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SMIATICS7-300是模块化微型PLC,满足中、小规模的性能要求模块化与无风扇设计，易于实现
分布式结构以及用户友好的操作,使得SIMATICS7-300成为中小规模应用中各种不同控制任务的
经济、方便的解决方案。SIMATICS7-300的应用领域包括：专用机床,纺织机械,包装机械,通用
机械工程,控制器制造,机床,楼宇自动化,电气与电子工业及相关产业。一系列具有不同功率范围的C
PU，以及具有很多用户友好功能的一系列扩展模块，可以使用户根据不同的应用情况选择相应的
模块。 如果控制任务需要扩展，可以随时使用附加模块对控制系统进行扩展。SIMATICS7-300
是一个通用的控制器。高等级的电磁兼容性以及高等级的抗震性，使得它具有极高的工业控制能
力。S7-300采用模块化结构设计。含有多种模块，可进行单独组合。一个系统包含下列组件：中
央处理单元（CPU）：各种CPU可用于不同的性能范围，包括具有集成 I/O和对应功能的CPU以
及具有集成PROFIBUS&DP、PROFINET和点对点接口的 CPU。用于数字量和模拟量输入/输出
的信号模块(SM)用于连接网络和点对点连接的通讯处理器 (CP)。用于高速计数、定位控制以及
闭环控制的功能模块（FM）。根据客户需要，还可以使用以下设备：用于将SIMATICS7-300
连接到120/230VAC电源的负载电源模块(PS)。接口模块(IM)，用于多机架配置时连接中央控
制器(CC)和扩展机架(ER)。S7-300通过分布式中央控制器(CC)和3个扩展单元EU可以操作多
达32个模块。所有模块都是密封的，运行时无需风扇。SIPLUS模块扩展的环境条件下使用：适
用于-25至+60&C的温度范围高湿度、结露以及有雾的环境条件防直接日晒、雨淋或水溅，在防
护等级为IP20机柜内使用时,可直接用于车载或室外使用。不需要全天候防护的机柜和IP65机柜
保护。设计简单的结构使得S7-300使用灵活且易于维护:安装模块只需简单地将模块挂在DIN安
装导轨上，转动到位然后锁紧螺钉。集成的背板总线： 背板总线集成到模块里。模块通过总线连
接器相连，总线连接器插在机壳的背面。模块具有机械编码，更换极为容易：更换时只需松开模
板上的紧固螺钉。 按下锁紧机构，拔下前连接器。前连接器上的编码装置防止将已接线的连接器
错插到其他的模块上。可靠的连接系统:对于信号模块可以使用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子。
TOP连接：为采用螺丝端子或弹簧端子连接的1线-3线连接系统提供预组装接线。可以替代直接在
信号模块上接线。确定的安装深度：所有的连接和连接器都在模块上的凹槽内，并有前盖保护因
此所有的模块都有确定的安装深度无插槽规则:信号模块和通讯处理模块可以不受限制地插到任何
一个槽上。系统自行组态。扩展如果用户的自动化任务需要 8 个以上的 SM、FM 或CP模块插槽
时，则 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）可以扩展：
中央控制器和3个扩展机架最多可连接32个模块：最多可将3个扩展机架（EU）连接到中央控制
器（CC）。每个CC/EU可插8个模块。通过接口模板连接：每个CC/EU都有自己的接口模块。
在中央控制器上它总是被插在CPU旁边的模块插槽中，并自动处理与扩展单元的通信。通过IM&
365 扩展：1 EU最远扩展距离为 1米，电源电压也通过该扩展提供。使用 IM 360/361 扩展：
可扩展到 3个 EU, CC 与 ER 之间以及 EU 与 EU 之间最远距离 10m。分布式安装：通过连接&
CC/EU以增加连接距离。两个相邻CC/EU或EU/EU之间的距离：最长10 m。灵活的安装方式：
CC/EU既可以水平安装，也可以垂直安装。这样可以最大限度满足空间要求。通讯
S7-300 具有不同的通讯接口：
连接 AS-i、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网总线系统的通讯处理器。用于点到点连接
的通讯处理器多点接口 MPI, 集成在 CPU 中;是一种经济有效的方案,可以同时连接编程器/PC、
人机界面系统和其它的SIMATIC S7/C7自动化系统。PROFIBUS DP进行过程通讯IMATIC&
