化工儀器網(wǎng)
詳細介紹
西門子55千瓦變頻器
 | 6SE6430-2UD35-5FA0 MICROMASTER 430 無濾波器 380-480V+10/-10% 三相交流 47-63Hz 二次矩 55kW 過載 110% 60S，140% 3S 850x 350x 320（高x寬x深） 防護等級 IP20 環(huán)境溫度 -10+40°C 無 AOP/BOP |
西門子制造出安裝其海上風(fēng)場用的75米葉片的特殊起重機械。這個特殊起重設(shè)備使組裝工作更安全，也能適應(yīng)更高的風(fēng)速環(huán)境。目前為止，葉片都是通過安裝船上起重機所系的長夾具由其輪轂進行提升。這個過程，裝配工人必須手工用纜繩將葉片系緊在夾具兩端，而且根據(jù)安裝船上葉片的數(shù)量，裝配工人需要在離甲板幾十米高的地方進行作業(yè)，有時甚至需要在夜里或惡劣天氣下工作。而新機械可*自動系緊纜繩，并由人在安裝船的甲板上安全地進行控制。西門子是為其新型D6平臺風(fēng)機的系列安裝而研發(fā)該機械的。
風(fēng)機組裝時，通常是將葉片安裝到輪轂上，再將整個裝配好的部分安裝到桅桿頂部的轉(zhuǎn)子上。然而，單獨裝配葉片變得越來越常見。這在陸上風(fēng)機的安裝中早已司空見慣，現(xiàn)在也越來越多地用于海上作業(yè)。在這種安裝方式中，輪轂已經(jīng)安裝在轉(zhuǎn)子上，起重機將每個葉片提升至塔架，然后機艙中的裝配工人將葉片安裝在輪轂上。這種葉片單獨裝配流程是新一代葉片一能夠使用的安裝方式。這種葉片長75米重25噸，而預(yù)先組裝好的直徑154米重約75噸的轉(zhuǎn)子幾乎不可能被提起或與輪轂對接。因此，西門子風(fēng)電集團的工程師們一直在尋找一種能夠解決這類巨型轉(zhuǎn)子葉片安裝問題的全自動工藝，它還必須能夠在強風(fēng)環(huán)境下使用，以便盡可能高效地利用安裝船。所以工程師們面臨著這樣一個挑戰(zhàn)：該系統(tǒng)必須盡可能輕，同時又要具備足夠的穩(wěn)定性。這一新型提升機械長14米，高8米，重達78噸，它能夠在14米/秒的持續(xù)風(fēng)力和19米/秒的陣風(fēng)強度下工作，這相當(dāng)于蒲福7級風(fēng)力。目前，葉片單獨裝配的風(fēng)力限值僅為12米/秒。
這一起重機械能夠自動系緊和松開固定葉片的纜繩，因此當(dāng)葉片需要維護時，該機械也能用于拆卸。同時，所有功能都具有冗余性，以確保葉片能夠安全地回到甲板上。另外，新機械能夠轉(zhuǎn)向、傾斜和旋轉(zhuǎn)——無論葉片在安裝船上的位置如何，都能被吊起。新機械還能在安裝中翻轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)葉片，以便葉片能夠?qū)瘦嗇?。這是之前的技術(shù)所無法做到的。
今年夏天，全新的起重機械完成了它的*項任務(wù)——在英國東海岸建設(shè)Westermost Rough 風(fēng)場。西門子將在該風(fēng)電場安裝36臺風(fēng)機，每臺風(fēng)機葉片都長達75米。
1引言
風(fēng)機是工礦企業(yè)的主要動力設(shè)備，據(jù)有關(guān)部門的統(tǒng)計，全國風(fēng)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(fēng)機和水泵運行中還有很大的節(jié)能潛力。在風(fēng)機運行中應(yīng)用變頻器調(diào)速，其節(jié)電率一般可在20%~60%，投資回收期為1~3 年，不僅節(jié)電效果顯著，而且能滿足生產(chǎn)工藝的要求，保產(chǎn)品質(zhì)量,經(jīng)濟效益十分顯著。
風(fēng)機在鍋爐中也是重要設(shè)備，工業(yè)鍋爐根據(jù)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(tǒng)基本相同，只是燃料量的調(diào)節(jié)手段有所區(qū)別。變頻器在控制系統(tǒng)中可以調(diào)節(jié)送風(fēng)機的送風(fēng)量，引風(fēng)機的引風(fēng)量和燃料的進給量，即實現(xiàn)對鍋爐的精確控制，又達到了節(jié)電和節(jié)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(yōu)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(tǒng)的動態(tài)性能不如帶速度閉環(huán)的矢量控制，但也有系統(tǒng)簡單，無需維護速度傳感器，價格便宜的優(yōu)點，尤其適用于風(fēng)機泵類電機。
傳統(tǒng)的V/f 控制也無需速度傳感器，但對于大功率的風(fēng)機泵類電機，如用V/f 控制無電流環(huán)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(huán)而且有電流閉環(huán), 電機的穩(wěn)態(tài)電流更穩(wěn)定。
G150 具有豐富的客戶端子，包括8 個數(shù)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(shù)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(dāng)有端子損壞時，只須更換TM31，節(jié)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(tǒng)。通過PROFIBUS 可以與調(diào)試軟件Starter 連接，便于調(diào)試和存儲參數(shù)。G150 的程序和參數(shù)存儲于Flashcard 中，F(xiàn)lashcard 中的數(shù)據(jù)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(shè)備，可將數(shù)據(jù)直接拷貝
