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　　西門(mén)子6SL3244-0BB12-1PA1

　　G120變頻器是西門(mén)子推出的用于重載場(chǎng)合變頻器，功率單元需要配合基本操作面板BOP-2還有智能操作面板IOP-2調(diào)試程序，PM240功率模塊需要掛上控制單元才能使用，控制單元通訊分為USS/Modbus RTU 版本，PROFINET 版本，PROFIBUS DP 版本，輸入輸出點(diǎn)位，編碼器接口的區(qū)分，用戶可根據(jù)自身需要選擇適合自己的變頻器。

　　公司代理西門(mén)子PLC，西門(mén)子變頻器，西門(mén)子觸摸屏，西門(mén)子電源，西門(mén)子低壓，西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)，西門(mén)子樓宇科技，西門(mén)子燃燒器等工業(yè)自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品。

　　西門(mén)子工業(yè)與驅(qū)動(dòng)化部門(mén)保持良好的合作伙伴關(guān)系，為客戶提供原裝西門(mén)子自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品，在鋼鐵，石油，化工，紡織，環(huán)保，通訊等眾多領(lǐng)域?yàn)榭蛻籼峁┙鉀Q方案。

　　不忘初心，砥礪奮進(jìn)！更好的服務(wù)于客戶，為中國(guó)制造2025加油，為中國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛插上翅膀。

　　G120的調(diào)試有兩種途徑，一種是用BOP2操作面板去調(diào)試，一種是用STARTER在計(jì)算機(jī)上通過(guò)通訊調(diào)試。前者只要有BOP2就可以了，其它輔助工具不用。自身的功能都滿足調(diào)試需求。缺點(diǎn)是快速性查看參數(shù)不行，受限顯示器太小。后者功能很強(qiáng)大，大家都有體會(huì)。

　　河南兆陽(yáng)自動(dòng)化科技有限公司

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　　1 引言

　　sinamics g120/pm250變頻器是sinamics變頻器系列的新成員，全新的sinamics g120變頻器以其模塊化的設(shè)計(jì)（功率模塊、控制單元、bop）及安全保護(hù)功能（集成化的故障安全保護(hù)）、通訊能力（profi-bus、profinet）和能量回饋等各種創(chuàng)新功能而卓爾不群。

　　sinamics g120主要性能：

　　(1) 完全的模塊化設(shè)計(jì)，應(yīng)用更加靈活，而且控制單元支持熱插拔，更換無(wú)需重新調(diào)試。

　　(2) 基于集成化的安全保護(hù)技術(shù)，使設(shè)備運(yùn)行更安全，操作更簡(jiǎn)單。

　　(3)sinamics g120在集成了profibus和profinet兩種總線通訊，使得通訊有更多的結(jié)點(diǎn)，具有更高的性能。

　　(4) 全功率段實(shí)現(xiàn)換相整流，再生能量回饋，不產(chǎn)生任何系統(tǒng)干擾，而且所需線電流蕞小，與常規(guī)變頻器相比，降低到80。

　　(5) 控制單元可以有多達(dá)9個(gè)的數(shù)字輸入，集成的安全保護(hù)的型號(hào)帶有2個(gè)安全保護(hù)數(shù)字量輸入。端子為可插拔端子，使得接線更加方便。

　　(6)控制單元中可以插入mmc卡，用于保存變頻器的參數(shù)設(shè)置，當(dāng)應(yīng)用中的變頻器需要維修時(shí)，應(yīng)用它可以達(dá)到方便快捷設(shè)置參數(shù)的目的。例如在更換變頻器時(shí)可以進(jìn)行存儲(chǔ)卡數(shù)據(jù)的傳遞。

　　根據(jù)油田生產(chǎn)應(yīng)用與環(huán)境，并且吸取用戶反饋的信息，開(kāi)發(fā)了以西門(mén)子g120-pm250再生回饋型功率模塊為核心元件的swe-g120型抽油機(jī)節(jié)能控制柜。該控制系統(tǒng)彌補(bǔ)了現(xiàn)有的變頻控制單速運(yùn)行與電阻式再生能量消耗方式的不足。操作與使用更加簡(jiǎn)單可靠，數(shù)據(jù)采集視窗明了，沖程調(diào)節(jié)方便，是全新一代的油田節(jié)能降耗設(shè)備。