S7-300 通过通讯处理器或通过内置的 PROFIBUS DP 接口CPU连接到 PROFIBUS DP总线
系统。带 PROFIBUS DP 主/从接口的 CPU 可以进行分布式自动化结构，可以高速通讯并且
易于使用。从用户的角度来看，PROFIBUS DP上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区
别（相同的组态，编址及编程）。
以下设备可作为主站连接：
SIMATIC S7-300(使用带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP)
SIMATIC S7-400(使用带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP)
SIMATIC C7&(使用带 PROFIBUS DP 接口的 C7 或 PROFIBUS DP CP)
SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，带IM 308
SIMATIC 505由于性能原因，每条链路上主站的数量限制为2个。
以下设备可作为从站连接：
ET200分布式 I/O设备S7-300，通过CP342-5，CPU313C-2DP、CPU314C-2 DP、CP
U 315-2 DP、CPU 315-2 PN/DP、CPU 317-2 DP、CPU 317-2 PN/DP 和 CPU 319-
3 PN/DP，C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP, C7-
635, C7-636现场设备尽管配有 STEP 7 的编程设备/PC 或 OP 在总线上可作为主站使用，但
是通过 PROFIBUS DP 也可以部分运行 MPI 功能。通过 PROFINET IO 进行过程通讯SIMA
TICS7-300通过通讯处理器或通过配备集成 PROFINET 接口的 CPU 连接到 PROFINETIO&
总线系统。配备 PROFINET 接口的 CPU 可实现高速、易于使用的分布式自动化组态。从用户
的角度来看，通过 PROFINET IO 进行通讯的分布式 I/O 可作为中央 I/O（相同的组态、寻
址和编程）。
可将下列设备作为 IO 控制器进行连接：
SIMATIC S7-300（使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
SIMATIC ET 200（使用配备 PROFINET 接口的 CPU）
SIMATIC S7-400（使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
可将下列设备作为 IO 设备进行连接：
ET 200 分布式 I/O 设备SIMATIC S7-300（通过 PROFINET CP）现场设备通过AS-Inte
face通讯对于 S7-300，通讯处理器(CP 342-2)适用于AS-Interface总线，可用来连接到现
场设备(AS-Interface从站)。
更多信息，请参见通讯处理器说明．
通过CP或内置接口(点到点)进行数据通讯
点到点连接是用来建立经济有效的数据通讯方式，通过 CP 340/CP 341 通讯处理器或集成在
CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP的内置接口进行数据通讯。有三种传输接口支持不同
的通讯协议：
20 mA (TTY) (仅针对 CP 340/CP 341)RS 232C/V.24(仅针对 CP 340/CP 341)
RS 422/RS 485可以连接以下设备：SIMATIC S7、SIMATIC S5 和其他公司的自动化系
统使用多点接口(MPI)进行数据通讯MPI（多点接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上
的通讯接口。它能用于简单的网络任务。MPI 可以同时连接多个配有 STEP 7 的编程设备/P
C、HMI 系统（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。全局数据：&全局数据通讯&服务可以在联
