串珠繩鋸機(jī)控制方案(wjy)

匯川變頻器的繩鋸機(jī)控制方案摘要采用MD320變頻器控制繩鋸機(jī)具有配置簡(jiǎn)單、控制穩(wěn)定、調(diào)試方便的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞繩鋸機(jī)變頻器負(fù)荷控制繩鋸機(jī)工作示意圖一.概述繩鋸機(jī)是一種石材礦山開采機(jī)械,用于開采花崗巖.大理石等石礦,采用一臺(tái)主電機(jī)帶動(dòng)鋸繩沿近似跑道型的軌跡運(yùn)行,鋸繩套在已經(jīng)鑿開縫的石頭山上,一臺(tái)移動(dòng)電機(jī)經(jīng)減速器帶動(dòng)整個(gè)鋸床以一定的速度沿石頭被鋸開的方向向后移動(dòng),移動(dòng)速度必須根據(jù)主電機(jī)的負(fù)荷狀況和鋸繩所需的張緊力適時(shí)進(jìn)行調(diào)整.如果移動(dòng)速度太快,主電機(jī)負(fù)載增大,甚至過載,鋸繩承受的張力也會(huì)增大,如不及時(shí)調(diào)整速度就會(huì)繃斷鋸繩;反之如果移動(dòng)速度太慢,鋸繩張力太小,鋸繩會(huì)在石頭上打滑,切割效率降低,并且松馳的鋸繩還會(huì)打絞,以至絞斷鋸繩,所以在保證主電機(jī)負(fù)荷基本均勻和鋸繩合適的張緊力下提高鋸機(jī)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(shí)大時(shí)小,鋸床移動(dòng)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(zhǎng)沙等地都有生產(chǎn),主機(jī)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(jī)電流，然后根據(jù)切割過程電流的變化趨勢(shì)輸出0-10VDC來調(diào)整移動(dòng)電機(jī)速度，變頻器只作為執(zhí)行機(jī)構(gòu).有兩種電氣配置:1） 主機(jī)采用Y-△啟動(dòng)，只有移動(dòng)電機(jī)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(jìn)行控制負(fù)荷控制和移動(dòng)電機(jī)的速度控制等，國(guó)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(jī)和移動(dòng)電機(jī)都采用變頻器控制，也必須外加電流互感器PLC來進(jìn)行控制負(fù)荷控制和移動(dòng)電機(jī)的速度控制，還有斷繩立即停機(jī)等保護(hù)動(dòng)作.以上兩種方案的缺點(diǎn):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(diǎn)也多;調(diào)試麻煩,必須要PLC編程人員參與，整機(jī)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(dú)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(jī)運(yùn)行電流,監(jiān)視主機(jī)負(fù)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(duì)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(shí),可對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)行調(diào)節(jié);變頻器可以提供斷繩保護(hù)功能（即掉載保護(hù)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(jī)的控制，主電機(jī)的負(fù)荷和鋸繩的張緊度是兩個(gè)控制指標(biāo),能否合理利用電機(jī)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(dá)到控制要求,但從方案的簡(jiǎn)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(jī)實(shí)際運(yùn)行電流經(jīng)高速脈沖輸出口給移動(dòng)變頻器作為PID反饋值,手動(dòng)調(diào)節(jié)電位器經(jīng)模擬量All端口給移動(dòng)變頻器作為PID的給定值（最大給定與額定電流對(duì)應(yīng)），即手動(dòng)給定主機(jī)負(fù)載,移動(dòng)快慢保證負(fù)載平穩(wěn),主機(jī)轉(zhuǎn)速可另外給定,原理圖如下:方案優(yōu)點(diǎn):負(fù)載控制平穩(wěn),精確,能根據(jù)切割面的變化,及時(shí)調(diào)整移動(dòng)速度；缺點(diǎn):調(diào)試較麻煩,特別是PID的合理調(diào)整,為了保證移動(dòng)電機(jī)的單動(dòng)控制（頻率源AIl和PID切換）,必須單聯(lián)動(dòng)控制切換.二.采用頻率源疊加控制方式:將主電機(jī)實(shí)際運(yùn)行電流經(jīng)高速脈沖輸出口給移動(dòng)變頻器作為輔助頻率源（空載運(yùn)行電流對(duì)應(yīng)0%,額定電流對(duì)應(yīng)-X%），手動(dòng)調(diào)節(jié)電位器經(jīng)模擬量AI1端口給移動(dòng)變頻器作為主頻率源,將兩頻率源疊加作為移動(dòng)電機(jī)輸出頻率,即主頻率源減輔助頻率源,當(dāng)手動(dòng)給定和主機(jī)運(yùn)行電流不變時(shí),移動(dòng)電機(jī)移動(dòng)速度也保持不變,主機(jī)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(dòng)電機(jī)單聯(lián)動(dòng)控制不需切換）:

啟動(dòng)-J急停一7-RDI1+10VDI2匯川變頻器1—DMGNOO主速電位器rnHT移動(dòng)控制電位器DI4DI5bD320T37GTACOMTCUVW故障輸出匯川變頻器1—D34DIDICOMMD320T0.75GTATC啟動(dòng)-J急停一7-RDI1+10VDI2匯川變頻器1—DMGNOO主速電位器rnHT移動(dòng)控制電位器DI4DI5bD320T37GTACOMTCUVW故障輸出匯川變頻器1—D34DIDICOMMD320T0.75GTATCUVW一啟動(dòng)—急停一故障復(fù)位故瞳輸出方案優(yōu)點(diǎn):原理更簡(jiǎn)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(diǎn):負(fù)載調(diào)控及時(shí)性不如PID方式，不夠精確.頻率源疊加控制方式時(shí)的參數(shù)配置功能碼參數(shù)名稱主機(jī)(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(shí)間160.00.1F0-18減速時(shí)間160.00.1F1-01額定功率30KW0.7KW按電機(jī)銘牌設(shè)F1-02額定電壓380V380V按電機(jī)銘牌設(shè)F1-03額定電流60A2.2A按電機(jī)銘牌設(shè)F1-04額定頻率50HZ50HZ按電機(jī)銘牌設(shè)F1-05額定轉(zhuǎn)速760(8P)1440(4P)按電機(jī)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(shí)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(shí)間I

微分時(shí)間D

采樣周期

偏差極限

微分限幅

掉載檢測(cè)功能選擇

掉載檢測(cè)電流

掉載判斷時(shí)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(jī)上驗(yàn)證