剝鋅機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的制動(dòng)電阻和制動(dòng)單元(下) 上接《剝鋅機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的制動(dòng)電阻和制動(dòng)單元(上)》
（2）剝鋅機(jī)和刷洗機(jī)鏈條的位置控制
多功能自動(dòng)行車(chē)先將陰極板放在鏈條上。鏈條每次前進(jìn)一個(gè)固定的距離將單塊陰極板傳動(dòng)到提升裝置上方，然后提升電機(jī)帶動(dòng)提升裝置將陰極板提升到一定高度從而完成剝鋅和刷洗，該塊陰極板的剝鋅或刷洗結(jié)束后鏈條再移動(dòng)一步，將下一塊陰極板傳動(dòng)到制定位置。因此需要對(duì)鏈條進(jìn)行位置控制。
在鏈條上設(shè)定兩個(gè)傳感器，第一個(gè)傳感器為減速位，第二個(gè)傳感器為停止位。陰極板首先高速運(yùn)行直到減速位被激活，減速位激活后速度減低直到停止位被激活。鏈條傳送有一個(gè)問(wèn)題是需要防止陰極板搖擺。由于陰極板高度為1.6m，當(dāng)鏈條運(yùn)動(dòng)時(shí)必然會(huì)導(dǎo)致陰極板嚴(yán)重?fù)u擺，而這是不允許出現(xiàn)的。本項(xiàng)目采用以下方法防止搖擺：將鏈條移動(dòng)一次分成四步。第一步以800r/min的速度運(yùn)行700ms；第二步以150r/min的速度運(yùn)行350ms，目的是使陰極板從后方晃動(dòng)到前方；第三步以1200r/min的速度運(yùn)行直到減速位傳感器被激活；第四步以200r/min的低速運(yùn)行直到停止位傳感器被激活。可以通過(guò)調(diào)整第一步和第二步的速度、時(shí)間值來(lái)使得陰極板在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)量剛好抵消，盡量保持鏈條停止后陰極板平穩(wěn)。
（3）制動(dòng)輪胎和傳送皮帶之間的速度同步控制
鋅片剝離后從剝鋅單元掉落，由于鋅片重約90kg，因此需要制動(dòng)單元對(duì)其進(jìn)行制動(dòng)和減速后放置在傳送皮帶上，然后進(jìn)行堆垛等作業(yè)。制動(dòng)單元由3部分組成，上方有2組輪胎，鋅片掉入輪胎中間后通過(guò)控制輪胎的轉(zhuǎn)速來(lái)控制鋅片掉落的速度，當(dāng)鋅片下降到一定高度后下面的那組制動(dòng)單元（輪胎）傾斜從而將鋅片成一定角度放下，與此同時(shí)下方的傳送皮帶速度必須與鋅片下降的速度配合，使鋅片順利掉落到皮帶上。因此兩者之間的速度需同步。制動(dòng)輪胎電機(jī)軸和傳送皮帶電機(jī)軸由同一個(gè)控制單元cu320控制，各軸之間能相互進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，因此通過(guò)直接設(shè)定兩者之間的速度即可達(dá)到良好的同步效果。
四、制動(dòng)單元的選用
由剝鋅機(jī)工作原理可見(jiàn)，提升、傳動(dòng)等的制動(dòng)環(huán)節(jié)電機(jī)始終處于發(fā)電模式，由變頻器的主回路知道，此時(shí)電機(jī)側(cè)反饋回的能量將通過(guò)逆變回路的續(xù)流二極管D1-D6反饋到直流回路的濾波電容C1、C2上，這時(shí)變頻器的母線(xiàn)電壓Ud會(huì)升高(即泵升電壓)，過(guò)高的泵升電壓將使變頻器出現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)，甚至?xí)䲟p壞變頻器，為此，必須加裝制動(dòng)組件，當(dāng)制動(dòng)單元控制回路檢測(cè)到直流母線(xiàn)電壓達(dá)到一定值時(shí)控制其開(kāi)關(guān)管IGBT開(kāi)通，制動(dòng)電阻接到回路中，將電機(jī)的反饋的制動(dòng)能量消耗在電阻上。
制動(dòng)單元?jiǎng)幼骱�，泄放的能量大于回饋能量，直流回路的電壓開(kāi)始下降，當(dāng)它下降到變頻器的安全值，則制動(dòng)單元自動(dòng)控制放電用開(kāi)關(guān)管關(guān)閉，停止放電。這一充電與放電過(guò)程由變頻器和制動(dòng)組件自動(dòng)完成，維持直流回路電壓在一個(gè)安全的范圍之內(nèi)。由此可見(jiàn)，剝鋅機(jī)采用變頻器控制時(shí)都要求裝置制動(dòng)單元才能滿(mǎn)足要求，這里選用常州博邦電氣有限公司生產(chǎn)的制動(dòng)單元，以電機(jī)功率為55kw為例，選用BBU制動(dòng)單元。制動(dòng)電阻、制動(dòng)單元與變頻系統(tǒng)的控制圖如圖2所示。
