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安全鉗、夾繩器、緩沖器、安全觸板、層門門鎖、電梯安全窗、電梯超載限制裝置、限位開(kāi)關(guān)裝置組成。 2、電力拖動(dòng)系統(tǒng) 電力拖動(dòng)系統(tǒng)由曳引電動(dòng)機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置等組成。 曳引系統(tǒng)主要驅(qū)動(dòng)部分曳引機(jī)可分為有齒輪曳引機(jī)和無(wú)齒輪曳引機(jī)。 有齒輪曳引機(jī)：由電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速箱、盤車裝置及底座等組成，還有旋轉(zhuǎn)編碼器、熱保護(hù)、制動(dòng)器閉合確認(rèn)開(kāi)關(guān)、接線裝置。主要機(jī)型為蝸輪蝸桿傳動(dòng)曳引機(jī)。 無(wú)齒輪曳引機(jī)：由電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、盤車裝置及底座等組成，還有旋轉(zhuǎn)編碼器、熱保護(hù)、制動(dòng)器閉合確認(rèn)開(kāi)關(guān)、接線裝置。主要機(jī)型為永磁同步無(wú)齒輪曳引機(jī)。 有齒輪傳動(dòng)曳引機(jī) 永磁同步無(wú)齒輪曳引機(jī) 永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的無(wú)齒輪曳引機(jī)，由于采用無(wú)齒輪曳引技術(shù)，省卻了傳統(tǒng)的蝸輪蝸桿減速器，使機(jī)房噪音大大降低，較有齒輪產(chǎn)品可減小噪音10分貝以上；無(wú)需潤(rùn)滑油，治療了油污染，更符合環(huán)保要求。永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子由高性能永磁體構(gòu)成，無(wú)勵(lì)磁電流，大大地提高電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效能。由于蝸輪蝸桿的機(jī)械傳遞效率比較低，所以永磁同步無(wú)齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)比蝸輪蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)具有更高的效率，降低電力耗能。在安全方面，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、具有剛性直軸制動(dòng)等特點(diǎn)，在提供全時(shí)上下行超速保護(hù)功能的同時(shí)，可利用永磁同步電動(dòng)機(jī)的反向發(fā)電的特點(diǎn)，為電梯系統(tǒng)與乘客提供多層保護(hù)。在應(yīng)用方面，因?yàn)橛来磐揭芬龣C(jī)外型的小型化及薄型化特點(diǎn)，使電梯配置與建筑物間整合空間的搭配性大大提升，為建筑設(shè)計(jì)師提供更大的彈性設(shè)計(jì)空間，同時(shí)也間接的改善了人對(duì)建筑物空間的使用率與使用質(zhì)量。現(xiàn)在市場(chǎng)上主流的垂直電梯都使用永磁同步曳引機(jī)。 因?yàn)樯鲜鲇来磐綗o(wú)齒輪曳引機(jī)相對(duì)于傳統(tǒng)的有齒輪傳動(dòng)曳引機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，近些年來(lái)永磁同步無(wú)齒輪曳引機(jī)在電梯行業(yè)推廣很快。目前國(guó)內(nèi)載人電梯中，無(wú)齒輪曳引機(jī)的使用率已達(dá)60%左右，國(guó)內(nèi)目前的客梯年產(chǎn)量為20萬(wàn)臺(tái)，無(wú)齒輪曳引機(jī)的年銷量達(dá)12萬(wàn)臺(tái)，總產(chǎn)值有20億左右。 To the top of the page 三、電力拖動(dòng)系統(tǒng)控制方案及調(diào)試 1、 電機(jī)參數(shù)及配重的選擇 電梯曳引機(jī)選用江蘇西德電梯有限公司生產(chǎn)的無(wú)齒輪永磁同步電梯曳引機(jī)。 