一種高效節(jié)能矢量變頻控制柜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種變頻控制柜；特別是設(shè)及一種社鋼機(jī)矢量變頻控制柜。
【背景技術(shù)】
[0002] 電機(jī)是廠礦企業(yè)運(yùn)行的關(guān)鍵大功率設(shè)備，它們的電耗在整個(gè)企業(yè)運(yùn)行成本中占有 很大的比例，因此，如何合理的降低電機(jī)的電耗，目前已列入許多企業(yè)的日常工作中。隨著 低壓變頻技術(shù)的廣泛使用，其卓越的節(jié)電效果己經(jīng)被廣大的使用者所認(rèn)同，但是由于電機(jī) 功率有限，因此，雖然低壓變頻技術(shù)的節(jié)電率較高，但所節(jié)約的電費(fèi)和電廠的總能耗相比所 占比例實(shí)在是微乎其微。如果能將大型電機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造，整個(gè)企業(yè)的用電率將會(huì)有明顯 的降幅。電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電、改善工藝流程，用W提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán) 境、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種主要技術(shù)手段；W其優(yōu)異的調(diào)速和啟、制動(dòng)性能，高效率、高功率因 數(shù)和高節(jié)電效果，W及廣泛的適用范圍，而被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。其中高 壓變頻調(diào)速技術(shù)，已越來(lái)越廣泛的應(yīng)用在各行各業(yè)，它不僅可W改善工藝、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽 命、提高工作效率等，最重要的是它可節(jié)能降耗"，運(yùn)一點(diǎn)已被廣大用戶所認(rèn)可，且深受 關(guān)注。
[0003] 隨著大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，W及現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用，使得 交流電力拖動(dòng)系統(tǒng)逐步具備了較寬的調(diào)速范圍、高的穩(wěn)速范圍、高的穩(wěn)速精度、快速的動(dòng)態(tài) 響應(yīng)，W及在四象限作可逆運(yùn)行等良好的技術(shù)性能，尤其在調(diào)速性能方面，可W與直流電力 拖動(dòng)媳美。在交流調(diào)速技術(shù)中，變頻調(diào)速又具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，并且，隨著它的調(diào)速性能與可靠 性的不斷完善，價(jià)格的不斷降低，特別是變頻調(diào)速節(jié)電效果明顯、易于實(shí)現(xiàn)過(guò)程自動(dòng)化，深 受工業(yè)領(lǐng)域的青睞。交流變頻調(diào)速的方法是異步電機(jī)最有發(fā)展前途的調(diào)速方法。
[0004] 隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，性能可靠、匹配完善、價(jià)格便宜的變傾器會(huì)不斷出 現(xiàn)，運(yùn)一技術(shù)會(huì)得到更為廣泛的應(yīng)用。
[000引 目前，現(xiàn)有社鋼機(jī)變頻控制柜的缺點(diǎn)是，設(shè)備的自動(dòng)化程度低、使用壽命低，工作 效率低，最重要的缺陷是電力損耗大，不易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種社鋼機(jī)變頻控制柜。
[0007] 本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種高效節(jié)能矢量變頻控制柜，包括，操作屏、 PLC控制器、斷路器和變頻器，所述操作屏通過(guò)總線與PLC控制器電連接，所述PLC控制器通 過(guò)總線與變頻器電連接，=相交流電源通過(guò)所述斷路器與變頻器電連接，變頻器與電機(jī)電 連接；操作屏、PLC控制器和變頻器構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)，總線采用PR0FIBUS-DP結(jié)構(gòu)方 式。
[0008] 所述的斷路器安裝設(shè)置有Q1-Q6總計(jì)6個(gè)，變頻器安裝設(shè)置有VFD1-VFD5總計(jì)5 個(gè)，社鋼機(jī)包括分別由5臺(tái)交流電機(jī)拖動(dòng)的社機(jī)、開卷機(jī)1、開卷機(jī)2、卷取機(jī)1和卷取機(jī)2， 變頻器VFDl控制社機(jī)的電機(jī)，變頻器VFD2和VFD3分別控制開卷機(jī)1和開卷機(jī)2的電機(jī)，變 頻器VFD4和VFD5分別控制卷取機(jī)I和卷取機(jī)2的電機(jī)，在變頻器VFD1-VFD5的DC+、DC-端 并聯(lián)接入制動(dòng)電阻R;斷路器Ql為總電源開關(guān)，斷路器Q2為變頻器VFDl的電源開關(guān)，斷路 器Q3為變頻器V抑2的電源開關(guān)，斷路器Q4為變頻器V抑3的電源開關(guān)，斷路器Q5為變頻 器VFD4的電源開關(guān)，斷路器Q6為變頻器VFD5的電源開關(guān)。
[0009] 所述社機(jī)、開卷機(jī)和卷取機(jī)的每一個(gè)電機(jī)的軸端設(shè)置安裝有反饋編碼器，反饋編 碼器與該電機(jī)的變頻器電連接，將測(cè)得的實(shí)際轉(zhuǎn)速信號(hào)通過(guò)總線傳入PLC控制器，參與該 電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制及在操作屏上顯示轉(zhuǎn)速。
