王大鵬

[摘? ? 要 ]皮帶運(yùn)輸機(jī)在各大工廠的生產(chǎn)線中使用十分廣泛，在傳統(tǒng)的生產(chǎn)線中皮帶運(yùn)輸機(jī)主要是采用了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制，如今隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，皮帶運(yùn)輸機(jī)能夠擁有變頻控制技術(shù)，能夠滿(mǎn)足多元化控制操作，有效提升生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。本文主要分析了變頻控制技術(shù)的理論概述，并研究了在皮帶運(yùn)輸機(jī)中變頻控制技術(shù)的應(yīng)用措施。

[關(guān)鍵詞]變頻控制技術(shù);皮帶運(yùn)輸機(jī);應(yīng)用研究

[中圖分類(lèi)號(hào)]TD634.1 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2020）11–000–03

[Abstract]The belt conveyor is widely used in the production line of major factories. In the traditional production line， the belt conveyor mainly uses the traditional single chip microcomputer to realize the system control. Now with the continuous innovation of production technology， the belt conveyor can have the frequency conversion control technology， which can meet the diversified control operation， and effectively improve the production efficiency and quality. This paper mainly analyzes the theory of frequency conversion control technology， and studies the application measures of frequency conversion control technology in belt conveyor.

[Keywords]frequency conversion control technology; belt conveyor; application research

變頻技術(shù)屬于發(fā)展比較成熟的創(chuàng)新技術(shù)之一，通過(guò)使用變頻來(lái)滿(mǎn)足不同的運(yùn)行需求，起到節(jié)能降耗的效果。如果在工廠生產(chǎn)線的皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行中結(jié)合變頻控制技術(shù)，能夠通過(guò)皮帶中貨物量有效地控制電機(jī)的運(yùn)行頻率，節(jié)約環(huán)保效果良好，保障運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行效率更高，提升運(yùn)輸機(jī)的使用壽命，促進(jìn)企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

1 皮帶運(yùn)輸機(jī)概述

皮帶運(yùn)輸機(jī)由于有點(diǎn)較多，因此在工廠生產(chǎn)和運(yùn)輸過(guò)程中使用十分廣泛，其使用簡(jiǎn)單方便、設(shè)備的零部件非常標(biāo)準(zhǔn)化、維修起來(lái)更加漸變、整體設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介、能夠運(yùn)輸?shù)木嚯x相比起來(lái)設(shè)備都更長(zhǎng)、運(yùn)輸量比較大等特點(diǎn)。在生產(chǎn)和運(yùn)輸過(guò)程中根據(jù)輸送工藝的不同，可以把皮帶運(yùn)輸機(jī)分為多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)和單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)[1]。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)運(yùn)輸過(guò)程中單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的皮帶運(yùn)輸機(jī)設(shè)備使用十分廣泛，這一設(shè)備的驅(qū)動(dòng)裝備主要是安裝在整體運(yùn)輸機(jī)的機(jī)頭位置，并且在很多情況下由于運(yùn)輸距離的限制、運(yùn)輸量的限制以及使用環(huán)境的限制，該類(lèi)型運(yùn)輸機(jī)的應(yīng)用也會(huì)受到更大的限制。多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)皮帶運(yùn)輸機(jī)類(lèi)型能夠在中間比單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)擁有更多的助力，因此也被稱(chēng)為中間主力多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的皮帶運(yùn)輸機(jī)。這一類(lèi)型的運(yùn)輸機(jī)在機(jī)頭和機(jī)體的位置安裝了驅(qū)動(dòng)裝置，能夠有效減少運(yùn)輸帶上貨物壓力產(chǎn)生的張力，有效提升了普通運(yùn)輸帶的運(yùn)輸效率。目前在生產(chǎn)運(yùn)輸過(guò)程中多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)運(yùn)輸機(jī)的應(yīng)用更加普遍。多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)運(yùn)輸機(jī)具有中間滾筒卸載式的多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)皮帶運(yùn)輸機(jī)，在傳統(tǒng)運(yùn)輸機(jī)的輸送帶中間另外準(zhǔn)備驅(qū)動(dòng)點(diǎn)，從而有效減少橡膠輸送帶上的張力。此外還有一種安裝方式是直線摩擦式，在安裝過(guò)程中在原有主機(jī)的基礎(chǔ)上，在輸送帶下方增設(shè)一臺(tái)或多臺(tái)普通的皮帶運(yùn)輸機(jī)，用來(lái)輔助承托主機(jī)的輸送帶，多臺(tái)機(jī)器同步運(yùn)行，能夠有效依靠摩擦來(lái)不斷減小主機(jī)輸送帶的張力。多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)相對(duì)于單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)來(lái)說(shuō)運(yùn)輸量更大，在工作中能夠保證穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)前需要研究的關(guān)鍵，就是如何在多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行的基礎(chǔ)上，應(yīng)用變頻控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)化運(yùn)行。