主要電機(jī)參數(shù)：曳引輪直徑 400mm 額定電流 25.7A 額定速度 1.5m/s 額定功率 11.5Kw 額定負(fù)載 1150Kg 額定扭矩 765N 額定電壓 380V 懸掛方式 2/1 額定頻率 24Hz 工作制 S5 40% 注： S5工作制 包括電制動(dòng)的斷續(xù)周期工作制：按一系列相同的工作周期運(yùn)行，每一周期包括一段起動(dòng)時(shí)間、一段恒定負(fù)載運(yùn)行時(shí)間、一段快速電制動(dòng)時(shí)間和一段斷能停轉(zhuǎn)時(shí)間。 電梯配重的計(jì)算，配重是一種平衡體，其質(zhì)量應(yīng)選擇大約跟電梯廂(包括平均塔載的乘客)的質(zhì)量相等。當(dāng)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，它只需要供給提升多搭載的乘客上升或少搭載的乘客下降的動(dòng)力。其余的重力由配重來(lái)平衡。按照國(guó)家標(biāo)，出現(xiàn)電梯里面坐滿40%-50%額定載荷的人的概率大，這樣經(jīng)濟(jì)的情況下應(yīng)該是對(duì)重的重量等于轎廂的重量加上它額定載荷40%-50%的重量好。減去轎廂重量的有效配重占額定載荷的比例也叫電梯的平衡系數(shù)。本樣機(jī)中的動(dòng)平衡系數(shù)約為45%，且懸掛方式為2/1，則： 正常運(yùn)行時(shí)的大扭矩M按照超載10%來(lái)計(jì)算， M = (1.1-ψ) × QD1g/2r = (1.1-0.45) × 1150 × 0.4 × 9.8/4 = 732N 式中，曳引比 r="2," Q為轎廂載重量，D1為曳引輪直徑，D1=400mm， ψ為平衡系數(shù)， ψ=0.45。 2、 電力拖動(dòng)系統(tǒng)方案 曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求： 1、驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)矢量控制。 2、西德電梯永磁同步電機(jī)的編碼器為海德漢 ERN 1387，增量式編碼器 SIN/COS (1 Vpp) 。 3、要求變頻器帶Encoder Simulation TTL差分 5V 輸出信號(hào)，此信號(hào)輸出到電梯控制主板監(jiān)控電梯實(shí)際速度。 4、為保證電梯乘坐舒適性，速度環(huán)比例積分根據(jù)實(shí)際速度切換。 5、變頻器脈寬調(diào)制頻率需要8KHz,達(dá)到降低電機(jī)運(yùn)行噪音的目的。 基于西門子S120可以提供以下兩個(gè)方案， 方案1：S120 CU320-2DP+CUA31+PM340+TM41+SMC20 方案2：S120 CU310-2DP+SMC20+PM340+編碼器信號(hào)轉(zhuǎn)換器 方案1中，西門子提供了整個(gè)電力拖動(dòng)系統(tǒng)，S120為了實(shí)現(xiàn)變頻器TTL模擬信號(hào)的輸出，選擇了TM41選件，且需要選配CU320-2DP做為變頻器的控制單元。相對(duì)于方案1，方案2的優(yōu)點(diǎn)是曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)變頻器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在實(shí)現(xiàn)拖動(dòng)功能的同時(shí)，大大節(jié)省了曳引同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的成本。選用了可靠的第三方編碼器轉(zhuǎn)換器，變頻器只負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)矢量速度控制，TTL差分5V信號(hào)通過(guò)編碼器信號(hào)轉(zhuǎn)換器直接輸出到電梯控制主板，調(diào)試簡(jiǎn)單。 3、電力拖動(dòng)系統(tǒng)選型 因?yàn)樵陔娞萏嵘到y(tǒng)中，用于電梯的永磁無(wú)齒同步曳引機(jī)根據(jù)電梯行業(yè)經(jīng)驗(yàn)直接提供負(fù)載重量和運(yùn)行線速度。