西门子全集成驱动系统医治上汽“心病”(2)

该方案全部采用西门子的整体驱动系统，包括电机、齿轮箱、联轴器等连接到驱动总线的所有产品。机械传动部分，设计统一、接口通用、标准一致，因而功能集成简单，机械标准一致，采用通用性产品，即可达到机械传动效率最优，能源效率高，节能效果更好。

上汽动平衡动力系统改进后，每根转子的平均驱动能源成本大幅下降，节约成本达93%。以每年试车180根转子，每年为企业节约资金1000万元。使用西门子驱动方案后，在节能技术方面，达到了国际领先水平。

纵向数据总线，性能提升

超速动平衡驱动系统在升速、稳速、反向制动等一系列技术性能方面，要求转速平稳，控制精准。在3000转/分钟时，误差不超过2转，误差率小于千分之一。并可稳速升至最高转速4350转/分钟。

经过调研，目前动平衡驱动系统中，直流调速电机是主流，但直流调速系统存在两个很大的弱点，一是系统庞大复杂，传动链长;二是系统的故障率高、维修成本高。而最先进的高压交流变频技术，装置体积小，效率高，还可以更容易地实现各种功能复杂但在结构上简单控制方案。同时可转速自调整，抗干扰能力强等优点。但交流电机国内外没有可参考案例，技术风险高。

西门子方案工程组态，驱动总成，PLC控制器等全部基于西门子的全集成自动化TIA，系统基于统一的协议，通用性好，没有接口不匹配的风险，信息可以方便的在驱动总成和控制器之间传输。高压交流变频调速技术要求控制效果精益求精，使用整体性驱动系统，可以使用简单的控制方案，轻松地利用PLC控制器实现复杂的功能。

在动力系统改造过程中，项目组充分体会到了该方案的优点。在系统调试阶段，在3600转/分钟，4320转/分钟等关键转速点上，系统出现了剧烈的震动现象。西门子方案具有变量跟踪、系统诊断功能，对系统驱动总成和控制器所有状态进行直观的诊断。可以不用编程，显示基本信息和实时信息，大大提高调试效率。在遇到问题后，借助工具，仅花几天时间，便找到问题原因，排除了困难，有效保证了系统的性能。

采用双电机串轴方案，可以在测试小转子的时候使用任意一台电机，另一台电机无需启动，提高了驱动系统的效率;更重要的是当一套变频器或是电机故障时，即使测试大转子，也可以通过临时调低某些参数继续保障整个系统的正常运行。从而大大提高了系统的可靠性。这些切换功能在调试中均一一试验，客户操作员只需要在屏幕上简单操作即可完成各种测试模式的转换。

西门子驱动上汽进入新境界

自从西门子正式进场的第一天起，分分秒秒都在与时间赛跑。由于准备充分，加上各路人马每天12个小时以上的立体交错作业，动平衡改造进展创造了速度上的奇迹，一个个纪录在大家的合力拼搏下诞生。拆除原有汽轮机驱动系统庞大的装备，仅用两天时间;将两台4000千瓦高压电机、精密齿轮箱、变频控制系统等大型设备安装就位，只花一星期;全部完成所有设备的基础改造、浇筑、固定和调整，仅用一个月时间;油系统管路、水系统管路、电路、信号系统排管布线全部穿插进行，没有耽搁一天时间，现场安装工作节奏之快，效率之高，令人赞叹!

因为全套系统使用单一的供应商，可以避免出现故障后供应商“扯皮”现象，提升服务水平，有效提高故障解决速度。依托于西门子全集成环境，降低了服务门槛，有效提升服务水平。

就此，上海汽轮机厂2011年3月-5月利用西门子方案，快速实现了超速动平衡试验室驱动系统的升级改造。通过了200转/分的升速、稳速和反向制动等一系列技术性能考验，转速平稳，控制精准等技术考验，达到国际领先的技术水平。转速3000转/分钟时，控制误差从±10转降低到±1转，达到误差低于千分之一，实现了超高的控制精度，同时提高了调速稳定性，避免了燃气轮机转子裂纹的产生。上汽总动力师李斌先生说：“这是我们上汽厂自主设计建设的国内首台大容量，高水平交流变频驱动超速动平衡试验装备，技术装备性能达到国际先进水平，得益于西门子先进可靠的驱动技术。”

系统改造前，每根转子测试前的启动时间便要2天，而现在整根转子的全部测试仅需0.5天即可完成。同时升速、制动速度大大提高，85吨转子制动时间由原来的2.5小时降低到0.5小时，转速提升到3000转/分钟所花费的时间从40分钟降低到仅需10分钟，并且实现转速连续可调，率先达到了转子测试完全定制，参数随时输入的国内首创测试水准，大大提高了生产效率。

改造为上汽厂带来了实实在在的经济效益，每个转子的试车成本显著大幅降低。改造完成后，关闭蒸汽锅炉以及冷却水系统，节约20余个劳动力，经济效益可观。上汽李总坦言：“改造之后能耗降低了93%，每年可节约成本1000余万元。”

西门子的全集成驱动系统，使上海汽轮机厂获得的不仅仅只是驱动产品，而是一个真正涵盖整个驱动链的“一站式”解决方案，能够提供实实在在的价值增值，助力上汽跃升进入了节能工厂的新境界。