變頻器在動(dòng)態(tài)電子皮帶秤中的應用論文

　　1 概 述

　　動(dòng)態(tài)電子皮帶秤可對散狀固體物料在輸送過(guò)程中進(jìn)行稱(chēng)重，實(shí)現對瞬時(shí)流量和累計流量的測量，并進(jìn)行流量控制。在進(jìn)行流量控制過(guò)程中，系統將瞬時(shí)流量與設定流量做比較，進(jìn)行PID運算，運算結果信號輸送給變頻器以調整其輸出頻率，進(jìn)而改變輸送帶電機轉速實(shí)現對物料流量的控制。本文以以西門(mén)子S7-300 PLC和丹佛斯VLT2800型變頻器為例，介紹變頻器在動(dòng)態(tài)電子皮帶秤流量控制中的應用。

　　2 應用電子案例

　　2.1 工作原理

　　某企業(yè)所使用的動(dòng)態(tài)電子皮帶秤結構及控制、監控系統，如圖1所示。

　　當物料通過(guò)秤架時(shí)，秤重裝置(7)中的重量傳感器(2)形成mV級的物料重量信號，經(jīng)過(guò)放大器(1)處理后輸出0-10V電壓信號P，PLC中的模擬量輸入模塊從放大器接收到該信號，對其進(jìn)行A/D轉換，形成數字重量信號Mp。通過(guò)PLC中的計數模塊，可從安裝于輸送帶電機(5)尾部的旋轉編碼器(6)獲取輸送帶運行速度的脈沖電壓信號，經(jīng)過(guò)處理、計算可得出輸送帶運行速度Mv。對電子皮帶秤進(jìn)行實(shí)物標定時(shí)，可對流量系數Km進(jìn)行校準。

　　根據Mp、Mv、Km的實(shí)際值，可得出實(shí)際流量

　　Qn=Mp×Mv×Km。

　　在該套系統中，系統對實(shí)際流量Qn進(jìn)行三方面處理：

　�、僦苯语@示Qn;

　�、趯�Qn做積分運算，得出物料通過(guò)電子皮帶秤的累積重量，并顯示該數據;

　�、叟c設定流量Qp作比對，進(jìn)行PID運算，并將輸出信號通過(guò)模擬量輸出模塊的D/A轉換后傳遞給輸送帶電機變頻器，以改變輸送帶電機轉速進(jìn)而實(shí)現對物料流量的控制。

　　通過(guò)上文的描述得出，因為Mp取決于實(shí)際物料重量，Km為常數，所以物料流量的控制在于調整Mv，故PLC對輸送帶電機變頻器的控制是穩定流量的關(guān)鍵。

　　2.2 控制系統

　　2.2.1 PLC組態(tài)

　　打開(kāi)STEP7軟件，新建項目-插入SIMATIC 300站點(diǎn)，組態(tài)形式見(jiàn)表1。

　　2.2.2 電路圖

　　數字量輸入輸出模塊及變頻器接線(xiàn)，如圖2、圖3所示。

　　電子皮帶秤在自動(dòng)運行模式下，數字量輸出點(diǎn)12為繼電器KA2線(xiàn)圈(13，14)提供電流，繼電器KA2的常開(kāi)觸點(diǎn)(5，9)閉合以保持變頻器啟動(dòng)信號有效。當物料通過(guò)電子皮帶秤時(shí)，系統為控制物料流量而進(jìn)行PID運算，模擬量輸出模塊將運算結果轉換為0～10 V的電壓信號傳輸給變頻器的53端子以進(jìn)行頻率調整，進(jìn)而控制輸送帶電機的轉速。

　　電子皮帶秤在應急手動(dòng)運行模式下，繼電器KA1線(xiàn)圈(13，14)得電，繼電器KA1常開(kāi)觸點(diǎn)(5，9)(8，12)閉合，常閉觸點(diǎn)(1，9)(4，12)斷開(kāi)，致使變頻器運行頻率不再由PID運算結果信號進(jìn)行控制，而是由旋鈕式電位器RP1通過(guò)調整端子50的輸出電壓進(jìn)行頻率調節。

　　在禁控模式下，數字量輸出點(diǎn)13為繼電器KA3線(xiàn)圈(13，14)提供電流，繼電器KA3的常閉觸點(diǎn)(1，9)斷開(kāi)，變頻器啟動(dòng)信號無(wú)法保持，致使輸送帶電機不運行。

　　2.3 變頻器參數設置

　　2.3.1 電機相關(guān)參數設置

　　按下[QUICK MENU]鍵，參照電機銘牌，對以下參數進(jìn)行設置：

　�、賲�數102：電機額定功率;

　�、趨�數103：電機額定電壓;

　�、蹍�數104：電機額定頻率;

　�、軈�數105：電機額定電流;

　�、輩�數106：電機額定轉速。

　　2.3.2 控制參數設置

　　同時(shí)按下[QUICK MENU]+[+]鍵，對以下參數進(jìn)行設置：

　�、賲�數002本機/遠程操作=遠程操作[0]：通過(guò)控制端子及變頻器面板按鍵控制變頻器;

　�、趨�數017跳閘的本地復位=有效[1]：變頻器出現故障時(shí)，可通過(guò)面板上的復位鍵進(jìn)行復位;

　�、蹍�數201頻率輸出下限=0，參數202頻率輸出上限=50：限定變頻器輸出頻率范圍;

　�、軈�數302數字輸入=啟動(dòng)[7]：使用端子18作為啟動(dòng)信號輸入點(diǎn);

　�、輩�數304數字輸入=無(wú)作用[0]：給端子27輸入信號無(wú)實(shí)際作用;

　�、迏�數308模擬輸入=參考值[1]，參數309端子53最小標度=0 V，參數310端子53最大標度=10 V：使用電壓值為0～10 V的模擬量信號進(jìn)行頻率調節。

　　2.4 程序編寫(xiě)

　　調用FB41功能塊，實(shí)現流量控制PID運算并進(jìn)行輸送帶電機變頻器的頻率調整。相關(guān)參數設定值，見(jiàn)表2。表中未涉及參數值為空，即采用默認值。

　　3 結語(yǔ)

　　通過(guò)上述程序編寫(xiě)、系統組態(tài)及參數設置，可實(shí)現PLC對輸送帶變頻器頻率的調整，進(jìn)而實(shí)現電子皮帶秤對物料流量的控制。

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