　　在我國(guó)廣大的油田采油區(qū)內(nèi)，有很多為低滲透的低能、低產(chǎn)油井，絕大部分要靠注水方式壓油入井，靠抽油機(jī)把油從地下提升上來(lái)。以水換油、以電換油是目前我國(guó)采油的基本方法。其中電能消耗在我國(guó)的石油開(kāi)采成本中占了相當(dāng)大的比例。如何提高采油效率、提高產(chǎn)量，降低電耗與采出噸液能耗比例，以及抽油機(jī)再生能量處理方式，使用環(huán)境及地下工況，抽油機(jī)的控制方式與調(diào)節(jié)方便等諸多問(wèn)題，成為油田節(jié)能設(shè)備廠家共同探討的焦點(diǎn)。在油田抽油機(jī)設(shè)備中，以游梁式抽油機(jī)使用方便、安全可靠。成為目前油田生產(chǎn)中的主要采油設(shè)備，應(yīng)用較為普遍，數(shù)量也多。

　　游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)與負(fù)載特性：

　　(1)由于配重偏差均大于10以上，且在恒速運(yùn)行下，負(fù)載是變轉(zhuǎn)矩、變功率特性。在一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)有兩次發(fā)電狀態(tài)，起動(dòng)力矩大、慣性大。在國(guó)內(nèi)油田使用的抽油機(jī)普遍存在的問(wèn)題：電機(jī)工頻運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、“大馬拉小車(chē)”、配重偏差均大于10以上、效率低、耗能大，沖程和沖次調(diào)節(jié)不方便，時(shí)有空抽現(xiàn)象發(fā)生。

　　(2)抽油機(jī)的沖程頻次，雖然可以通過(guò)機(jī)械的方法調(diào)整，但是，一旦調(diào)整好之后，是不可以經(jīng)常改動(dòng)的。并且通過(guò)皮帶輪直徑調(diào)整頻次的方法是有限的，不能動(dòng)態(tài)適應(yīng)油井負(fù)荷的需要。而變頻調(diào)速則能動(dòng)態(tài)調(diào)整抽油機(jī)的轉(zhuǎn)速，可無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)的沖次，從而調(diào)整井內(nèi)提泵的充滿度，提高抽取效率，提高沖次還可增加原液產(chǎn)量，充分利用電機(jī)功率，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能目的。

　　(3)在初期油井中，由于油井剛開(kāi)采，儲(chǔ)油量大。為提高采油功效，我們可以提高抽油機(jī)的沖程頻次，讓變頻器運(yùn)行至65hz，頻率提高1/3，相應(yīng)地電機(jī)轉(zhuǎn)速提高了30，其采油量也相應(yīng)提高。

　　(4)在中、后期油井采集中，由于井中原液儲(chǔ)量減少，供液不足，電機(jī)若仍采用工頻運(yùn)行，勢(shì)必浪費(fèi)電能，造成不必要的損耗。因而我們采用調(diào)整抽油機(jī)的沖程頻次和選用上快下慢的控制方式，一般將變頻器的頻率控制在35hz～45hz之間，這樣電機(jī)平均轉(zhuǎn)速下降20，加之采油設(shè)備一般負(fù)荷較輕，其節(jié)電率可達(dá)30。

　　本變頻柜可根據(jù)井下供液情況，人工調(diào)整抽油機(jī)工作沖程，實(shí)現(xiàn)游梁式抽油機(jī)的選定速度調(diào)節(jié)疊加可根據(jù)泵的充滿負(fù)荷度微量調(diào)節(jié)速度的動(dòng)態(tài)調(diào)整，提高泵充滿系數(shù)及排量系數(shù)，達(dá)到更加節(jié)能與增產(chǎn)的運(yùn)行效果。

　　設(shè)備介紹：

　　抽油機(jī)組：cyjy10-3-53hb 游梁式抽油機(jī)

　　電機(jī)型號(hào)：yzr350m1-8 抽油機(jī)專(zhuān)用繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)

　　額定功率：30kw

　　額定電流：63.4a

　　額定轉(zhuǎn)速：720rpm

　　額定頻率：50hz

　　工作機(jī)制：s1

　　絕緣等級(jí)：f

　　轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：152kg/m2

　　調(diào)整后平衡率：90

　　西門(mén)子變頻器：sinamics g120

　　控制單元：cu240s dp

　　再生回饋功率模塊：pm250

　　swe-g120抽油機(jī)控制系統(tǒng)，采用德國(guó)原裝g120四象限再生回饋型變頻器,調(diào)節(jié)抽油機(jī)的沖程頻次和上、下行程的動(dòng)態(tài)速度控制。變頻器內(nèi)置式濾波器的電路設(shè)計(jì)杜絕了電網(wǎng)諧波干擾�？刂茷樗南笙拊偕芰炕仞侂娋W(wǎng)的運(yùn)行模式，從而達(dá)到優(yōu)秀的節(jié)能運(yùn)行工況，提高采油效率，降低了采油成本。

