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| 變頻器在配料系統(tǒng)中的應(yīng)用 | 2020-01-07 |
| 介紹 灌裝是精細(xì)化工廠生產(chǎn)過程中非常重要的工序。后向配料系統(tǒng)不僅效率低，而且灌裝不準(zhǔn)確。人工操作還將人為因素引入灌裝過程，使得生產(chǎn)中難以實現(xiàn)工藝配方，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定和進(jìn)一步提高。因此，實現(xiàn)高精度自動灌裝對工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)具有重要意義。原配料系統(tǒng)采用模擬電路控制滑動電機(jī)進(jìn)行速度控制。由于電機(jī)速度控制方法特性差，低速時效率低，現(xiàn)場外部工作環(huán)境非常惡劣，并且存在大量工業(yè)粉塵，容易進(jìn)入滑移電機(jī)，造成磨損、粘滯等現(xiàn)象。維護(hù)保養(yǎng)麻煩，造成許多工作故障，影響正常生產(chǎn)。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，原有配料系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造。封閉式鼠籠電機(jī)速度由無級變速變頻器控制，變頻器由稱重灌裝機(jī)控制。配料系統(tǒng)通過傳送帶按一定比例依次輸送生產(chǎn)所需的原料和輔料，提高了配料系統(tǒng)的灌裝精度和穩(wěn)定性。 2變頻調(diào)速原理 2.1變頻調(diào)速的工作原理 根據(jù)該公式，當(dāng)電機(jī)結(jié)構(gòu)不變時，如果電源頻率F1連續(xù)可調(diào)，則電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速也連續(xù)可調(diào)。因為異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n總是略低于同步轉(zhuǎn)速，所以當(dāng)n 0連續(xù)可調(diào)時，n也是連續(xù)可調(diào)的。因此，即使通過改變電源頻率，也可以通過改變參數(shù)F1來實現(xiàn)電機(jī)速度調(diào)節(jié)。當(dāng)頻率f在0 ~ 50 Hz范圍內(nèi)變化時，電機(jī)速度調(diào)節(jié)范圍非常寬。事實上，僅僅改變電機(jī)的頻率不能獲得良好的變頻特性，磁通量太弱，電機(jī)的磁通量沒有得到充分利用，這是一種浪費；如果你想增加磁通量，又會怎么樣 使磁通量飽和，這會導(dǎo)致勵磁電流過大。在嚴(yán)重的情況下，電機(jī)會因繞組過熱而損壞。為此，應(yīng)在降低頻率的同時降低電壓，這需要頻率和電壓的協(xié)調(diào)控制，即變頻變壓調(diào)速(VVVF)，簡稱變頻調(diào)速。 2.2逆變器的功能 逆變器是一種三相交流電源，將固定頻率(通常為50 Hz)的交流(三相或單相)轉(zhuǎn)換為連續(xù)可調(diào)頻率(大多為0 ~ 400 Hz)。一般由整流器、逆變器、中間電路、保護(hù)電路和控制電路組成?？刂齐娐房刂浦麟娐?，整流電路將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，中間電路平滑整流電路的輸出，逆變器電路將直流電轉(zhuǎn)換成交流電。 3配料系統(tǒng)的控制方案 3.1配料系統(tǒng)控制方案 配料系統(tǒng)由稱重灌裝機(jī)和防爆電子秤組成的兩級計算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)組成，通過現(xiàn)場總線與現(xiàn)場稱重儀表、控制計算機(jī)、配料系統(tǒng)、變頻器等智能較高、處理速度較快的液體灌裝機(jī)連接。