网的CPU间周期性地进行数据交换。 一个 S7-300 CPU 可以交换多达 4 个数据包，每个数
据包含有 22 字节数据，可同时有 16 个 CPU 参与数据交换(使用 STEP 7 V4.x)。
因此，一个 CPU 可以访问另一个 CPU 的输入/输出。 只能通过 MPI 接口进行全局数据交换。
内部通讯总线(C-bus)：CPU 的 MPI 直接连接到 S7 -300 的 C 总线上。这意味着通过MP
I，PG可以直接寻址到连接到C总线上的FM/CP模块。功能强大的通讯技术：最多 32个MPI&
站使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通讯的每个 CPU 有多个通讯接口。使用编程
设备/PC、SIMATIC HMI 系统和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通讯的每个 CPU 有多
个通讯接口。传输速率为 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s灵活的设计:
可靠的组件用于建立 MPI 通讯： PROFIBUS和 &分布式 I/O &的总线电缆、总线连接器和&
RS 485 中继器。它们可以优化配备安装达到特定要求。例如，如果需要可连接最多串联10&
个中继器，以实现任何两个 MPI 节点之间的最大距离。通过 CP进行数据通讯
SIMATIC S7-300 通过 CP 342 和 CP 343 通讯处理器可以连接到 PROFIBUS 和工业以
太网总线网络。
可以连接以下设备：SIMATIC S7-300，SIMATIC S7-400
SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
编程器PC 机，SIMATIC HMI 操作员控制和监视系统。数控，机器人控制器。工业PC
驱动控制器其它厂商设备Functions大量功能特性为用户针对 S7-300 进行的编程、调
试和维护提供支持。快速的指令处理：指令处理时间为 0.01&s，可在低端和中端性能范
围中完全开辟新的应用。浮点算术运算：使用浮点运算可以有效地执行更为复杂的运算功
能。用户友好的参数设置:只需一个带有统一用户界面的软件工具便可参数化所有模块。
熟悉和培训时间较短。操作和监控 (HMI)：用户友好的人机界面 (HMI) 服务已集成在&
S7-300 的操作系统中。这些功能不再需要耗时的编程：SIMATIC HMI 系统需要来自&
SIMATIC S7-300 的过程数据 - S7-300 按照请求的更新周期传输过程数据。SIMAT
IC S7-300 操作系统可自主执行传输。所有这些都是使用同一的符号和数据库完成的。
诊断功能：
CPU 的智能诊断系统连续检查系统功能并记录故障和特定系统事件（例如，时间错误、
模块故障等）。这些事件已加上时间标签并储存在循环缓冲器内以用于将来故障排除。
通过密码保护功能，用户可有效地保护他们的专有技术免遭未经授权的复制和更改。
通讯SIMATIC S7-300 的 CPU 支持下列通讯模式：
过程通讯：用于通过总线（AS-Interface、PROFIBUS DP 或 PROFINET）的 I/O&
模块（过程映像交换）循环寻址。从循环执行层调用过程通讯。
数据通讯：用于自动化系统间或多个自动化系统与HMI之间的数据交换。可以周期性地
执行数据通讯，或由用户程序通过程序块的事件驱动程序调用进行数据通讯
STEP 7 用户界面使用方便，可用于对通讯功能进行组态，使组态更加容易。数据通讯
SIMATIC S7-300 配备不同的数据通讯机制：使用全局数据通讯通过 MPI 在网络连
接的 CPU 之间进行的数据包循环交换。与具有通讯功能的其他设备进行的事件驱动通
讯。可通过 MPI、PROFIBUS 或 PROFINET 进行网络连接。全局数据通过使用&全
局数据通讯&服务，联网的 CPU 可以循环方式相互交换数据（最多 8 GD 数据包，每个
包含 22 字节/循环）。通过这种方式，一个 CPU 访问可另一个 CPU 的数据、位存储
器或过程映像。只能通过 MPI 进行全局数据交换。使用 STEP 7 中的 GD 表进行组态。
可以使用集成在系统中的功能块建立与 S7/C7 合作伙伴的通讯服务。
这些服务是：
通过 MPI 进行 S7 基本通讯。
