歡迎光臨AG8亚游自動化設備經銷有限公司官方網站!收藏本站設為首頁
自動化設備領導品牌服務熱線: 18645045535
大家都在搜: 產品中心 新聞中心 成功案例 關於AG8国际亚游官网
Successful case成功案例您現在所在的位置:首頁 >工程案例
哈爾濱變頻櫃工程改造項目哈爾濱PLC自動化工程
更新時間:2017-02-22

  阿爾法變頻器在製藥、化工行業改造中的應用

  化工、製藥行業是現今工企業內耗電大戶,目前我國是世界上******的發展中國家,自然資源的依賴程度約占60%以上,能源問題是一個嚴峻的挑戰,從根本上解決能源問題有兩條途徑:一是開源,二是節能。變頻節能技術就是應用麵廣、見效快、投資回收期短的高效節能新技術,目前在冶金、礦山、石油、化工、醫藥、紡織、機械、電力、建材、造紙、印刷、供水、空調等各行各業已得到廣泛的應用。下麵主要針對化工及製藥行業常見的攪拌器、離心機生產中的利與弊進行分析。

  1、攪拌器(發酵罐、攪拌罐)類負載

  攪拌器類負載也是製藥及化工車間最常見、比較多的負載,功率規格較多,從變頻器選型上選擇同等功率的恒轉矩變頻器。

  2、離心機類負載

  離心機械屬於大慣量負載,速度變化較大,一般都要配製動單元、製動電阻,實現快速停車。工作周期是反複短時製,甚至是正反轉的控製。

  原有係統缺陷:

  ■啟動時電流大,對電網衝擊過大。

  ■啟動時機械衝擊大,使用壽命低。

  ■噪音大,腐蝕性氣體對電子原件腐蝕較嚴重。

  ■調節精度較差。

  ■故障率高、維修時間較長、費用較高等

  ALPHA6000係列阿爾法矢量型變頻器優勢:

  ■ALPHA6000矢量型變頻器低頻轉矩大,0.5Hz可以達到150%的啟動轉矩;

  ■采用變頻控製,在滿足工藝要求的前提下,達到了******限度的節能;

  ■對電機實行軟啟動,電網無衝擊,延長了機械使用壽命;

  ■全係列獨立風道設計,散熱器櫃內、櫃外安裝可選,減小了由風扇散熱過程中灰塵對核心器件積累。對長期運行提供了可靠性。

  ■三防漆(防塵、防潮、防腐蝕)加厚處理,有效的避免了氣體對變頻內部板件的腐蝕控製精度、穩速精度高。動態響應快。能快速響應負載變化和外部控製命令。,

  阿爾法變頻器在鍋爐改造中的應用

  一、工頻控製係統缺陷

  ■鍋爐給水泵是連續恒速運行的,且流量的控製是通過調節管路中調節閥和支路回流實現的,采用調節閥調節時,由於閥門開度的減小,水泵出口的壓力上升,閥門兩邊的壓差將增大,造成能量的浪費同時還易損害閥門和軸承的磨損。

  ■鍋爐的鼓(引)風機的風量隨溫度(負壓)變化而經常產生變化的,采用閥門調節,操作不便還不易控製準確,高速運行的風機產生的噪音對環境也產生極大的汙染。由於長時間高速運行,風機軸承和電機溫升都很高,設備的使用壽命降低。

  二、工藝要求

  ■爐膛負壓保持穩定。

  ■汽包水位保持穩定。

  三、變頻控製方案

  1、鼓、引風機連鎖:

