烘干搅拌输送新闻动态
富通新能源 > 动态 > 烘干搅拌输送新闻动态 > > 详细
变压变频系统(VVVF)在胶带输送机张紧装置的应用
发布时间：2013-10-10 09:45 来源：未知
0、前言
VVVF驱动装置在马迹山二期皮带机自动张紧装置的应用，是综合了PLC装置、上位机和工业PROFIBUS - DP通信等多项技术的成果，具有功能多样、智能化程度高、控制方式多样、稳定性好，但操作简单、维护方便的优点，是原重锤式和液压张紧方式的重要补充和突破。
1、WVF方式的原理
在进行电机调速时，通常要考虑的一个重要因素是希望保持电机中每极磁通量为额定值，并保持不变。
如果磁通太弱，即电机出现欠励磁，将会影响电机的输出转矩。
式中，TM为电磁转矩，∮M为主磁通，I为转子电流，COS∮2：为转子回路功率因素，KT为比例系数。
由式(1)可知，电机磁通的减小，势必造成电机电磁转矩的减小。
由于电机设计时，电机的磁通常处于接近饱和值，如果进一步增大磁通，将使电机铁芯出现饱和，从而导致电机中流过很大的励磁电流，增加电机的铜损耗和铁损耗，严重时会因绕组过热而损坏电机。
因此，在改变电机频率时，应对电机的电压进行协调控制，以维持电机磁通的恒定。
为此，用于交流电气传动中的变频器实际上是变压（Variable Voltage，简称vv）变频（VariableFrequency．简称VF）器，即WVF。所以，通常也把这种变频器叫作VVVF装置或VVVF。
根据异步电动机的控制方式不同，变压变频调
速可分为恒定压频比( V/F)控制变频调速、矢量控制( FOC)变频调速、直接转矩控制变频调速等。2、张紧装置WVF驱动装置的组成
自动张紧装置由机旁电控系统、卷扬机（包括驱动装置、卷筒、钢绳、滑轮等）、张紧小车、张力检测器等部分组成。机旁电控系统采用西门子PLC 315 -2DP或414 - 2DP作为控制系统核心，通过PROFIBUS - DP总线与上位机以及变频器组成通信网络�？悸堑较殖√厥馐褂没肪常衔换捎么ッ料允酒�，可以进行张力值和速度的实时设定。
PLC通过PROFIBUS - DP总线、光电转换器及光纤与中控室进行通讯，接收中控室发出的动作指令信号，通过控制卷扬机的WVF调速驱动装置完成对皮带张力的自动控制，同时返回设备状态及故障信息到中控室。
张紧装置的PLC作为中控室PLC从站，采用PROFIBUS - DP通信协议通信。中控室PLC做主站，将皮带机起动准备、运行、�；急�、�；约岸讶×匣渤瞪仙拖陆档绕ご淖刺⑺透殖≌沤糇爸�，并接收张紧装置监测的皮带机张力大小和工作状况等信息；张紧装置PLC除做为中控室PLC的通信从站外，还做现场与变频器通信的主站，根据皮带机各工况下需要的设定张力，控制变频器的起动和停止，同时将速度给定通过PROFIBUS - DP通信协议发送给变频器，以建立需要的张力并进行实时的张力控制。
马迹山二期皮带机自动张紧装置的网络拓扑图见图l。
3、张紧装置的控制原理
根据皮带机工作在不同工况下的张力要求，每个工况下，PLC都会接收到一个张力的设定值，该设定值可以在上位机人机交互画面内根据现场实际需要实时修改，具有很大的灵活性，见图2。
为正确地采集现场的实际张力值，在张紧钢丝绳的滚筒处，安装了张力传感器，通过发送O—10 VDC的模拟量信号给PLC，进行张力数据的实时采集。
在PLC接收到中控室发出的皮带机工作状态后，会将设定值和实际张力值进行比较，确定变频器的工作状态和速度给定，并将控制命令发到变频器；在变频器开始工作时，张力开始向设定值上接近；在实际张力达到设定张力值时，PLC将变频器停止命令发出，变频器停止工作，等待实际值和设定值不等的情况发生时，再次启动，形成了一个完整的闭环控制系统。为了防止变频器和电机频繁启动，将实际值处于设定值的90%至llO%的范围定义为实际值和设定值相等的状态，控制原理见图3。
4、VVVF控制系统的其他优越性
(1)由于变频器的高度智能性，在设置了变频器的各功率参数后，变频器将会对所有重要的功率参数诸如电压、电流、转速等进行监控，在发生异常情况时，变频器可以发出过压、过流、过载、堵转等故障或报警信息，这样就大大完善了现场装置�；さ墓δ�，杜绝了各种事故的发生，通过采集变频器的这些重要的参数，可以对现场的状态做更好的监控。
(2)由于VVVF变频器驱动方式起动、停止平滑的特性，减少了对现场滚筒、滑轮、托辊和胶带的冲击力，大大减轻了这些装置的损耗，增加了使用寿命和稳定性，减少了故障发生概率。
(3) PLC、上位机的加入，为张紧装置的功能多样化提供了条件。现场可以实时地根据需求设定张力值和速度值，并可以在现场手动操作张紧和放松皮带张紧力，以满足在某些特殊情况下的皮带机起动的张力需求；中控室也可以完成松皮带机张紧力的操作；中控室对张紧装置的控制和监控力度也得到大大加强，一些故障、状态信息等都可以在中控室显示。
(4)人机交互界面的建立，为操作张紧机构提供了一个接口，内容丰富的界面，帮助操作司机全面地掌握整个张紧装置的工作状态，简单的操作界面使操作和使用更为简捷、明了。而一些重要的状态参数可以得到处理，并存储在数据库中，操作人员和维护人员可以调出几天前甚至几月前的数据进行分析，以了解皮带机的工作状态和曾经的操作信息等。
5、结论
VVVF控制系统在胶带机张紧装置上的应用，大大改观了原来重锤式和液压式张紧装置功能单一，张力控制范围小，满足不了皮带机功能多样化需求的现状，增加了张紧装置的功能和作用；同时，符合现今工业控制领域内，设备智能化、功能多样化的趋势。