關(guān)于變頻器，需要對(duì)應(yīng)同步電機(jī)功率的選擇重載功率，客戶通過(guò)計(jì)算提供了變頻器功率和制動(dòng)電阻功率。但是為了達(dá)到降低電機(jī)運(yùn)行噪音的目，變頻器的脈寬調(diào)制頻率需要增加到8KHz，因此需要考慮實(shí)際變頻器因脈寬調(diào)制頻率增大而造成的輸出電流降容。當(dāng)變頻器的脈寬調(diào)制頻率需要增加到8KHz時(shí)，變頻器允許的持續(xù)輸出電流降容到額定的70%。 PM340模塊型功率模塊的降額特性曲線 客戶主要選擇第三方制動(dòng)電阻，在S120功率單元PM340有對(duì)制動(dòng)電阻阻值的要求，即客戶選擇的制動(dòng)單元阻值不能小于PM340功率單元允許的小阻值要求，如果選擇的制動(dòng)單元阻值小于功率單元允許的阻值，會(huì)導(dǎo)致PM340內(nèi)置的制動(dòng)單元損壞。 4、第三方永磁同步電機(jī)的調(diào)試及優(yōu)化 磁極位置識(shí)別： S120驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)需要進(jìn)行磁極位置識(shí)別功能來(lái)確定同步電機(jī)的電氣磁極位置，在磁場(chǎng)定向控制中需要該位置。所以對(duì)于帶未校準(zhǔn)編碼器的電機(jī)，只需要進(jìn)行一次性磁極位置識(shí)別，相比較客戶原先使用施耐德ATV71L, 因?yàn)锳TV71L不能接入編碼器C, D信號(hào)，每次變頻器上電次運(yùn)行會(huì)自動(dòng)執(zhí)行磁極位置識(shí)別，從而引起電梯產(chǎn)生較大的震動(dòng)，降低了電梯的舒適性，而本樣機(jī)中S120驅(qū)動(dòng)沈陽(yáng)藍(lán)光永磁同步電機(jī)，編碼器為海德漢ERN1387， 帶有C，D 信號(hào)，所以只需在電梯調(diào)試時(shí)執(zhí)行一次磁極位置識(shí)別，之后運(yùn)行不會(huì)出現(xiàn)ATV71L的情況，保證了電梯運(yùn)行的舒適性。 磁極位置識(shí)別主要步驟： 1.通過(guò) p1980 選擇一個(gè)識(shí)別方法 2.設(shè)置 p1990 = 1，啟動(dòng)一次性磁極位置識(shí)別 實(shí)際的磁極位置識(shí)別過(guò)程，電機(jī)至少旋轉(zhuǎn)360゜ 實(shí)際磁極位置識(shí)別方法應(yīng)滿足以下補(bǔ)充條件： 轉(zhuǎn)速設(shè)定值 = 0 或靜止?fàn)顟B(tài) 電機(jī)能夠自由旋轉(zhuǎn)，垂直負(fù)載脫開(kāi) 抱閘設(shè)置： 電機(jī)抱閘參數(shù)設(shè)置 P1215=3: 電機(jī)抱閘同順序控制，通過(guò) BICO 連接。P1216 電機(jī)抱閘打開(kāi)時(shí)間，抱閘通電后（打開(kāi)抱閘），轉(zhuǎn)速/ 速度設(shè)定值在該時(shí)間內(nèi)保持為零，之后使能轉(zhuǎn)速/ 速度設(shè)定值。P1217 電機(jī)抱閘閉合時(shí)間, 在執(zhí)行 OFF1 或 OFF3、給抱閘斷電（閉合抱閘）后，驅(qū)動(dòng)在該時(shí)間仍處于閉環(huán)控制中，轉(zhuǎn)速/速度設(shè)定值為零，在該時(shí)間屆滿后刪除脈沖。如果設(shè)置的閉合時(shí)間比實(shí)際閉合時(shí)間短，則可能會(huì)使負(fù)載滑落；而如果閉合時(shí)間設(shè)得太大，控制閉環(huán)會(huì)施加反作用在抱閘上，縮短抱閘使用壽命。 抱閘控制時(shí)序 轉(zhuǎn)矩限制： 轉(zhuǎn)矩限值是允許的大轉(zhuǎn)矩，針對(duì)電機(jī)電動(dòng)運(yùn)行和回饋運(yùn)行設(shè)置不同的轉(zhuǎn)矩限值，且由轉(zhuǎn)矩限制，電流設(shè)置和功率限制共同決定。需要確認(rèn)設(shè)定的回饋功率是否滿足電機(jī)回饋運(yùn)行。 轉(zhuǎn)矩限制 變頻器控制信號(hào)設(shè)定： 本樣機(jī)中變頻器速度給定值通過(guò)二進(jìn)制選擇的固定頻率給定實(shí)現(xiàn)。 