技师教案变频器5.6 Microsoft Word 文档(12)

舒适性。采用软件化控制，外围设备简单，降低设备的成本。

4．变频调速特点

采用变频技术后，在很大程度上降低了扶梯起动时对电网的冲击，可有效改善电网的功率因数，降低无功损耗。在技术改造中，应考虑变频系统与原系统的并存，便于系统在发生故障时相互切换，不影响用户的使用。借用原系统的安全条件，加上变频器自身的安全环节使得改造后的系统更加安全可靠。

扶梯节能改造的设备费用与电能节约和机械磨损的费用相比，投入并不大，短期内即可收回投资。因此，扶梯变频改造技术不仅能提高现有扶梯的安全性能，而且还具有显著的经济效益和社会效益。

6.7 变频器在啤酒灌装线上的应用

啤酒灌装机属于压力灌装机，在高于大气压力情况下进行灌装。压力灌装机适用于含气体的液体灌装，如啤酒、汽水、香槟酒等。

灌装线的主要程序是：装有空瓶的箱子堆放在托盘上，由交流异步电动机驱动的输送带送到卸托盘机，将托盘逐个卸下，箱子随输送带送到卸箱机中，将空瓶从箱子中取出，空箱经输送带送到洗箱机，经清洗干净，再输送到装箱机旁，以便将盛有饮料的瓶子装入其中。从卸箱机取出的空瓶，由另一条输送带送入洗瓶机清洗和消毒，经瓶子检验机检验，符合清洁标准后进入灌装机和封盖机。饮料由灌装机装入瓶中。装好饮料的瓶子经封盖机加盖封住并输送到贴标机贴标，贴好标签后送至装箱机装入箱中再送到堆托盘机堆放在托盘上送入仓库。

总之，从洗瓶到灌装，都是在输送带上完成的。因此，为提高灌装效率便于随时调整输送带的速度，采用变频器和PLC控制是极为有效的控制手段。

6.7.1 系统的组成 1．工艺流程及控制方案

啤酒灌装线工艺流程示意图如图6-25所示。啤酒灌装线实质就是带式输送机，其负载机械特性为恒转矩。根据生产工艺要求，灌装机前面的输送带

分成

A段﹑B段﹑C段﹑D段﹑E段。M1﹑M2﹑M3分别为A﹑B﹑C段输送带的拖动电动机。D段输送带与灌装机形成机械联动，E段输送带由另一电动机拖动。

各段输送带上均安装有光电传感器检测空瓶流动速度。PLC根据空瓶流动速度，控制变频器输出频率，调整各段输送带的速度，使整个系统协调工作。

2．电气系统组成 电气控制系统原理如图6-26所示。采用4台三菱FR—A540系列变频器和1台型号为 FX2N-64MR 三菱PLC，以及外围电器组成控制系统。 1号、2号和

3号变频器分别控制电动机M1、M2、M3（主回路接线图略）。FMA﹑11是来自灌装机主变频器（图中未画出）0~10V的输出信号，经过线性电压隔离器的转换作为1号、2号和3号变频器的控制信号。

RP1～RP6为分压电位器。如图6-27所示为PLC控制的辅助继电器电路，

图中KA1～KA6为辅助继电器（PLC的输入端子略）。图6-26与图6-27中的PLC为同一个PLC，图6-27中的COM6接DC 24V电压，控制辅助继电器。

6.7.2 电气控制原理

1号、2号和3号变频器的调速控制方式有如下两种： 1．模拟量控制方式

来自灌装机主机变频器的模拟信号电压DC 0～10V，经过线性电压隔离器输出DC 0～10V模拟电压信号，再经过电位器分压作为1号、2号和3号变 频器的给定信号，进行开环调速。以控制电动机M1﹑M2﹑M3, 这样可做到输送带与灌装机速度很好匹配。模拟信号控制是通过辅助继电器KA1和KA2、KA3和KA4、KA5和KA6的组合来实现的，经RP1、RP2、RP3、RP4、RP5、RP6分压来控制变频器输出频率。在模拟控制方式的调整中，电位器分压比的调整是关键，通过在调试中的反复摸索，找出比较好的速度匹配方式。分压比一旦调好，就不能再随意改动。

