粉碎机是粮食加工工厂中的一种常见设备，广泛应用于各类大米、面粉和饲料加工工厂。粉碎机的生产控制有以下两个特点：首先，随着现代粮食加工工厂的规模不断扩大，粉碎机的产量越做越大，从而其电机的功率也越来越大。大功率的电动机在启动时必定会对电网产生冲击，降低从变压器开始的低压配电系统的负载能力。其次，粉碎机在日常生产中为充分利用锤片，使锤片两边磨损均匀，通常需要控制电机实现正反转，并且转动方向需与粉碎机进料拨斗方向相匹配。因此，综合以上特点，选择合适的控制方式，使粉碎机启动平稳、对电网影响小、运行可靠又经济实用，值得设计人员斟酌。
1、为何采用软启动器一拖三的控制方式
粮食行业中大功率电动机，大多数都是采用传统的启动方式，以星三角降压启动和自耦降压启动最为常见，这两种方式投资较小但启动时对电网冲击较大。软启动器是一种以半导体元件为核心的智能型产品，与传统的启动方式相比较，具有启动电流小、对电网影响小、对设备机械冲击小、启动过程平缓、内置有丰富的检测和保护功能，有良好的节电效益等优点，近年来在粮食行业中得到推广应用。常规的软启动器的应用大多是“一拖一”的形式，即一台软启动器启动一台电机，再加上正反转的配置，工程投资成本较高。以一个“1000 t/d玉米半干法脱胚工厂”为例，工艺设计采用了3台粉碎机，每台250 kW，两用一备。要求粉碎机空载启动，电机能够正反转控制，启动完成后喂料系统开始正常工作，喂料设备根据粉碎机的负载情况自动调节喂料流。因此，笔者考虑是否可以采用一台软起器，分别启动3台大功率电动机，达到既能利用软启动器的优点又经济实用减少投资的目的。
通过对比一下各种启动方式在设备配置、投资成本和使用效果等方面的情况（见表1），除去相同配置（如每个网路的断路器、互感器、热继电器等），表1中列举的设备配置为不同启动方式的差异配置，投资成本也是差异配置的成本。
由表1可以看出，仅比较成本，星三角降压启动方式最低，但该方式对电网冲击较大，故比较综合投资成本和使用效果，针对上述工程需求，对于大功率的粉碎机，笔者选择软启动一拖三控制方式，既利用了软启动器启动平稳的特点，又减少了投资成本，是一个比较合适的控制方案。
2、如何实现软启动器一拖三的控制方式
在上述工程中，笔者选用了400 V级，250 kW智能软起器，选用ABB品牌，型号：PSTB570 - 600- 70，适用于常规250 kW电动机启动。
“一拖三”软启动器控制系统具体原理图如图1、图2所示，假设3台粉碎机电机编号分别为205M、206M和207M，主电路中由1个软启动器、11个接触器、还有3组互感器组成。其中，接触器PSKMZ、PSKMF分别控制软启动器正转启动和反转启动，选择接触器205KM、206KM和207KM用于确定启动哪台电机，而接触器205KMZ/F、206KMZ/F和207KMZ/F分别作为3台电机启动完成后的正转／反转旁路接触器，使电机接入电网，投入正常工作。
3组互感器是用来监测3个电动机的工作电流，以实现电路的过载保护，当电机过载时切断电机的控制回路电源，使电机停止运行。
控制回路图中，本文以205M电机的启动控制为例，其余两台电机启动、工作过程类似。205PKA1和205PKA2触点是由可编程控制器(PLC)的输出触点，分别是电机的启动信号和停止信号。当手自动选择开关处于自动位置时，PLC给出205M电机启动信号，205PKA1触电闭合然后接触器205KM吸合，205KM触点接通，由粉碎机进料拨斗的行程开关触点c20ss03和205SQ4)决定，205M本次启动是正转还是反转。进料拨斗的方向，由车间生产人员在现场根据锤片磨损情况确定。如果进料拨斗采用自控设备（电动元件或气动元件）进行驱动，我们可以让生产控制系统根据锤片运行的时间、粉碎品种的容重、产量等条件进行整合，自动判断和控制进料拨斗的状况，避免操作人员的惰性失误和经验不足造成对设备的损伤。同时，我们可以间接地为设备制造厂商提供锤片实际运行的工作状态数据统计分析，以利于在材质、形状、运行环境等方面的研究和改进，这是车间管理信息化系统(MES)的一个功能和研究方向，本文不再深入讨论。我们假设反转行程触点接通（正转情况同理可推），本次启动为反转启动，反转启动继电器205KAF吸合，控制回路图1中205KAF触点闭合，软启动器反转启动器PSKMF线圈吸合，软启动器主电路接通，同时控制回路图2中PSKMF触点闭合，继电器205KAS线圈吸合，电机启动一段时间，运行电流达到正常范围后，软启动器输出启动完成信号，旁路继电器PSKA2线圈吸合，图2中PSKA2触点闭合，反转旁路接触器205KMF线圈吸合，电机切换到旁路正常运行，启动完成，同时205KAR吸合从而切断软启动器主回路和控制信号，软启动器停止运行。
在电机启动时，为了避免同一时间启动多台电机，产生不必要的大电流，导致故障，所以回路中的3个选择用接触器(205KM、206KM和207KM)线圈设计有互锁电路，确保“一拖三”的稳定运行；同时在电机启动和运行中，为了明确区分正转和反转，在控制正反转的接触器(PSKMZ和PSKMF，205KMZ和205KMF)和中间继电器(205KAZ和205KAF)线圈回路中也设计有互锁电路。
另外，在电机处于手动控制时，启动按钮只有在软启动器前次启动过程结束一段时间以后，才能再次工作，这是因为软启动器启动了大功率电机后需要冷却，才能继续启动下一台电机，这个由断电延时继电器实现。当选择自动控制时，可由PLC的程序保证冷却时间。
鉴于粉碎机控制的特殊性，回路图中还有L些安全性配置，不同厂家的产品可能略有差异，这里不再叙述，可参考具体产品说明书进行设计。
3、实际效果
ABB软启器“一拖三”控制系统，使用两年来，一直都没有发生过故障。采用这种“一拖三”的方案既稳定、可靠、节能，又很好地降低了投资设备的成本，不需要每台大功率电机都单独配备启动器，给客户带来较好的经济效益。
相关粉碎机铡草机产品：
1、
铡草机
2、
秸秆粉碎机
3、
秸秆揉搓机