2 高壓變頻器的技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析

在皮帶運(yùn)輸機(jī)的應(yīng)用過(guò)程中結(jié)合高壓變頻器技術(shù)的應(yīng)用，能夠幫助實(shí)現(xiàn)全啟動(dòng)皮帶運(yùn)輸機(jī)的目的，結(jié)合變頻控制技術(shù)的應(yīng)用，緩慢地啟動(dòng)機(jī)械設(shè)備電機(jī)，能夠幫助把機(jī)械設(shè)備中皮帶的內(nèi)部力量充分發(fā)揮出來(lái)，減少機(jī)械受到的損傷，提升交代的工作壽命和工作效果[2]。高壓變頻器的應(yīng)用還能夠有效減少皮帶運(yùn)輸機(jī)的皮帶強(qiáng)度，保持機(jī)械設(shè)備在1h內(nèi)完全啟動(dòng)，一部分演唱出來(lái)的機(jī)械設(shè)備部分，啟動(dòng)時(shí)間用來(lái)減少對(duì)于皮帶強(qiáng)度的要求，這樣能夠有效地減少皮帶運(yùn)輸機(jī)當(dāng)中皮帶的維護(hù)保養(yǎng)成本和采購(gòu)成本，優(yōu)化機(jī)械設(shè)備管理質(zhì)量。高壓變頻器技術(shù)的應(yīng)用能夠從抵押變頻控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩平衡問(wèn)題。變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)的應(yīng)用能夠有效節(jié)省更多的能耗，更好地控制皮帶運(yùn)輸機(jī)在生產(chǎn)和運(yùn)輸過(guò)程中的運(yùn)行速度，能夠根據(jù)在生產(chǎn)運(yùn)輸過(guò)程中皮帶運(yùn)輸機(jī)傷的負(fù)載變化而進(jìn)行運(yùn)行頻率的變化，節(jié)省更多的能源消耗。

3 電動(dòng)機(jī)選型

在皮帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)用比那品控制技術(shù)，需要科學(xué)合理的根據(jù)電力拖動(dòng)系統(tǒng)選擇電動(dòng)機(jī)[3]。工作人員需要確定出電動(dòng)機(jī)的不同種類(lèi)，了解電動(dòng)機(jī)擁有哪些不同的型號(hào)，計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的額定電壓和額定電率之后，進(jìn)行科學(xué)合理地選擇。在運(yùn)行過(guò)程中要結(jié)合額定功率的應(yīng)用不能超過(guò)規(guī)定的數(shù)據(jù)值要求。電動(dòng)機(jī)的選擇需要符合機(jī)械設(shè)備特性要求，在機(jī)械設(shè)備處于一定的負(fù)載之下，能夠擁有更加穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速，也要具備良好的啟動(dòng)和制動(dòng)性能。在選擇電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)過(guò)程中，要根據(jù)設(shè)計(jì)安裝要求和工作環(huán)境進(jìn)行選擇。電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)電力拖動(dòng)系統(tǒng)完成拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械相關(guān)的工作。由于生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備的種類(lèi)非常多，生產(chǎn)工藝水平不同，因此也會(huì)出現(xiàn)不同的電動(dòng)機(jī)分類(lèi)。在選擇的過(guò)程中想要確保選擇的種類(lèi)更加合理，一是重視電動(dòng)機(jī)的性能，二是了解生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，確保選擇的電動(dòng)機(jī)能夠準(zhǔn)確地完成工藝要求。