  隻能先啟動引風機,鼓風機才能啟動,鼓風機無法單獨開啟。若引風機掉電鼓風機立即停機。

  2、引風機

  鍋爐引風機閉環控製原理框圖如圖所示,采用微差變送器、變頻器、引風機組成的壓力閉環回路自動控製引風機的轉速,使爐膛保持穩定的微負壓。

  3、鼓風機

  鼓風機變頻改造閉環控製原理框圖如圖所示,采用溫度變送器、變頻器、鼓風機組成的溫度閉環回路自動控製鼓風機的轉速。

  4、給水泵

  給水泵變頻改造閉環控製原理框圖如圖所示,采用壓力變送器、變頻器、給水泵組成的壓力閉環回路自動控製給水泵的轉速,使汽包水位保持穩定值。

  5、係統有變頻運行和工頻運行兩種方式,當變頻出現故障時,可切換到工頻運行。

  四、變頻控製優勢

  ■節能效果明顯。

  ■容易實現協調控製和閉環控製。

  ■實現電機軟起動,減小衝擊電流。

  ■降低設備運行損耗,延長設備使用壽命。

  阿爾法變頻器在礦用提升機改造中的應用

  一、技術特點

  阿爾法ALPHA6000係列可編程礦用提升機變頻控製係統是我公司自主開發的針對礦山企業的變頻調速產品,既可用於新礦井安裝,也可用於老礦井改造,是一套性能在國內居領先水平的電控係統,它有如下技術特點:

  (一)本係統對環境要求較低。在電網波動± 20% 範圍內,恒轉矩提升,不會因為電網波動影響負載提升情況。

  (二)可實現重載低速啟動。電機軟啟動,啟動力矩大,帶負載能力強。

  (三)速度調節靈活。電機可實現無級調速,加、減速過程很平滑,電流衝擊小,大大減輕了機械衝擊的強度。

  (四)采用芯片統一控製和 PLC 外端電路接口相結合,使調速係統具有很高的可靠性,同時利用 PLC 強大的控製能力實現靈活的控製方式。

  (五)安全保護功能齊全。除了過壓、欠壓、過載、過熱、短路等自身保護外,還設有外圍控製的連鎖保護,包括製動閘信號與正、反轉信號的連鎖,變頻器故障信號與係統安全回路的連鎖,機內備有自動減速程序等。

  (六)本係統采用矢量型控製技術,比V/F型更具可靠性。

  矢量型控製技術與V/F型控製技術相比,具有以下優點:

  ■低頻轉矩特性好。

  ■有零速轉矩保持功能。

  ■動態響應特性好,能快速響應負載變化和外部控製命令。

  ■速度控製精度高,方便實現高精度的同步控製。

  ■直接轉矩控製特性,方便實現張力控製方案。

  (七)本係統采用模塊化設計,具有以下優點:

  ■易於為客戶提供量身定做的開放平台。

  ■易於設備的升級與維護 。

  ■全麵降低應用成本。

  (八)本係統具有開放的二次開發平台:一體化控製器包括LCD顯示單元、I/O接口、按鍵邏輯中央邏輯與數據處理單元。方便實現客戶定製的一體化控製方案,提供客戶技術增值的低成本平台。

  二、變頻調速係統可以實現自動運行和手動運行兩種方式

  ■自動運行方式

  利用機內 PLC 強大的控製能力,通過設置適當的參數,變頻器就可以實現自動化運行,極大地提高了提升機的運行效率。

  提升機運行過程中,除開、停機外,可以不需要人工幹預。

  ■手動運行方式

  該方式下,操作者通過主令控製器控製電機轉速,以實現電機的爬行、加速、減速、恒速運行,但在係統給出減速信號後,為保證整個係統安全,變頻器仍然會啟動機內自動減速程序。

  三、應用前景及效益分析

  目前在煤炭領域開發同類產品的公司雖然較多,但石家莊三聯匯達電氣有限公司是以交流變頻、PLC、計算機為技術重點的科技型企業,服務於礦山電氣自動化領域,公司始終致力於提高礦山企業的自動化程度、增產增效,不斷完善和推出使礦山更滿意的自動化產品。實踐證明我公司自主研發的HC-T係列可編程礦用提升機變頻控製係統具有簡單、可靠性高、節能、高效、保護功能齊全、便於自動控製等特點,完全可以替代傳統的控製模式,在功能和技術集成創新方麵,達到了國內先進水平,具有非常高的推廣價值。該係統節能效果明顯,節電率都在30%以上。同時變頻改造後設備運行的穩定性和安全性都大大增加,因此大大減少了運行故障和維修時間,礦區的產量明顯提高,得到了用戶的好評。

