西門子模塊6ES7214-2AS23-0XB8正規(guī)授權(quán)

一、空壓機節(jié)電改造的可行性

    空壓機在使用過程中的耗能是有目共睹的，我公司依據(jù)變頻原理研制的JBJ空壓機節(jié)能控制器可對所有馬達驅(qū)動的空壓機進行節(jié)電改造?？傮w節(jié)電效果顯著，節(jié)電率達20-50%。

    現(xiàn)以我公司在深圳電業(yè)有限公司的實際改造為例說明如下：

    電業(yè)公司目前有4條全自動生產(chǎn)線，另有注塑機80來臺，所需的壓縮空氣由一組壓縮機組提供。該廠供氣系統(tǒng)共有380V壓縮機四臺，其中兩臺37KW始終工作，另55KW和45KW根據(jù)供氣情況在不同的時間段內(nèi)投入使用。由于壓縮機在設(shè)計上的不足及生產(chǎn)過程中不確定因素，此空氣壓縮系統(tǒng)存在如下缺陷：

    1、浪費電能。生產(chǎn)線上壓縮空氣工作壓力要求為3kgf/cm2,輸氣總管上壓力保持在3.2kgf/cm2較合適。由于空氣不可能恒定，實際上，兩臺37KW空壓機運行基本可滿足要求，三臺空壓機運行，則出現(xiàn)較頻繁的排空放氣現(xiàn)象，浪費電能較為嚴重。而且系統(tǒng)壓力經(jīng)常在3kgf/cm2-4kgf/cm2大范圍波動，一定程度上影響某些工序的產(chǎn)品質(zhì)量。

    2、噪音大。空氣壓縮機自動排空放氣時噪音極大，造成環(huán)境污染。

    3、電網(wǎng)沖擊大。由于三臺空壓機均為工頻啟動、運行，機器的起動電流最高達到630A以上，對電網(wǎng)造成沖擊。

    4、供氣量波動。由于系統(tǒng)無法自動調(diào)節(jié)供氣量，供氣量的波動對產(chǎn)品的質(zhì)量有一定影響。

    綜上所述，可運用JBJ空壓機節(jié)能系統(tǒng)對現(xiàn)有空氣壓縮系統(tǒng)進行技術(shù)改造，利用PID控制變頻技術(shù)建立恒壓供氣系統(tǒng)，從而達到節(jié)電、減少噪音、降低設(shè)備摩損、減少對電網(wǎng)沖擊、提高功率因素、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量等效果。

二、空氣壓縮系統(tǒng)節(jié)電改造原理

    1、節(jié)電原理簡介

    JBJ節(jié)能控制器采用變頻技術(shù)及最新PID控制技術(shù)，利用壓力傳感器信號及有關(guān)電氣控制信號，根據(jù)設(shè)定的壓縮氣體壓力值控制空壓機馬達轉(zhuǎn)速，將氣壓維持在所需的壓力值上，將平時不必消耗的能量節(jié)省下來，從而達到節(jié)電的目的。

    系統(tǒng)采用連續(xù)的程控，不存在頻繁啟動時的大電流沖擊現(xiàn)象，可有效保護電網(wǎng)

 2、改造要求

    現(xiàn)廠方供氣系統(tǒng)共有壓縮機四臺，其中兩臺37KW始終工作，另55KW和45KW根據(jù)供氣情況在不同的時間段內(nèi)投入使用。廠方要求，空壓機供氣采用恒定壓力供氣，供氣氣壓范圍為0～1MPa；除兩臺37KW空壓機全頻（工頻）工作外，另外55KW及45KW可切換投入工作，其運行頻率根據(jù)所需氣壓受控運行。

    3、控制方式

    納入系統(tǒng)運行的有1臺55KW空氣壓縮機（1#泵），1臺45KW壓縮機（2#泵），2臺37KW壓縮機（3#，4#泵）。其中兩臺37KW工頻運行，不能調(diào)速，另兩臺由變頻器調(diào)速。根據(jù)該廠空壓機的具體情況，電機驅(qū)動設(shè)備變頻器選用55KW變頻器，可適應(yīng)55KW和45KW兩臺空壓機使用。

