0 引言

碳素成型機(jī)是碳素廠的關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備，主要完成計(jì)量、原料輸送、高壓震動(dòng)成型、出料幾步工序，以艾默生TD3000 系列變頻器和三菱PLC 相結(jié)合，完成了對(duì)送料小車電機(jī)和震動(dòng)電機(jī)的控制。

1 系統(tǒng)工作要求

1.1 主要設(shè)備配置

小車電機(jī)功率3.7 kW，額定電流7.5 A;

震動(dòng)電機(jī)兩臺(tái)，單機(jī)功率8.5kW,額定電流18.4A。

1.2 工作流程

小車工作程序如圖1 所示。

小車將原料從起點(diǎn)S1送到終點(diǎn)S4，再從終點(diǎn)S4返回到起點(diǎn)S1，為了提高工作效率，要求加減速時(shí)間盡量短。工作頻率為35Hz，低速頻率為10Hz。

震動(dòng)電機(jī)的工作程序如圖2 所示。

由圖2 知有兩種震動(dòng)速度，高速震動(dòng)頻率為50 Hz，低速震動(dòng)頻率為15 Hz，負(fù)載為偏心輪，15~25 Hz為機(jī)械共振帶。停車時(shí)間要求限制在20 s之內(nèi)。

2 改造方案

為了節(jié)約投資，提高效率，根據(jù)工藝特點(diǎn)，小車電機(jī)和震動(dòng)電機(jī)不同時(shí)工作，但是，兩臺(tái)震動(dòng)電機(jī)要求同時(shí)工作，速度一致。所以我們選用一臺(tái)變頻器完成對(duì)小車電機(jī)和震動(dòng)電機(jī)的控制以及兩種不同的控制過程。如圖3 所示。

通過交流接觸器的機(jī)械連鎖，實(shí)現(xiàn)兩組電機(jī)之間的獨(dú)立工作，由于變頻器不能對(duì)不同功率的電機(jī)實(shí)施保護(hù)，所以電機(jī)配備了單獨(dú)的熱繼電器KH1、KH2、KH3。

在兩種控制過程中一共有10 Hz、35 Hz、15 Hz、50 Hz 四種工作頻率。我們采用了多段速工作方式，通過多功能端子X1、X2、X3的組合切換來實(shí)現(xiàn)。

控制框圖如圖4所示。

為了避免機(jī)械共振對(duì)設(shè)備造成損壞，設(shè)定跳躍頻率為20 Hz，跳躍范圍為5 Hz，有效地避開了共振帶，取得了很好的效果。

在兩種工作方式中，雖然負(fù)載特性不同，但是皆要求有較短的加速、減速時(shí)間，所以配了1500kW、40 W的制動(dòng)電阻。小車電機(jī)功率小，只有3.7 kW，我們選擇了較短的加減速時(shí)間———2 s，通過設(shè)定加速時(shí)間2 和減速時(shí)間2，并且采用多功能端子X5相配合來實(shí)現(xiàn)，工作情況良好。震動(dòng)電機(jī)負(fù)載較大，而且為偏心輪負(fù)載，要求啟動(dòng)力矩大，啟動(dòng)時(shí)間長，開始我們選用直線加減速方式，加速時(shí)間從小到大逐步調(diào)整，電機(jī)啟動(dòng)電流較大，最大可到50A，經(jīng)常出現(xiàn)(E001)變頻器加速運(yùn)行過電流;減速時(shí)慣量較大，減速時(shí)間長，采用自由停機(jī)，從高速震動(dòng)到完全停機(jī)需要85 s左右。所以對(duì)參數(shù)的設(shè)定有較高的要求，為了適應(yīng)負(fù)載的工作特性，經(jīng)過反復(fù)的調(diào)整，我們采用了S 曲線加減速的方式，并將S 曲線起始時(shí)間調(diào)整為30%，S曲線上升段時(shí)間調(diào)整為31%。加速時(shí)間1 調(diào)整為36 s，減速時(shí)間1調(diào)整為16 s，獲得了最好的控制效果。啟動(dòng)電流比直線加減速方式降低10 A左右，降到40 A 以下，避免了頻繁出現(xiàn)的變頻器加速運(yùn)行過電流(E001)。

采用減速停機(jī)配合直流制動(dòng)的工作方式，停車時(shí)間為13 s，只有自由停車時(shí)間的1/6。根據(jù)具休工藝情況，對(duì)低速震動(dòng)和故障報(bào)警采用了自由停車方式。

3 變頻器參數(shù)設(shè)置

變頻器參數(shù)設(shè)置如表1 所列。

4 結(jié)語

利用變頻器多種控制方式的相互配合，取得了較好的控制效果。系統(tǒng)不僅運(yùn)行平穩(wěn)而且高效、節(jié)能。在本次調(diào)試過程中，通過和多種進(jìn)口變頻器的比較，對(duì)TD3000 系列變頻器有了進(jìn)一步的了解，不僅功能豐富，而且質(zhì)量好。同時(shí)也對(duì)艾默生技術(shù)人員及時(shí)周到的技術(shù)支持表示感謝。但是由于負(fù)載為一施二，所以，其矢量控制功能沒有得到充分的利用。