客戶端子，包括8 個數字量輸入(DI)，4 個雙向輸入/輸出(DI/DO)，2 點繼電器輸出(DO)，2 個模擬差分輸入(AI)，2 個模擬輸出(AO)，1 個KTY84 溫度傳感器或PTC 敏電阻，±10V 輔助電源用于模擬給定輸入，24V 輔助電源用于數字量輸入，所有的DI/DO ，AI/AO 都可以自由編程定義功能。與MasterDrive 不同，G150 的客戶端子，不在控制板上，而是在客戶端子板TM31 上。當有端子損壞時，只須更換TM31，節約了維修成本。
PROFIBUS 接口是G150 的標準配置，無需選件。通過PROFIBUS 可以將G150 連接到更高層的自動化系統。通過PROFIBUS 可以與調試軟件Starter 連接，便于調試和存儲參數。G150 的程序和參數存儲于Flashcard 中，Flashcard 中的數據可用Flashcard 適配器讀取，存儲在硬盤中，或刻成光盤存檔。如有相同功率，相同功能的設備，可將數據直接拷貝
到新的Flashcard 中，不需設置任何參數.。另外如舊設備的參數被調亂，或Flashcard 損壞也可用以上的方法進行恢復。

3系統簡介
在這個鍋爐中共有四臺電機使用了G150 變頻器，分別控制蒸汽、熱油、熱煙氣。熱煙氣由2 臺315KW 的電機控制，經管道送入主風機，用于干燥木漿。2 臺315KW 的G150 變頻器分別控制這兩臺風機，通過調節G150 的輸出頻率，來控制風機的輸出功率，實現對熱煙流量的精確調控，不僅滿足了工藝的要求，而且比用擋風板調節熱煙流量更節能。另兩臺132KW 的電機分別將蒸汽發生器中的蒸汽和熱油發生器中的熱油送入混合室中。蒸汽發生器中的蒸汽輸出量的調節可以控制蒸汽發生器中的壓力和溫度，熱油發生器中的熱油輸出量的調節可以控制熱油發生器的溫度。G150 也是通過控制電機的輸出功率來調節蒸汽輸出量和熱油輸出量，實現對蒸汽發生器的壓力和溫度，熱油發生器的溫度的控制。

2 臺132KW 的電機參數和變頻器型號如下:
132KW 電機參數:
額定功率: 132KW 額定電壓:400V 額定頻率:50HZ
額定電流: 228A 額定轉速:1485 r/min 功率因數:0.88
選用的G150 型號:
6SL3710-1GE32-6CA0-Z
輸入: 380V~480V 294A
輸出: 0~480V 260A

2 臺315KW 的電機參數和變頻器型號如下:
額定功率: 315KW 額定電壓:400V 額定頻率:50HZ
額定電流: 585A 額定轉速:990 r/min 功率因素:0.81
選用的G150 型號:
6SL3710-1GE36-1CA0-Z
輸入: 380V~480V 639A
輸出: 0~480V 605A

2 臺132KW 電機用端子控制啟停和模擬量輸入頻率給定。2 臺315KW 電機PROFIBUS 控制，PLC 使用西門子公司的S7-300。

3.1用端子控制的G150 的端子圖如下:
端子X520:1 是DI0 用于控制變頻器的啟/停(即ON/OFF)。端子X542:5， X542:6 是DO1，輸出變頻器的故障信號 (DO1 是繼電器輸出)。 端子X522:1， X522:2 是AO0， 輸出實際速度值。端子X522:4、 X522:5 是AO1，輸出實際電機電流值。端子X521:1，X521:2 是AI0，作為頻率給定.這些端子的功能是出廠設定，無需修改參數。
(1) Main Setpoint
(2) ON/OFF command
(3) Analog output actual speed
(4) Analog output motor current
(6) Inverter release
(7) Converter no fault

模擬輸入0(AI0)默認是-10V~10V 的電壓輸入，用戶需要4~20mA 的輸入，所以修改一些參數。P4056[0]=3，將模擬輸入0 設置為4~20mA， 因為該模擬輸入波動較大,會影響系統的穩定性，所以我加了10mS 的濾波(P4053[0]=10)，從而給定值相對穩定。這些設置如用調試軟件Starter 修改就十分的簡單、清晰、明了。如下圖所示:

