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西门子S7-200CN,EM231模拟量输入模块,4输入

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上海西皇电气设备有限公司。在西门子公司广大同仁和工控领域各界朋友的关怀下埋头发展，一路走来已成西门子合作伙伴中的*。总部设在上海，办公面积1500多平方米，员工150余人。公司组织架构完善合理，下辖河南、沈阳、济南分公司，以及天津、石家庄、唐山、太原、洛阳、西安、大连、长春、北京、合肥办事处。我公司已连续十七年荣获西门子（）有限公司代理商奖，在产品供应与技术服务方面拥有优势，深得广大客户和西门子公司的信赖。

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水泥厂高压变频改造
1、窑尾高温风机简介
旋窑是一个有一定斜度的圆筒状物，预热机来的料从窑尾到窑中，借助窑的转动来促进料在旋窑内搅拌，使料互相混合、进行反应，物料依靠窑筒体的斜度及窑的转动在窑内向前运动。窑内产生的余热废气，在窑尾高温风机的作用下，通过预热器对窑尾前的生料进行预热均化，降温后的余热废气再通过高温风机废气处理（除尘及）。
均化好的生料预热后在回转窑内煅烧成熟料，回转窑内需要的气压及温度，才能使煤粉有一定的悬浮时间进行充分，生料才能在窑内达到很好的热处理。窑内因物料的堆积变化很大，所以瞬时气压变化。窑尾高温风机一方面用来窑内气压，另一方面回转窑内锻烧后的高温熟料出来有废气，废气带灰，通过窑尾高温风机引出由电收尘器将灰尘进行处理，再将废气排掉。
荆门某水泥厂目前有三条干法悬窑生产线，日产为2000t、700t、2500t，分别为1995年、1998年、1999年投产，到现在已运行6～10年，并拥有一台12MW中、低温余热发电机组，由于发电成本较高，余热发电现已停运。
日产2500t的窑生产线，高温风机电机配置为6kV1600kW，日产2000t的窑生产线，高温风机电机配置为6kV1400kW。在高温风机的电机与风机之间，配有液力耦合器对风机进行调速，整个工艺主要是通过DCS的控制来调节液力耦合器的速度从而风机的风量，达到控制窑内负压。
由于设备使用年限较长，目前液力耦合器漏油严重，运行中每天需加油2～3次，以补充漏油，油面的控制回路失灵不能自动调节，在运行中靠手动调节置于固定转速比。在运行是时仍靠风机挡板进行风量调节，当窑工况变化较大时，现场值班人员根据中控制室的指令对液力耦合器的勺杆进行手动调节，运行操作非常不便。
2005年，水泥厂对于2000t、2500t的两条生产线进行提产，但由于高温风机中液力耦合器漏油严重，出力受到，不具备提产的条件，故提产一直未能实现。
2006年1～2月，我公司为该水泥厂2000t、2500t两条生产线的高温风机及窑头号EP风机进行了变频调速改造，目前运行情况良好，2000t的生产线的产量目前达2300t，2500t的生产线的产量目前达2900t，而高温风机变频调节的耗电量还稍少于原液力耦合器调节的耗电量。

2、高温风机变频改造方案
经过对原进行分析，对原的风压控制由原来的液力耦合器调节改为变频器调节，即取消原液力耦合器，将电机与液力耦合器之间用一连接轴取代液力耦合器连通，而由变频器对电机本身进行调速，后达到窑尾预热器（高温风机入口）的压力为工况要求值。
变频器设备接入用户侧高压开关和拟改造电机之间，如图2所示，变频器控制接入原有的DCS，由DCS来完成正常操作。
为了充分保证的可靠性，变频器同时加装工频旁路装置，可在变频回路故障时将电机切换至工频状态下运行，且切换为自动切换。变频器故障时，电机自动切换到工频运行，这时风机转速会升高，风压会发生很大变化，影响窑内物料的煅烧，故此时应及时在DCS上对高温风机的风门进行及时调节，风机输出风量至工况要求值。变频器及其工频旁路开关由变频器整体配套提供。电机、高压断路保留了用户原有设备。
根据水泥厂提供的负载参数及运行工况，我公司为2000t的窑尾高温风机配置SH-HVF系列高压变频器，其主要参数为：变频器型号SH-HVF-Y6K/1800，隔离变压器容量1800KVA，旁路开关柜容量400A。为2500t的窑尾高温风机配置SH-HVF系列高压变频器，其主要参数为：变频器型号SH-HVF-Y6K/2000，隔离变压器容量2000KVA，旁路开关柜容量400A。
3、改造简述