    為實現(xiàn)輸氣管道上的恒壓供氣，在輸氣總管上安裝了一個壓力變送器，將管網(wǎng)里的壓力變換成4～20mA信號送到智能型自整定PID調(diào)節(jié)器。PID調(diào)節(jié)器將其輸入的4～20mA信號變成0～10VDC的電信號，控制變頻器的輸出頻率及輸出電壓，從而改變電機的轉(zhuǎn)速。系統(tǒng)工作時，3#、4#泵工頻運行，如管網(wǎng)壓力不夠，變頻器控制2#泵開始工作，若工作到工頻狀態(tài)時管網(wǎng)上壓力仍不夠，變頻器自動切換到1#泵，使其變頻運行直至管網(wǎng)所需壓力；當管網(wǎng)壓力過高時，1#泵停止運行，變頻器自動切換到2#泵，若仍過高，則2#泵停止工作，僅3#，4#工頻運行即可。從而使總管的氣壓基本恒定，達到恒壓供氣的目的。

    當壓縮空氣的消耗出現(xiàn)較大的變化，系統(tǒng)壓力達到設(shè)定的最大值或最小值時，裝于輸氣總管上電接點壓力表將檢測到的信號送入邏輯切換控制器，作為系統(tǒng)投入/切出工頻機組的一個重要條件（但不是唯一的）。當系統(tǒng)需要投入工頻機組時，系統(tǒng)首先綜合判斷哪一臺機組處于準備就緒狀態(tài)（STANBY），然后發(fā)出報警信號，經(jīng)延時后則執(zhí)行起動命令；壓力過大而須停機時，不必人工干擾，系統(tǒng)直接發(fā)出停機指令，使機組停機。
 
三、綜合效益分析

    JBJ空壓機節(jié)能控制器可最大程度上降低空壓機的耗電量，由于實現(xiàn)了無級調(diào)速控制，空壓機的耗電量就與氣動設(shè)備使用情況密切相關(guān)了。經(jīng)加裝JBJ空壓機節(jié)能控制器進行節(jié)電改造后，我們預(yù)計總體上的節(jié)電效果一般可達到20%～50%，有些空壓機可達到更高的水平。

    電業(yè)公司空氣壓縮機組經(jīng)改造后，經(jīng)實測達到如下效果：

    1．節(jié)省電能：恒壓供氣系統(tǒng)投入運行后，可使貯氣罐的氣壓保持在設(shè)定值的2.5%范圍內(nèi)，將自動排空而損失的電能節(jié)省下來，經(jīng)實測，節(jié)電率達到40%左右，同時功率因子提高至ф>0.95,減少了無功損耗；

    2．降低噪音，減少環(huán)境污染：恒壓供氣系統(tǒng)由于實現(xiàn)了變頻控制，基本上排空放氣的情況，從而改善了噪音對環(huán)境的污染；

    3．延長機械部件使用壽命：使用JBJ空壓機節(jié)電系統(tǒng)后，空壓機大多數(shù)時間運行在工頻之下，能明顯減少機械部件的磨損，延長機器壽命，減少維修費用和縮短維修時間；

    4．實現(xiàn)了軟起動：減少機組起動電流對電網(wǎng)的沖擊，同時可靈活地重復(fù)多次起動，避免了自藕降壓起動在這方面的不足；

    5．實現(xiàn)恒壓供氣：系統(tǒng)投入運行后，提高了供氣可靠性和負載變化的調(diào)節(jié)能力，保證了恒定的供氣壓力，進一步保證了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性；

    6．運行可靠，故障率幾乎為零：系統(tǒng)設(shè)有過載、失壓、欠壓、過流、缺相等保護功能，運行可靠；

    7．操作簡易，發(fā)生故障不影響生產(chǎn)：節(jié)能器發(fā)生故障后，可自動停機并發(fā)出故障信號，同時，可轉(zhuǎn)換到市電使空壓機正常運行，不影響生產(chǎn)。