固定頻率給定二進(jìn)制選擇 變頻器的故障信號(hào)輸出信號(hào)連接到電梯控制主板，因?yàn)樵谙到y(tǒng)上電時(shí)，電梯的控制主板啟動(dòng)時(shí)間比變頻器時(shí)間要短，當(dāng)變頻器沒(méi)有準(zhǔn)備好，電梯控制主板提前啟動(dòng)變頻器，有可能會(huì)導(dǎo)致意外發(fā)生，所以需要故障信號(hào)輸出信號(hào)取反后發(fā)送到電梯控制主板。當(dāng)變頻器控制單元正常運(yùn)行后才能把故障信號(hào)取反發(fā)送出去，所以變頻器在正常運(yùn)行的情況才會(huì)發(fā)出常1信號(hào)，當(dāng)變頻器斷電或者變頻器故障時(shí)，電梯控制主板不能接收到這個(gè)常1信號(hào)，就認(rèn)為變頻器不具備啟動(dòng)條件，整個(gè)電梯系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。 電梯運(yùn)行舒適性設(shè)置： 為了滿足乘客乘坐電梯時(shí)舒適性的要求，需要通過(guò)擴(kuò)展斜坡函數(shù)發(fā)生器和轉(zhuǎn)速控制器適配來(lái)實(shí)現(xiàn)。 擴(kuò)展的斜波函數(shù)發(fā)生器提供電機(jī)啟動(dòng)加速過(guò)程中的起始圓弧和結(jié)束圓弧，實(shí)現(xiàn)了速度的平穩(wěn)過(guò)渡，在電梯整個(gè)加減速過(guò)程中實(shí)現(xiàn)變加速度的功能，在電梯啟動(dòng)瞬間和快加速到達(dá)給定速度時(shí)，減小了電梯運(yùn)行加速度，提高了電梯乘坐的舒適性,避免了電梯從靜止?fàn)顟B(tài)突然啟動(dòng)和電梯加速到設(shè)定速度時(shí)的沖擊。 帶初始和結(jié)束圓弧的斜波發(fā)生器 速度控制器Kp_n/ Tn_n適配，首先電梯啟動(dòng)時(shí)，因?yàn)殡娞菔谴怪陛S，需要較大的Kp_n和較小的Tn_n，當(dāng)電梯速度變大時(shí)，為了保證電梯的舒適性，需要調(diào)小電機(jī)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，讓速度環(huán)特性變軟，即調(diào)小Kp_n和增大Tn_n。速度控制器Kp_n/ Tn_n適配實(shí)現(xiàn)了根據(jù)電梯運(yùn)行速度切換速度控制器Kp_n/ Tn_n的功能。相對(duì)于基于電梯運(yùn)行速度切換速度控制器KP_n/ Tn_n，S120速度控制器KP_n/ Tn_n適配功能更加靈活，實(shí)現(xiàn)了Kp_n/ Tn_n的平滑調(diào)整。 速度控制器Kp_n/ Tn_n適配 電梯提升的優(yōu)化： S120驅(qū)動(dòng)曳引同步電機(jī)，首先采用 P1910 進(jìn)行電機(jī)數(shù)據(jù)識(shí)別（靜態(tài)測(cè)量）?？蛰d時(shí)進(jìn)行編碼器識(shí)別得到磁極，得到P431換向角偏移，不接入負(fù)載，通過(guò)P1960選擇2，進(jìn)行帶編碼器的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)得到更準(zhǔn)確的飽和特性曲線。在電機(jī)沒(méi)有更換及編碼器安裝沒(méi)有移動(dòng)的前提下，可以直接在P431中輸入已知的磁極換向角偏移，不需要重新做磁極角辨識(shí)。 基于之前的優(yōu)化準(zhǔn)備工作，接入負(fù)載，曳引機(jī)掛上轎廂和配重，根據(jù)之前電梯配重的選擇，在轎廂空置的情況下，曳引機(jī)的有效負(fù)載約為額定負(fù)載的50%，基本達(dá)到了電梯運(yùn)行的大負(fù)載，啟動(dòng)電梯下行，電機(jī)運(yùn)行在電動(dòng)狀態(tài)，出現(xiàn)溜車現(xiàn)象，S120報(bào)故障F7412（驅(qū)動(dòng)：換向角出錯(cuò)）。