通过 MPI、C 总线、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网的 S7 通讯。
S7-300 可以用于：
作为服务器，通过 MPI、C 总线和 PROFIBUS 通讯
作为服务器或客户端，通过集成的 PROFINET 接口通讯
可以使用加载的功能块建立与 S5 对等和非西门子设备的通讯服务。
这些服务是：
通过PROFIBUS和工业以太网进行S5兼容通讯。
通过PROFIBUS和工业以太网与第三方系统进行标准通讯。
与全局数据相比，必须建立通讯功能的通讯链路。
集成到 IT 世界
通过 S7-300，可将当今的 IT 技术方便的集成到自动化系统中。使用 CP&
343-1 Advanced 可以实现下列 IT 功能：
通过 IP 访问列表可在千兆以太网和 PROFINET 接口之间转发 IP V4 报文
WEB 服务器；
通过标准浏览器可以调用多达 30 MB 可自由定义的 HTML 页面；数据通过 FTP&
从内部文件系统处理
标准诊断页面；
用于对设备所有插入机架的模块进行快速诊断，无需使用附加工具
直接从用户程序发送包含身份验证信息的电子邮件。电子邮件客户端功能可以从控
制系统直接向用户发出警告。通过 FTP 进行通讯；
一种在大多数操作系统平台常用的开放式协议
30 MB RAM 文件系统可用于动态数据的缓存。
S7-300 PROFINET CPU 配备集成的 Web 服务器。使用标准 Web 浏览器，可
从 S7-300 站读取信息：
使用等距PROFIBU 的周期。
这形成了可采集和处理输入信号并定期（恒定的总线循环时间）产生输出信号的自动
化解决方案。同时创建一致的过程映像分割。
由于分布式 I/O 的等距和同步信号处理，S7-300 保证了精确可重复的规定过程响应时
间。支持系统功能同步模式的组件系列众多，可用于解决运动控制、测量值采集、高速闭
环控制等方面要求严格的任务。因此SIMATIC S7-300 目前适用于分布式自动化解决
方案中的高速机加工过程，可确保极高精度和重复性。其结果是，在保持始终如一的最
佳质量的同时提高产量。模块的诊断和过程监视
SIMATIC S7-300 的许多输入/输出模块都具有智能能力：
监视信号(诊断)监视过程信号（过程中断）诊断
可使用诊断来确定信号采集或模拟量处理是否分别在数字量模块或模拟量模块中功能正常。
在评估诊断时，必须区别可参数化诊断消息和非可参数化诊断消息：
可参数化诊断报警：
只有在由相关参数参数设置启用了诊断报警时，才可输出诊断报警。
非可参数化诊断报警：
无需任何参数设置即可输出这些报警。
若诊断报警处于活动状态（例如，&编码器电源掉电&），则模块输出一个诊断报警（对于可
参数化诊断报警，只在相关参数化后输出）。CPU 中断执行用户程序或较低的优先级，处理
& & 目前，随着企业竞争的日益加剧，生产成本的高低决定了企业在市场竞争的地位，特别是水泥生产企业，很大一部分花在能耗上，降低水泥生产过程中的电能消耗越来越引起了业界的重视.
&&&&& 在水泥生产过程中，风机被大量的采用于工艺流程上，而风机负载耗电量较大，起动电流较高，同时用电动阀门、挡风板等装置来调节风量，在风道系统设计时，为满足生产环境的最大要求，必须留有余量，因此风机的风量和压力往往偏大，功率的偏大设计必然造成能量的浪费。很多的风机有30~70%的能量是消耗在调节阀的压降上的，不仅造成电能的浪费，工作效率低，而且开动阀门时，还发出啸声和振动，经常发生事故。
&&&&& 变频调速技术作为一种先进的电机调速方式，其优异的性能以及带来可观的经济效益早已为人们所知。近几年来变频技术的出现，彻底改变了这一状况，实践证明在风机的系统中接入变频系统，利用变频技术改变电机转速来调节风量和压力的变化用来取代阀门控制风量，能取得明显的节能效果。本文就SH-HVF系列高压变频器在华新金猫水泥（苏州）有限公司中应用进行分析总结。
二、变频器节能原理
一般异步电动机的同步转速为：
而异步电动机转速n与同步转速n1存在一个滑差关系：
n= n1（1&s）=60f/p（1&s）
&&&&& 由上式可以得到，改变异步电动机的转速可以通过改变f、p、s可以达到。针对某一电动机而言P是一定的，而通过改变S进行调速空间非常小，所以变频调速通过改变定子供电频率f来改变同步转速是异步电动机的最为合理的调速方法。
