南平西门子专业授权代理商

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针对目前浙江省内众多的商品混凝土生产企业能耗偏高的情况，中达电通杭州分公司在杭州某混凝土有限公司成功完成其混凝土搅拌线的节能改造，节能效果显著，取得了很好的经济效益和社会效益。

2、项目改造背景

杭州某混凝土有限公司原有两条混凝土搅拌线，每条生产线的主要耗电设备为一台30KW斜皮带和一台2×37KW双搅拌机，三台电机皆采用星－三角起动装置，系统在无料轻载时（等待状态），总电流为80A，在满载时（入料搅拌），总电流为100－130A,系统工作占空比平均约50％，单台系统的平均运行电流约为100A左右，折合消耗功率约50KW。两台的平均消耗功率为100KW。年耗电量约为100KW×20小时×300天×0.7元＝42万元。

3、项目改造方案

3.1 改造方法

为了适应市场，提高产品的竞争力，节能是降低生产成本的较有效途径之一。针对该公司混凝土搅拌线的实际情况，我公司和客户达成了对混凝土搅拌线进行节能改造的共识。由于在本省行业内这种改造尚属**，通过双方的通力配合，解决了改造过程中遇到的诸多问题，较终完成该项改造，取得了很好的经济效益。

本次改造方法是采用先进的可编程控制技术（PLC）和变频器技术，以程序控制取代继电器----接触器控制，实现斜皮带机和双搅拌机根据工艺流程的协调运行，以实现安全、节能、降低维修成本和方便操作的效果。

2、系统主要控制方案

1）、保留原有星－三角起动装置，作为备用系统；

2）、由于场地的限制，变频器采用壁挂式安装；

3）、星－三角工作方式和变频器工作方式采用自动切换形式；

4）、采用可编程控制器根据配料工艺流程控制和协调两台变频器的工作；

5）、具有详细的控制功能和工作状态、故障信号显示，便于操作人员监视、操控和维护人员维护；

6）、完善的保护功能；

3、系统的控制要点

1）、调速方法

采用具有矢量控制功能的变频调速系统。

2）、系统的控制动作包括：起动、停止、低速运行、高速运行、急停等。所有这些都可 以   通过可编程序控制器（PLC）进行控制。

4、控制系统中需要注意的问题是：

1）变频器的动作是由PLC控制的，PLC的控制条件是由生产工艺决定的；

2）变频器的加速、减速时间和有关参数是根据负载的实际情况来设定的。

3．4  系统改造主要成果

1、节能效果显著

改造前后相比，系统可节电35％以上。

2、提高系统的稳定性，降低系统故障率，减少了系统维护成本。

主要体现在以下几个方面：

■由于使用了变频器控制电机的运行，电动机实现了软启动，从而避免了以往电机Ｙ－Δ起动时对电气设备和机械设备的冲击，延长了设备使用寿命。

■保护功能强

由于变频器的电气保护功能十分完善，使系统具有短路、过载、过流、缺相、欠压等保护功能，较大限度地保护了电机的安全。

■控制系统的故障率大为下降 原系统是由于十分复杂的接触器、继电器系统进行控制的，故障率较高。采用了变频调速控制系统后，控制系统可大大简化，可靠性大为提高

■提高了搅拌机双绞的同步性能

由于采用了变频器一拖二的驱动方式，使得搅拌机双绞的同步特性非常好，大大减少了双搅拌机的内耗，节约了大量的电能；

■提高了功率因数

采用变频器实现了功率因数就地补偿，功率因数可达0.95以上，既节约了电能又提高了用电效率。

3．5  改造效果评估

1、改造前后系统电耗对照表

系统状态 系统电机总功率 电机转速 改造前平均电流 改造后平均电流 节电

1 引言

XJ4142大全张四色胶印机是河南新机股份有限公司自行研发的光、机、电、气一体化产品，在国内大幅面胶印机领域处于良好地位。机器按功能划分为四个组成部分：输纸机组；主传动系统；四个颜色印刷机组、收纸机组。机器的工艺流程是：裁切好的纸张由输纸机输送到**色印刷机组，先经过规矩定位后再依次通过四个印刷机组的印刷，较后传到收纸机，把印刷完的纸张收集整齐。

机器全长十二米，分布配置十二个操作面板。机器全套包括：两个纸台升降电机；两个吸纸风泵；一个油泵；一个喷粉泵；一个空压机；四个出水辊电机和一个主电机；电磁阀和电磁铁二十二个。机器上还有大量的用于监控的光电开关和用于安全保护的限位开关。这些电器件主要分布在机器的传动侧和操作侧分布安装。由于电器件不集中，如果只采用一个电柜安装一个PLC组成控制系统，那么机器离电柜较远的那部分到电柜的连接线会很多且距离长。