[0010] 所述社鋼機(jī)的外部設(shè)置安裝有旋轉(zhuǎn)碼盤和接近開關(guān)SQl和SQ2,上述接近開關(guān)SQl 和SQ2與PLC控制器電連接，鋼帶在社鋼機(jī)上傳送過(guò)程中帶動(dòng)碼盤旋轉(zhuǎn)，使接近開關(guān)SQl和 SQ2得到通斷的電信號(hào)，PLC控制器根據(jù)運(yùn)些通斷信號(hào)來(lái)判斷鋼帶是否斷帶。
[0011] 所述的操作屏采用西口子公司的0P270，PLC控制器采用西口子公司的S7-300,變 頻器采用的型號(hào)是VFD900CT43F21A3
[0012] 本實(shí)用新型的有益效果是，采用PLC控制器、高性能變頻器控制交流電機(jī)的調(diào)速， 進(jìn)一步控制社鋼機(jī)矢量的運(yùn)行，克服了原系統(tǒng)設(shè)備多、體積大、費(fèi)用高、效率低等缺點(diǎn)，系統(tǒng) 具備再生控制功能，通過(guò)組建公共直流母線的運(yùn)行方式，在公共直流區(qū)接入制動(dòng)電阻，方便 社機(jī)快速往復(fù)工作的需要，本實(shí)用新型提供了多重保護(hù)，發(fā)生故障時(shí)，人機(jī)接口便自動(dòng)顯示 報(bào)警，同時(shí)自動(dòng)保護(hù)停機(jī)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)變頻器調(diào)速使電機(jī)的同步協(xié)調(diào)運(yùn)行，獲得了良好的控制效 果及經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1是本實(shí)用新型控制系統(tǒng)示意圖；
[0014] 圖2是本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)電路電氣連接圖；
[0015] 圖3是本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)總線連接圖；
[0016] 圖4是本實(shí)用新型的編碼器連接圖；
[0017] 圖5是本實(shí)用新型的張力電位器連接圖；
[001引圖6是本實(shí)用新型的控制部分接線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：
[0020] 圖1是本實(shí)用新型控制系統(tǒng)示意圖；如圖1所示，本實(shí)用新型一種社鋼機(jī)矢量變頻 控制柜，包括，操作屏、PLC控制器、斷路器和變頻器，所述操作屏通過(guò)總線與PLC控制器電 連接，所述PLC控制器過(guò)總線與變頻器電連接，=相交流電源通過(guò)所述斷路器與變頻器電 連接，變頻器與電機(jī)電連接。
[0021] 圖2是本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)電路電氣連接圖；如圖2所示，所述的斷路器安裝設(shè) 置有Q1-Q6總計(jì)6個(gè)，變頻器安裝設(shè)置有VFD1-VFD5總計(jì)5個(gè)，社鋼機(jī)矢量包括分別由5臺(tái) 交流電機(jī)拖動(dòng)的社機(jī)、開卷機(jī)1、開卷機(jī)2、卷取機(jī)1和卷取機(jī)2,變頻器VFDl控制社機(jī)的電 機(jī)，變頻器VFD2和VFD3分別控制開卷機(jī)1和開卷機(jī)2的電機(jī)，變頻器VFD4和VFD5分別控 制卷取機(jī)1和卷取機(jī)2的電機(jī)，在變頻器VFD1-VFD5的DC+、DC-端并聯(lián)接入制動(dòng)電阻R;斷 路器Ql為總電源開關(guān)，斷路器Q2為變頻器VFDl的電源開關(guān)，斷路器Q3為變頻器VFD2的 電源開關(guān)，斷路器Q4為變頻器V抑3的電源開關(guān)，斷路器Q5為變頻器V抑4的電源開關(guān)，斷 路器Q6為變頻器VFD5的電源開關(guān)。
[0022] 圖3是本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)總線連接圖；如圖3所示，所述的操作屏采 用西口子公司的0P270,PLC控制器采用西口子公司的S7-300,變頻器采用的型號(hào) 是V抑900CT43F21A3，操作屏、PLC控制器和變頻器構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)，總線采用 PR0FIBUS-DP結(jié)構(gòu)方式。五臺(tái)變頻器裝置通過(guò)軟件組態(tài)，由PLC控制器進(jìn)行電機(jī)速度給定、 張力給定，運(yùn)行程序控制及各種連鎖順序操作等。輸入和參數(shù)修改通過(guò)操作屏來(lái)完成。
[0023] 主社機(jī)的控制采用恒轉(zhuǎn)矩控制方式，由于社機(jī)、開卷機(jī)1、開卷機(jī)2、卷取機(jī)1和卷 取機(jī)2的電機(jī)負(fù)載較重，所W，在工作過(guò)程中，力矩控制上升時(shí)，采用一個(gè)S斜坡函數(shù)發(fā)生 器模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)給定積分器的功能，使實(shí)際加到速度環(huán)的輸入信號(hào)是一個(gè)平穩(wěn)上升的斜坡信 號(hào)，改變給定積分器的積分時(shí)間，即可改變斜坡信號(hào)的上升斜率?？赡嫔鐧C(jī)有兩個(gè)相同的卷 筒，根據(jù)社制的方向起到卷取和開卷作用，卷取和開卷兩組傳動(dòng)裝置是相同的，只是在卷取 和開卷時(shí)的操作方式上有所不同。
[0024] 圖5是本實(shí)用新型的張力電位器連接圖；如圖5所示，為應(yīng)對(duì)速度變換的過(guò)程中的 慣性，在操作屏上預(yù)設(shè)慣性補(bǔ)償值，在加、減速由變頻器VFD1-VFD5作用到每