能效 | 深入了解集成驅動系統業內情況

西門子的集成驅動系統順利地將自動化和控制功能集成在一起

公司怎樣才能使他們的泵送、冷卻和壓縮設備更可靠，減少能耗和碳排放量，并最終使設備的操作系統達到最優？

許多普通工業公司和過程工業公司都能夠找到相應的措施來解決其中一部分難題，但是如果要想使機械和電氣驅動部件能夠廣泛地用于各種驅動應用，達到各種性能等級的要求，且既適用于多臺聯動機床，也適用于單臺工作設備，那么幾乎沒有哪家公司能夠完全解決上述所有難題。

能夠為上述所有工程難題提供有效的解決方案，意味著采取“一站式”的舉措，在整個集成驅動系統中，各個部件彼此完美配合，順利地集成到自動化和控制中，在系統生命周期的所有階段都提供相應的軟件和服務。

我們需要做一些解釋才能幫助大家深入理解這其中的含義，不過最好的理解方式是“將其視為傳動系統，但又不僅僅是傳動系統”。

三種類型的集成驅動系統

集成驅動系統（IDS）可以分為三個方面的關鍵問題，即橫向集成、縱向集成和生命周期集成。

橫向集成

在橫向集成中，通常將各驅動部件（如電機、齒輪裝置、聯軸器和變頻器）沿著能流方向正確地集成在一起，且要符合機械性、功能性和高能效三方面的要求。 這就意味著它們的工作總是優于非集成的系統的。

因為對于后者而言，在其工作過程中的某個階段存在著部件之間不兼容的風險。這種集成方式適用于所有泵、風機或壓縮機的工作，無論它們位于何處，都適用該集成原則。

縱向集成

在縱向集成中，使用西門子的全集成自動化概念（TIA），將傳動系統和控制器沿著信息流集成到制造執行系統（MES）IT。通過該系統，整個傳動系統無縫集成到自動化環境中，實現最順暢的通信和最便捷的操作控制，以利于達到切實的安全性和最優的性能。這使得客戶能夠做出明智的選擇，因為他們掌握了更多的信息，得以深入了解部件正在做什么，它們如何做，以及怎樣才能做得更好，并且使工作成本更低。

生命周期集成

在生命周期集成中，增加了時間因素，驅動系統中增補了支持整個生命周期的軟件和服務; 特別是設計和操作要素。因此，可以在設備的整個使用壽命期內充分利用設備; 要么縮短上市時間，要么使生產效率達到最大化，要么縮短盈利時間。 這與大量運行效率低下的工業設備形成鮮明對比，它們不僅浪費能源和設備，而且經常面臨著誘發顯著連鎖效應的故障風險。

那些遠離我們應用的泵或者冷卻塔中的風機，看起來似乎微不足道，但是當它們停止時，其他一切都停止了。通過正確的設置，它們可以在出現潛在問題時提醒用戶，以規避重大的意外停機風險，有助于用戶及時維修，并在必要時更換部件。

如果通過橫向集成對系統進行優化，那么用戶希望確保設備具有與優化前相同的可用性，且運行時能夠達到與原來相同的效率。首先要減少前期準備工作，以便使用戶的工作就像“配置”那樣簡單，而不是像“編程”那樣復雜。

其次要進行數據管理，這樣用戶就能夠利用開放式的協議進行通信，并使系統本身自帶安全性，而不是將安全性當作系統的附加屬性?？傊?，實現集成的系統構建和安全性，以及工業數據管理、通信和安全。

安全第一

智能安全是IDS的核心功能，它所用的組件更少，布線更少，與安全控制器的連接簡單方便。無論用戶是從事泵送、通風、壓縮還是加工，安全性始終都是任何工業過程中至關重要的一部分。

定速和變速驅動器

集成涵蓋傳動系統中的所有組件，從齒輪裝置到聯軸器、電機和控制系統。對于定速驅動，將電機啟動器和符合EN50598標準的IE3電機結合在一起使用，這種成本優化的組合方式具有低能耗高能效的優點。

利用Profibus / Profinet工業現場總線技術可以輕松地將這些設備集成到自動化系統中， 利用Profi安全協議還能來實現快速安全的系統構建和集成的安全性。 由于這些設備支持Profi能源協議，所以可以對它們進行能源管理。泵、風機和壓縮機避免電機和變頻器尺寸過大，可以使投資成本減少15％。使用優化的脈沖模式，可以提高能效，并使能量損耗縮減至少10％。噪聲也可以減少4dB或更多，因此可以免去噪聲防護措施。

傳動系統組件優化意味著維護間隔時間可以更長，通過使用狀態監測技術，意外停機時間減少了高達15％——SIPLUSCMS狀態監測系統的振動監測是一種能夠對機械損傷進行早期檢測的最可靠方法?？焖俸唵蔚墓こ淘O計使系統搭建時間縮短了約30％。

憑借全球最廣泛的工業齒輪箱系列，世界上最大的齒輪電機和聯軸器系列，遍布全球的當地維護服務，創新的研發和工程技術，客戶所面臨的風險大大降低。無論用戶的工作涉及到泵送、通風、壓縮還是加工，這類更好的集成方式將給他們的工作帶來顯著的益處。