到新的Flashcard 中，不需設(shè)置任何參數(shù).。另外如舊設(shè)備的參數(shù)被調(diào)亂，或Flashcard 損壞也可用以上的方法進行恢復(fù)。
3系統(tǒng)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(jīng)管道送入主風(fēng)機，用于干燥木漿。2 臺315KW 的G150 變頻器分別控制這兩臺風(fēng)機，通過調(diào)節(jié)G150 的輸出頻率，來控制風(fēng)機的輸出功率，實現(xiàn)對熱煙流量的精確調(diào)控，不僅滿足了工藝的要求，而且比用擋風(fēng)板調(diào)節(jié)熱煙流量更節(jié)能。另兩臺132KW 的電機分別將蒸汽發(fā)生器中的蒸汽和熱油發(fā)生器中的熱油送入混合室中。蒸汽發(fā)生器中的蒸汽輸出量的調(diào)節(jié)可以控制蒸汽發(fā)生器中的壓力和溫度，熱油發(fā)生器中的熱油輸出量的調(diào)節(jié)可以控制熱油發(fā)生器的溫度。G150 也是通過控制電機的輸出功率來調(diào)節(jié)蒸汽輸出量和熱油輸出量，實現(xiàn)對蒸汽發(fā)生器的壓力和溫度，熱油發(fā)生器的溫度的控制。
2 臺132KW 的電機參數(shù)和變頻器型號如下:
132KW 電機參數(shù):
額定功率: 132KW 額定電壓:400V 額定頻率:50HZ
額定電流: 228A 額定轉(zhuǎn)速:1485 r/min 功率因數(shù):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(shù)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(zhuǎn)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西門子55千瓦變頻器
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(shè)定，無需修改參數(shù)。
(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(shù)。P4056[0]=3，將模擬輸入0 設(shè)置為4~20mA， 因為該模擬輸入波動較大,會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，所以我加了10mS 的濾波(P4053[0]=10)，從而給定值相對穩(wěn)定。這些設(shè)置如用調(diào)試軟件Starter 修改就十分的簡單、清晰、明了。如下圖所示:
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(tǒng)圖如下:
將X530:1 端子的接線斷開，G150 就設(shè)置為PROFIBUS 控制。首先要設(shè)置G150 的PROFIBUS 從站地址，參數(shù)是P0918，該參數(shù)的設(shè)置必須與Step 7 中硬件組態(tài)的地址*。
G150 的PROFIBUS 從站地址也可通過撥碼開關(guān)進行設(shè)置。這兩種設(shè)置中撥碼開關(guān)的硬件設(shè)置優(yōu)先，如撥碼都在OFF 的位置，則以參數(shù)P0918 的設(shè)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(shù)據(jù)定義相似，PZD1 是控制字/狀態(tài)字，PZD2 是給定值/實際值.控制字的各位定義如下:
| Bit 0 | ON/OFF |
| Bit 1 | Coast stop(OFF2) |
| Bit 2 | Fast stop(OFF3) |
| Bit 3 | Enable operation |
| Bit 4 | No reset ramp generator |
| Bit 5 | No freeze ramp generator |
| Bit 6 | Enable speed set point |
| Bit 7 | Fault acknowledge |
| Bit 8 | reserved |
| Bit 9 | reserved |
| Bit 10 | Control by PLC |
| Bit 11 | Speed reversal |
| Bit 12 | - |
| Bit 13 | Motorized potentiometer UP |
| Bit 14 | Motorized potentiometer DOWN |
| Bit 15 | - |
4結(jié)束語
該系統(tǒng)用于亞洲創(chuàng)建(河源)木業(yè)有限公司的生產(chǎn)線中，亞洲創(chuàng)建集團致力于中國強化地板事業(yè)的發(fā)展，成功地塑造了”圣象”，”MOBIFLOOR” 等強化地板，河源項目的建設(shè)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(chǎn)品的競爭力。該生產(chǎn)線中的鍋爐系統(tǒng)是由Vyncke 公司做的系統(tǒng)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(tǒng)自動化控制系統(tǒng)中有著豐富的設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試的經(jīng)驗。西門子新一代變頻器G150 在該項目中,以其豐富的系統(tǒng)功能，可靠的產(chǎn)品性能，精確的控制系統(tǒng)，得到了用戶的*認可。
化工儀器網(wǎng)