&&&&& 若均匀地改变供电频率f，即可平滑地改变电动机的同步转速。异步电动机变频调速具有调速范围宽、平滑性较高、机械特性较硬的优点，目前变频调速已成为异步电动机最主要的调速方式，在很多领域都获得了广泛的应用。
根据流体力学相似定律：&
Q1/Q2＝n1/n2&&&&& 输出风量Q与转速n成正比；
H1/H2＝(n1/n2)2&& 输出压力H与转速n2正比；
P1/P2＝(n1/n2)3&&&&& 输出轴功率P与转速n3正比。
&&&&& 当风机风量需要改变时，如调节风门的开度，则会使大量电能白白消耗在阀门及管路系统阻力上。如采用变频调速调节风量，可使轴功率随流量的减小大幅度下降。变频调速时，当风机低于额定转速时，理论节电为&
E=〔1-( n&/n)3〕&P&T (kWh)
式中： n&&额定转速
n&&& 实际转速
P&&额定转速时电机功率&
T&&工作时间
&&&&& 可见，通过变频对风机进行改造，不但节能而且大大提高了设备运行性能。以上公式为变频节能提供了充分的理论依据。
三、SH-HVF变频器原理特点及优势
&&&&& 湖北三环发展股份有限公司主营业务为在电力电子技术平台上从事高压变频器的研发、生产、销售、代理、服务，同时还从事能源节能领域的投资。公司综合实力位于全国同行业前三名，用户分布全国十多个省市自冶区。由湖北三环发展股份有限公司负责起草的《DL/T994-2006中华人民共和国电力行业标准 火电厂风机水泵用高压变频器》已由国家发改委日公告发布（中华人民共和国国家发展和改革委员会公告2006年第29号），已于日起正式颁布实施。湖北三环发展股份有限公司通过世界银行能源项目专家审核（2004年），多次获得世界银行的专项节能贷款支持，为世界银行呈报的相关节能案例得到了世界银行的广泛推广，被评为2006年中国节能十佳企业。
&&&&& SH-HVF系列高压变频器是由湖北三环发展股份有限公司研制开发的新一代高压变频器，采用直接高高变换的方式，多电平串联倍压的技术方案，优化的PWM控制算法，实现优质的可变频变压（VVVF）的正弦电压和正弦电流的输出。
1、SH-HVF高压变频器的控制原理
&&&&& SH-HVF系列高压变频装置选用电压源型交－直－交变频器方式，整流侧采用大容量电容器滤波。变频装置逆变主电路拓扑采用多电平形式，单元数的多少视电压高低而定，3KV/6KV/10KV变频器每相采用4/6/8个功率单元（Power Cell），逆变器输出采用多电平移相式PWM技术，输出电压非常接近正弦波。如图1所示：
图1 功率单元串联
&&&&& 整流用移相变压器为干式变压器，采用铜线绕制，配冷却器，有高质量统一柜体封闭。具有就地和远方超温报警和相应的控制功能。
&&&&& 功率单元的主电路由熔断器、三相全桥整流模块、滤波电容及IGBT模快组成，如图2所示。进入功率单元的低压交流经过整流模块的整流和电容的滤波后变成中间直流，在控制系统的控制下由IGBT逆变单元将中间直流逆变成交变的脉宽调制输出。每个功率单元输出电压为1、0、－1三种状态电平，以6KV为例，每相6个单元叠加，就可产生13种不同的电平等级，分别为&6、&5、&4、&3、&2、&1和0。用这种多重化技术构成的高压变频器，也称为单元串联多电平PWM电压型变频器，采用功率单元串联，而不是用传统的器件串联来实现高压输出，所以不存在器件均压的问题。
图2& 功率单元电路
&&&&& 6个功率单元在逆变侧串联成一相，将每个功率单元输出的电平相叠加，再配以动态分配技术和适当的控制算法，在输出侧得到一组逼近正弦波的阶梯波，与低压变频器采用的单纯PWM方式相比，输出的dv/dt非常低，波形本质与正弦波的拟合程度非常好，再配以优化的PWM控制，使输出谐波大为降低。由于这种波形正弦度好，du/dt小，可减小对电缆和电机的绝缘损坏，无须输出滤波器，输出电缆长度几乎不受限制，电机不需要降额使用，可直接用于旧设备改造；同时，电机的谐波损耗大大减少，消除了由此引起的机械振动，减少了轴承和叶片的机械应力。
图3& 控制单元结构图
&&&& 整个系统的控制部分由一套PLC，一套主控制器，一套旁路控制器、一个智能操作面板（触摸屏）和一些开关、电源、继电器等组成，如图3所示。其中，PLC完成整个变频调速系统的管理，逻辑处理，包括起停车逻辑、报警故障逻辑等。触摸屏为中文界面的液晶显示，完成变频器参数设定、运行参数状态显示和报警故障显示等功能。主控制器完成PWM信号的产生、移相，并转换成光信号，通过光纤传送到功率单元，低压部分和高压部分完全可靠隔离，系统具有极高的安全性，同时具有很好的抗电磁干扰性能。旁路控制器为整个系统提供了较高的容错能力，当工作中的某个功率单元故障时，旁路控制能自动将其从工作中退出，并将备用功率单元投入运行。整套控制系统的设计原则是可靠、实用、简单。
