1、引言

    白粉是一種粉末狀化工產品，過去用于成品包裝的干白粉定量包裝秤給料裝置，大多采用電機拖動的雙螺旋給料機。為保證控制系統(tǒng)精度和速度，雙螺旋給料機共有大、小兩級螺旋給料，初始狀態(tài)均處于停止位。進入自動運行狀態(tài)時，當物料重量達到大給料設定值時停止大給料電機并繼續(xù)保持小給料電機運轉，當物料重量達到最終設定值時，關閉小給料電機。由于干白粉的流動性和螺旋給料機的機械慣性，再加上物料輸送的不均勻，定量包裝秤的動態(tài)精度很難穩(wěn)定控制�；�于上述問題，我們采用變頻器對干白粉定量包裝秤的給料裝置進行了技術改造，將雙螺旋給料機形式改為單螺旋給料機形式，即降低了生產成本，又提高了干白粉定量包裝秤的性能。



    2、干白粉定量包裝秤的結構組成

    干白粉定量包裝秤為毛重式稱量方式，結構組成：主要由儲料倉、螺旋給料機、截料裝置、稱重夾袋裝置、氣動部分以及電氣控制柜組成。



    3、主要技術指標及參數

    (1) 定量包裝秤的描述

    4 變頻器的選用

    選擇變頻器時，除了根據電機類別和螺旋給料機的生產效率和驅動功率外，還應以實際電機電流作為選擇的依據，電機的額定功率只能作為參考。另外，應充分考慮變頻器的輸出含有豐富的高次偕波，會使電機的功率因數和效率變壞。因此，用變頻器給電機供電與用工頻電網供電相比較，電機的電流會增加10%而溫升會增加20%。所以在選擇電機和變頻器時，應考慮到這種情況，適當留有余量，以防止溫升過高，影響螺旋給料機的使用壽命。



    在進行了技術比較后我們選用了SANKEN公司IF-4.0K變頻器，該變頻器采用了先進的驅動控制技術，是一種低噪音高性能的變頻器，具有最佳控制電壓和電流矢量，可以最大限度地發(fā)揮電機的輸出轉矩，完全適用于干白粉的定量包裝控制技術要求。



    5、變頻調速的硬件構成

    電氣原理圖，核心部件為IF-4.0K變頻器和XK3210稱重顯示控制器。XK3210稱重顯示控制器內置簡易PLC，通過簡單的二次編程，可完成定量包裝秤的基本控制功能，適用于凈重式和毛重式等定量包裝秤，其輸出OUT1(大給料)和OUT2(小給料)為無電壓繼電器輸出信號，可直接驅動IF-4.0K變頻器的調速輸入端FR(1速)2DF(2速)。動力電源線AC380V通過空氣開關Q1接至變頻器R、S、T端子，螺旋輸送機電機接至變頻器U、V、W端子。原則上不要在變頻器和電機之間裝設交流接觸器，否則在變頻器運轉中，接觸器啟停引起的過大電流易損壞變頻器。



    其中，定量稱重數據參數通過稱重顯示控制器設置，可設置提前量、最終定量值、延時時間等參數。螺旋給料機給料速度、過流過壓保護等參數通過變頻器操作面板可方便地調整。



    6、變頻器的控制參數

    變頻器的功能參數有基本運轉功能、加減速設定功能、運轉頻率設定功能、保護設定功能、其它調整功能、多功能端子選擇功能、無速度傳感器選擇功能、任選件功能等，部分參數設置如附表所示。



    7、減小EMC影響的主要措施

    EMC即“電磁兼容性”，它主要是指電氣設備在電磁環(huán)境中良好的工作能力，并且不能產生在此環(huán)境中工作的其它設備所不能接受的電磁干擾。變頻器通常運行在一個可能存在較高的電磁干擾(EMI)工業(yè)環(huán)境中，好的安裝可確保變頻器和定量包裝控制系統(tǒng)安全和無故障運行。

  

    (1) 確�？刂乒裰械脑O備接地良好，使用短和粗的接地線連接到公共接地點或接地母排上。特別重要的是，連接到變頻器的任何控制設備要與其共地，同樣也要使用短和粗的導線接地，最好采用在高頻時阻抗較低的扁平導體。



    (2) 安裝變頻器時，安裝板使用無漆鍍鋅鋼板，以確保變頻器的散熱器和安裝板之間有良好的電氣連接。



    (3) 為有效的抑制電磁波的輻射和傳導，減少對稱重顯示控制器的影響，變頻器的電機電纜采用屏蔽電纜，屏蔽層的電導約為每相導線芯電導的10%。



    (4) 控制電纜使用屏蔽電纜�？刂齐娎|的屏蔽層應直接在變頻器的內部接

地，另一側通過高頻小電容接地。當屏蔽層兩端的差模電壓不高和連接到同一地線上時，也可以將屏蔽層的兩端直接接地。信號線和它的返回線絞合在一起，能減小感性耦合引起的干擾，絞合越靠近端子越好。模擬信號的傳輸線使用雙屏蔽的雙絞線。不同的模擬信號線獨立走線，有各自的屏蔽層，以減少線間的耦合。數字信號線使用雙屏蔽的雙絞線，也可以使用單屏蔽的雙絞線。



    (5) 電機電纜獨立于其它電纜走線，同時避免電機電纜與其它電纜長距離平行走線，這樣才能減少變頻器輸出電壓快速變化而產生的電磁干擾。如果控制電纜和電源電纜交叉，應盡可能使它們垂直交叉走線。



    (6) 設計控制柜時要注意EMC的區(qū)域原則，把不同的設備規(guī)劃在不同的區(qū)域中。每個區(qū)域對噪聲的發(fā)射和抗擾度有不同的要求，區(qū)域在空間上用金屬殼或在柜體內用接地隔板隔離。



    8、變頻器的使用效果

    采用變頻器后，干白粉定量包裝秤的螺旋給料機運行平穩(wěn)，給料均勻，升降速平滑，無機械沖擊，對動態(tài)稱重數據影響很小。主要表現在以下方面：



    (1) 變頻給料裝置精度高，系統(tǒng)保護功能完善。參數的優(yōu)化可通過人機界面設置修改，且發(fā)生故障后可直接將自診斷的結果顯示在人機界面上，縮短了檢修時間，大大提高了工作效率。



    (2) 延長了電動機的使用壽命。由于電動機的啟停電流為額定電流的5~7倍，沖擊轉矩很大，影響電機的使用壽命。變頻啟動是一種軟啟動方式，可避免對電機的機械沖擊，且保護了設備，減少了設備的磨損。正常使用時，由于電動機轉速一般都降至額定轉速以下，設備的磨損大大減少。



    (3) 可靠的保護措施。變頻器通過自身設置的參數很容易實現過流、過壓、欠壓等保護措施。



    (4) 控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,電機經濟運行,節(jié)能效果明顯。

    9、結束語

    采用變頻器后的干白粉定量包裝秤運行平穩(wěn)可靠，定量控制精度高，自投入使用以來取得了良好的效果，操作維修簡單方便，降低了維護費用，達到了系統(tǒng)設計的要求，受到了用戶的好評，并帶來了良好的經濟效益。