世界市场的推动力

作者:Erwin Buchert 文章来源:西门子自动化与驱动集团纽伦堡 发布时间:2013-01-25

在世界范围内从事化工生产的企业,在经过深思熟虑和精心核算后,都打算新建或者提高现有流程设备的技术配置。流程设备零部件的供应商企业因此而成为“全球市场”中的一员,在世界市场中占据了极为重要的位置,为世界级的化工生产厂提供零配件和售后服务。新一代的变频转换器就是其中的一个例子。

与世界各地的化工企业一样,拜耳公司也采用变频驱动设备作为驱动技术中电动机转速的调节设备。这种可变转速的调节技术,可以在化工生产领域中帮助实现比机械式调节方案更好、更精确的化工产品输送、定量的调节控制。在这种调节技术中,柔和的变速启动和停止装置保证了整个驱动链工作的平稳,避免了管道系统中的压力波动。一些不利的生产状况,例如气蚀、含有气体和固体材料的输送、超声波冲击以及震动等,都因为使用了变频转换器而得到避免。

另外,在二次负载力矩工况的设备中,即在化工泵和鼓风机等设备中,使用这种变速驱动的工作方式可以比恒定力矩的电动机节省大量的能源。视具体设备的工作特性不同,最多可以节省50%的能源。由于具备这种良好的节能性能,变频转换器的采购费用在短短的几个月内就可以收回。对于以节能为主的流程设备,和那些上一级控制系统要求精确运行的流程设备,Sinamics G150和Micromaster 440两种变频转换器是非常合适的可变转速驱动设备。西门子公司生产的仪器是专门针对不进行电网电力反馈的用电设备而设计的,也是专门为典型的、有着两次负载扭矩的节能用电设备,例如化工泵、鼓风机,和一些恒扭矩驱动设备,例如挤出机、混合机等而设计的。作为Sinamics驱动系统中的一员,G150系列的交流变频器也具有新一代变频器的优点。

新一代Sinamics系列变频器的优点在于:统一而又简单的项目设计、规划、流程设备试车和操作。例如相互关联的能源管理工具,“分选Sizer”用于规划,“启动Starter”用于流程设备的启动运行和故障诊断。这些计算机软件替代了原来的使用手册,适用于大功率的Sinamics变频器,例如适用于G150变频器的带有自动显示说明文字的AOP 30操作控制器,可在图形显示器中按照明确的操作菜单进行操作。

清晰明了的操作界面

Sinamics G150驱动变频器可按照客户的实际使用要求进行事先配置,使得流程设备的试车和操作都非常简单。通过一目了然的操作界面,设备的操作者只要按下所需的功能按钮即可。简单明快、一目了然的设计结构使得该变频器非常坚固、工作非常可靠。同时它还具有模块化结构和很好的可接近性能,允许维护保养人员通过简单的操作就完成变频器的更换。

即使是在满负荷工作时,噪音也低于69db(A),在柜式的大型变频器中,功率超过100kW时,情况也是如此。在大批量生产中使用的Profibus总线接口,使得该变频器可以方便地与上一级流程设备控制系统建立连接,例如接受Simatic PCS7系统的控制。

完全满足了化工生产企业的要求

Sinamics G150型和Micromaster440型变频器都满足了化学工业企业的全部要求。它们适合于与Namur接线装置和Namur功能元器件匹配使用。除此之外,还可与Profilbus-Profil Profidrive4.0总线系统配套使用。

在许多化工企业中,例如拜耳公司的化工产品生产厂中,Sinamics系列的变频器不仅仅与Namur系列的接线系统相互配套使用,还与Profilbus-Profil Profidrive 4.0总线系统按照“流程技术”工作方式配套使用。这些流程设备都可以采用两种驱动方式:优先使用的是通过Profilbus-ProfilProfidrive 4.0总线系统进行操作和生产情况的监控,同时也可采用传统的Namur接线系统进行流程设备的驱动。采用新一代变频器之后,可以按照PELV标准的要求实现电气性能的可靠分离。

为了限制IGBT型电压中间电路变频器常见的电压峰值和作用到电动机上的线-线电压,可以采用LC输出过滤器以及du/dt-过滤器对电压值加以限制,将电压的峰值削减500V/μs。除此之外,还可在电动机长期运行中将线-线电压限制在VIK/Namur建议的公差范围之内。当电网电压为690V时,限制的电压公差值为1350V。在另一种工作环境等级C3中,变频器的常规配置就带有符合EN 61800-3标准的EMV滤波过滤器,使这些变频器可以在TN-Netze电网中使用。变频器的控制开关通常都由继电器进行控制,当电流超过800A时,也可以直接利用开关控制。

Sinamics G150标准配置的安全等级为IP 21。柜式变频器的安全保护等级可根据用户需求进行自选,最高可达IP 54。

从Dormagen到中国的漕泾:世界各地都有应用

拜耳公司将Sinamics G150型变频器用于Leverkusen市、Dormagen和Krefeld市、比利时的Antwepen市、泰国的MapTa Phut市以及中国的漕泾。使用这种变频器的流程设备主要是化工泵、压缩机、鼓风机、混料机、挤出机以及输送固体化工介质的流程设备。Sinamics G150适用的电压范围相当广泛,有400V、500V和690V,其功率范围可达1500kW,涵盖了化工生产领域标准驱动任务中很大一部分功率范围。对于具有能量反馈功能的用电系统,即可以将制动时产生的能量反馈到电网中去的节能型驱动系统,例如传送带、塑料薄膜生产设备、化工纤维生产设备和包装设备,则需要使用另外一种Sinamics系统的变频器,即柜式Sinamics S150变频器和输入设备Sinamics S120,以便对四种工作状况进行控制。对于几兆瓦功率的驱动任务,例如大型的混料机械或者挤出机械,可使用中电压的变频器Sinamics GM150,来构成一个经济合理的变频控制方案。

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