  阿爾法變頻器在皮帶運輸設備改造中的應用

  變頻調速是近年來興起的一門新技術,它是通過改變電源頻率來實現速度的調節,因其具有調速平穩、瞬態穩定性高、節能等特性越來越被人們所重視。隨著變頻調速技術的不斷成熟,變頻調速裝置在皮帶運輸設備上的應用也越來越廣泛。我公司生產的ALPHA6000係列皮帶運輸變頻調速控製設備具有以下特點:

  ■真正實現了帶式輸送機係統的軟起動。運用變頻器的軟起動功能,將電機的軟起動和皮帶機的軟起動合二為一,通過電機的慢速起動,帶動皮帶機緩慢起動,將皮帶內部貯存的能量緩慢釋放,使皮帶機在起動過程中形成的張力波極小,幾乎對皮帶不造成損害。

  ■實現皮帶機多電機驅動時的功率平衡。應用變頻器對皮帶機進行驅動時,一般采用一拖一控製,當多電機驅動時,采用主從控製,實現功率平衡。在山西某煤礦主井皮帶為3×135KW電機驅動,采用主從控製後,輕載時主從電機電流相差5A左右,滿載時相差2A左右。基本實現了皮帶機多電機驅動時的功率平衡。

  ■降低皮帶帶強。采用變頻器驅動之後,由於變頻器的起動時間在1S~6500S可調,通常皮帶機起動時間在60S~200S內根據現場設定,皮帶機的起動時間延長,大大降低對皮帶帶強的要求,降低設備初期投資。

  ■降低設備的維護量。變頻器是一種電子器件的集成,它將機械的壽命轉化為電子的壽命,壽命很長,大大降低設備維護量。同時,利用變頻器的軟起動功能實現帶式輸送機的軟起動,起動過程中對機械基本無衝擊,也大大減少了皮帶機係統機械部份的檢修量。如山西某煤礦主井皮帶采用變頻器驅動後,僅皮帶扣一項年節約費用就達一萬多元。

  ■啟動平滑,轉矩大,沒有衝擊電流,可實現重載啟動。

  ■節能。在皮帶機上采用變頻驅動後的節能效果主要體現在係統功率因數和係統效率兩個方麵。

  a、 提高係統功率因數

  通常情況下,煤礦用電機在設計過程中放的裕量比較大,工作時絕大部分不能滿載運行,電機工作於滿電壓、滿速度而負載經常很小,也有部分時間空載運行。由電機設計和運行特性知道,電機隻有在接近滿載時才是效率******、功率因數******,輕載時降低,造成不必要的電能損失。這是因為當輕載時,定子電流有功分量很小,主要是勵磁的無功分量,因此功率因數很低。采用變頻器驅動後,在整個過程中功率因數達0.9以上,大大節省了無功功率。

  b、 提高係統效率

  采用變頻器驅動之後,電機與減速器之間是直接硬聯接,中間減少了液力耦合器這個環節。而液力耦合器本身的傳遞效率是不高的,且主要是通過液體來傳動,液體的傳動效率比直接硬聯接的傳動效率要低許多,因而采用變頻器驅動後,係統總的傳遞效率要比液力耦合器驅動的效率要高5%~10%。

  另外,礦井通常離變電站距離較遠,不同時段電壓波動較大,利用變頻器的自動穩壓功能,也有部份節能作用。

  綜上所述,采用HC-P係列皮帶運輸變頻調速控製技術來改造傳統的帶式輸送機驅動係統,不僅在技術的先進性還是帶來的社會及經濟效益方麵都是巨大的,隨著變頻調速技術的不斷成熟,在帶式輸送機的驅動上變頻器將占主導地位。

  阿爾法變頻器在漿紗機改造中的應用

  一、漿紗機工藝及要求

  工藝概述

  漿紗機在紡織的全過程中處於紡紗機之後,織布機之前,主要工藝目的是給紗線上漿。漿紗機從紗線的開卷,即放線機無動力被牽引電機被動的拉動,為克服減速、停機時紗線鬆弛,始終加以摩擦阻力;然後通過漿槽浸漿,烘房烘幹,中間要經過伸長控製、溫度控製、回潮控製、張力控製、計長控製等,使紗變為具有所需要的溫度、濕度、伸長度等實用價值的紗。

