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ENGLISH0755-88840386發(fā)布時間:2021-01-14 17:34:48 |來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
1 概述
干白粉是一種粉末狀化工產(chǎn)品, 過去用于成品包裝的干白粉定量包裝秤給料裝置,大多采用電機拖動的雙螺旋給料機。為保證控制系統(tǒng)精度和速度,雙螺旋給料機共有大、小兩級螺旋給料,初始狀態(tài)均處于停止位。 進入自動運行狀態(tài)時,當(dāng)物料重量達到大給料設(shè)定值時停止大給料電機并繼續(xù)保持小給料電機運轉(zhuǎn),當(dāng)物料重量達到最終設(shè)定值時,關(guān)閉小給料電機。 由于干白粉的流動性和螺旋給料機的機械慣性,再加上物料輸送的不均勻,定量包裝秤的動態(tài)精度很難穩(wěn)定控制。 基于上述問題,我們采用變頻器對干白粉定量包裝秤的給料裝置進行了技術(shù)改造!將雙螺旋給料機形式改為單螺旋給料機形式,即降低了生產(chǎn)成本,又提高了干白粉定量包裝秤的性能。
2 干白粉定量包裝秤的結(jié)構(gòu)組成
干白粉定量包裝秤為毛重式稱量方式, 結(jié)構(gòu)組成如圖1 所示:主要由儲料倉、螺旋給料機、截料裝置、稱重夾袋裝置、氣動部分以及電氣控制柜組成。
面粉定量包裝秤 干白粉定量包裝秤
3 主要技術(shù)指標(biāo)及參數(shù)
(1)定量包裝秤的描述
型 號:LCS―40―DL
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):Q/01E JH449-1998
準(zhǔn)確度等級:R61 X(0.2)
定 量 范 圍:25kg~40kg
稱 量 速 度:4袋/ 分鐘~6分鐘
檢定分度值:10g
工 作 溫 度: -10~+40℃
相 對 濕 度:≤90%(無結(jié)露)
電 源:AC187V ~ 242V;
AC353.4~406.6V;
功 率 約 :7kw
氣 源 壓 力:0.5~0.8MPa
耗 氣 量:0.4 m3/min
物 料 名 稱:干白粉
(2)傳感器
型號:B-XG-150G
等級:C3
最大載荷 Emax=150kg
(3)稱重顯示器
型號:XK3210
等級:3級
電源:AC187~242V
4 變頻器的原理及選用
(1)在交流調(diào)速中,交流電機調(diào)速公式為:
n = 60f (1-s)/P
n——電機轉(zhuǎn)速
f——電源頻率
s——轉(zhuǎn)差率
p——電機極對數(shù)
由交流電機調(diào)速公式可知, 改變 f 即可改變電動機的同步轉(zhuǎn)速。 而異步電動機的實際轉(zhuǎn)速總是低于同步轉(zhuǎn)速,且隨同步轉(zhuǎn)速而變化,這種通過改變 f實現(xiàn)的速度調(diào)節(jié)過程稱為變頻調(diào)速。
(2)選擇變頻器時,除了根據(jù)電機類別和螺旋給料機的生產(chǎn)效率和驅(qū)動功率外,還應(yīng)以實際電機電流作為選擇的依據(jù),電機的額定功率只能作為參考。另外,應(yīng)充分考慮變頻器的輸出含有豐富的高次諧波,會使電機的功率因數(shù)和效率變壞。 因此,用變頻器給電機供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較,電機的電流會增加 10%,而溫升會增加 20%。所以在選擇電機和變頻器時, 應(yīng)考慮到這種情況, 適當(dāng)留有余量,以防止溫升過高。影響螺旋給料機的使用壽命。
在進行了技術(shù)比較后我們選用了SANKEN 公司 IF-4.0 變頻器, 該變頻器采用了先進的驅(qū)動控制技術(shù),是一種低噪音高性能的變頻器,具有最佳控制電壓和電流矢量,可以最大限度地發(fā)揮電機的輸出轉(zhuǎn)矩,完全適用于干白粉的定量包裝控制技術(shù)要求。
5 變頻調(diào)速的硬件構(gòu)成
核心部件為IF-4.0K 變頻器和XK3210 稱重顯示控制器。XK3210稱重顯示控制器內(nèi)置簡易PLC,通過簡單的二次編程,可完成定量包裝秤的基本控制功能,適用于凈重式和毛重式定量包裝秤,其輸出 OUT1(大給料)和 OUT2(小給料)為無電壓繼電器輸出信號,可直接驅(qū)動 IF-4.0K 變頻器的調(diào)速輸入端 FR(1速)2DF(2速)。動力電源線 AC380V 通過空氣開關(guān)Q1 接至變頻器R、S、T 端子,螺旋輸送機電機接至變頻器 U、V、W端子。 原則上不要在變頻器和電機之間裝設(shè)交流接觸器,否則在變頻器運轉(zhuǎn)中,接觸器啟停引起的過大電流易損壞變頻器。