工業(yè)相機,工業(yè)數(shù)字相機,工業(yè)數(shù)字攝像機,工業(yè)攝像機
MV-USBⅡ高分辨率工業(yè)數(shù)字攝像機
    1.Microvision USBⅡ系列工業(yè)數(shù)字相機具有分辨、圖像質(zhì)量好,分辨率可達2048 *1536、1600*1200、1280*1024,彩色數(shù)字面陣CMOS。
    2.圖像窗口無級縮放。
    3.提供一路外部I/O接口，支持外部觸發(fā)和閃光燈。
    4.采用5V供電，功耗小，體積小,連線簡單,安裝方便
    5.MV-USB2.0工業(yè)數(shù)字相機可輸出10位的高精度圖像數(shù)據(jù)。
    6.可進行大窗口采集小窗口預(yù)覽或者小窗口采集大窗口預(yù)覽。
    7.最大采集幀率10幀/秒、8幀/秒、5幀/秒。
    8.相機型號：MV-130UC/UM、MV-200UC、MV-300UC。
    MV-USBⅡ高分辨率工業(yè)數(shù)字攝像機靜態(tài)采集可應(yīng)用于文字識別、PCB檢測、半導(dǎo)體及元器件檢測、顯微圖像及醫(yī)學(xué)圖像采集、制作、文檔電子化等眾多領(lǐng)域 。    
MV-USB2.0高分辨率工業(yè)數(shù)字攝像機
    1.Microvision USB2.0系列工業(yè)數(shù)字相機具有分辨、圖像質(zhì)量好,分辨率可達1280*1024、1600*1200、2048*1536,數(shù)字面陣CMOS感光芯片。
    2.USB2.0輸出, 圖像穩(wěn)定，色彩還原性好 。
    3.圖像窗口無級縮放。
    4.提供一路外部I/O接口，支持外部觸發(fā)和閃光燈。
    5.采用5V供電，功耗小，體積小,連線簡單，安裝方便。
    6.最大采集幀率30幀/秒、15幀/秒、10幀/秒、6幀/秒。
    7.相機型號：MV-1310UM、MV-1300UC/UM、MV-2000UC、MV-3000UC。
    MV-USB2.0系列工業(yè)相機靜態(tài)采集可應(yīng)用于文字識別、PCB檢測、半導(dǎo)體及元器件檢測、顯微圖像及醫(yī)學(xué)圖像采集、制作、文檔電子化等眾多領(lǐng)域。     
MV-1394高分辨率工業(yè)數(shù)字攝像機
    1.Microvision 1394系列工業(yè)數(shù)字相機具有分辨、圖像質(zhì)量好,分辨率可達1280*1024 、1600*1200、2048*1536數(shù)字面陣CMOS感光芯片。
    2.彩色及黑白數(shù)字輸出,色彩還原性好,圖像穩(wěn)定。
    3.IEEE 1394(火線)輸出，無中繼10米，加中繼可達40米。
    4.圖像窗口無級縮放。
    5.提供一路外部I/O接口，支持外部觸發(fā)和閃光燈。
    6.可采用計算機12V供電或者外接12V電源，功耗小，體積小，安裝方便。
    7.最大采集幀率15幀/秒、10幀/秒、6幀/秒。
    8.相機型號：MV-1300FC/FM、MV-2000FC、MV-3000FC。
    MV-1394工業(yè)相機靜態(tài)采集可應(yīng)用于文字識別、PCB檢測、半導(dǎo)體及元器件檢測、顯微圖像及醫(yī)學(xué)圖像采集、制作、文檔電子化等眾多領(lǐng)域。   
MV-VS系列高速工業(yè)數(shù)字CCD相機
    1.Microvision MV-VS系列工業(yè)數(shù)字相機具有分辨、圖像質(zhì)量好,數(shù)字面陣幀CCD感光芯片。
    2.分辨率640x480,、782X582、1024x768。
    3.IEEE 1394(火線)輸出，無中繼10米，加中繼可達40米。
    4.軟件控制圖像窗口無級縮放.
    5.提供一路外部I/O接口，支持外部觸發(fā)和閃光燈。
    6.最大采集幀率60幀/秒、45幀/秒、30幀/秒。
    7.相機型號：MV-VS030FC/FM、MV-VS045FC/FM。
    MV-VS078FC/FM系列工業(yè)相機應(yīng)用于工業(yè)檢測、智能交通，機器視覺，科研，軍事科學(xué)，航天航空等眾多領(lǐng)域，比CMOS數(shù)字相機，無論是靜態(tài)還是動態(tài)采集，均可以得到無變形的高質(zhì)圖像。     
 
MV-VS系列高分辨率工業(yè)數(shù)字CCD相機
    1.Microvision MV-VS系列工業(yè)數(shù)字相機具有分辨、圖像質(zhì)量好,數(shù)字面陣幀CCD感光芯片。
    2.分辨率1280×1024、1392x 1024、1628 x 1236。
    3.IEEE 1394(火線)輸出，無中繼10米，加中繼可達40米。
    4.軟件控制圖像窗口無級縮放。
    5.提供一路外部I/O接口，支持外部觸發(fā)和閃光燈。
    6.采集幀率7.5幀/秒、15幀/秒、14幀/秒。
    7.相機型號： MV-VS130FC/FM、MV-VS140FC/FM、MV-VS141FC/FM、MV-VS200FC/FM。
    MV-VS系列工業(yè)相機應(yīng)用于工業(yè)檢測、智能交通，機器視覺，科研，軍事科學(xué)，航天航空等眾多領(lǐng)域，比CMOS數(shù)字相機，無論是靜態(tài)還是動態(tài)采集，均可以得到無變形的高質(zhì)圖像。   
 