2、SH-HVF系列变频器主要优势
1&、功率单元机械式旁路
&&&&& 为了保证变频器和现场设备的正常运行，SH-HVF系列高压变频器为用户提供了功率单元机械旁路功能，当单元故障时，可自动将输出清除并同时触发旁路单元将其旁路，使其不影响整个系统的正常工作，使整个系统由原来的串联可靠性结构变成为并联可靠性结构。典型旁路示意图如下：
图4典型的功率单元机械旁路示意图
&&&&& 传统的功率单元电子式旁路设计采用晶体管方式，其设计与功率单元采用一体化设计，其电子旁路能否动作取决于功率单元的故障状态；而我公司功率单元机械式旁路采用机械式接触器方式，并且专门为其设计了一套功率单元旁路控制系统，一旦功率单元故障，不管故障多么严重，旁路系统均能正确安全的旁路。
2&、N+1冗余运行方式
用户在订货时可选配1单元为冗余配置，在此配置下，可保证最大3单元故障时，变频器能满载50Hz、10kV输出。
3&、变频器带故障运行方式
当有功率单元故障时，变频器可通过线电压自动均衡技术，输出最大的功率而不至于跳机影响生产，用户可以根据设备的报警自行确定停机维修时间。
4&、风机选用进口设备
我公司高压变频器冷却风机采用原装进口EBM风机，其平均无故障连续运行时间大于100000小时。
5&、频率分辨率
频率分辨率为0.01Hz，每周波频率误差小于1微秒。
6&、谐波指标
输出电流谐波失真&2%；变频调速系统产生的谐波满足并高于中国&GB/T 14549&电能质量 公用电网谐波&及&IEEE519&国际标准的规定。变频装置考虑将对电网谐波影响减至最小的措施包括：a、移相变压器；b、单元串联技术；c、优化的PWM算法；d、多脉冲整流技术
7&、线电压自动均衡技术
变频器某相有单元故障后，为了使线电压平衡，传统的处理方法是将另外两相的电压也降至与故障相相同的电压，而线电压自动均衡技术通过调整相与相之间的夹角，在相电压输出最大且不相等的前提下保证最大的线电压均衡输出。
8&、控制部分双电源切换
变频器控制回路采用双电源切换技术并配置UPS电源，双电源一路来源于用户电源，一路来源于变频器内隔离变压器二次输出绕组，其中任意一单元掉电自动切换至另一回路，切换时间约为40ms，切换过程中的电源保证由UPS提供，UPS提供掉电30分钟输出。
四、原料磨循环风机的变频改造
1、生料磨系统简介：
&&&&& 华新金猫水泥（苏州）有限公司是一条3000T/D的水泥生产线，其生料磨循环风机电机为6KV/1600KW，采用挡板（阀门）调节风量大小，风机消耗功率大，节流损失较大。调节风门挡板控制风量，由于挡板处于较高压力下工作，易磨损，易造成管道内风量调节不准确，对生料磨系统工艺影响也较大。其生料磨系统简易图如图5所示：
图5立式生料磨系统简易图
&&&&& 生料磨循环风机在生料磨系统中起到很大作用，通过调节循环风机可以控制磨系统的以下参数：
1&、磨内通风量：立磨靠风扫磨，通风量要适当。风量不足，合格的生料不能及时带出，料层增厚，排渣量增多，设备负荷高，产量降低；风量过大，料层过薄，影响磨机稳定运转。
2&、料层厚度：立磨稳定运转的另一重要因素是料床稳定。料层稳定，风量、风压和喂料量才能稳定，否则就要通过调节风量和喂料量来维持料层厚度。若调节不及时就会引起震动加剧，电机负荷上升或系统跳停等问题。
3&、磨机振动：振动是辊式磨机工作中普遍存在的一个现象,合理的振动是允许的,但若振动过大，则会造成磨盘和磨辊以及衬板的机械损坏。&
4&、磨内压差： 压差是指风环处的压力损失,在磨机运行时，磨内负荷量的变化不仅从磨机电流、料层厚度、振动幅度等参数上反应出来，而且压差更能反映磨内状况。
5&、磨机出口温度：有效的控制出口温度，可以保持良好的烘干及粉磨作业条件。
6&、产品细度：磨内通风量的大小对产品细度也有一定影响 。
另外磨的运行稳定因素还有喂料量、喷水量、研磨压力、循环风量和选粉机转速等参数。
华新金猫水泥生料磨循环风机电机参数如下：
电机型号：YRKK710-6
额定功率：1600KW
额定电压：6KV
额定电流：193A
根据华新金猫水泥负载的相关参数选配SH-HVF系列高压变频器参数如下：
型号：SH-HVF-Y6K/2000