由于原电机控制为液力耦合器调速，为了安装变频器，必须重新设计变频器*房。根据现场，我们选择在高压配电室旁另建一变频器*房，此地方距高压室较近，动力电缆敷设方便。
由于现场灰尘较大，而变频器为风冷，设备内空气流通量较大，为保障变频器尽量少受外界灰尘的影响，在房间通风设计上，设计了大面积*进风窗，房间不另设其它窗口，基本上是密闭设计。通风窗采用*过滤棉滤网，这样使变频器室内的空气经过通风窗滤灰，变频器室内的灰尘大大减小。
由于本变频器功率较大，为保证足够的通风冷却效果，在变压器柜顶和功率柜顶分别安装了一整体风罩，与各自的出风口连成整体，保证变频器整体冷却通风要求。
为减小安装成本，动力电缆保留了原高压柜至电机的电缆，将电缆原接线由高压柜牵至变频器，再重新由高压柜到变频器敷设一根动力电缆，由于变频器房紧邻高压室，此电缆长度较短。
变频改造后，由于需要取消原液力耦合器，我们按照液力耦合器的联接尺寸设计制作了一套直接连接轴来代替液耦。连接轴的基座安装尺寸、轴连接中心尺寸、轴径尺寸、轴与电机及风机侧的连接靠背轮均与原液耦一致，安装时，仅需将原液耦拆除，将连接轴代替液力耦合器，现场仅作少量即可达到安装要求，而不用对风机及电机作任何，安装方便快捷。
4.高压变频器取代液力耦合器节能分析

1、)液耦调速与变频调速的耗电分析
水泥厂原高温风机带有液力耦合器调速，现将液耦调速改造为变频器调速。图3为液力耦合器进行风机时的典型耗能曲线，表1为液耦与变频调速的耗电特性对比。现根据曲线及对比表对液力耦合器改为变频器调速的耗能情况进行对比分析。
η： 液力偶合器的效率
Ns：液力偶合器的损失功率
I： 液力偶合器的输出与输入转速之比
Nd：电机功率
Nf：负载功率
表1 液耦与变频调速的耗电特性
上述数据为改造后窑产量的条件下风机耗电对比，由于现在产量，改造后比改造前风机耗电量下降不多，从上两表中可计算出各风机相应的节电功率。
2500t窑高温风机节电功率： 1550－1500＝50（kW）
2500t窑窑尾EP风机节电功率： 154－100＝54（kW）
2000t窑高温风机节电功率： 1260－1200＝60（kW）
2000t窑窑尾EP风机节电功率： 138－70＝68（kW）
根据我们在设备调试和开窑中记录的数据，2500t窑在额定2500t的产量下，高温风机6kV侧电流为约136A，耗电功率约为1kW，比改造前同产量耗电功率下降约190kW。2000t窑在额定2000t的产量下，高温风机6kV侧电流为约106A，耗电功率约为1060kW，比改造前同产量耗电功率下降约200kW。由此可推算出两台高温风机在额定产量下的节电量。
2500t窑高温风机节电功率：1550－1＝190（kW）
2000t窑高温风机节电功率：1260－100＝200（kW）
此为估算节电值。变频改造的另一大收益为了窑的产量达15%倍，由此而产生的增产效益是非常大的。
5.高压变频器在水泥厂使用中应注意的问题
水泥厂因生产线粉尘较大，调速机械大多安装在室外或库下，较其它行业相比较为恶劣，操作人员一般集中在中控室。而高压变频器作为较精密的仪器设备，对要求较高，而生产现场时常无人且较差，对变频设备运行非常不利。故在水泥生产线上，高压变频器应安装在配电室内，或专门建造房屋。
由于高压变频器一般采用风冷，通过变频器的空气所带的灰尘较多，因此，变频器在水泥厂使用时，必须加强防尘设计和，有条件的，可设置变频器*室，采用空调冷却。
变频器顶部装有散热通风孔及风机，灰尘和金属物易于由此装置内部，应采取防护措施，防止内部短路，推荐使用整体风罩方案。
变频器控制线必须采用屏蔽电缆，并且在布线范围内必须与动力线相距一定距离，相交时必须转90°角，千万不要将控制线与动力线同一电缆托架(或线框)内，以避免变频器控制受到。变频器负载输出线也要采取屏蔽措施，选用铠装电缆，以避免变频器对附近仪表产生。
在变频器接线时要特别注意电源的输入线和输出线绝不能接错，将电源输入线接上变频器输出位置，会立刻损坏设备。
通常变频器连接到电机的电缆长度要求不要超过150m，使用屏蔽电缆不能超过150m，这就必须考虑变频器到受控电机之间的距离问题，在水泥厂中一般会碰到超过规定距离的情况，因此在变频器的房屋设计上需根据现场条件合理安排。
变频器的控制一般需接入到DCS，而中控室到风机间有一定的距离，因此，变频器接入DCS时，一般通过现地工作站进行转接，在控制电缆接入时需注意抗处理。
6、变频改造总结
根据我公司对水泥厂高温风机的高压变频器的安装及使用情况，总结变频器改造有以下优点。
(1)安装简单，即将原高压开关柜与电动机之间安装变频器，对原有接线改动不大。
(2)操作使用方便，变频器操作只有简单的开机、停机和。
(3)能进行无级调速，调速范围广，且调速精度高，适用性强。
(4)保护功能完善，故障率低，排风机启动平稳，启动电流小，可靠性高。
(5)电动机不需长期高速运行，工作电流大幅度下降，节电效果显著。
(6)由于变频器取代了液耦调速，了机械及液压高故障率的缺陷，设备费用。
(7)电动机运行振动及噪声明显下降，轴承温度也有很大的下降。
交流变频调速器，以适用性强、可靠性高、操作使用方便等性能，受到用户的欢迎。它应用在调速、节电、软启动方面，对企业有很大的实用价值。我公司高压变频器在该水泥厂对两条生产线的四台电机进行了成功的改造，不仅节能效果明显，了整个的工艺性能，同时也使两条生产线大大了产量，用户的好评，并在当地水泥行业中产生了很大的影响。