　　根據(jù)抽油機(jī)載荷的特殊性和野外工作特點(diǎn)，按照嚴(yán)格的電磁兼容（emc）規(guī)則設(shè)計(jì)、制造了抽油機(jī)專(zhuān)用的變頻柜。把防雷擊裝置、高速熔斷器等保護(hù)措施集成到柜體中，雙回路控制互鎖設(shè)計(jì)，以備變頻出現(xiàn)故障時(shí)切換到工頻，增強(qiáng)整機(jī)的可靠性。全計(jì)量的電量顯示，方便油井?dāng)?shù)據(jù)采集與評(píng)古。

　�。�2）控制回路構(gòu)成

　　端子5、6分別設(shè)為啟動(dòng)、故障復(fù)位端子，由電位器控制電機(jī)速度，無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次。模擬輸出1#口為輸出電機(jī)速度，模擬輸出2#口為輸出電機(jī)電流，顯示當(dāng)前電機(jī)電流，狀態(tài)信號(hào)顯示變頻停止信號(hào)、變頻故障信號(hào)，

　　抽油機(jī)一個(gè)沖程周期電機(jī)電流會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)高點(diǎn)和兩個(gè)低點(diǎn)電流，抽油機(jī)在各點(diǎn)時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)如圖6所示：

　　a點(diǎn)：上沖程，抽油機(jī)平衡塊（見(jiàn)圖2）處于蕞高位置，而懸繩器（見(jiàn)圖2）則在蕞低位置，此時(shí)電機(jī)向上提升抽油桿，把油抽出地面。

　　c點(diǎn)：下沖程，和a點(diǎn)情況正好相反，抽油機(jī)平衡塊（見(jiàn)圖2）處于蕞低位置，而懸繩器（見(jiàn)圖2）則在蕞高位置，此時(shí)電機(jī)向上提升平衡塊。平衡率低時(shí)，抽油機(jī)在下沖程時(shí)會(huì)出現(xiàn)抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度大于電機(jī)對(duì)它的驅(qū)動(dòng)速度，這時(shí)抽油機(jī)就會(huì)拖動(dòng)電機(jī)發(fā)電，由于本臺(tái)試驗(yàn)機(jī)的平衡率調(diào)整的比較好，電機(jī)基本不處于發(fā)電狀態(tài)，變頻器輸入電流在此時(shí)接近0a。

　　b點(diǎn)和d點(diǎn)：此時(shí)抽油桿和平衡塊處于平衡位置，只要電機(jī)有一點(diǎn)力就可以帶動(dòng)抽油機(jī)旋轉(zhuǎn)，所以此時(shí)電流小。此時(shí)測(cè)得變頻器輸入電流為0a左右。

　　本機(jī)平衡率為90，發(fā)電現(xiàn)象并不明顯，平衡率低時(shí)，抽油機(jī)在下沖程時(shí)會(huì)出現(xiàn)抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度大于電機(jī)對(duì)它的驅(qū)動(dòng)速度，這時(shí)抽油機(jī)就會(huì)拖動(dòng)電機(jī)發(fā)電。

　　游梁式抽油機(jī)是一種變形的四連桿機(jī)構(gòu)，其整機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)像一架天平，一端是抽油載荷，另一端是平衡配重載荷。對(duì)于支架來(lái)說(shuō)，如果抽油載荷和平衡載荷形成的扭矩相等或變化*，那么用很小的動(dòng)力就可以使抽油機(jī)連續(xù)不間斷地工作。在平衡率為100％時(shí)電動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力僅用于提起1/2液柱重量和克服摩擦力等，平衡率越低，則需要電動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力越大。

　　應(yīng)用效果：項(xiàng)目現(xiàn)已正常運(yùn)行3個(gè)多月，期間測(cè)得數(shù)據(jù)如下：

　　（1）工頻運(yùn)行測(cè)試

　　運(yùn)行一個(gè)沖程周期電機(jī)電流變化：13.5-20.3a，電機(jī)