智能主令、變頻控制在單斗卷?yè)P(yáng)的應(yīng)用
| 一、概述 卷?yè)P(yáng)上料小車是活性石灰豎窯及其它工業(yè)豎窯的主要生產(chǎn)設(shè)備之一。廣泛用于冶金、有色金屬行業(yè)等。卷?yè)P(yáng)上料小車在整個(gè)系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用,該設(shè)備能否正常運(yùn)行直接影響爐況、產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。 福建三鋼（集團(tuán)）有限責(zé)任公司氣燒窯各采用一套單斗卷?yè)P(yáng)變頻設(shè)備，每套設(shè)備配備VT230S-022H變頻器，制動(dòng)單元及制動(dòng)電阻,利用智能主令靈活進(jìn)行卷?yè)P(yáng)位移及速度控制。 二、主設(shè)備簡(jiǎn)介 1．單斗卷?yè)P(yáng) 主要由斜橋（全長(zhǎng)約35m），上料小車、配重、卷?yè)P(yáng)、驅(qū)動(dòng)裝置組成，是上料系統(tǒng)的核心設(shè)備。 2．智能主令控制器 原有卷?yè)P(yáng)行程控制采用凸輪控制器來(lái)完成，控制精度低，調(diào)整極為繁瑣且常易發(fā)生上料小車墜入爐內(nèi)的重大設(shè)備事故。ZNLK系列智能主令控制器，具有運(yùn)行可靠、響應(yīng)速度快、分辨率高、控制準(zhǔn)確、調(diào)整方便、狀態(tài)存儲(chǔ)等優(yōu)點(diǎn)。主要由主控單元（S7-200PLC，觸摸操作面板），現(xiàn)場(chǎng)變送單元（旋轉(zhuǎn)編碼器及傳動(dòng)裝置），連接電纜組成。智能主令通過(guò)檢測(cè)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)得到準(zhǔn)確的位移量,系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)到不同的位移信號(hào)來(lái)發(fā)出指令去控制明電舍變頻器啟停,變速運(yùn)行來(lái)完成整套設(shè)備的控制. 3．VT230S高性能交流調(diào)速器——新一體化交流驅(qū)動(dòng)裝置 3．1、ACL交流進(jìn)線電抗器 如果供電變壓器的容量大于變頻器的容量的10倍應(yīng)安裝該裝置,以保護(hù)變頻器（與電源平衡）.該裝置可以有效的改善功率因素（將達(dá)到大約0.9）,并能抑制電流中的高次諧波. 3．2、DCL直流電抗器 該裝置可有效改善變頻器輸入端的功率因素（將達(dá)到大約0.9）,并一如交流電抗器能與電源側(cè)的交流電抗器相平衡. 3．3、EMC濾波器 該裝置可有效抑制變頻器產(chǎn)生的電磁干擾,這種電磁干擾是通過(guò)無(wú)線電頻帶中的電磁輻射耦合到電網(wǎng)中.該裝置可使用變頻器與周邊裝置相平衡. 3．4、DBU制動(dòng)組件 當(dāng)電機(jī)使用動(dòng)態(tài)制動(dòng)方式停車選用該單元. 3．5、一體化多模式驅(qū)動(dòng) ● 無(wú)傳感器矢量控制 ● 有傳感器高性能矢量控制 ● PM驅(qū)動(dòng)節(jié)能 ● V/F變轉(zhuǎn)矩控制 ● V/F恒轉(zhuǎn)矩控制 3．6、操作簡(jiǎn)單 ● 旋鈕 ● 矢量控制自動(dòng)調(diào)整 ● 支持PC軟件驅(qū)動(dòng) 3．7、友好的環(huán)境設(shè)計(jì) ● 軟聲PWM ● 在IM驅(qū)動(dòng)中具有PM驅(qū)動(dòng)能力和節(jié)能功能 三、系統(tǒng)配置及工作原理 每窯各配置一套單斗卷?yè)P(yáng)智能主令控制器、變頻器，每套VT230S-022H變頻器各配有制動(dòng)單元及制動(dòng)電阻。主回路配有電流繼電器。等短路，接地等保護(hù)。 