4 變頻器的選擇

4.1 變頻器的控制和分類(lèi)

要想確保皮帶運(yùn)輸機(jī)實(shí)現(xiàn)變頻變壓，正確地輸送平滑規(guī)則的正弦波形，需要利用變頻器來(lái)提升驅(qū)動(dòng)性能。UCF控制電壓和頻率之間的比例，控制電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單方便，成本比較低，機(jī)械性能相對(duì)來(lái)說(shuō)比較優(yōu)越，能夠滿(mǎn)足普通傳播過(guò)程中平滑調(diào)速的運(yùn)行要求。通過(guò)使用轉(zhuǎn)差頻率更好地控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的速度，來(lái)有效地控制逆變器輸出頻率，實(shí)現(xiàn)滑移速度控制運(yùn)行模式。矢量控制主要是用于分量的計(jì)算，針對(duì)電流磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)矩分量進(jìn)行計(jì)算，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩控制，從電流磁鏈的簡(jiǎn)介控制轉(zhuǎn)變成為直接控制。

4.2 變頻器的選擇

在生產(chǎn)運(yùn)輸過(guò)程中皮帶運(yùn)輸機(jī)的應(yīng)用時(shí)間比較長(zhǎng)，因此機(jī)械設(shè)備的電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于低速高扭矩的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中[4]。PLC匹配變頻器屬于矢量型變頻器類(lèi)型，機(jī)械設(shè)備的動(dòng)態(tài)性能十分良好，能夠保持低速高轉(zhuǎn)矩輸出。該變頻器的操作面板能夠進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，配備有多個(gè)不同的固定頻率，機(jī)械設(shè)備的固定頻率值是功能碼來(lái)設(shè)定的，并且機(jī)械設(shè)備的頻率番位可以選擇外部終端。但是由于這種操作模式受到了頻率數(shù)量的限制，因此這種方式并不經(jīng)常使用。該變頻器的應(yīng)用選擇了模擬頻率模式，內(nèi)部設(shè)置有模擬輸入端子，能夠在電流或者是電壓出現(xiàn)變化之后，在一定的范圍內(nèi)改變反相器的輸出頻率。在運(yùn)行過(guò)程中PLC可以拓展出模擬輸出模塊。頻率轉(zhuǎn)換器擁有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，能夠跟網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行對(duì)接，通過(guò)開(kāi)展通信模式，接受頻率控制的指令?？梢栽O(shè)置成為由指令需要的頻率進(jìn)行輸出，利用一個(gè)通信線路把PLC連接到轉(zhuǎn)換器當(dāng)中。

5 變頻控制皮帶運(yùn)輸機(jī)設(shè)計(jì)方案

5.1 變頻器

通過(guò)在運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中采用變頻控制技術(shù)，能夠結(jié)合變頻器的應(yīng)用來(lái)改變?cè)须姍C(jī)的工作電源頻率，更好地控制交流電。變頻器包含有未處理單元、驅(qū)動(dòng)單元以及制動(dòng)單元等，可以更好的控制電流頻率的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電機(jī)工作交流電的運(yùn)行狀態(tài)。在皮帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際生產(chǎn)情況，了解到應(yīng)該提供的供電頻率，然后調(diào)整頻率滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)要求，達(dá)到節(jié)能的效果[6]。根據(jù)變頻器運(yùn)行過(guò)程不同，可以將其分為兩種不同的類(lèi)型，交–交變頻器和交–直–交變頻器2種。第一種類(lèi)型是把工頻的交流轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率可以調(diào)整的交流電壓，也被稱(chēng)為是直接式變頻器。

第二種變頻器則是首先把工頻交流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷?，然后再利用整流器的操作，把直流變換為頻率電壓，實(shí)現(xiàn)交流的可調(diào)整目的。這種變頻器的運(yùn)行過(guò)程屬于間接式的，稱(chēng)為是間接式變頻器。在生產(chǎn)運(yùn)輸過(guò)程中第二種變頻器的應(yīng)用十分廣泛。