2．多档速度控制方式

通过PLC编程，由PLC发出控制信号实现多档速度控制。PLC根据灌装机操作台发出的信号判断使用那种速度控制方式，又根据瓶流情况选择高低速运行。PLC的输出点Y10﹑Y11﹑Y12﹑Y13、Y20﹑Y21﹑Y22﹑Y23、Y24﹑Y25﹑Y26﹑Y27分别调节各个变频器的输出频率以达到多段输送带的速度协调，并与灌装机速度匹配。以1号变频器为例，PLC的输出点Y10、Y11、Y12、Y13用于多档速度控制。当Y10，Y11有输出时，变频器为低速运行；当Y10，Y12有输出时，为中速运行；当Y10，Y13有输出时为高速运行。2、3号变频器控制原理与此相同。三档速度分别设置为15Hz﹑30Hz﹑45Hz。

KA1闭合时变频器高速运行，KA2闭合时为低速运行；当KA1﹑KA2都断开时，变频器为最高速。通过编程，PLC根据操作台发出的信号，选择控制模拟量调速或多档速度调速的控制方式。三菱变频器的多档速度调速比模拟量调速有较高的优先级，这是在PLC编程中应该注意的问题。

6.7.3 变频器的选择及参数设置 1．变频器容量选择

根据输送带的电动机容量来选择变频器容量。输送带电动机是在额定功率以下工作的，因此，选择比电动机稍大容量的变频器即可。

2．变频器参数设置 （1）起动频率

考虑停机时会有空瓶在输送带上，为起动平稳，减小机械冲击力，防止由于加速度过大使空瓶滑倒，起动频率通常设置为5～10Hz。

（2）加减速时间

为了灌装机与输送带协调工作，加减速时间应适当设置长一些。 加速时间：Pr.7=10s 减速时间：Pr.8=2s （3）多档速度设置

输入端子RL、RM、RH功能设置： Pr.180=0 Pr.181=1

Pr.182=2 （4）各段频率设置

低速RL Pr.6=15(Hz) 中速RM Pr.5=30(Hz) 高速RH Pr.4=45(Hz)

工程实践表明，采用变频器与PLC控制，做到了输送带速度与灌装机速度的最佳匹配，运行稳定可靠，提高了生产效率，完全满足了啤酒灌装生产线输瓶带的调速要求。由此可见，这种控制方式也可用于其他需要速度配合的电动机变频调速系统。

6.8 变频器在龙门刨床上的应用

在机械加工行业中，龙门刨床被广泛应用于大工件的加工。传统龙门刨床采用交磁放大机直流电动机拖动的调速控制，设备造价高，效率低。如果将龙门刨床的刨台采用交流电动机拖动，且用变频器调速，则其节能效果极为显著。

6.8.1 龙门刨床的机械运动

被加工工件固定在龙门刨的刨台上，工件与刨刀之间做相对运动。刨刀除进给运动外，在加工过程中是不动的。因此，龙门刨床的机械运动就是刨台频繁的往复运动。而往复运动周期，就是指刨台做往复运动一次的速度变化过程。以国产A系列龙门刨为例，其往复运动周期如图6-28所示。

图中，V为线速度，t为时间。在t1～t1时间段的工作状态如下： t1段为刨刀切入工件阶段。刨刀在切入工件的瞬间，刨刀受到冲击易造成工件或刨刀崩坏。为减小冲击，此时速度V0应较低；t1段为切削阶段，刨台加速到正常切削速度Vf ，t3段为刨刀退出工件阶段，为防止工件边缘被崩坏，所以将刨台速度又降低为V0；t4段为返回阶段，返回过程是不切削工件的空行程，为节省返回时间提高加工效率，则返回速度应尽可能快些，其返回速度为Vr；

t5段为缓冲阶段，返回行程将要结束，再返回到工作速度之前，为减小对