西门子CPU一级代理商|电源代理商

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西门子变频器为什么要节能？

       风机、泵类负载属于通用机械，在经济生产中应用面广， 耗电量大。 据统计，全国风机、泵类设备每年耗电量占到全国发电量的30%， 占工业用电的50%左右。其中，工频电负荷运行的占70%。 由此可见，通过降低风机、泵类负载电机运行中的功率损耗，节能潜力巨大。

       西门子变频器为什么可以节能？
 

       对于数量巨大的离心式，轴流式风机泵类负载， 在一定条件下遵循相似定律：
       

       在没有变频调速的风机水泵类设备上，当工况需要调整流量时，常采用挡板或阀门调整流量。

       设计选用电机时，往往留有一定的富裕量。电机运行于小于额定功率的状态下，除提供正常的送风送水流量动力需要外，多余的机械能量都将消耗在阀门或挡板上，变成内能， 这部分能力随之被浪费了。如果减小浪费的这一部分能力， 就可以实现节能。

       西门子变频控制可以节约多少电能？
 

       下图是一个典型的离心风机在阀门控制和变频控制功率特性曲线：

       我们看到，在阀门调节风量时，由于挡板的额外消耗，所需风量始终较高。而使用变频器通过调整电机转速来调整流量大小，不采用阀门开度来调节，这样就没有了风门挡板上的损耗，从而实现了节能的效果。如果需要调整到较小的流量，只需将转速降低， 相应的，根据风机的功率特性曲线，功率会有明显的降低。  

       举个例子：在驱动某台风机时，如果风机自身具备额定送风量是L，系统对风量的需求一般并不需要风机输出额定出风量L，而是只需要0.8L，当需要将风量调整到0.8L时，由于风机是工频驱动， 转速不会变，所以用户要通过调整风门开度至80%，这样，风机输出的风量就可以调整至0.8L（大致），这时候， 风机工作在**的速度， 却只送出80%的风量， 实际运行效率变低了，多余的能量都消耗在挡板上。

       而如果通过变频调速，转速降低到80%，则流量下降到80%，  功率会下降到51.2%。 当然， 考虑到实际运行时有风压， 功率因数， 变频效率等条件的影响， 虽然实际功率不能低到51.2， 但相对于原先的功耗， 已经大大下降了。

PLC控制系统主要由输入部分、CPU、采样部分、输出控制和通讯部分组成，如图1所示。输入部分包括控制面板和输入模板；采样部分包括采样控制模板、AD转换模板和传感器；CPU作为系统的核心，完成接收数据，处理数据，输出控制信号；输出部分有的系统用到DA模板，将输出信号转换为模拟量信号，经过功放驱动执行器；大多数系统直接将输出信号给输出模板，由输出模板驱动执行器工作；通讯部分由通讯模板和上位机组成。

因为PLC本身的故障可能性小，系统的故障主要来自外围的元部件，所以它的故障可分为如下几种：

（1）输入故障，即操作人员的操作失误；

■传感器故障；

■执行器故障；

■PLC软件故障

这些故障，都可以用合适的故障诊断方法进行分析和用软件进行实时监测，对故障进行预报和处理。

PLC控制系统的故障诊断方法

PLC控制系统故障的宏观诊断

故障的宏观诊断就是根据经验，参照发生故障的环境和现象来确定故障的部位和原因。PLC控制系统的故障宏观诊断方法如下：

■是否为使用不当引起的故障，如属于这类故障，则根据使用情况可初步判断出故障类型、发生部位。常见的使用不当包括供电电源故障、端子接线故障、模板安装故障、现场操作故障等。

■如果不是使用故障，则可能是偶然性故障或系统运行时间较长所引发的故障。对于这类故障可按PLC的故障分布，依次检查、判断故障。首先检查与实际过程相连的传感器、检测开关、执行机构和负载是否有故障：然后检查PLC的I/O模板是否有故障：后检查PLC的CPU是否有故障。

■在检查PLC本身故障时，可参考PLC的CPU模板和电源模板上的指示灯。

■采取上述步骤还检查不出故障部位和原因，则可能是系统设计错误，此时要重新检查系统设计，包括硬件设计和软件设计。

输入输出故障诊断

输人输出是PLC与外部设备进行信息交流的通道，其是否正常工作，除了和输入输出单元有关外，还与联接配线、接线端子、保险丝等元件状态有关。

出现输入故障时，首先检查LED电源指示器是否响应现场元件（如按钮、行程开关等）。如果输入器件被激励（即现场元件已动作），而指示器不亮，则下一步就应检查输入端子的端电压是否达到正确的电压值。若电压值正确，则可替换输入模块。若一个LED逻辑指示器变暗，而且根据编程器件监视器、处理器未识别输入，则输入模块可能存在故障。如果替换的模块并未解决问题且连接正确，则可能是I／O机架或通信电缆出了问题。

出现输出故障时，首先应察看输出设备是否响应LED状态指示器。若输出触点通电，模块指示器变亮，输出设备不响应。那么，首先应检查保险丝或替换模块。若保险丝完好，替换的模块未能解决问题，则应检查现场接线。若根据编程设备监视器显示一个输出器被命令接通，但指示器关闭，则应替换模块。

在诊断输入／输出故障时，佳方法是区分究竟是模块自身的问题，还是现场连接上的问题。如果有电源指示器和逻辑指示器，模块故障易于发现。通常，先是换模块，或测量输入或输出端子板两端电压测量值正确，模块不响应，则应换模块。若换后仍无效，则可能是现场连接出问题了。输出设备截止，输出端间电压达到某一预定值，就表明现场连线有误。若输出器受激励，且LED指示器不亮，则应替换模块。如果不能从I／O模块中查出问题，则应检查模块接插件是否接触不良或未对准。后，检查接插件端子有无断线，模块端子上有无虚焊点。

指示诊断

LED状态指示器能提供许多关于现场设备、连接和I／O模块的信息。大部分输入／输出模块至少有一个指示器。输入模块常设电源指示器，输出模块则常设一个逻辑指示器。

对于输入模块，电源LED显示表明输入设备处于受激励状态，模块中有一信号存在。该指示器单独使用不能表明模块的故障。逻辑LED显示表明输入信号已被输入电路的逻辑部分识别 。如果逻辑和电源指示器不能同时显示，则表明模块不能正确地将输入信号传递给处理器。输出模块的逻辑指示器显示时，表明模块的逻辑电路已识别出从处理器来的命令并接通。除了逻辑指示器外，一些输出模块还有一只保险丝熔断指示器或电源指示器，或二者兼有。保险丝熔断指示器只表明输出电路中的保护性保险丝的状态；输出电源指示器显示时，表明电源已加在负载上。像输入模块的电源指示器和逻辑指示器一样，如果不能同时显示，表明输出模块就有故障了。