其中,定量稱重數(shù)據(jù)參數(shù)通過稱重顯示控制器設(shè)置,可設(shè)置提前量、最終定量值、延時時間等參數(shù)。螺旋給料機給料速度、過流過壓保護等參數(shù)通過變頻器操作面板可方便地調(diào)整。
6 變頻器的控制參數(shù)
變頻器的功能參數(shù)有基本運轉(zhuǎn)功能、加減速設(shè)定功能、運轉(zhuǎn)頻率設(shè)定功能、保護設(shè)定功能、其它調(diào)整功能、多功能端子選擇功能、無速度傳感器選擇功能、任選件功能等,部分參數(shù)設(shè)置如下:
7 減小 EMC 影響的主要措施
EMC即 “電磁兼容性”,它主要是指電氣設(shè)備在電磁環(huán)境中良好的工作能力, 并且不能產(chǎn)生在此環(huán)境中工作的其它設(shè)備所不能接受的電磁干擾。 變頻器通常運行在一個可能存在較高的電磁干擾(EMI)工業(yè)環(huán)境中,好的安裝可確保變頻器和定量包裝控制系統(tǒng)安全和無故障運行。
(1)確??刂乒裰械脑O(shè)備接地良好,使用短和粗的接地線連接到公共接地點或接地母排上。 特別重要的是,連接到變頻器的任何控制設(shè)備要與其共地,同樣也要使用短和粗的導(dǎo)線接地,最好采用在高頻時阻抗較低的扁平導(dǎo)體。
(2)安裝變頻器時,安裝板使用無漆鍍鋅鋼板,以確保變頻器的散熱器和安裝板之間有良好的電氣連接。
(3)為有效的抑制電磁波的輻射和傳導(dǎo),減少對稱重顯示控制器的影響,變頻器的電機電纜采用屏蔽電纜, 屏蔽層的電導(dǎo)約為每相導(dǎo)線芯電導(dǎo)的10%。
(4)控制電纜使用屏蔽電纜。控制電纜的屏蔽層應(yīng)直接在變頻器的內(nèi)部接地,另一側(cè)通過高頻小電容接地。 當(dāng)屏蔽層兩端的差模電壓不高和連接到同一地線上時,也可以將屏蔽層的兩端直接接地。 信號線和它的返回線絞合在一起,能減小感性偶合引起的干擾,絞合越靠近端子越好。 模擬信號的傳輸線使用雙屏蔽的雙絞線。 不同的模擬信號線獨立走線,有各自的屏蔽層,以減少線間的偶合。 數(shù)字信號線使用雙屏蔽的雙絞線,也可以使用單屏蔽的雙絞線。
(5)電機電纜獨立于其它電纜走線,同時避免電機電纜與其它電纜長距離平行走線,這樣才能減少變頻器輸出電壓快速變化而產(chǎn)生的電磁干擾。 如果控制電纜和電源電纜交叉,應(yīng)盡可能使它們垂直交叉走線。
(6) 設(shè)計控制柜時要注意EMC 的區(qū)域原則,把不同的設(shè)備規(guī)劃在不同的區(qū)域中。 每個區(qū)域?qū)υ肼暤陌l(fā)射和抗擾度有不同的要求,區(qū)域在空間上用金屬殼或在柜體內(nèi)用接地隔板隔離。
8 變頻器的使用效果
采用變頻器后, 干白粉定量包裝秤的螺旋給料機運行平穩(wěn),給料均勻,升降速平滑,無機械沖擊,對動態(tài)稱重數(shù)據(jù)影響很小。 主要表現(xiàn)在以下方面:
(1)變頻給料裝置精度高,系統(tǒng)保護功能完善。參數(shù)的優(yōu)化可通過人機界面設(shè)置修改,且發(fā)生故障后可直接將自診斷的結(jié)果顯示在人機界面上,縮短了檢修時間,大大提高了工作效率。
(2)延長了電動機的使用壽命。由于電動機的啟停電流為額定電流的5~7倍,沖擊轉(zhuǎn)矩很大,影響電機的使用壽命。 變頻啟動是一種軟啟動方式,可避免對電機的機械沖擊,且保護了設(shè)備,減少了設(shè)備的磨損。 正常使用時,由于電動機轉(zhuǎn)速一般都降至額定轉(zhuǎn)速以下,設(shè)備的磨損大大減少。
(3)可靠的保護措施。變頻器通過自身設(shè)置的參數(shù)很容易實現(xiàn)過流、過壓、欠壓等保護措施。
(4)控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,電機經(jīng)濟運行,節(jié)能效果明顯。
9 結(jié)束語
采用變頻器后的干白粉定量包裝秤運行平穩(wěn)可靠,定量控制精度高,自投入使用以來取得了良好的效果,操作維修簡單方便,降低了維護費用,達到了系統(tǒng)設(shè)計的要求,受到了用戶的好評,并給用戶帶來了良好的經(jīng)濟效益。
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