  二、漿紗機改造硬件配置方案

  牽引部分

  牽引電機功率15KW,考慮到會長期低速運行,選用獨立冷卻風扇的變頻電機+旋轉編碼器PG,和MD320T15G矢量變頻器一起構成閉環矢量控製拖動。牽引機的功能主要有兩個,第一是拖動烘缸,烘幹上過漿的紗線;第二是牽引兩層紗線進行有序排列。

  收卷部分

  收卷電機功率22KW,考慮到滿卷時會長期低速運行,應選用獨立冷卻風扇的變頻電機+旋轉編碼器PG ,和MD330T22G張力專用變頻器一起構成張力開環轉矩控製模式。張力開環轉矩控製模式不需要張力反饋,係統結構最簡單,能夠獲得更平穩的張力。

  控製和顯示部分

  控製係統選用PLC作為控製器件。同步給定、比例給定、轉矩給定、卷經變化時的轉矩補償、啟停信號等都由PLC提供。 同時上軸壓紗部分也由PLC控製,以提高此部分的可靠性。

  顯示部分用圖形操作終端,工藝過程、參數一目了然,快捷鍵操作非常方便。

  三、漿紗機改造硬件配置示意圖

  四、變頻改造優勢

  改造後的漿紗機采自動化程度高,設計控製精度好, 對品種的適應性強,能廣泛地滿足對寬幅、細支、高密織物的上漿要求,與各種有梭和無梭織機配套。各類測試結果表明,其產品各項指標達到或超過進口漿紗機的指標,布機效率和織布質量較以前明顯提高,為企業創造了良好的經濟效益。

  阿爾法變頻器在活塞空壓機改造中的應用

  一、工藝要求

  空氣壓縮機是用來使氣體增加壓力,以利於輸送並提高氣體的壓力能,從而滿足生產工藝或動力設備需要的一種專用機器,在陶瓷、玻璃、玩具、製衣、機械製造、塑料、拉絲等多個行業中普遍應用。傳統的活塞式壓縮機靠壓力繼電器進行啟停控製,壓縮電機一般采取直接啟動或傳統的降壓啟動方式,啟動存在較大的電氣和機械衝擊,且壓縮機存在供氣壓力波動大、壓縮電機啟停頻繁易損壞、噪音大、機件磨損快、維護量大、維護成本高等實際應用缺陷。

  二、改造方案

  空壓機變頻控製係統由變頻器、壓力傳感器、控製指示線路組成:

  工作過程采用壓力傳感器裝置檢測管網的壓力,由檢測顯示儀表將反應輸出壓力的模擬信號傳送到變頻器,變頻器根據反饋信號和設定信號進行比較利用變頻器內部的PID進行自動輸出頻率調節以實現自動調節壓縮電機的轉速和輸出功率,形成一個閉環反饋係統維持管網的壓力恒定和自動控製。

  三、方案優勢

  活塞式壓縮機施行變頻控製改造後的優勢簡介如下:

  ■實現了平滑軟啟動,避免了電氣和機械衝擊延長了壓縮電機和壓縮機件的使用壽命;

  ■ALPHA6000阿爾法變頻器啟動時滿力矩的特性滿足了空壓機重載情況下的啟動要求;

  ■實現了自動無級調速,自動維持供氣壓力恒定;

  ■實現了節能運行,在優良自動控製的同時實現了節能;

  ■空壓機噪音大大降低;

  ■可以用在多台空壓機的並網供氣場合;

  ■降低了空壓機的維護量和維修成本;

  ■具有綜合的短路、過流、過壓、過載、欠壓諸多保護功能;

  正是由於以上諸多優勢使匯川變頻器在空壓機變頻改造中得以廣泛應用。

  阿爾法變頻器在造紙線改造中的應用

  一、工藝要求

  造紙行業以其傳動點多、同步性要求高、連續化生產的特點,與冶金行業一起被稱為自動化控製要求******的行業。造紙機械的基本組成部分按照紙張形成的順序分為網部、壓榨、前幹燥、後壓榨、後幹燥、壓光機、卷紙機等。其工藝為流漿箱輸出的紙漿在網部脫水成型,在壓榨部進行壓縮使紙層均勻,經過前幹燥進行幹燥,接著進入後壓榨進行施膠,再進入後幹燥器烘幹處理,然後利用壓光機使紙張平滑,最後通過卷紙機形成母紙卷。

