聞娜 劉成偉 高勇 謝青海 方紅彬 王如松

摘 要：結(jié)合我國(guó)電機(jī)應(yīng)用情況、國(guó)家節(jié)能需求以及電機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，介紹了交流電機(jī)變頻調(diào)速控制培訓(xùn)平臺(tái)開發(fā)的背景和意義，闡述了培訓(xùn)平臺(tái)的開發(fā)思路、開發(fā)過(guò)程和實(shí)施方法；介紹了培訓(xùn)平臺(tái)的研發(fā)內(nèi)容和培訓(xùn)項(xiàng)目的選取情況；介紹了交流電機(jī)變頻調(diào)速控制培訓(xùn)平臺(tái)的基本功能、基本組成和各模塊的基本情況；培訓(xùn)平臺(tái)的應(yīng)用和推廣促進(jìn)了培訓(xùn)人員的技術(shù)水平、創(chuàng)新能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的提高，有效地推動(dòng)了地區(qū)科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速 節(jié)能 基礎(chǔ)平臺(tái) 技術(shù)培訓(xùn)

中圖分類號(hào)：G71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）12（a）-0040-02

變頻調(diào)速技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)并逐漸廣泛應(yīng)用的控制技術(shù)，具有較好的節(jié)能效果，在裝備制造、冶金、化工、電力等行業(yè)應(yīng)用廣泛。電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能是國(guó)家重點(diǎn)節(jié)能工程，是變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域中的具體應(yīng)用，它的發(fā)展和應(yīng)用，對(duì)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)管理方式將產(chǎn)生變革性的影響，它不僅可以改造傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)，提高產(chǎn)品的附加值，而且對(duì)推動(dòng)企業(yè)的發(fā)展、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)信息化也將起到關(guān)鍵性的作用。變頻技術(shù)是國(guó)家發(fā)展規(guī)劃推廣的重要控制技術(shù)，是工業(yè)機(jī)械中廣泛應(yīng)用的重要調(diào)速技術(shù)，應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、泵類等通用機(jī)械系統(tǒng)可以達(dá)到顯著的節(jié)能效果，是有效減少工廠生產(chǎn)設(shè)備能量損耗和設(shè)備性能的最新技術(shù)，它可以大大提高企業(yè)自動(dòng)化水平，減少勞動(dòng)力和電能的投入，改善設(shè)備的性能，提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)省產(chǎn)品成本。我國(guó)電動(dòng)機(jī)總裝機(jī)容量約5億多千瓦，其中交流電動(dòng)機(jī)占85%以上，目前風(fēng)機(jī)和泵類等各類電機(jī)的運(yùn)行效率均比發(fā)達(dá)國(guó)家低，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率比國(guó)外低15%以上。電動(dòng)機(jī)調(diào)速改造以及為改善工藝流程而進(jìn)行調(diào)速改造的電動(dòng)機(jī)可帶來(lái)的巨大的節(jié)電潛力，電機(jī)的節(jié)能是節(jié)能市場(chǎng)上最具潛力的領(lǐng)域。我國(guó)是能耗大國(guó)，只有不到總裝機(jī)容量容量10%的電動(dòng)機(jī)采用變頻控制，中國(guó)的變頻器市場(chǎng)在過(guò)去10余年一直保持高速的增長(zhǎng)，我國(guó)變頻器的市場(chǎng)潛力也極為巨大，變頻調(diào)速技術(shù)為越來(lái)越多的企業(yè)所了解和應(yīng)用。

1 培訓(xùn)平臺(tái)開發(fā)過(guò)程和方法

培訓(xùn)平臺(tái)的開發(fā)是在對(duì)邢臺(tái)市裝備制造業(yè)深入調(diào)研的基礎(chǔ)上，開發(fā)具有行業(yè)特色，能夠更加真實(shí)地模擬生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的交流電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、維護(hù)與實(shí)踐平臺(tái)。開發(fā)交流電機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)培訓(xùn)平臺(tái)可以讓學(xué)習(xí)者迅速理解和掌握電機(jī)的調(diào)速技術(shù)，可以使企業(yè)技術(shù)人員更好的使用和維護(hù)生產(chǎn)設(shè)備，可以推動(dòng)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品質(zhì)量的提高。

