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] 本實用新型設(shè)及一種變頻控制柜；特別是設(shè)及一種社鋼機矢量變頻控制柜。
【背景技術(shù)】
[0002] 電機是廠礦企業(yè)運行的關(guān)鍵大功率設(shè)備，它們的電耗在整個企業(yè)運行成本中占有 很大的比例，因此，如何合理的降低電機的電耗，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同，但是由于電機 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)約的電費和電廠的總能耗相比所 占比例實在是微乎其微。如果能將大型電機進行節(jié)能改造，整個企業(yè)的用電率將會有明顯 的降幅。電機交流變頻調(diào)速技術(shù)是當今節(jié)電、改善工藝流程，用W提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán) 境、推動技術(shù)進步的一種主要技術(shù)手段；W其優(yōu)異的調(diào)速和啟、制動性能，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，而被國內(nèi)外公認最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。其中高 壓變頻調(diào)速技術(shù)，已越來越廣泛的應(yīng)用在各行各業(yè)，它不僅可W改善工藝、延長設(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"，運一點已被廣大用戶所認可，且深受 關(guān)注。
[0003] 隨著大規(guī)模集成電路和計算機控制技術(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、快速的動態(tài) 響應(yīng)，W及在四象限作可逆運行等良好的技術(shù)性能，尤其在調(diào)速性能方面，可W與直流電力 拖動媳美。在交流調(diào)速技術(shù)中，變頻調(diào)速又具有絕對優(yōu)勢，并且，隨著它的調(diào)速性能與可靠 性的不斷完善，價格的不斷降低，特別是變頻調(diào)速節(jié)電效果明顯、易于實現(xiàn)過程自動化，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、價格便宜的變傾器會不斷出 現(xiàn)，運一技術(shù)會得到更為廣泛的應(yīng)用。
[000引 目前，現(xiàn)有社鋼機變頻控制柜的缺點是，設(shè)備的自動化程度低、使用壽命低，工作 效率低，最重要的缺陷是電力損耗大，不易實現(xiàn)遠程控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種社鋼機變頻控制柜。
[0007] 本實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，所述操作屏通過總線與PLC控制器電連接，所述PLC控制器通 過總線與變頻器電連接，=相交流電源通過所述斷路器與變頻器電連接，變頻器與電機電 連接；操作屏、PLC控制器和變頻器構(gòu)成現(xiàn)場總線控制網(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6個，變頻器安裝設(shè)置有VFD1-VFD5總計5 個，社鋼機包括分別由5臺交流電機拖動的社機、開卷機1、開卷機2、卷取機1和卷取機2， 變頻器VFDl控制社機的電機，變頻器VFD2和VFD3分別控制開卷機1和開卷機2的電機，變 頻器VFD4和VFD5分別控制卷取機I和卷取機2的電機，在變頻器VFD1-VFD5的DC+、DC-端 并聯(lián)接入制動電阻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、開卷機和卷取機的每一個電機的軸端設(shè)置安裝有反饋編碼器，反饋編 碼器與該電機的變頻器電連接，將測得的實際轉(zhuǎn)速信號通過總線傳入PLC控制器，參與該 電機的轉(zhuǎn)速控制及在操作屏上顯示轉(zhuǎn)速。
[0010] 所述社鋼機的外部設(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，鋼帶在社鋼機上傳送過程中帶動碼盤旋轉(zhuǎn)，使接近開關(guān)SQl和 SQ2得到通斷的電信號，PLC控制器根據(jù)運些通斷信號來判斷鋼帶是否斷帶。
[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 頻器采用的型號是VFD900CT43F21A3
[0012] 本實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的調(diào)速， 進一步控制社鋼機矢量的運行，克服了原系統(tǒng)設(shè)備多、體積大、費用高、效率低等缺點，系統(tǒng) 具備再生控制功能，通過組建公共直流母線的運行方式，在公共直流區(qū)接入制動電阻，方便 社機快速往復(fù)工作的需要，本實用新型提供了多重保護，發(fā)生故障時，人機接口便自動顯示 報警，同時自動保護停機，實現(xiàn)經(jīng)變頻器調(diào)速使電機的同步協(xié)調(diào)運行，獲得了良好的控制效 果及經(jīng)濟效益。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本實用新型控制系統(tǒng)示意圖；
[0014] 圖2是本實用新型的控制系統(tǒng)電路電氣連接圖；
[0015] 圖3是本實用新型的控制系統(tǒng)總線連接圖；
[0016] 圖4是本實用新型的編碼器連接圖；
[0017] 圖5是本實用新型的張力電位器連接圖；
[001引圖6是本實用新型的控制部分接線圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明：
[0020] 圖1是本實用新型控制系統(tǒng)示意圖；如圖1所示，本實用新型一種社鋼機矢量變頻 控制柜，包括，操作屏、PLC控制器、斷路器和變頻器，所述操作屏通過總線與PLC控制器電 連接，所述PLC控制器過總線與變頻器電連接，=相交流電源通過所述斷路器與變頻器電 連接，變頻器與電機電連接。
[0021] 圖2是本實用新型的控制系統(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6個，變頻器安裝設(shè)置有VFD1-VFD5總計5個，社鋼機矢量包括分別由5臺 交流電機拖動的社機、開卷機1、開卷機2、卷取機1和卷取機2,變頻器VFDl控制社機的電 機，變頻器VFD2和VFD3分別控制開卷機1和開卷機2的電機，變頻器VFD4和VFD5分別控 制卷取機1和卷取機2的電機，在變頻器VFD1-VFD5的DC+、DC-端并聯(lián)接入制動電阻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 是V抑900CT43F21A3，操作屏、PLC控制器和變頻器構(gòu)成現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)，總線采用 PR0FIBUS-DP結(jié)構(gòu)方式。五臺變頻器裝置通過軟件組態(tài)，由PLC控制器進行電機速度給定、 張力給定，運行程序控制及各種連鎖順序操作等。輸入和參數(shù)修改通過操作屏來完成。
[0023] 主社機的控制采用恒轉(zhuǎn)矩控制方式，由于社機、開卷機1、開卷機2、卷取機1和卷 取機2的電機負載較重，所W，在工作過程中，力矩控制上升時，采用一個S斜坡函數(shù)發(fā)生 器模塊來實現(xiàn)給定積分器的功能，使實際加到速度環(huán)的輸入信號是一個平穩(wěn)上升的斜坡信 號，改變給定積分器的積分時間，即可改變斜坡信號的上升斜率?？赡嫔鐧C有兩個相同的卷 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裝置是相同的，只是在卷取 和開卷時的操作方式上有所不同。
[0024] 圖5是本實用新型的張力電位器連接圖；如圖5所示，為應(yīng)對速度變換的過程中的 慣性，在操作屏上預(yù)設(shè)慣性補償值，在加、減速由變頻器VFD1-VFD5作用到每