摘 要：本文介紹了石灰窯單斗卷揚的工作原理及系統配置，并結合電路圖給出了工作過程；簡單介紹了智能主令、明電舍變頻器和西門子PLC之間的通訊原理。 關鍵詞：智能主令 明電舍 變頻器 單斗卷揚 電路圖 Abstract:The article introduces the priciple and system configuation of the single-skip hoist,and gives the detailed working process basing on the circuit diagram .And it explains the communication principle between the MEIDENSHA frenquence changer and the SIEMENSE plc. Key words:MEIDENSHA frenquence changer single-skip hoist circuit diagram 一、概述 卷揚上料小車是活性石灰豎窯及其它工業豎窯的主要生產設備之一。廣泛用于冶金、有色金屬行業等。卷揚上料小車在整個系統中起著至關重要的作用,該設備能否正常運行直接影響爐況、產品的質量和產量。 福建三鋼（集團）有限責任公司氣燒窯各采用一套單斗卷揚變頻設備，每套設備配備VT230S-022H變頻器，制動單元及制動電阻,利用智能主令靈活進行卷揚位移及速度控制。 二、主設備簡介 1．單斗卷揚 主要由斜橋（全長約35m），上料小車、配重、卷揚、驅動裝置組成，是上料系統的核心設備。 2．智能主令控制器 原有卷揚行程控制采用凸輪控制器來完成，控制精度低，調整極為繁瑣且常易發生上料小車墜入爐內的重大設備事故。ZNLK系列智能主令控制器，具有運行可靠、響應速度快、分辨率高、控制準確、調整方便、狀態存儲等優點。主要由主控單元（S7-200PLC，觸摸操作面板），現場變送單元（旋轉編碼器及傳動裝置），連接電纜組成。智能主令通過檢測卷筒轉動來得到準確的位移量,系統通過檢測到不同的位移信號來發出指令去控制明電舍變頻器啟停,變速運行來完成整套設備的控制. 3．VT230S高性能交流調速器——新一體化交流驅動裝置 3．1、ACL交流進線電抗器 如果供電變壓器的容量大于變頻器的容量的10倍應安裝該裝置,以保護變頻器（與電源平衡）.該裝置可以有效的改善功率因素（將達到大約0.9）,并能抑制電流中的高次諧波. 3．2、DCL直流電抗器 該裝置可有效改善變頻器輸入端的功率因素（將達到大約0.9）,并一如交流電抗器能與電源側的交流電抗器相平衡. 3．3、EMC濾波器 該裝置可有效抑制變頻器產生的電磁干擾,這種電磁干擾是通過無線電頻帶中的電磁輻射耦合到電網中.該裝置可使用變頻器與周邊裝置相平衡. 3．4、DBU制動組件 當電機使用動態制動方式停車選用該單元. 3．5、一體化多模式驅動 ● 無傳感器矢量控制 ● 有傳感器高性能矢量控制 ● PM驅動節能 ● V/F變轉矩控制 ● V/F恒轉矩控制 3．6、操作簡單 ● 旋鈕 ● 矢量控制自動調整 ● 支持PC軟件驅動 3．7、友好的環境設計 ● 軟聲PWM ● 在IM驅動中具有PM驅動能力和節能功能 三、系統配置及工作原理 每窯各配置一套單斗卷揚智能主令控制器、變頻器，每套VT230S-022H變頻器各配有制動單元及制動電阻。主回路配有電流繼電器。等短路，接地等保護。 1、單斗卷揚原理及工藝分析 工作原理： 三鋼礦山石灰窯，料車軌道長35m，根據石灰豎窯生產工藝要求，啟動卷揚小車的上升按扭信號后，變頻器控制卷揚電機帶動載料小車按低速運行。運行上升約3.5m約6S后載料小車上升速度由低速變高速，到頂前約3.5m載料小車上升速度由高速變低速，載料小車到頂倒料時間約10S，到底后開始啟動振動給料機給料，料滿后開始第二個周期過程。整個上料周期根據爐況及產量而進行調整。載料小車的運行模式由智能主令控制器和PLC來控制, 運行速度由變頻器調節。 控制方案： 　　（1） 系統采用單斗載料方式，其控制過程為:當單斗下降到底部后，振動給料機將已稱好的原料混勻倒入單斗之中，稱量斗料門關閉后,PLC發出命令給小車,單斗開始上升，其運行遵循設定曲線按慢-快-慢實現礦車的上升、下降。