1、單斗卷?yè)P(yáng)原理及工藝分析 工作原理： 三鋼礦山石灰窯，料車軌道長(zhǎng)35m，根據(jù)石灰豎窯生產(chǎn)工藝要求，啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)小車的上升按扭信號(hào)后，變頻器控制卷?yè)P(yáng)電機(jī)帶動(dòng)載料小車按低速運(yùn)行。運(yùn)行上升約3.5m約6S后載料小車上升速度由低速變高速，到頂前約3.5m載料小車上升速度由高速變低速，載料小車到頂?shù)沽蠒r(shí)間約10S，到底后開(kāi)始啟動(dòng)振動(dòng)給料機(jī)給料，料滿后開(kāi)始第二個(gè)周期過(guò)程。整個(gè)上料周期根據(jù)爐況及產(chǎn)量而進(jìn)行調(diào)整。載料小車的運(yùn)行模式由智能主令控制器和PLC來(lái)控制, 運(yùn)行速度由變頻器調(diào)節(jié)。 控制方案： ?。?） 系統(tǒng)采用單斗載料方式，其控制過(guò)程為:當(dāng)單斗下降到底部后，振動(dòng)給料機(jī)將已稱好的原料混勻倒入單斗之中，稱量斗料門(mén)關(guān)閉后,PLC發(fā)出命令給小車,單斗開(kāi)始上升，其運(yùn)行遵循設(shè)定曲線按慢-快-慢實(shí)現(xiàn)礦車的上升、下降。變速點(diǎn)由主令控制器控制,靠控制變頻器按多步速度運(yùn)行來(lái)完成。所以，主令控制器在控制單斗上升、下降過(guò)程中需要6個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)，即上加速、上減速、上到位、下加速、下減速、下到位。 ?。?） 為了確保載料小車在生產(chǎn)過(guò)程中準(zhǔn)確無(wú)誤地運(yùn)行，在 PLC中我們必須設(shè)置以下幾個(gè)條件變量: 小車上升信號(hào)、小車停止信號(hào) 、小車機(jī)械部分無(wú)故障信號(hào)、卷?yè)P(yáng)電機(jī)沒(méi)有上過(guò)卷、鋼絲繩松開(kāi)關(guān)未動(dòng)作、手動(dòng)事故開(kāi)關(guān)未動(dòng)作、變頻器無(wú)故障、小車到底等待信號(hào)。 當(dāng)卷?yè)P(yáng)工作時(shí)，操作盤(pán)上設(shè)有自動(dòng)上料按鈕,如果PLC接受到條件參數(shù)都滿足，且自動(dòng)上料按鈕按下，小車才能延時(shí)上升,在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中,PLC不斷接收信號(hào)并在畫(huà)面上顯現(xiàn)小車位移量。 ?。?） 變頻控制系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)定啟動(dòng)頻率,第一運(yùn)行速度、第二運(yùn)行速度等多點(diǎn)速度（具體何時(shí)變速由智能主令控制器發(fā)出）。逆變器運(yùn)行的條件是接到上升、下降命令，此命令由PLC根據(jù)運(yùn)行約束條件輸出上升、下降點(diǎn)來(lái)控制。 上述兩個(gè)條件具備后，逆變器就輸出可變頻率的電源，電機(jī)隨之平滑、無(wú)級(jí)調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)，如果運(yùn)行中出現(xiàn)欠壓、過(guò)載、過(guò)流等運(yùn)行約束條件出現(xiàn)。綜合報(bào)警就會(huì)動(dòng)作，切斷控制回路，同時(shí)在逆變器面板上的數(shù)字監(jiān)視器顯示相應(yīng)的故障信號(hào)。為了保證載料小車上料周期，提高產(chǎn)量，減少小車故障。載料小車在上升或下降過(guò)程中，運(yùn)行狀態(tài)分成三個(gè)階段:加速段、恒速段、減速段。其中4個(gè)變速點(diǎn)（上升、下降各2個(gè)）是通過(guò)智能主令控制器發(fā)出信號(hào)給變頻器，來(lái)實(shí)現(xiàn)低速—高速—低速的變換。 |
