能效 | 深入了解集成驱动系统业内情况

西门子的集成驱动系统顺利地将自动化和控制功能集成在一起

公司怎样才能使他们的泵送、冷却和压缩设备更可靠，减少能耗和碳排放量，并最终使设备的操作系统达到最优？

许多普通工业公司和过程工业公司都能够找到相应的措施来解决其中一部分难题，但是如果要想使机械和电气驱动部件能够广泛地用于各种驱动应用，达到各种性能等级的要求，且既适用于多台联动机床，也适用于单台工作设备，那么几乎没有哪家公司能够完全解决上述所有难题。

能够为上述所有工程难题提供有效的解决方案，意味着采取“一站式”的举措，在整个集成驱动系统中，各个部件彼此完美配合，顺利地集成到自动化和控制中，在系统生命周期的所有阶段都提供相应的软件和服务。

我们需要做一些解释才能帮助大家深入理解这其中的含义，不过最好的理解方式是“将其视为传动系统，但又不仅仅是传动系统”。

三种类型的集成驱动系统

集成驱动系统（IDS）可以分为三个方面的关键问题，即横向集成、纵向集成和生命周期集成。

横向集成

在横向集成中，通常将各驱动部件（如电机、齿轮装置、联轴器和变频器）沿着能流方向正确地集成在一起，且要符合机械性、功能性和高能效三方面的要求。 这就意味着它们的工作总是优于非集成的系统的。

因为对于后者而言，在其工作过程中的某个阶段存在着部件之间不兼容的风险。这种集成方式适用于所有泵、风机或压缩机的工作，无论它们位于何处，都适用该集成原则。

纵向集成

在纵向集成中，使用西门子的全集成自动化概念（TIA），将传动系统和控制器沿着信息流集成到制造执行系统（MES）IT。通过该系统，整个传动系统无缝集成到自动化环境中，实现最顺畅的通信和最便捷的操作控制，以利于达到切实的安全性和最优的性能。这使得客户能够做出明智的选择，因为他们掌握了更多的信息，得以深入了解部件正在做什么，它们如何做，以及怎样才能做得更好，并且使工作成本更低。

生命周期集成

在生命周期集成中，增加了时间因素，驱动系统中增补了支持整个生命周期的软件和服务; 特别是设计和操作要素。因此，可以在设备的整个使用寿命期内充分利用设备; 要么缩短上市时间，要么使生产效率达到最大化，要么缩短盈利时间。 这与大量运行效率低下的工业设备形成鲜明对比，它们不仅浪费能源和设备，而且经常面临着诱发显著连锁效应的故障风险。

那些远离我们应用的泵或者冷却塔中的风机，看起来似乎微不足道，但是当它们停止时，其他一切都停止了。通过正确的设置，它们可以在出现潜在问题时提醒用户，以规避重大的意外停机风险，有助于用户及时维修，并在必要时更换部件。

如果通过横向集成对系统进行优化，那么用户希望确保设备具有与优化前相同的可用性，且运行时能够达到与原来相同的效率。首先要减少前期准备工作，以便使用户的工作就像“配置”那样简单，而不是像“编程”那样复杂。

其次要进行数据管理，这样用户就能够利用开放式的协议进行通信，并使系统本身自带安全性，而不是将安全性当作系统的附加属性。总之，实现集成的系统构建和安全性，以及工业数据管理、通信和安全。

安全第一

智能安全是IDS的核心功能，它所用的组件更少，布线更少，与安全控制器的连接简单方便。无论用户是从事泵送、通风、压缩还是加工，安全性始终都是任何工业过程中至关重要的一部分。

定速和变速驱动器

集成涵盖传动系统中的所有组件，从齿轮装置到联轴器、电机和控制系统。对于定速驱动，将电机启动器和符合EN50598标准的IE3电机结合在一起使用，这种成本优化的组合方式具有低能耗高能效的优点。

利用Profibus / Profinet工业现场总线技术可以轻松地将这些设备集成到自动化系统中， 利用Profi安全协议还能来实现快速安全的系统构建和集成的安全性。 由于这些设备支持Profi能源协议，所以可以对它们进行能源管理。泵、风机和压缩机避免电机和变频器尺寸过大，可以使投资成本减少15％。使用优化的脉冲模式，可以提高能效，并使能量损耗缩减至少10％。噪声也可以减少4dB或更多，因此可以免去噪声防护措施。

传动系统组件优化意味着维护间隔时间可以更长，通过使用状态监测技术，意外停机时间减少了高达15％——SIPLUSCMS状态监测系统的振动监测是一种能够对机械损伤进行早期检测的最可靠方法。快速简单的工程设计使系统搭建时间缩短了约30％。

凭借全球最广泛的工业齿轮箱系列，世界上最大的齿轮电机和联轴器系列，遍布全球的当地维护服务，创新的研发和工程技术，客户所面临的风险大大降低。无论用户的工作涉及到泵送、通风、压缩还是加工，这类更好的集成方式将给他们的工作带来显著的益处。