但在接入負(fù)載之前多次進(jìn)行了磁極位置識(shí)別，得到的P431換向角偏移基本相同，且在曳引電機(jī)空載時(shí)可以正常運(yùn)行，所以可以排除是因?yàn)閾Q向角偏移角度錯(cuò)誤的原因，根據(jù)手冊(cè)關(guān)于F7412的故障說(shuō)明中提到可能是控制回路因?yàn)閰?shù)設(shè)定錯(cuò)誤而不穩(wěn)定。結(jié)合其中溜車時(shí)的Trace圖中的速度和扭矩的變化，發(fā)現(xiàn)速度環(huán)的響應(yīng)達(dá)不到性能要求。通過(guò)逐步增大KP_n和減小Tn_n，電梯可以啟動(dòng)運(yùn)行。 KP_n, 2.5 Tn_n 60ms KP_n, 11.5 Tn_n 2.5ms 運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)電梯運(yùn)行在檢修模式時(shí)，電梯每次停車，都會(huì)出現(xiàn)非常大的堵轉(zhuǎn)電流，基本達(dá)到了變頻器的大電流，實(shí)際情況也是電梯停車時(shí)都會(huì)有很大的震動(dòng)，通過(guò)觀察Trace圖的電流曲線和抱閘閉合命令輸出，大電流出現(xiàn)在抱閘閉合命令輸出之前，本樣機(jī)中變頻器的抱閘控制命令是先輸出到電梯控制主板，然后由電梯控制主板發(fā)出抱閘打開(kāi)和閉合命令。由Trace圖分析，此堵轉(zhuǎn)電流出現(xiàn)是因?yàn)殡娔X控制主板發(fā)出停車命令，而后通過(guò)檢測(cè)TTL差分信號(hào)得到電機(jī)的實(shí)際速度后控制抱閘，使抱閘閉合動(dòng)作先于變頻器的抱閘時(shí)序，導(dǎo)致電機(jī)堵轉(zhuǎn)。通過(guò)把變頻的抱閘時(shí)序和電梯控制主板的抱閘時(shí)序進(jìn)行匹配，消除了此堵轉(zhuǎn)電流。 電梯正常工作時(shí)，電機(jī)首先到達(dá)電梯大速度，電梯控制主板通過(guò)樓層距離計(jì)算出的速度包絡(luò)曲線，當(dāng)轎廂快到達(dá)樓層時(shí)，切換到慢速運(yùn)行使轎廂底部與樓層對(duì)齊，完成平層動(dòng)作。當(dāng)速度控制器Kp_n, 11.5，Tn_n，3ms，電機(jī)運(yùn)行4.5rpm時(shí)出現(xiàn)了速度震蕩。通過(guò)Trace圖分析，因?yàn)樵诘退龠\(yùn)行時(shí)Kp_n偏大，造成電機(jī)轉(zhuǎn)速震蕩，因?yàn)殡娞輪?dòng)時(shí)需要電機(jī)具有高動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力，所以不能大幅度的減小Kp_n，可以通過(guò)慢慢的減小Kp_n，本樣機(jī)中當(dāng)Kp_n減小到10.8時(shí)，電機(jī)速度在4.5rpm出現(xiàn)的速度震蕩消失，電梯在整個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)，速度平穩(wěn)。 Kp_n, 11.5 Tn_n 2.5ms Kp_n, 10.8 Tn_n 2.5ms，電梯上行 電機(jī)發(fā)電運(yùn)行 Kp_n, 10.8 Tn_n 2.5ms，電梯下行 電機(jī)電動(dòng)運(yùn)行 驗(yàn)收測(cè)試及后期優(yōu) 抱閘力檢測(cè)功能: 為了保證電梯曳引機(jī)抱閘系統(tǒng)的正常運(yùn)行，增加了抱閘力檢測(cè)功能。 當(dāng)電梯處于空閑模式時(shí)，電梯控制器會(huì)輸出抱閘力測(cè)試請(qǐng)求，由變頻器負(fù)責(zé)給電機(jī)一定的堵轉(zhuǎn)力矩，由電梯控制板檢測(cè)曳引輪是否出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。如果有打滑認(rèn)為抱閘力不夠，電梯停用，否則認(rèn)為測(cè)試正常。 具體實(shí)現(xiàn)方法為： 通過(guò)簡(jiǎn)單的參數(shù)設(shè)置，利用MOP的斜坡發(fā)生器，實(shí)現(xiàn)了抱閘力測(cè)試的要求。 隱藏式電機(jī)停機(jī)去電流： 永磁同步電機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)一般可分為凸極式（IPMSM）和隱級(jí)式(SPMSM)。 