7、结语
目前，水泥行业的竞争非常激烈，但关键还是制造成本的竞争，而电动机电耗就占成本近30％，而拖动风机用的高压电动机在电机中占有很大的比重，因此做好电动机的降耗增效工作就显得极为重要。高压变频调速技术目前已经比较成熟，是水泥厂节能改造的设备，具有很高的推广价值
8.成功案例
1.)杭州三狮水泥有限公司的窑尾排风机电机为6kV供电的三相异步电动机，功率为400kW
2.)浙江上峰水泥厂的窑尾排风机电机为10kV供电的三相异步电动机，功率为450kW
3.)葛州坝水泥厂日产2500t的5#窑生产线，高温风机电机配置为6kV1600kW，窑尾EP风机配置为6kV280kW的高压变频改造
4.) 华新金猫水泥(苏州)有限公司的风机电机为6kV，功率为500kW
5.)高压变频器在邯郸钢铁集团一炼钢厂混铁炉除尘的应用
6.)大唐集团公司陡河电厂#2炉2台吸风机电机上分别加装一套某电气技术有限公司生产的6 kV/1000 kW高压变频器装置。
7.)葫芦岛平山水源泵站有4台10KV、功率710KW的水泵机组
8.)高压变频调速在大冶特钢四炼钢电炉除尘风机上的应用