  二、係統方案

  該電氣控製係統主要由西門子PLC和阿爾法ALPHA6000變頻器組成,通過PLC和變頻器的485通訊實現過程控製。

  三、係統優勢:

  ■紙機傳動係統同步效果非常好,動態響應快,控製精度高,可達到0.01Hz。

  ■各分部具有微升、微降和拉緊、放鬆功能,能顯示各分部線速度。相關聯的分部具有單動、聯動功能。

  ■係統具有爬行速度。為方便檢查、清洗聚酯網、壓榨毛毯、以及檢查各分部的運行情況,各分部具有15~30米/分可調的爬行速度。

  ■係統操作方便,可以存儲幾組不同紙張正常的生產參數,在開車前可以調出,方便工人操作。

  ■紙機控製係統具有良好的接口能力,可與DCS控製、蒸汽控製等子係統連接。

  阿爾法變頻器在風機水泵改造中的應用

  1、引言

  在各種工業用風機、水泵中,如鍋爐鼓、引風機、深井、離心泵等,大部分是額定功率運行。風機流量的設計均以******風量需求來設計,其調整方式采用檔板、風門、回流、起停電機等方式控製,無法形成閉環控製,也很少考慮省電;水泵流量的設計同樣為******流量,壓力的調控方式隻能通過控製閥門的大小、電機的啟停等方法。電氣控製采用直接或Y△啟動,不能改變電機的轉速,無法具有軟啟動的功能,機械衝擊大,傳動係統壽命短,震動及噪聲大,功率因數較低。

  2、變頻調速的節能意義

  變頻調速是近年來興起的一門新技術,它是通過改變電源頻率來實現速度的調節,因其具有調速平穩、瞬態穩定性高、節能等特性越來越被人們所重視。隨著變頻調速技術的不斷成熟,變頻調速裝置在風機水泵設備上的應用也越來越廣泛。

  采用變頻器直接控製風機、泵類負載是一種最科學的控製方法。利用變頻器內置PID調節軟件,直接調節電動機的轉速,保持恒定的水壓、風壓,從而滿足係統要求的壓力。由於變頻器可實現大的電動機的軟停、軟起,避免了啟動時的電壓衝擊,可減少電動機故障率,延長使用壽命,同時也降低了對電網的容量要求和無功損耗,設備運行工況得到明顯改善,係統的安全可靠性和設備利用率得到提高,節能效果十分顯著。

  3、風機水泵變頻調速節能原理

  通過流體力學的基本定律可知:風機、泵類設備均屬平方轉矩負載,其轉速n與流量Q、壓力H以及軸功率P具有如下關係:Q∝n1,H∝n2,P∝n3;即,流量與轉速成正比,壓力與轉速的平方成正比,軸功率與轉速的立方成正比。

  Q2=Q1(n2/n1)

  H2=H1(n2/n1)

  P2=P1(n2/n1)

  因而,理想情況下有如下關係:

  流量(%)轉速(%)壓力(揚程)(%)功率(%)

  100100100100

  90908172.9

  80806451.2

  70704934.3

  60603621.6

  50502512.5

  由上表可見:當需求流量下降時,調節轉速可以節約大量能源。例如:當電機在額定轉速的80%運行時,理論上其消耗的功率為額定功率的(80%),即51.2%,去除機械損耗、電機銅、鐵損等影響,節能效率也接近40%,同時也可以實現閉環恒壓控製,節能效率將進一步提高。如采用傳統的擋板、閥門方式調節,雖然也可相應降低能源消耗,但節約效果與變頻相比,則有天壤之別。

  4、HC-F/S係列風機水泵變頻節能設備功能與特點

  我公司生產的ALPHA6000係列風機水泵變頻節能設備具有以下技術特點:

  ■采用阿爾法變頻器控製電機的轉速,取消擋板、閥門調節,降低了設備的故障率,節電效果顯著。

  ■實現了電機的軟啟動,延長了設備的使用壽命,避免了對電網的衝擊。

  ■電機將在低於額定轉速的狀態下運行,減少了噪音對環境的影響。

  ■具有過載、過壓、過流、欠壓、電源缺相等自動保護功能。

  ■運轉狀態靈活多樣,可手動控製也可完全實現自動控製,且可與設備其他自控裝置進行電氣連鎖,實現設備的自動保護及計算機控製,不會因事故影響生產。

  ■安裝時可不破壞原有的配電設施及環境,不影響生產。

  ■隻需調節電位器旋鈕即可調整流量,操作方便。

  風機、泵類等設備采用變頻調速技術實現節能運行是我國節能的一項重點推廣技術,《中華人民共和國節約能源法》第39條就把它列為通用技術加以推廣。實踐證明,變頻器用於風機、泵類設備驅動控製場合取得了顯著的節電效果,是一種理想的調速控製方式。既提高了設備效率,又滿足了生產工藝要求,並且大大減少了設備維護、維修費用,還降低了停產周期。直接和間接經濟效益十分明顯,設備一次性投資通常可以在9個月到16個月的生產中全部收回。

  阿爾法變頻器在節能改造中的分析

  一、負載類型與節能關係

  生產機械是各式各樣,種類繁多的,但負載類型主要有三類,它們與節能的關係見表1。表中的P(KW)、M(nm)、n(r/min)。

  表1 負載類型與節能關係

  二、風機水泵節能原理

  風機水泵的軸功率P與其風(水)量Q、揚程H之間的關係為:P正比Q*H,當流量Q1變化到Q2時,電動機的轉速為n1、n2 , 此時Q、H、P相對於轉速的關係如下:

  Q2=Q1×( n2 / n1)

  H2=H1×( n2 / n1 )2

  P2=P1×( n2 / n1 )3

  風機水泵H-Q特性曲線圖

  n1-代表風機水泵在額定轉速運行時的特性;

  n2-代表風機水泵降速運行在n2轉速時的特性;

  R1-代表風機水泵管路阻力最小時的阻力特性;

  R2-代表風機水泵管路阻力增大到某一數組時的阻力特性。

  風機水泵在管路特性曲R1工作時,工況點為A,其流量壓力分別為Q1、H1,此時風機水泵所需的功率正比於H1與Q1的乘積,即正比於AH1OQ1的麵積。由於工藝要求需減小風量(流量)到Q2,實際上通過增加管網管阻,使風機水泵的工作點移到R2上的B點,風壓(水壓)增大到H2,這時風機水泵所需的功率正比於H2Q2的麵積,即正比於BH2OQ2的麵積。顯然風機水泵所需的功率增大了。這種調節方式控製雖然簡單、但功率消耗大,不利於節能,是以高運行成本換取簡單控製方式。

  若采用變頻調速,風機水泵轉速由n1下降到n2,這時工作點由A點移到C點,流量仍是Q2,壓力由H1降到H3,這時變頻調速後風機水泵所需的功率正比於H3與Q2的乘積,即正比於CH3OQ2的麵積,由圖可見功率的減少是明顯的。

  由上述原理可知,降低風機水泵的轉速,風機水泵的輸出功率將下降更多。

  三、節能計算

  將電機的供電頻率由50Hz降為40Hz,則理論上,頻率改變後與改變前的輸出功率之比為 (40/50)3 = 51.2%。例如:一台水泵電機功率為55KW,當轉速下降到原轉速的4/5時,其耗電量為28.16KW,省電48.8%,當轉速下降到原轉速的1/2時,其耗電量為6.875KW,省電87.5%。

  風機、泵類等設備采用變頻調速技術實現節能運行是我國節能的一項重點推廣技術,受到國家政府的普遍重視,《中華人民共和國節約能源法》第39條就把它列為通用技術加以推廣。實踐證明,變頻器用於風機、泵類設備驅動控製場合取得了顯著的節電效果,是一種理想的調速控製方式。既提高了設備效率,又滿足了生產工藝要求,並且因此而大大減少了設備維護、維修費用,還降低了停產周期。直接和間接經濟效益十分明顯,設備一次性投資通常可以在9個月到16個月的生產中全部收回。