串珠繩鋸機控制方案(wjy)

匯川變頻器的繩鋸機控制方案摘要采用MD320變頻器控制繩鋸機具有配置簡單、控制穩(wěn)定、調(diào)試方便的特點。關(guān)鍵詞繩鋸機變頻器負荷控制繩鋸機工作示意圖一.概述繩鋸機是一種石材礦山開采機械,用于開采花崗巖.大理石等石礦,采用一臺主電機帶動鋸繩沿近似跑道型的軌跡運行,鋸繩套在已經(jīng)鑿開縫的石頭山上,一臺移動電機經(jīng)減速器帶動整個鋸床以一定的速度沿石頭被鋸開的方向向后移動,移動速度必須根據(jù)主電機的負荷狀況和鋸繩所需的張緊力適時進行調(diào)整.如果移動速度太快,主電機負載增大,甚至過載,鋸繩承受的張力也會增大,如不及時調(diào)整速度就會繃斷鋸繩;反之如果移動速度太慢,鋸繩張力太小,鋸繩會在石頭上打滑,切割效率降低,并且松馳的鋸繩還會打絞,以至絞斷鋸繩,所以在保證主電機負荷基本均勻和鋸繩合適的張緊力下提高鋸機切割效率是控制的關(guān)鍵,由于礦山形狀的不規(guī)則性,橫切面自然也時大時小,鋸床移動速度必須相應(yīng)調(diào)整.目前福建,河南,山東,廣東云浮及湖南長沙等地都有生產(chǎn),主機功率一般從11KW到55KW都有，以30KW,37KW和45KW居多，大都采用PLC經(jīng)電流互感器讀取主機電流，然后根據(jù)切割過程電流的變化趨勢輸出0-10VDC來調(diào)整移動電機速度，變頻器只作為執(zhí)行機構(gòu).有兩種電氣配置:1） 主機采用Y-△啟動，只有移動電機采用變頻控制，目的是為了降低成本，但必須外加電流互感器和PLC來進行控制負荷控制和移動電機的速度控制等，國內(nèi)早期很多是這種配置，一次投資少，但能耗高，現(xiàn)在已很少采用.2） 主機和移動電機都采用變頻器控制，也必須外加電流互感器PLC來進行控制負荷控制和移動電機的速度控制，還有斷繩立即停機等保護動作.以上兩種方案的缺點:電流互感器和模擬量輸入輸出模塊在礦山水，粉塵等惡劣環(huán)境下易損壞，且配置較繁瑣，接線多，故障點也多;調(diào)試麻煩,必須要PLC編程人員參與，整機成本也較高.二.匯川變頻器的控制方案充分利用匯川矢量型變頻器的獨特功能:多功能模擬量輸出和脈沖輸出口可以直接監(jiān)視電機運行電流,監(jiān)視主機負荷無須另加電流互感器;具有靈活的頻率源疊加方式,輔助頻率源可以相對主頻率源或最大頻率調(diào)整;3?真正的電流矢量變頻器，極好的低頻力矩特性,0.5Hz即可滿轉(zhuǎn)矩輸出；在速度控制模式下,采用電流矢量控制時,可對輸出轉(zhuǎn)矩進行調(diào)節(jié);變頻器可以提供斷繩保護功能（即掉載保護非標(biāo)）基于以上功能我們可以完全不用電流互感器和PLC即可完成繩鋸機的控制，主電機的負荷和鋸繩的張緊度是兩個控制指標(biāo),能否合理利用電機輸出功率是保證最大切割效率的關(guān)鍵,有兩種方案可以達到控制要求,但從方案的簡單易用性方面考慮,在滿足控制要求的前提下,我們推薦采用第二種方案.一.PID控制方式:將主電機實際運行電流經(jīng)高速脈沖輸出口給移動變頻器作為PID反饋值,手動調(diào)節(jié)電位器經(jīng)模擬量All端口給移動變頻器作為PID的給定值（最大給定與額定電流對應(yīng)），即手動給定主機負載,移動快慢保證負載平穩(wěn),主機轉(zhuǎn)速可另外給定,原理圖如下:方案優(yōu)點:負載控制平穩(wěn),精確,能根據(jù)切割面的變化,及時調(diào)整移動速度；缺點:調(diào)試較麻煩,特別是PID的合理調(diào)整,為了保證移動電機的單動控制（頻率源AIl和PID切換）,必須單聯(lián)動控制切換.二.采用頻率源疊加控制方式:將主電機實際運行電流經(jīng)高速脈沖輸出口給移動變頻器作為輔助頻率源（空載運行電流對應(yīng)0%,額定電流對應(yīng)-X%），手動調(diào)節(jié)電位器經(jīng)模擬量AI1端口給移動變頻器作為主頻率源,將兩頻率源疊加作為移動電機輸出頻率,即主頻率源減輔助頻率源,當(dāng)手動給定和主機運行電流不變時,移動電機移動速度也保持不變,主機轉(zhuǎn)速可另外給定,原理圖如下（接線和PID控制方式差不多,只是移動電機單聯(lián)動控制不需切換）:

