一、引言

傳統金剛石繩鋸機的電氣配置一般都是通過PLC采集電流互感器模擬量信號來控制主電機的負荷和移動電機的速度。該方式配置較繁瑣，須要有專業PLC編程人員參與，導致整機成本較高；而且電流互感器和模擬量輸入輸出模塊在礦山水、粉塵等惡劣環境下易損壞。本文介紹了一種基于四方電氣V360變頻器的金剛石繩鋸機電控系統，該系統省略了PLC和電流互感器，同樣達到了繩鋸機的工藝要求，降低了成本。

二、繩鋸機的組成及用途

金剛石繩鋸機（圖1）是一種石材礦山開采機械，用于開采花崗巖、大理石等石礦。金剛石繩鋸機主要包括主電機、移動電機、飛輪、導向輪、繩鋸鏈條（金剛石材料制作而成）、移動平臺、操作平臺等。金剛石繩鋸按照切割對象一般分為混凝土系、大理石系、花崗巖系、異性系等四個系列。

圖1金剛石繩鋸機

工藝要求：

金剛石繩鋸機是采用主電機帶動鋸繩沿近似跑道型的軌跡運行，鋸繩套在已經鑿開縫的石頭山上，移動電機經減速器帶動整個鋸床以一定的速度沿石頭被鋸開的方向向后移動。移動速度必須根據主電機的負荷狀況和鋸繩所需的張緊力適時進行調整，如果移動速度太快，主電機負載增大，甚至過載，鋸繩承受的張力也會增大，如不及時調整速度就會繃斷鋸繩。反之如果移動速度太慢，鋸繩張力太小，鋸繩會在石頭上打滑，切割效率降低，并且松馳的鋸繩還會打絞，以至絞斷鋸繩。所以在保證主電機負荷基本均勻和鋸繩合適的張緊力下提高鋸機切割效率是控制的關鍵，由于礦山形狀的不規則性，橫切面自然也時大時小，鋸床移動速度必須相應調整，整個加工工藝如圖2。

圖2加工工藝圖

三、V360應用方案

電氣配置：

主電機功率：45KW，380V，8極，額定轉速：740轉，額定電流96A

移動電機功率：0.75KW，380V，4極，額定電流2.3A，變頻電機

主變頻：V360-4T0550    

移動電機變頻：E380-4T0015

圖3應用現場圖

四、調試方案

將主電機實際運行電流經模擬量AO2輸出口給移動變頻器VC2作為專用PID反饋值,PID作為輔助頻率源，手動調節電位器經模擬量VC1端口給移動變頻器作為主頻率源,將兩頻率源疊加作為移動電機輸出頻率,即主頻率源加輔助頻率源。移動電機移動速度根據主機PID反饋值隨時調節頻率，保證主機電流恒定,主機轉速可另外由電位器給定。方案優點:負載控制平穩,精確, 能根據切割面的變化,及時調整移動速度，系統波動小。

電氣配線圖：

圖4電氣配線圖

調試參數：

主電機變頻器：

F0.2.25=9            外部電位器設定頻率

F0.3.33=1            外部端子啟停

F1.0.03=15           加速時間15秒

F1.0.04=15           減速時間15秒

F2.0.00=45           電機額定功率

F2.0.01=380          電機額定電壓

F2.0.02=96           電機額定電流

F2.0.03=50           電機額定頻率

F2.0.04=740          電機額定轉速  

F4.2.22=2            模擬輸出AO1選擇輸出變頻器電流

F4.2.23=2            模擬輸出AO2選擇輸出變頻器電流

F4.2.24=0            模擬輸出AO1最小值為 0V

F4.2.25=10           模擬輸出AO1最大值為 10V

F4.2.27=80%         模擬輸出AO1賦值上限為80%即2倍的額定電流

F4.2.30=0            模擬輸出AO2最小值為 0V

F4.2.31=10           模擬輸出AO2最大值為 10V

F4.2.32=33%         模擬輸出AO2賦值下限為電機額定電流96A（適當調整）。

F4.2.33=100%        模擬輸出AO2賦值上限為2.5倍的變頻器額定電流

F4.2.34=1            模擬輸出AO2濾波時間常數1秒

F8.1.21=0.8          轉速閉環增益

F8.1.22=2.5          轉速閉環積分時間

FF.2.35=340         欠壓動作水平

FF.3.38=2.00         電流閉環增益

移動電機：

F0.1=8               頻率輸入通道組合設定

F0.4=0001           外部端子啟停

F0.8=120             上限頻率120HZ

F0.10=2              加速時間2秒

F0.11=2              減速時間2秒

F0.16=4              載波頻率4K

F1.1=6               轉矩提升6%

F2.12=5              外部電壓VC1-VC2           

五、小結

本文介紹了一種基于四方V360變頻器的繩鋸機驅動方案，該方案具有安裝調試簡單，同時減少客戶電氣元件投入，已在福建泉州和山東萊州客戶的金剛石繩鋸機上成功應用，完全可以滿足工況要求，目前已成功應用于幾十套繩鋸機終端應用現場。