隔离变压器容量：2000KVA
IGBT容量：80℃ 380A
整流桥容量：95℃ 380A
旁路开关：630A
2、主回路设计
为了充分保证系统的可靠性，变频器配置方案均采用一拖一方式，其主回路原理图如图6所示：
图6 SH-HVF高压变频器主回路原理图
&&&&& 6KV高压电源经用户开关柜高压开关QF到刀闸柜，经输入刀闸QS1到高压变频装置，变频装置输出经出线刀闸QS2送至电动机；高压电源还可经旁路刀闸QS3直接起动电动机。进出线刀闸QS2和旁路刀闸QS3的作用是：一旦变频装置出现故障，即可马上断开进出线刀闸QS2，将变频装置隔离，手动合旁路刀闸QS3，在工频电源下起动电机运行。QF保留用户原断路器，QS1、QS2、QS3安装在一个刀闸柜中与变频装置配套供货。QS2与QS3之间通过机械闭锁，防止误操作。
3、控制方式：
该设备有三种控制方式 ：&&&
1&、以压力、流量为控制对象的闭环控制：以输入的4～20mA模拟量值为控制依据，实现自动控制。
2&、 以转速为控制对象的开环控制：该方式在远程操作（DCS或远程操作箱上操作）用户可根据工况条件自设定转速，变频器以该转速为控制值，该方式下频率的变化依据用户输入的模拟量，4mA对应0转速，20mA对应额定转速。
3&、以频率为控制对象的开环控制：该方式在就地操作（设备本体上操作）直接从触摸屏上设置输出频率，变频器以该频率为控制目标值。
以上三种控制方式用户可通过人机界面（触摸屏）设置，满足不同的工况要求。
4、变频改造后华新金猫水泥原料磨系统运行数据：（现场实测）
&&&&& 由以上测量数据显示，满足立式原料磨的料层厚度、原料细度、磨内压差、振动等工艺要求的基础上，配合调节变频器转速和选粉机转速，使整个原料磨系统达到一个动态平衡，从而在保证原料工艺要求的情况下，达到较好的节能目的。
五、变频改造后收益分析：
1、直接收益：
改造前：在运行时阀门开度为56％－58％，当阀门开度为58％时，电流为147A；当阀门开度为5％时，电流为101A；当阀门开度为20％时，电流为116.5A；当阀门开度为55％时，电流为142－145A；当阀门开度为60％时，电流为150－152A。
变频改造后：阀门开度为100％，变频器转速为，此时变频器电流为102－110A。
改造前平均功率为：1310KW
改造后平均功率：1008KW
根据现场实测变频后设备节电率为：
&DP＝(P1－P2)/P1=()/1310＝23%
变频改造后节电功率为：
PB= P1-P2=2 kW
变频改造年节电收益＝PB&0.5&h＝302&0.5&8640&13万元
风机的年运行时间：按360天计算，大工业电费为：0.5元/kwh
2、间接效益：
1&、变频改造后，实现电机软启动，启动电流小于额定电流值，启动更平滑。&
2&、电机以及负载转速下降，系统效率得到提高，取得节能效果。大大减少了对设备的维护量，节约了人力物力资源。&
3&、由于电机以及负载采用转速调节后，工作特性改变，设备工况得到改善，延长设备使用寿命。
4&、功率因数由原来的0.8左右提高到0.95以上，不仅省去了功率因数补偿装置，而且减少了线路损耗。
5&、厂房设备噪声污染将降低。
6&、能提高整个系统的自动化水平和工艺水平。
7&、节能减排，减少了温室气体的排放，保护了环境。
8&、负载改变频后，由于变频器采用单元串联移相技术，因此在理论上可以消除35次以下谐波。由于实际制造工艺的限制，网侧电压谐波总含量可以控制在2％以内，电流谐波总含量小于2％。延长了电机的使用寿命。
9&、变频输出采用PWM技术控制，输出电压波形基本接近正弦波，谐波总含量小于1％，上述指标均满足IEEE-519国际电能质量谐波标准要求。延长了电机的使用寿命。
10&、使用变频调节，可实现参数的实时恒定运行，提高了系统运行的安全稳定性。
11&、由于采用自动控制，进一步提高了设备运行控制和系统运行管理的自动化水平，从而真正实现自动调节，大大增强了运行的安全可靠性。
总结：在华新金猫水泥（苏州）有限公司生料磨系统循环风机电机采用SH-HVF-Y6K/2000高压变频器，不但操作方便、容易、维护量小，而且有明显的节能效果。通过SH-HVF高压变频器在华新金猫水泥的应用，提高了生料磨的产量，又到达较好的节能效果。因此在水泥厂生料磨系统循环风机采用高压变频技术是应该倡导和推广的。
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