PLC主要負(fù)責(zé)配料系統(tǒng)的故障檢測、顯示和報警，同時向變頻器輸出信號，變頻器調(diào)節(jié)帶式輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速。防爆電子秤測量瞬時流量，上位機(jī)給出設(shè)定流量，實時測量不同。工業(yè)控制中廣泛使用的PID控制是用來進(jìn)行實際流量控制的。根據(jù)流量偏差，采用配料系統(tǒng)的PID閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)圖計算控制量。變頻器調(diào)節(jié)皮帶防爆電子秤的速度，并調(diào)節(jié)給定量等于設(shè)定值，完成自動灌裝過程。 3.2配料系統(tǒng)控制流程 配料系統(tǒng)開始工作時，灌裝生產(chǎn)線啟動，防爆電子秤實時稱重計量，處理器計算實時流量和累計流量。一方面，所有輔料按比例同時混合計量，按配方工藝要求添加。另一方面，如果設(shè)定流量和實際流量之間存在偏差，調(diào)節(jié)器根據(jù)配料系統(tǒng)的控制要求比較設(shè)定值和實際流量之間的偏差，并通過PID調(diào)節(jié)改變輸出信號，以控制變頻器對輸送電機(jī)的速度調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)流量控制。 4.變頻調(diào)速配料系統(tǒng)的組成 4.1三菱FR-A540系列變頻器的特點 三菱變頻器是一款采用磁通矢量控制技術(shù)、脈寬調(diào)制原理和智能功率模塊的高性能變頻器。其功率范圍為0.4 ~ 315千瓦。三菱FR-A540系列變頻器具有以下特點: (1)采用磁通矢量控制技術(shù)。在無速度稱重模塊的開環(huán)控制下，調(diào)速范圍為1:120；在速度稱重模塊的閉環(huán)控制下，速度調(diào)節(jié)范圍為1: 1000。低速旋轉(zhuǎn)時扭矩是均勻的。 (2) SPWM原理和智能功率模塊，逆變器具有更好的輸出功率、更低的噪聲和更強(qiáng)的抗干擾性能。 (3)停電時減速停止功能、內(nèi)置PID控制功能、變頻/工頻切換功能和順序控制功能。 (4)現(xiàn)場總線通信功能符合國際標(biāo)準(zhǔn)。 變頻器在配料系統(tǒng)中的應(yīng)用 調(diào)整實際流量控制方案，并根據(jù)變頻器的運行方式設(shè)定其參數(shù)，從而達(dá)到自動調(diào)節(jié)皮帶防爆電子秤轉(zhuǎn)速的目的，提高配料系統(tǒng)的灌裝精度和穩(wěn)定性，達(dá)到滿意的控制效果。 科技咨詢指南矩陣中的離散余弦變換值為零，有一些非零離散余弦變換值。JPEG選擇使用游程編碼來壓縮零值。這種游程編碼過程對大多數(shù)由零值組成的矩陣具有良好的壓縮效果。 我們對64個量化的離散余弦變換系數(shù)進(jìn)行編碼。這里，64個系數(shù)分為兩種類型。位于左上角的QV (0)被稱為DC分量，其他63個交流分量將被單獨編碼。為了輸出這64個數(shù)據(jù)代碼，可以根據(jù)“之字形”順序依次為每個數(shù)據(jù)調(diào)用以下函數(shù)。事實上，它是緩沖代碼值為0的數(shù)據(jù)。當(dāng)非零數(shù)據(jù)出現(xiàn)時，已知前面有幾個零，然后零的數(shù)量和該數(shù)據(jù)被編碼和輸出。這樣，JPEG量化已經(jīng)完成。(3)熵編碼 DCT編碼的步是熵編碼。熵編碼是一種基于量化系數(shù)統(tǒng)計特性的無損編碼。常見的熵編碼方法包括游程編碼、霍夫曼編碼和算術(shù)編碼。在視頻編碼中，通常使用游程編碼和霍夫曼編碼。 JPEG標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種熵編碼方法:霍夫曼編碼和算術(shù)編碼。熵編碼可分為兩個步驟:首先，將DC碼和游程編碼轉(zhuǎn)換成中間符號序列，然后將這些符號分配給可變長度碼字。 (1)熵編碼的中間符號表示 差分DC系數(shù)用兩個符號編碼，符號1和符號2。