圖2 變頻系統(tǒng)示意圖
由上述可知，選擇制動(dòng)組件的基本原則是：制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻的最大瞬時(shí)放電能力大于或等于最大瞬時(shí)回饋能量。制動(dòng)組件的平均放電能量大于平均回饋能量。
通常，制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻的最大瞬時(shí)放電能力由其放電開(kāi)關(guān)管的額定電流所決定，而平均放電能力則取決于制動(dòng)電阻的額定功率大小。
五、項(xiàng)目運(yùn)行情況及應(yīng)用體會(huì)
中國(guó)第一套3.2m2大極板全自動(dòng)剝鋅系統(tǒng)在中金嶺南丹霞冶煉廠(chǎng)投產(chǎn)使用以來(lái)，已經(jīng)有一年多時(shí)間，在強(qiáng)酸性和強(qiáng)磁場(chǎng)的惡劣環(huán)境下設(shè)備運(yùn)行順利，運(yùn)轉(zhuǎn)效率較高。鑒于其的成功，云南、內(nèi)蒙等多家企業(yè)來(lái)廠(chǎng)參觀學(xué)習(xí)，并已有兩家企業(yè)引進(jìn)了該套全自動(dòng)剝鋅系統(tǒng)。
全自動(dòng)剝鋅系統(tǒng)在調(diào)試和實(shí)際使用中，siemens產(chǎn)品的靈活性、開(kāi)放性、完善的技術(shù)文檔、良好的技術(shù)支持，使得現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試較為輕松，保證了日后維護(hù)工作相對(duì)簡(jiǎn)單便利。在本項(xiàng)目的調(diào)試使用中，有以下體會(huì)。
（1）本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了極其簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)和調(diào)試過(guò)程。工程設(shè)計(jì)與組態(tài)工具使用sizer，快速而可靠的找到了最佳配置；參數(shù)的設(shè)定和調(diào)試使用快速調(diào)試工具starter，通過(guò)完善的技術(shù)文檔，調(diào)試人員可以在沒(méi)有專(zhuān)業(yè)技巧的情況下在短時(shí)間內(nèi)對(duì)一套復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。
（2）與simatic、simotion和sinumerik一樣，sinamics是全集成自動(dòng)化系統(tǒng)中的核心組成部分之一。本項(xiàng)目通過(guò)對(duì)plc、sinamics s120、et200m和hmi的集成，很好的體現(xiàn)了siemens tia的理念。
（3）sinamics s120使用矢量控制的方法控制交流伺服電機(jī)，使得電機(jī)機(jī)械特性線(xiàn)性度明顯提高而且起動(dòng)力矩增大，使交流電機(jī)達(dá)到直流電機(jī)的控制效果。sinamics s120與其它變頻器相比，其具有更硬的控制特性，尤其體現(xiàn)在低頻時(shí)。采用無(wú)傳感器的矢量控制，其轉(zhuǎn)速誤差可以控制在正負(fù)1rpm內(nèi)。
（4）目前交流伺服矢量控制系統(tǒng)通常使用絕對(duì)值編碼器來(lái)測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)子的速度和位置信號(hào)，這大大增加了硬件成本。另外，本項(xiàng)目由于電磁干擾較大，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，編碼器的測(cè)量精度也會(huì)相應(yīng)受到影響。利用sinamics s120強(qiáng)大的定位功能，采用帶一個(gè)位置編碼器的速度控制，完全滿(mǎn)足生產(chǎn)的需求。
（5）提升電機(jī)制動(dòng)采用直流注入的方式，在調(diào)試結(jié)束并正常運(yùn)行約4個(gè)月后，刷洗機(jī)的提升電機(jī)燒了，換上新電機(jī)后發(fā)熱依然比較嚴(yán)重，常常達(dá)到80°甚至更高。后修改專(zhuān)家參數(shù)p1232直流制動(dòng)電流值，從15a調(diào)整到8.5a；p1233直流制動(dòng)時(shí)間值，從3s調(diào)整到1.5s后解決這個(gè)問(wèn)題。 |