對(duì)于IPMSM具有明顯的凸極效應(yīng)，即直軸電感與交軸電感不相等（一般）Ld < Lq 對(duì)于SPMSM沒(méi)有凸極效應(yīng)，即Ld = Lq 在永磁同步曳引機(jī)在電梯主提升的應(yīng)用過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)隱級(jí)式同步電機(jī)在停車時(shí)會(huì)發(fā)出有別于抱閘閉合的響聲，影響了電梯乘坐的舒適感。 由下圖發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控電電機(jī)停車S120去使能瞬，由在電機(jī)零速停車時(shí)，發(fā)現(xiàn)有3rpm的速度震蕩，這個(gè)速度震蕩導(dǎo)致了停車噪音的出現(xiàn)。 電機(jī)零速停車速度曲線 根據(jù)永磁同步電機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)一般可分為凸極式（IPMSM）和隱級(jí)式(SPMSM)的主要不同點(diǎn)是Ld 和 Lq不相等，懷疑是否因?yàn)槿ナ鼓軙r(shí)電流突然變?yōu)榱悖瑢?dǎo)致了電機(jī)的震動(dòng)。 所以為了驗(yàn)證電流突變是否震蕩的直接原因，所以了通過(guò)DCC編程減緩了電機(jī)去使能時(shí)的電流突變。 DCC功能圖 實(shí)現(xiàn)的主要原理是在電梯控制主板不發(fā)啟動(dòng)命令給變頻器時(shí)，激活DCC斜坡函數(shù)。通過(guò)扭矩限幅的方式實(shí)現(xiàn)電機(jī)電流按照斜坡緩慢下降，達(dá)到消除電機(jī)停車震動(dòng)的問(wèn)題。由下圖可以看到，當(dāng)電流按照斜坡下降時(shí)，電機(jī)速度沒(méi)有出現(xiàn)抖動(dòng)。 帶去電流功能的零速停車曲線 To the top of the page 五、樣機(jī)開(kāi)發(fā)結(jié)果 此電梯電力拖動(dòng)系統(tǒng)，從調(diào)試結(jié)束至今已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行了一年多，產(chǎn)品性能和電梯乘坐舒適度都得到了客戶的認(rèn)可。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)試了兩臺(tái)電梯永磁同步無(wú)齒曳引機(jī)，通過(guò)簡(jiǎn)單的參數(shù)設(shè)置，以及優(yōu)化速度環(huán)比列Kp_n和積分Tn_n，容易實(shí)現(xiàn)客戶要求的性能,DCC和BICO功能，大大提高了系統(tǒng)功能的可擴(kuò)展性。 水泥取材于石灰石，經(jīng)加工煉制成廣泛使用的建筑材料用于城市建設(shè)。在環(huán)境污染日益嚴(yán)重的今天，水泥行業(yè)因高耗能和粉塵污染而被詬病，節(jié)能減排已成為行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心主題，且看西門子如何助力華潤(rùn)水泥將該主題付諸實(shí)施。 將顆粒狀的石灰石送入原料磨，加入粘土質(zhì)原料、以及少量的校正原料磨成成分合適、質(zhì)量均勻的生料；生料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯中煅燒至部分熔融，得到以硅酸鈣為主要成分的熟料；熟料加入適量石膏，視不同的品種還會(huì)加入一定量的混合材，共同進(jìn)入水泥磨磨細(xì)，制成可供建筑使用的水泥。這一歷程即水泥生產(chǎn)的“兩磨一燒”過(guò)程，也是華潤(rùn)水泥旗下水泥企業(yè)的主要生產(chǎn)流程。 華潤(rùn)水泥屬國(guó)家重點(diǎn)支持的大型水泥企業(yè)集團(tuán)之一，是華南地區(qū)具競(jìng)爭(zhēng)力的水泥和商品混凝土供應(yīng)商，在中國(guó)水泥行業(yè)中具有重要地位，其業(yè)務(wù)區(qū)域分布于廣東、廣西、福建、海南、山西、云南、貴州、內(nèi)蒙古及港澳等地。