結(jié)合本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀，深入以京津冀地區(qū)為主的多個(gè)的企業(yè)進(jìn)行調(diào)研，通過(guò)對(duì)企業(yè)管理人員、技術(shù)員、操作員、業(yè)務(wù)員等調(diào)研對(duì)象的調(diào)查，了解企業(yè)所采用的調(diào)速技術(shù)、電機(jī)速度控制設(shè)備在各企業(yè)中的使用現(xiàn)狀、利用調(diào)速技術(shù)所要達(dá)到的效果、目前使用較多的變頻器、變頻器功能應(yīng)用情況、哪些設(shè)備用到變頻調(diào)速技術(shù)、與哪些技術(shù)或設(shè)備配合使用，掌握操作工人和管理人員的技術(shù)水平，調(diào)查企業(yè)對(duì)交流電機(jī)變頻調(diào)速控制設(shè)備開發(fā)和使用的基本需求，明確培訓(xùn)平臺(tái)開發(fā)任務(wù)的基本目標(biāo)；在對(duì)調(diào)研結(jié)果分析后，進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)與開發(fā)，借鑒制造行業(yè)先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)，融入相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)和開發(fā)所需要的知識(shí)和技能要求，結(jié)合前沿科技，開發(fā)適用的電機(jī)速度控制基礎(chǔ)研究平臺(tái)；進(jìn)行設(shè)備的安裝與調(diào)試，初步投入試運(yùn)行，及時(shí)收反饋信息，對(duì)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)和完善，在開發(fā)與實(shí)踐過(guò)程，逐步完善交流電機(jī)變頻調(diào)速控制基礎(chǔ)開發(fā)平臺(tái)，提高設(shè)備開發(fā)的水平，積累開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)。

2 培訓(xùn)平臺(tái)開發(fā)的內(nèi)容選取

項(xiàng)目的主要研發(fā)內(nèi)容：典型交流電機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的選擇、設(shè)計(jì)與組建；系統(tǒng)主控制器的選型與功能模塊配置；變頻器、伺服控制器等設(shè)備選型、配置以及在系統(tǒng)中進(jìn)行通信的實(shí)現(xiàn)；變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的節(jié)能情況和設(shè)備性能改善情況研究；變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)管理中的應(yīng)用；交流電機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)培訓(xùn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與開發(fā)；基礎(chǔ)技術(shù)開發(fā)平臺(tái)與企業(yè)需求和企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新結(jié)合方法的研究。

選擇對(duì)不同行業(yè)、企業(yè)相關(guān)技術(shù)人員可能涉及的工作，培訓(xùn)內(nèi)容的選擇應(yīng)與實(shí)際工程應(yīng)用相一致，要符合相關(guān)崗位的職業(yè)能力要求，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)和培訓(xùn)內(nèi)容選取上，每個(gè)培訓(xùn)項(xiàng)目都要針對(duì)相應(yīng)職業(yè)能力，主要針對(duì)變頻器參數(shù)設(shè)置、安裝、故障排除、電機(jī)控制、運(yùn)動(dòng)控制、管道壓力控制、機(jī)床控制、程序控制等項(xiàng)目進(jìn)行培養(yǎng)，最終選取變頻器的參數(shù)設(shè)置操作、變頻器操作面板控制電機(jī)、外部操作控制電機(jī)、送料車運(yùn)動(dòng)控制、供水管道壓力控制、典型機(jī)床加工過(guò)程控制、變頻空調(diào)控制、上料車加減速運(yùn)行控制、變頻器的安裝與故障排除等多個(gè)典型項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)施。

3 交流電機(jī)變頻調(diào)速控制培訓(xùn)平臺(tái)設(shè)計(jì)

