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偉創AC60變頻器與S7-200PLC在高爐卷揚自動上料系統中的應用

時間：2008-10-06 16:39:00來源：偉創電氣

導語：?在高爐煉鐵企業中，上料系統是高爐不可缺少的部分，高爐上料有料車卷揚上料和傳輸帶上料兩種。卷揚料車上料機結構緊湊，占地面積小，對中小高爐有足夠的供料能力，且能實現自動控制。

引言：
在高爐煉鐵企業中，上料系統是高爐不可缺少的部分，高爐上料有料車卷揚上料和傳輸帶上料兩種。卷揚料車上料機結構緊湊，占地面積小，對中小高爐有足夠的供料能力，且能實現自動控制。在中小高爐中廣泛采用料車卷揚上料。我們將偉創變頻器與西門子S7-200 PLC作為該套系統電氣控制部分，已在江西省新余市新鋼石灰窯廠1#、2#、3#、4#窯爐成功應用，2006年投產至今一切生產運作良好，系統穩定。

一、卷揚上料過程（本系統為單料車上料系統）

1.1 工作過程

高爐卷揚上料工作過程是：各種原料經過槽下自動配料后進入中間料斗，這時料車原點位置就處于料斗下面，料斗把原料放入斗車，通過稱重傳感器確定放料已足夠時，料斗自動關閉放料氣閥。（自動上料及稱重系統由其它公司提供）在爐頂準備好后，料車啟動。經過加速→勻速→一級減速→二級減速→到達卸料位置剎車制動→料車自動傾翻卸料→延時3S后→下行→勻速→一級減速→二級減速→到達原點剎車制動→等待裝料。如此往返運行。

1.2 工作特點

料車卷揚機是料車上料機的拖動設備,根據料車運行工作過程,其特點如下：

①能夠頻繁啟動、制動、停車、反向、低頻力矩大鋼繩無抖動現象，過渡時間短。

②系統工作穩定，無溜車現象。

③有失速、極限保護

④自動/檢修切換功能。即如電梯中的快/慢走車。

⑤系統有記憶功能。即運行中途停電后，PLC記憶當前料車位置，來電后可繼續運行。

二、系統配置

1、控制部分：

西門子S7-200PLC（40點）選用CPU224 CN系列外掛EM223 CN數字輸入/輸出模塊（8點輸入/8點輸出）

TD-200文本顯示器為用戶提供一個價格低廉、功能齊全的人機界面，可顯示中文故障記錄。及小車上、下極限位置調整。

偉創AC60-37KW變頻器一臺可通過端子組合成多達15段速度

歐姆龍同軸編碼器（256脈沖點/轉）與電機同軸安裝，用于檢測料車行走

位置制動單元/制動電阻由于系統制動頻繁，可考慮配置5KW/5歐姆線繞電阻3個串聯制動單元選用VEICH-EC系列

2、拖動部分：

30KW 8極變頻電機，745r/min 減速比46:1、200W電動式抱閘、獨立電源散熱風扇

拖斗小車自重1.5T，重車時可達4.5T

3、基本參考數據:整個行程37.5米、上限位36.25米、上極限位37米、下限位1米、下極限0.8米、上行減速位30米、下行減速位3米、上下行各有3段速、超速保護0.85米/秒、減速機轉一圈編碼器記為1.92米。

4、工作原理：所有的上行或下行限位、極限位、減速位、都由同軸編碼器檢測到多少點脈沖后傳送給PLC，PLC通過程序內設置的各段位置累計脈沖點數再發出信號控制變頻器和抱閘動作。電動抱閘延時1S打開，（防止重車下滑）停止時則與變頻器同時斷開。散熱風扇與抱閘同時動作。

5、速度曲線

三、調速系統主要設備介紹

3.1 S7-200 PLC

可編程控制器選用西門子S7-200 CPU224 CN系列,該系列PLC可連接7個擴展模塊,最大擴展至168路數字量I/O點或35路模擬量I/O點,1個RS485通訊/編程口。6個獨立的30KHZ高速計數器,2路獨立的20KHZ高脈沖輸出,該系統使用歐姆龍同軸編碼器（256脈沖點/轉）來檢測料車位置。可以直接與PLC輸入點I0.0連接,進行高速脈沖捕捉,不需添加模塊。將I0.0在程序系統塊里設置為無濾波時間。

3.2 TD-200文本顯示器

與S7-200通訊，讀取變頻器故障信息，料車上、下極限位置讀/寫，并可以進行微調。

3.3 AC60變頻器

AC60系列變頻器具有很高的運行可靠性和功能多樣性,具有超強的過載能力,能提供持續3S的200%過載能力,同時有良好的低頻轉矩輸出和動態特性。有RS485通訊接口，采用國際標準MODBUS通訊協議，可以和上位機、PLC、人機進行通訊實際集中控制。

有多個繼電器輸出接口及可編程端子。

3.4 變頻器接線圖：

四、變頻器參數設置：

功能號	功能名稱	設定值	功能號	功能名稱	設定值
E-01	運行命令給定通道	1	H-04	自設定頻率F2	12HZ
E-13	第一加速時間	15	F-04	加減速時間選擇端1	14
E-13	第一減速時間	1．5	F-05	加減速時間選擇端2	15
E-17	V/F模式	4	F-24	加速時間2	10.0
H-01	自設定電壓V1	15	F-25	減速時間2	3．5
H-02	自設定頻率F1	5HZ	F-26	加速時間3	15
H-03	自設定電壓V2	30	F-27	減速時間3	2
F-30	繼電器輸出端子設定（運轉中）	5