啟動-J急停一7-RDI1+10VDI2匯川變頻器1—DMGNOO主速電位器rnHT移動控制電位器DI4DI5bD320T37GTACOMTCUVW故障輸出匯川變頻器1—D34DIDICOMMD320T0.75GTATC啟動-J急停一7-RDI1+10VDI2匯川變頻器1—DMGNOO主速電位器rnHT移動控制電位器DI4DI5bD320T37GTACOMTCUVW故障輸出匯川變頻器1—D34DIDICOMMD320T0.75GTATCUVW一啟動—急停一故障復(fù)位故瞳輸出方案優(yōu)點:原理更簡單,一般電工即可完成調(diào)試工作,操作也更方便,完全能滿足工藝要求缺點:負載調(diào)控及時性不如PID方式，不夠精確.頻率源疊加控制方式時的參數(shù)配置功能碼參數(shù)名稱主機(30KW)牽引(0.75KW)備注F0-01控制方式00開環(huán)矢量控制F0-02命令源選擇11端了控制F0-03主頻率源X選擇22F0-04輔助頻率源Y選擇05F0-05輔助頻率源Y范圍選擇00F0-06輔助頻率源Y范圍100%100%F0-07頻率源選擇01F0-10取大頻率50100F0-12上限頻率50100F0-14下限頻率00F0-17加速時間160.00.1F0-18減速時間160.00.1F1-01額定功率30KW0.7KW按電機銘牌設(shè)F1-02額定電壓380V380V按電機銘牌設(shè)F1-03額定電流60A2.2A按電機銘牌設(shè)F1-04額定頻率50HZ50HZ按電機銘牌設(shè)F1-05額定轉(zhuǎn)速760(8P)1440(4P)按電機銘牌設(shè)F4-00DI1端子功能選擇11F4-01DI2端子功能選擇02F4-02DI3端子功能選擇00

F4-04F4-30F4-31F4-32F5-06F5-07F6-10FA-00FA-01F4-04F4-30F4-31F4-32F5-06F5-07F6-10FA-00FA-01FA-02FA-03FA-05FA-06FA-07FA-08FA-09FA-10FE-00FE-01FE-02DI5端子功能選擇

PULSE（脈沖）輸入最大頻率

PULSE（脈沖）輸入最大頻率

PULSE（脈沖）輸入濾波時間

FMP輸出選擇AO1輸出選擇 停車方式PID給定源PID鍵盤給定

PID反饋源PID作用方向

比例增益P

積分時間I

微分時間D

采樣周期

偏差極限

微分限幅

掉載檢測功能選擇

掉載檢測電流

掉載判斷時間201050.0%00140.0%2.050.0KHZ 適當(dāng)調(diào)整保證靈敏度-100%適當(dāng)調(diào)整保證靈敏度0.050150.0%40（正作用）0.000.010.0%0.0%適當(dāng)調(diào)整保證靈敏度適當(dāng)調(diào)整保證靈敏度三.結(jié)束語:以上兩種方案已在福建泉州華僑大學(xué)校辦企業(yè)—華大超硬工具科技有限公司生產(chǎn)的串珠金剛石繩鋸機上驗證