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西门子CPU模块6ES7211-0AA23-0xB0SIMATIC S7-200 CPU211,DC/DC/DC,6输入/4输出
西门子CPU模块6ES7211-0BA23-0xB0SIMATIC S7-200 CPU211,AC/DC/Rly,6输入/4输出
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西门子EM221数字量输入成模块6ES7221-1BF22-0xA0 SIMATIC S7-200, EM221 数字量输入模块，
西门子EM221数字量输入成模块6ES7221-1BH22-0xA0 SIMATIC S7-200, EM221 数字量输入模块，
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西门子EM221 数字量输入模块6ES7221-1BF22-0xA8 S7-200CN, EM221 数字量输入模块， 8输入24V DC
西门子EM221 数字量输入模块6ES7221-1BH22-0xA8 S7-200CN, EM221 数字量输入模块， 16输入24V DC
西门子EM221 数字量输入模块6ES7222-1BF22-0xA8 S7-200CN, EM222 数字量输出模块，8输出24V DC
西门子EM221 数字量输入模块6ES7222-1HF22-0xA8 S7-200CN, EM222 数字量输出模块，8输出继电器
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西门子EM223 数字量输入/输出模块6ES7223-1BH22-0xA8 S7-200CN, EM223 数字量输入/输出模块
西门子EM223 数字量输入/输出模块6ES7223-1BL22-0xA8 S7-200CN, EM223 数字量输入/输出模块
西门子EM223 数字量输入/输出模块6ES7223-1BM22-0xA8 S7-200CN, EM223 数字量输入/输出模块，
西门子EM223 数字量输入/输出模块6ES7223-1PH22-0xA8 S7-200CN, EM223 数字量输入/输出模块
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西门子EM223 数字量输入/输出模块6ES7231-7PD22-0xA8 S7-200CN, EM231 热电偶模块，4输入
西门子EM223 数字量输入/输出模块6ES7232-0HB22-0xA8 S7-200CN, EM232 模拟量输出模块，2输出
西门子EM223 数字量输入/输出模块6ES7235-0KD22-0xA8 S7-200CN, EM235 模拟量输入输出模块，
西门子PS207电源模块6EP1332-1LA00 PS207电源，输入: 100-240 V AC (110-300 V DC)，输出:
西门子PS207电源模块6EP1332-1LA10 PS207电源，输入: 100-240 V AC (110-300 V DC)，输出:
西门子扩展电缆6ES7290-6AA20-0xA0 SIMATIC S7-200, 扩展电缆, 0.8米 180
电池卡 6ES7291-8BA20-0xA0 SIMATIC S7-200, 电池卡
64K存储卡 6ES7291-8GF23-0xA0 SIMATIC S7-200, 64K存储卡
256K存储卡6ES7291-8GH23-0xA0 SIMATIC S7-200, 256K存储卡
6ES7297-1AA23-0xA0 SIMATIC S7-200, CPU221/222时钟卡（包括电池卡功能）
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6ES7901-3DB30-0xA0 SIMATIC S7-200, PC/PPI 电缆, USB/RS485转换,带光电隔离,187.5K波特率
6AV66400AA000AX0 文本显示器, 4行字符显示

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一. 铸铁管的生产
目前，城市自来水大口径的供水管主要使用铸铁管﹑水泥管和玻璃纤维管。在保证一定强度的前提下，用离心法浇铸比用模具法浇铸的铸铁管的管壁厚度已经大大地下降了，整体重量减轻了很多，而且也不错。在现行普遍使用的几种供水管中，铸铁管价位处于中等，强度高﹑经久*，重量轻﹑安装施工简单快捷，很受各自来水公司的青睐。

S7-200系列类也必然要符合现代化生产的需求。 一般来说可以从三个角度对可编程序控制器进行分类。其一是从可编程序控制器的控制规模大小去分类，其二是从可编程序控制器的性能高低去分类，其三是从可编程序控制器的结构特点去分类。控制规模可以分为大型机、中型机和小型机。西门子PLCS7-300系列小型机: 小型机的控制点一般在256点之内,适合于单机控制或小型的控制。门子小型机有S7-200：处理速度0.8~1.2ms ；存贮器2k ；数字量248点；模拟量35路 。中型机:中型机的控制点一般不大于2048点,可用于对设备进行直接控制，还可以对多个下一级的可编程序控
四川崇州铸管厂生产城市自来水供水使用的400mm~800mm口径的铸铁管，为保证铸铁管管壁厚度的均匀性，又要保证铸铁管的，采用离心浇注法。其工艺是将熔化了的高温铁水注入模具中，再将模具从零速逐渐加速到高速，由于离心力的作用，铁水很快在模具中成型，并在模具中通冷却水，维持数分钟后，铁管温度下降到大约400~500时逐渐降速到零，开模取管。铸管机的模具前后1﹑2﹑3﹑4四只传动轮上，其中2﹑4由两台电机经皮带轮带动的轮，其余1﹑3两只是被动轮，如图1所示。原来的传动是两台37KW的电机由电磁调速器驱动。这种生产工艺要求两台电机同步运转。尽管对电磁调速

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