交流電機(jī)變頻調(diào)速控制培訓(xùn)平臺(tái)在設(shè)計(jì)上充分考慮了實(shí)用性、靈活性和耐用性，主體設(shè)計(jì)基于模塊化、功能化，主要由電源模塊、PLC控制模塊、上位機(jī)控制模塊、傳感器檢測(cè)模塊、變頻器模塊、低壓電器控制模塊、通信模塊等組成，每個(gè)模塊具有相對(duì)獨(dú)立的功能和作用。電源模塊可以提供設(shè)備所需的電源，有交流380 V、220 V、直流24 V、5 V等電源供使用者選擇；PLC控制模塊設(shè)置了一些常用的PLC，如西門子的S7-200系列PLC、S7-300系列PLC、S7-400系列PLC、三菱的FX2N系列PLC、施耐德PLC等型號(hào)，還設(shè)置了常用的模擬量輸入、輸出模塊、電源模塊、通信模塊等擴(kuò)展模塊；上位機(jī)控制模塊設(shè)置了一臺(tái)主流配置的可用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，上面預(yù)裝了上述PLC的編程軟件和部分組態(tài)軟件供使用者進(jìn)行程序設(shè)計(jì)和調(diào)試、軟件仿真、組態(tài)監(jiān)控與開發(fā)；傳感器檢測(cè)模塊設(shè)置了工業(yè)控制中常用的溫度傳感器、壓力傳感器、位置傳感器、光電傳感器、速度傳感器等多種類型的傳感器、變送器，供使用者在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)測(cè)量溫度、壓力、位置、速度等參數(shù)；變頻器模塊選用了工業(yè)控制中使用較多的變頻器型號(hào)，如三菱的FR-A700系列、A500系列、西門子的MM420、MM440等，使用者可以針對(duì)多種型號(hào)的變頻器進(jìn)行有針對(duì)性的培訓(xùn)，提高使用者的變頻器操作能力；低壓電器控制模塊設(shè)置了多種型號(hào)的接觸器、斷路器、繼電器、主令電器等常用低壓電器供使用者選擇，可以有針對(duì)性的培養(yǎng)接線能力、電路設(shè)計(jì)能力和排故能力；通信模塊配備了工業(yè)控制中常用的通信設(shè)備，如PLC的通信模塊、上位機(jī)的網(wǎng)卡、多種類型的通信電纜等，為系統(tǒng)中各模塊的信息交換提供支持。使用者既可以獨(dú)立使用某些模塊，訓(xùn)練專項(xiàng)能力，也可以整體使用多個(gè)模塊設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)，選取需要的PLC、電源、傳感器、變頻器等各種設(shè)備，訓(xùn)練系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)應(yīng)用能力，在培訓(xùn)的過(guò)程中提高被培訓(xùn)者的職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)企業(yè)所需的高素質(zhì)技能型人才。

4 結(jié)語(yǔ)

培訓(xùn)平臺(tái)的應(yīng)用提高了本地區(qū)技術(shù)人員的技術(shù)水平和創(chuàng)新能力，提高技術(shù)工人對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的使用和維護(hù)能力，用于待崗人員培訓(xùn)可以提高社會(huì)待崗人員的素質(zhì)和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力，同時(shí)對(duì)企事業(yè)單位人員的科研意識(shí)及學(xué)術(shù)水平具有很大的促進(jìn)作用，能有效地促進(jìn)地區(qū)科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。目前，設(shè)計(jì)的交流電機(jī)變頻調(diào)速控制培訓(xùn)平臺(tái)已應(yīng)用于邢臺(tái)的部分合作企業(yè)的職工技能培訓(xùn)中，培訓(xùn)效果良好，使參與培訓(xùn)的相關(guān)企業(yè)技術(shù)人員理論與技術(shù)水平得到很大的提高，結(jié)合對(duì)周邊企業(yè)的技術(shù)改造和技術(shù)服務(wù)，使其社會(huì)創(chuàng)新能力會(huì)得到進(jìn)一步提高。同時(shí)，利用設(shè)備完成對(duì)外技術(shù)培訓(xùn)，還可用于本市技師、高級(jí)技師等項(xiàng)目的考核，設(shè)備用于職業(yè)技能鑒定還可以提高一線技術(shù)工人的技術(shù)水平。

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