變速點由主令控制器控制,靠控制變頻器按多步速度運行來完成。所以，主令控制器在控制單斗上升、下降過程中需要6個關鍵控制點，即上加速、上減速、上到位、下加速、下減速、下到位。 　　（2） 為了確保載料小車在生產過程中準確無誤地運行，在 PLC中我們必須設置以下幾個條件變量: 　　小車上升信號、小車停止信號 、小車機械部分無故障信號、卷揚電機沒有上過卷、鋼絲繩松開關未動作、手動事故開關未動作、變頻器無故障、小車到底等待信號。 　　當卷揚工作時，操作盤上設有自動上料按鈕,如果PLC接受到條件參數都滿足，且自動上料按鈕按下，小車才能延時上升,在整個運行過程中,PLC不斷接收信號并在畫面上顯現小車位移量。 　　（3） 變頻控制系統，通過設定啟動頻率,第一運行速度、第二運行速度等多點速度（具體何時變速由智能主令控制器發出）。逆變器運行的條件是接到上升、下降命令，此命令由PLC根據運行約束條件輸出上升、下降點來控制。 上述兩個條件具備后，逆變器就輸出可變頻率的電源，電機隨之平滑、無級調速運轉，如果運行中出現欠壓、過載、過流等運行約束條件出現。綜合報警就會動作，切斷控制回路，同時在逆變器面板上的數字監視器顯示相應的故障信號。為了保證載料小車上料周期，提高產量，減少小車故障。載料小車在上升或下降過程中，運行狀態分成三個階段:加速段、恒速段、減速段。其中4個變速點（上升、下降各2個）是通過智能主令控制器發出信號給變頻器，來實現低速—高速—低速的變換。 變頻器接線圖如下： 如圖：RST為變頻復位端子，RUN為變頻運行信號端子，PSI1、PSI2、PSI3為自定義編程端子，設定手自動切換及接收智能主令控制器位移控制信號。 四、變頻器和PLC通訊設置 1、變頻器參數設置 　　C02-0=0 （速度輸入設定：鍵盤） 　　C03-0=0 　　C03-1=0 　　C03-2=0 　　C03-5=16（置為COP常有效） 　　C04-1=16（VFS速度設定常有效） 　　C04-2=4（優先選用IFS或VFS的設定值） 　　C04-5=0 　　C07-0=2缺省（速度設定1為FSV——0-10V電壓給定） 　　C07-1=3缺省（速度設定2為FSI——4-20ma電流給定） 　　C30-0=2（根據現場選擇負載類型） 　　C35-0=1（PROFIBUS地址設置） 2、PLC硬件配置 現以西門子STEP7組態軟件為例說明其通訊過程： 　　● 打開SIMATIC MANAGER 　　● 打開一個新項目，使用一個新名稱 　　● 用菜單命令INSERT>STATION>SIMATIC400-STATION插入一個新對象 　　● 雙擊SIMATIC-STATION，在右窗口中出現圖標HARDWARE 　　● 雙擊圖標HARDWARE，打開設計對話框 　　● 自動插入硬件目錄（HARDWARE-CATALOG） 　　● 自動插入RACK、POWER、CPU和DPSTRANG 　　● 把明電舍的GSD文件輸入到硬件組態程序中　 　　● 激活GSD文件，在STEP7硬件組態中完成下列過程：Tools update device database files 　　●從硬件目錄中打開目錄PROFIBUS-DP ，在里面的ADDITIONAL FIELD DEVICES的DRIVES中找到V23-SL6 　　●將其插入到一個DP-MASTER SYSTEM中，并按照預先定義好的地址輸入SLAVE地址。 　　●存儲當前組態，將它下裝入CPU中。 　　 然后使用相應的上位機監控軟件對其進行讀寫操作即可完成明電舍變頻器與現場總線設備之間的通訊。 五、小結 本套系統自從投入運行以來，系統運行平滑,極大減少了高速啟動、快速制動的沖擊,設備運行調節控制十分靈活方便,有力改變了單斗卷揚原先機械電氣故障頻發的狀態,為生產高效有行發揮了重要作用。 參考文獻 1、明電舍變頻調速器 使用說明書 2、S7-300PLC模板規范手冊 SIEMENS公司 3、STEP7編程手冊 SIEMENS公司 4、S7-300產品目錄 SIEMENS公司 5、孫錫生.影響煉鋼用活性石灰質量的因素,石灰.1998 6、Z NLK智能主令控制使用說明書