西門子2.2千瓦變頻器

1. 選擇模擬輸入的類型
2. 模擬輸入的端子
3. 模擬輸入的自由標定
4. 一階濾波

3.2用PROFIBUS 控制G150 系統圖如下:

將X530:1 端子的接線斷開，G150 就設置為PROFIBUS 控制。首先要設置G150 的PROFIBUS 從站地址，參數是P0918，該參數的設置必須與Step 7 中硬件組態的地址*。
G150 的PROFIBUS 從站地址也可通過撥碼開關進行設置。這兩種設置中撥碼開關的硬件設置優先，如撥碼都在OFF 的位置，則以參數P0918 的設置為準。G150 的GSD 文件在隨機光盤可找到，文件名是si018105 .GSD。G150 與MasterDrive 的PROFIBUS 數據定義相似，PZD1 是控制字/狀態字，PZD2 是給定值/實際值.控制字的各位定義如下:

4結束語
該系統用于亞洲創建(河源)木業有限公司的生產線中，亞洲創建集團致力于中國強化地板事業的發展，成功地塑造了”圣象”，”MOBIFLOOR” 等強化地板，河源項目的建設將打破以往基材長期依賴進口，成本居高不下的局面，進一步提升產品的競爭力。該生產線中的鍋爐系統是由Vyncke 公司做的系統集成，Vyncke 是一家比利時公司，成立于1912 年，在燃燒工藝，鍋爐系統自動化控制系統中有著豐富的設計、制造、安裝、調試的經驗。西門子新一代變頻器G150 在該項目中,以其豐富的系統功能，可靠的產品性能，精確的控制系統，得到了用戶的*認可。

西門子科學家正在參與一項新的科研項目，該項目可就大數據的多種商業應用方式進行分析。歐盟的BYTE項目旨在制定一份路線圖，為實現在2020年以前提高歐洲在大數據市場所占份額提供行動方案。BYTE將重點開發政治措施和技術措施，這些舉措既能大程度利用大數據的優勢，又可以小化隱私等方面的不利影響。歐盟的BIG項目為大數據應用找到了業務模式和相應技術，BYTE項目是在BIG項目基礎上的進一步推進。除西門子以外，此項目還聚集了其他十家來自工業和科研領域的合作伙伴。

海量數據的智能分析以及更重要的對分散信息的融合蘊含著巨大潛力。舉例而言，工業企業已經在利用大數據技術來尋找節能空間。當涉及多個數據源時，大數據分析的難度會更大，例如，要研究特定地區的工廠和家庭用戶的能源消耗數據就比較困難。分析此類信息可以得出工廠的生產情況或個人的使用行為，因而必須對這類信息的使用加以精確和安全的規范。由多數據源融合而來的數據量越大，數據使用所帶來的正面或負面的影響就越多樣化。BYTE團隊中聚集了自然科學、工程、計算機編程、法律、社會學和經濟學領域的專家，專家們通過開展各種案例研究以分析大數據的方方面面。

西門子中央研究院的科學家們在BYTE項目中對智能城市展開了案例研究。來自城市、工廠和發電廠等特殊環境的信息，經過特定的處理方式實現關聯，西門子稱其為智能數據（Smart Data）。例如，手機可以提供用戶行動軌跡的匿名數據，汽車可以生成交通路況的數據，智能電表提供的數據可用于預測未來的能源需求。城市可以利用此類數據疏導交通，改善碳足跡，又不侵犯市民的隱私。為實現這一愿景，需進一步制定相關法律并開發數據保護技術。

西門子研究人員與歐洲城市攜手合作，對能源與交通交集領域的大數據應用展開研究。他們走訪了能源供應商、市政當局和公共運輸公司的專家，努力推進各個方面的研究。西門子的一些業務部門已經在開發智能城市解決方案，包括智能電表、樓宇和能源管理系統以及電動交通基礎設施。此外，西門子中央研究院于2013年夏季在維也納啟動了“Aspern智能城市”（Aspern Smart City）研究項目，目前該項目正在推進過程中。