5.2 多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)

結(jié)合多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的方式，能夠緩解在皮帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，輸送帶張力逐漸增大的情況，確保在負(fù)荷量不斷提升、輸送的距離也逐漸的加長(zhǎng)情況下張力也會(huì)隨之增加的情況，結(jié)合多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的生產(chǎn)運(yùn)輸方式，把輸送帶原本承擔(dān)的張力輸送到不同的輸送過(guò)程中，有效地減少輸送帶的張力。在運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中可以設(shè)置多個(gè)不同的驅(qū)動(dòng)裝置，作為逆止器的作用避免輸送帶在運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)斷帶的情況，確保皮帶運(yùn)輸機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。

5.3 PLC控制器

PLC是可編程邏輯控制器的英文縮寫(xiě)，能夠通過(guò)多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)皮帶運(yùn)輸?shù)淖冾l控制，把多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)皮帶運(yùn)輸機(jī)和控制技術(shù)有效地結(jié)合在一起，解決皮帶運(yùn)輸機(jī)工作中操作控制不方便的問(wèn)題[7]。PLC分為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。其中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)在機(jī)械設(shè)備不同位置的傳感器運(yùn)行中，實(shí)時(shí)了解輸送機(jī)的工作狀態(tài)。傳感器能夠把自己實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給PLV計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。控制系統(tǒng)則是在設(shè)備處理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)技術(shù)之后，采集信號(hào)進(jìn)入到控制系統(tǒng)，分析檢測(cè)信號(hào)之間的強(qiáng)度和間隔，出現(xiàn)斷鏈和掉鏈的運(yùn)行故障能夠自動(dòng)報(bào)警。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中在皮帶運(yùn)輸機(jī)的機(jī)頭位置和中部位置都安裝了保護(hù)裝置，保護(hù)裝置能夠更好地避免物料和開(kāi)關(guān)發(fā)生碰撞，確保開(kāi)關(guān)能夠更加靈敏。

5.4 安裝布置

想要有效的實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電頻同步運(yùn)行，需要做好安裝設(shè)計(jì)工作，在設(shè)計(jì)的布置過(guò)程中，按照順序來(lái)啟動(dòng)2臺(tái)電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)的間隔時(shí)間設(shè)置為8s，輸出的電流值按照誤差控制進(jìn)行計(jì)算，確保電機(jī)能夠在過(guò)載和空載的情況下都平穩(wěn)安全地運(yùn)行[8]。PLC產(chǎn)品的種類(lèi)型號(hào)非常多，不同的產(chǎn)品不同的性能、不同的容量、不同的系統(tǒng)指令、不同的結(jié)構(gòu)和不同的變成方式。因此需要結(jié)合功能要求來(lái)選擇PLC機(jī)型設(shè)備，盡可能地滿(mǎn)足生產(chǎn)的適用性。在選擇過(guò)程中要采用科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)形式和安裝方式，滿(mǎn)足系統(tǒng)可靠性和響應(yīng)速度要求。在生產(chǎn)運(yùn)輸過(guò)程中結(jié)合變頻控制皮帶運(yùn)輸機(jī)的應(yīng)用，能夠提升生產(chǎn)運(yùn)輸效率，避免在空載和滿(mǎn)載的情況下出現(xiàn)電頻不平衡的情況，減少對(duì)電機(jī)產(chǎn)生的損傷，減少輸送帶的磨損，提升運(yùn)輸機(jī)的使用壽命，讓輸送機(jī)更加安全可靠地運(yùn)行。

6 結(jié)束語(yǔ)

在生產(chǎn)運(yùn)輸過(guò)程中皮帶運(yùn)輸機(jī)的工作環(huán)境比較特殊，運(yùn)輸距離非常遠(yuǎn)、運(yùn)輸量非常大，并且要求運(yùn)輸速度要快，在復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境中會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)備的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生影響。通過(guò)采用變頻控制技術(shù)能夠優(yōu)化帶式輸送系統(tǒng)，提升運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行可靠性、安全性，提升生產(chǎn)效率。

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