MV-VD系列高速工業(yè)數(shù)字相機
    1.Microvision MV-VD系列工業(yè)數(shù)字相機具有采集速度高、圖像質(zhì)量好,分辨率可達1280*1024 、800*600、640*480數(shù)字面陣幀CMOS感光芯片。
    2.圖像窗口無級縮放。
    3.集成了壞點校準算法。
    4.具有FPN偏置不一致性校準算法。
    5.使用高級插值算法，避免出現(xiàn)柵欄彩紋現(xiàn)象。
    6.可針對用戶特殊需求定制； 最大采集幀率25幀/秒、80幀/秒、60幀/秒。
    7.相機型號：MV-VD130SM、MV-VD048SM、MV-VD036SC/SM。
    MV-VD系列工業(yè)數(shù)字相機可以應(yīng)用在半導(dǎo)體檢測、印制板檢測、印刷質(zhì)量檢測、食品飲料檢測、電子目鏡和醫(yī)療影像、高速道路監(jiān)控等工業(yè)檢測領(lǐng)域。      
 
MV-DC系列顯微鏡電子目鏡
 
    1.Microvision系列顯微電子目鏡具有分辨、圖像質(zhì)量好,分辨率可達1280*1024 、1600*1200、2048*1536,數(shù)字面陣CMOS感光芯片。
    2.USB2.0接口插拔方便，安裝簡單，即插即用。
    3. 操作簡單。操作軟件兼容性強，界面簡潔。
    4.可自由調(diào)整幀速率、對比度、亮度、銳度及影像尺寸等。
    5. 共享性強，可隨時對圖像進行編輯、處理、保存、傳輸數(shù)據(jù)等?？膳浜贤队皺C組成一個電子多媒體教學(xué)、演示系統(tǒng)，提高設(shè)備利用率、共享性，促進相互交流。
    6.最大采集幀率10幀/秒、8幀/秒、5幀/秒。
    7.相機型號：MV-DC130、MV-DC200、MV-DC300。
    MV-DC系列顯微鏡電子目鏡可以廣泛的應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)、實驗室、研究所、高等學(xué)校做生物學(xué)、病理學(xué)、細菌學(xué)觀察、教學(xué)和研究、臨床實驗和常規(guī)醫(yī)療檢驗；工廠、實驗室對材料的分析和鑒定 