近年來(lái)，華潤(rùn)水泥攜手西門子，將西門子“管理節(jié)能+工藝節(jié)能+ 設(shè)備節(jié)能”的綜合節(jié)能理念貫穿于水泥生產(chǎn)中，廣泛采用能源管理系統(tǒng)、DCS、高低壓變頻器、電機(jī)和齒輪箱減速機(jī)等西門子產(chǎn)品和解決方案，實(shí)現(xiàn)了立磨循環(huán)風(fēng)機(jī)、窯頭窯尾排風(fēng)機(jī)、高溫風(fēng)機(jī)等大型設(shè)備的節(jié)能，不斷為水泥生產(chǎn)過(guò)程的能耗“減負(fù)”，將水泥行業(yè)的節(jié)能減排綠色夢(mèng)想帶進(jìn)現(xiàn)實(shí)。 在橫跨廣西、廣東兩省的西江流域，華潤(rùn)水泥旗下的封開(kāi)、平南和貴港等生產(chǎn)基地中就演繹了華潤(rùn)水泥與西門子共創(chuàng)節(jié)能佳績(jī)的故事。 為原料運(yùn)輸搭建一座高架橋 水泥原料中約80%的成分是石灰石，分布于石灰?guī)r礦豐富的山區(qū)。華潤(rùn)水泥（封開(kāi)）有限公司的石灰石礦場(chǎng)位于距離生產(chǎn)基地63公里的山區(qū)，若使用汽車運(yùn)輸原料，其成本約為11.3萬(wàn)元/天，這將帶來(lái)巨大的運(yùn)輸及能耗成本。 經(jīng)過(guò)周密規(guī)劃，華潤(rùn)封開(kāi)水泥在石灰石礦場(chǎng)和生產(chǎn)基地之間建設(shè)了一條運(yùn)輸皮帶廊，橫臥在封開(kāi)的崇山峻嶺中，好像一座架在群山之間的藍(lán)橋，又像一掛瀑布，渾然天成。皮帶廊全程規(guī)劃為52公里（一期40公里已建成運(yùn)行），相當(dāng)于北京三環(huán)路的全長(zhǎng)，通過(guò)衛(wèi)星也清晰可見(jiàn)，堪稱水泥行業(yè)之。皮帶廊為全密封雙線設(shè)計(jì)，單條皮帶運(yùn)力為2500 t/h，年運(yùn)輸能力達(dá)到1000萬(wàn)噸，兩條皮帶可完全6條5000t/d生產(chǎn)線的需求。 要讓40公里的皮帶廊帶著5000多噸的物料運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，需控制不同節(jié)點(diǎn)的電機(jī)同步運(yùn)行。為了保障穩(wěn)定運(yùn)輸，皮帶廊被分為3大段，均采用Simatic PCS 7控制系統(tǒng)，皮帶上不同節(jié)點(diǎn)裝有張力傳感器，控制系統(tǒng)根據(jù)張力反饋，通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)整各部分電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以讓皮帶在15分鐘內(nèi)快速啟動(dòng)。皮帶廊平穩(wěn)運(yùn)行后大速度可達(dá)4.95m/s，石灰石從礦場(chǎng)運(yùn)輸?shù)綇S區(qū)只需短短兩個(gè)小時(shí)。在西門子技術(shù)的協(xié)助下，皮帶廊低成本高效運(yùn)轉(zhuǎn)，與汽車運(yùn)輸相比，每年節(jié)約費(fèi)用1.79億元，節(jié)約燃油1.4萬(wàn)噸，萬(wàn)噸，成為華潤(rùn)封開(kāi)水泥的驕傲。 高壓變頻讓風(fēng)機(jī)輕松變速 為了防止污染，“兩磨一燒”的過(guò)程是在相對(duì)封閉的空間里進(jìn)行的，生產(chǎn)效果極大依賴于高壓風(fēng)機(jī)的協(xié)助：從生料的攪拌、選取，到水泥窯中的煅燒、煤粉的添加，以及后期產(chǎn)品輸送，都離不開(kāi)風(fēng)機(jī)的作用。 圖：西門子PCS7 應(yīng)用于在華潤(rùn)封開(kāi)水泥 敏銳的華潤(rùn)人在這里找到了節(jié)能空間。水泥生產(chǎn)隨著工況和產(chǎn)量的不同需要進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，若沒(méi)有變頻器，電機(jī)只能全速運(yùn)行，勢(shì)必造成資源浪費(fèi)。西門子的工程師們熟知水泥的生產(chǎn)工藝，為華潤(rùn)封開(kāi)水泥20臺(tái)需要調(diào)速的風(fēng)機(jī)全部配備了羅賓康高壓變頻器，使其可按照工藝要求靈活調(diào)節(jié)風(fēng)量，杜絕了能源浪費(fèi)。 