符號1表示的信息稱為“長度”，即用于編碼DC系數(shù)幅度的位數(shù)，符號2表示DC系數(shù)幅度。 類似地，每個交流系數(shù)用兩個符號編碼，符號1和符號2。符號1代表兩條信息，稱為“旅行”和“長度”。筆畫是非零交流系數(shù)之前之字形矩陣中連續(xù)零交流系數(shù)的數(shù)量，長度是用于編碼交流系數(shù)幅度的位數(shù)。符號2表示交流系數(shù)的幅度。 (2)熵編碼 DC系數(shù)的符號1用霍夫曼表中的變長碼編碼，符號2用變長整數(shù)碼編碼，如果為負(fù)，則為二進(jìn)制補(bǔ)碼形式。另一方面，霍夫曼表中的可變長度代碼用于交流系數(shù)，符號2在編碼DC系數(shù)時用可變長度整數(shù)代碼編碼。 重復(fù)編碼過程，直到所有63個系數(shù)都以這種方式處理。如果個交流系數(shù)為零，用一個塊結(jié)束代碼。 結(jié)論 在JPEG標(biāo)準(zhǔn)下，對數(shù)字圖像的壓縮仍然很多。 (5)防止過流、過載、過壓、欠壓、接地過流、輸出短路、失速等。 (6)風(fēng)扇端子和控制端子的安裝和維護(hù)簡單。 (7)附加累計功率監(jiān)控和累計運行時間監(jiān)控功能 4.2逆變器功能設(shè)計 三菱FR-A540系列變頻器配有帶PID調(diào)節(jié)功能的變頻器。根據(jù)配料系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝要求進(jìn)行PID控制。要測試和設(shè)置的一些參數(shù)設(shè)置如下。 (1)該配料系統(tǒng)的PR.1=50赫茲，PR.2=5赫茲，PR.18=120赫茲不變。 ② PR.19=9999，與電源電壓③ PR.7=2S相同，加速時間(出廠設(shè)定值5S低于7.5K，0 ~ 3600S/0.360) Pr.8=2s，減速時間(工廠設(shè)定值5s低于7.5k，0 ~ 3600s/0.360) (4) pr.9由電機(jī)額定值決定(5) pr.14=0，適用于恒定扭矩負(fù)載⑥ pr.79=3，外部/pu組合運行模式⑦ pr.183=8，實現(xiàn)rt開關(guān)⑧ pr.128、pr.129、pr.130、pr.131、pr.132、pr.133、pr.13 4根據(jù)現(xiàn)場PID調(diào)節(jié)的具體要求進(jìn)行設(shè)置。 逆變器的電阻、電阻和電阻端子直接連接到50Hz三相380伏交流電源。輸出端子U、V、W輸出頻率在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)的三相交流電，直接與交流電機(jī)相連。變頻器的輸出也是三相交流電，但經(jīng)過變頻器內(nèi)部的交流和直流轉(zhuǎn)換后，經(jīng)過變頻器后，利用設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行變頻，使得輸出是具有相應(yīng)設(shè)定頻率的交流電。在電路中，為了保證正常運行安全，灌裝機(jī)必須可靠接地，因此變頻器的接地端也應(yīng)可靠接地。頻率設(shè)定電路連接到變頻器的控制輸入回路，變頻器的輸出頻率由配料系統(tǒng)輸出的數(shù)字量或模擬量控制，速度反饋信號直接連接到輔助輸入端(1)或電流輸入端(4)。 結(jié)論 配料系統(tǒng)采用三菱FR-A540變頻器加PID閉環(huán)運行過程，調(diào)節(jié)防爆電子秤驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速，實時控制流量，不僅保證灌裝精度，滿足工藝要求，而且提高稱重配料系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性，降低維護(hù)成本，節(jié)約能源，節(jié)能運行。 | |
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