一、 前言
電梯控制系統(tǒng)主要由調(diào)速部分和邏輯控制部分構(gòu)成。調(diào)速部分的性能對電梯運行時乘客的舒適感有著重要作用，目前，大多選用高性能的變頻器，利用旋轉(zhuǎn)編碼器測量曳引電機轉(zhuǎn)速，構(gòu)成閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)。通過對變頻器參數(shù)的合理設(shè)置，不僅使電梯在運行超速和缺相等方面具備了保護功能，而且使電梯的起動、低速運行和停止更加平穩(wěn)舒適。變頻器自身的起動、停止和電機給定速度選擇則都有邏輯控制部分完成，因此，邏輯控制部分是電梯運行的關(guān)鍵。V80 系列 PLC 以其可靠性高、運算速度快、產(chǎn)品和電梯專用客制化服務(wù)等優(yōu)點，已在多家電梯廠家中的電梯生產(chǎn)及改造中獲得了應(yīng)用。本文以一臺 4 層 4 站的別墅電梯控制系統(tǒng)為例，闡述了 V80 系列 PLC 在電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計思想和實現(xiàn)方案。
二、 電梯控制系統(tǒng)構(gòu)成
電梯控制系統(tǒng)主要由變頻調(diào)速主回路、輸入輸出單元以及 PLC 單元構(gòu)成，由如圖 1 所示，用來完成對電梯曳引電機及開關(guān)門機的起動，加減速，停止，運行方向，樓層顯示，層站召喚，轎箱內(nèi)操作，安全保護等指令信號進行管理和控制功能。
變頻調(diào)速主回路由三相交流輸入、變頻調(diào)速驅(qū)動、曳引機和制動單元構(gòu)成，變頻器采用日本安川公司矢量控制電梯專用變頻器616G5，其具有良好的低速運行特性，適合在電梯控制系統(tǒng)中應(yīng)用。三相電源 R、S、T 經(jīng)接線端子進入變頻器為其主回路和控制回路供電，輸出端 U、V、W 接電動機的快速繞組，外接制動單元減少了制動時間，加快制動過程。旋轉(zhuǎn)編碼器用來電梯的運行速度和運行方向，變頻器將實際速度與變頻器內(nèi)部的給定速度相比較，從而調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率及電壓，使電梯的實際速度跟隨變頻器內(nèi)部的給定速度，達到調(diào)節(jié)電梯速度的目的。變頻器輸入信號為：上、下行方向指令，零速、爬行、低速、高速、檢修速度等各種速度編碼指令，復(fù)位和使能信號。變頻器輸出信號為：（1）變頻器準備就緒信號，在變頻器運轉(zhuǎn)正常時，通知控制系統(tǒng)變頻器可以正常運行；（2）運行中信號，通知 PLC 變頻器正在正常輸出；（3）零速信號，當電梯運行速度為零時，此信號輸出有效并通知 PLC 完成抱閘、停車等動作；（4）故障信號，變頻器出現(xiàn)故障時，此信號輸出有效并通知 PLC 作出響應(yīng)，給變頻器斷電。
輸入輸出單元為 PLC 的 I/O 接口部分，主要由廳外呼叫、轎箱內(nèi)選層、樓層及方向指示、開關(guān)門、井道內(nèi)的上下平層、上下強迫換速開關(guān)、門鎖、安全保護繼電器、檢修、消防、泊梯、稱重等單元構(gòu)成。輸入單元為：（1）廳外呼叫單元，用來對各層站的廳外召喚信號進行登記、記憶和，而且兼有無司機狀態(tài)的“本層廳外開門”功能，全集選方式的呼梯信號為 2N-2 個（N 為層站數(shù)），下集選方式的呼梯信號為 N 個；（2）轎箱內(nèi)選層單元，負責(zé)對預(yù)選樓層指令的登記、和指示，呼梯信號數(shù)為電梯停站層數(shù) N；（3）開關(guān)門按鈕，輸入 PLC 控制轎門的開閉（廳門也同時動作）；（4）上下平層裝置，用來保證電梯轎箱在各層?？繒r準確平層，通常設(shè)置在轎頂，電梯轎箱上行接近預(yù)選層站時，上平層感應(yīng)器限進入遮磁板，電梯仍繼續(xù)慢速運行，當下平層感應(yīng)器再進入遮磁板時，上行接觸器線圈失電，制動器抱閘停車；（5）上下限強迫換速開關(guān)，用于保護電梯的高速運行安全，避免電梯出現(xiàn)沖頂或蹲底事故，當電梯到達上下端站時，裝在轎廂邊的上下限強迫換速開關(guān)打板，信號輸入 PLC，PLC 發(fā)出換速信號強迫電梯減速運行到平層位置；（6）門鎖裝置（或轎門和廳門聯(lián)鎖保護裝置），轎門閉合和各廳門閉合上鎖是電梯正常起動運行的前提；（7）安全回路，通常包括轎內(nèi)急停開關(guān)、轎頂內(nèi)急停開關(guān)、安全鉗開關(guān)、限速器斷繩開關(guān)、限速器超速開關(guān)、底坑急停開關(guān)、相序保護繼電器、上下限極限開關(guān)等；（8）檢修、消防和泊梯，檢修、消防和泊梯為電梯的三種運行方式，檢修運行為電梯檢修時的慢速運行方式，消防運行有消防返回基站和消防員專用兩種運行狀態(tài)，泊梯狀態(tài)，內(nèi)選和外呼信號，自動返回泊梯層、關(guān)門并斷電；（9）稱重單元，用來檢測轎廂負荷，判斷電梯處于欠載、滿載或超載狀態(tài)，然后輸出數(shù)字信號給 PLC，根據(jù)負載情況進行起動力矩補償，使電梯運行平穩(wěn)。輸出單元為：（1）樓層及方向指示單元，包括電梯上下行方向指示燈、層樓指示燈以及報站鐘等，目前的方向及層樓指示燈主要有七段碼顯示方式和點陣顯示方式，本系統(tǒng)為七段碼顯示方式；（2）開關(guān)門單元，用于控制電梯的廳門和轎門的打開和關(guān)閉，在自動定向完成或電梯平穩(wěn)?？亢?，PLC 給出相關(guān)指令，由變頻門機完成開關(guān)門動作。

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