圖：西門子羅賓康變頻器應(yīng)用于華潤(rùn)封開(kāi)水泥 華潤(rùn)封開(kāi)水泥電氣主管蘭留陽(yáng)見(jiàn)證了公司使用的自動(dòng)化技術(shù)不斷革新的歷程。談到使用變頻器前后的變化，蘭工豎起拇指：“變頻器讓風(fēng)機(jī)開(kāi)停機(jī)更平穩(wěn)，對(duì)電機(jī)和電網(wǎng)的沖擊小，為公司的節(jié)能減排帶來(lái)了巨大收益。僅2012年的4臺(tái)循環(huán)風(fēng)機(jī)變頻改造，節(jié)能率就達(dá)到22%，每年節(jié)省電費(fèi) 1000多萬(wàn)元?！?余熱發(fā)電帶來(lái)可觀效益 水泥生產(chǎn)的成本中煤的消耗占60%，主要用于煅燒過(guò)程，在這其中產(chǎn)生了大量的熱能，華潤(rùn)人自然也不會(huì)輕易讓這些熱能白白流失。為了挖掘更多的節(jié)能空間，2007年華潤(rùn)平南水泥采用西門子Simatic PCS 7為控制“大腦”，建設(shè)了一套余熱發(fā)電系統(tǒng)。 該余熱發(fā)電項(xiàng)目裝機(jī)容量達(dá)9MW，建成后發(fā)電量占該熟料水泥生產(chǎn)線總用電量的1/3，年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤3萬(wàn)多噸，碳約5萬(wàn)噸以上，并能回收和循環(huán)利用水泥窯廢氣，提高水泥生產(chǎn)線的整體資源利用水平。在平南余熱發(fā)電項(xiàng)目帶動(dòng)下，華潤(rùn)水泥不斷優(yōu)化余熱發(fā)電技術(shù)，在此基礎(chǔ)上形成了自主創(chuàng)新的技術(shù)并同行。 透明用能成就節(jié)約先鋒 在節(jié)能意識(shí)驅(qū)動(dòng)下，華潤(rùn)水泥將節(jié)能領(lǐng)域從技術(shù)層面拓展到管理方式的創(chuàng)新上。當(dāng)時(shí)，系統(tǒng)各部分能耗都需要用人工抄表的方式記錄，再換算成單位產(chǎn)品的能耗。這種方式效率低、誤差大，且結(jié)果滯后，難以實(shí)時(shí)指導(dǎo)生產(chǎn)。實(shí)現(xiàn)能耗實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并隨時(shí)調(diào)整生產(chǎn)方式，是華潤(rùn)水泥人夢(mèng)寐以求的事情。 西門子Simatic B.Data能源管理系統(tǒng)給出了整體的解決方案。 Simatic B.Data不僅能做到實(shí)時(shí)記錄系統(tǒng)各部分的用電量，還具備能效分析、耗能預(yù)測(cè)、潛在節(jié)能點(diǎn)查找等功能，并可將監(jiān)控分析結(jié)果用簡(jiǎn)單易懂的圖表直觀顯示在屏幕上。華潤(rùn)水泥是國(guó)內(nèi)家采用西門子SIMATIC B.Data能源管理系統(tǒng)的水泥行業(yè)用戶。2012年華潤(rùn)水泥和西門子合作的我國(guó)水泥行業(yè)套Simatic B.Data能源管理系統(tǒng)落戶華潤(rùn)水泥（貴港）有限公司，公司助理總經(jīng)理唐第天說(shuō)：“Simatic B.Data系統(tǒng)讓我們對(duì)能源的使用有了更直觀的了解，對(duì)工藝調(diào)整有很大幫助，是節(jié)能的有力工具?！?華潤(rùn)水泥堅(jiān)持用節(jié)能實(shí)踐改變?nèi)藗兊钠?jiàn)：節(jié)能是種態(tài)度，需要細(xì)致入微的觀察和改進(jìn)，關(guān)鍵在于企業(yè)有沒(méi)有這種意識(shí)。華潤(rùn)水泥鼓勵(lì)每個(gè)員工通過(guò)自己的智慧，從微小的改變做起，為公司節(jié)能做努力。 借助西門子的解決方案，華潤(rùn)水泥改變了水泥生產(chǎn)企業(yè)高耗能、高污染的形象。在國(guó)家大力推進(jìn)水泥行業(yè)節(jié)能增效背景下，華潤(rùn)水泥與西門子將繼續(xù)攜手，利用西門子百年技術(shù)所積淀的成果，以綜合節(jié)能理念持續(xù)水泥行業(yè)“減負(fù)”之路。