2 台达EH系列PLC通讯功能构建的新型控制系统

2.1 方案设计

根据以上对新机XJ4142胶印机和台达EH系列PLC功能的分析，我们与中达电通公司合作，提出了一种采用两个EH系列PLC分别作为主站和从站，把台达文本显示器、人机界面及四个B型变频器与PLC通过通讯口连接在一起，构建成新型电控系统。
台达EH系列PLC采用双处理器芯片设计架构，运算处理速度非常快。它除了两个内置的串联通讯口（COM1：RS-232，COM2：RS-485）外，还可以扩展一个通讯口COM3。在指令的处理速度方面接近国外的高档PLC，而内置通讯口比国外品牌多。台达DVP—PLC专门对RS-485通讯口开发了多种MODBUS串联通讯便利指令，其达EH系列PLC具有EASY bbbb功能，可以在台达PLC、变频器之间进行组网控制。

2.2系统的特点

（1）主电机为全机各个部分提供传动动力，要求低速能满负荷启动，机器印刷时要求速度可以调节并且速度稳定性要好，所以选用台达V系列高性能磁束矢量控制变频器。

（2）胶印机在纸张上印刷时需要先给印版上水和上墨，版面上的水量在印刷时需要经常调节，所以选用四个台达B系列变频器来控制四个印刷机组的出水辊电机的速度。

（3）本机设有一个主控制台电箱和一个主电柜，主控制台电控箱在输纸机的操作侧，主电柜在传动侧；其中主站PLC在主控制台电箱里，从站PLC在主电柜里。主站PLC主要用于输纸机和一二色印组的信号采集及处理。从站PLC主要用于主电机变频器控制、三四色印刷机组和收纸机的信号采集及处理。主站PLC和从站PLC通过RS-485通讯线连接。主控制台电箱里还有一二色印刷机组的出水辊变频器，主电柜里有主电机变频器和三四色印刷机组的出水辊变频器。一二色出水辊变频器和主站PLC采用RS-485通讯线连接和控制。三四色出水辊变频器和主站PLC采用RS-485通讯线连接和控制。这样四个印刷机组的出水辊变频器和从站PLC都作为从站和主站PLC就组成了RS-485通讯网络。利用台达PLC的EASY bbbb功能可以实行1：N控制。主电机变频器从方面考虑仍采用I/O控制，参见图1。
 
图1 电控柜

（4）显示采用台达TP04文本显示器和DOP-AE10THTD人机界面，文本显示器在主控制台上，主要显示和调节机器速度，显示印刷计数，机器运行状态监示和故障指示。人机界面在机器较后边的看样台上。除了有文本显示器显示的内容外，还可以对机器进行操作，四个印刷机组的水量可以在这里集中显示和调节，还可以对四个机组的印版进行套准显示和调节。文本显示器和主站PLC的COM1口采用RS-232通讯，人机界面和主站PLC的扩展通讯口COM3采用RS-485通讯，主画面设计参见图2。
 
图2 人机界面

3 控制系统结构

3.1硬件系统构架

3.2 通讯控制软件构架

利用PLC EASY bbbb编程实现1：N主从通讯控制软件构架：

4 技术参数设计

4.1 变频器参数设计

水辊变频器参数；设定频率和运行控制来源为通讯RS485输入，设定通讯站号，通讯传送速度，通讯资料格式。变频器里设置的通讯传送速度、通讯格式必须与主站PLC里程序设定的通讯传送速度、通讯格式相同。

4.2 工艺参数设计

工艺参数人机界面设定；人机部分主要实现人参与控制系统的途径。它主要包括：显示部分、设定部分、操作部分、历史故障部分；其中设定主要是主机速度设定、四色机组水量设定、四色机组印版套准定位。

5 调试总结

变频器里设置的通讯传送速度、通讯格式必须与主站PLC里程序设定的通讯传送速度、通讯格式相同。

台达PLC bbbb设置为自动模式并启动后，主站就开始侦测所有连接的从站共有几台。为了提高通讯连接的可靠性，在主站PLC的程序里加入一段延时程序，等整个系统上电稳定后，再启动PLC bbbb。

当个别从站工作不正常时，为了检查这些从站是否与主站PLC通讯连接成功，可以用电脑连上主站PLC，在台达PLC编程软件里采用“装置监控”命令，分别监视各从站是否有bbbb连接的标志寄存器。

6 结束语

目前该类型机器已生产了二十多台，经过多家用户的使用，证明该电控系统是稳定可靠的。由RS485通讯组成的网络电控系统实现了大型机器的电器分散控制，大大减少了各部分之间的连接线。该系统采用两个小型机PLC组合替代大型机，大大减低了系统的成本。该系统具有结构简单，操作方便，界面美观，稳定可靠，，维修方便。