摘 要：本文介紹了石灰窯單斗卷揚的工作原理及系統(tǒng)配置，并結(jié)合電路圖給出了工作過程；簡單介紹了智能主令、明電舍變頻器和西門子PLC之間的通訊原理。 關(guān)鍵詞：智能主令 明電舍 變頻器 單斗卷揚 電路圖 Abstract:The article introduces the priciple and system configuation of the single-skip hoist,and gives the detailed working process basing on the circuit diagram .And it explains the communication principle between the MEIDENSHA frenquence changer and the SIEMENSE plc. Key words:MEIDENSHA frenquence changer single-skip hoist circuit diagram 一、概述 卷揚上料小車是活性石灰豎窯及其它工業(yè)豎窯的主要生產(chǎn)設(shè)備之一。廣泛用于冶金、有色金屬行業(yè)等。卷揚上料小車在整個系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用,該設(shè)備能否正常運行直接影響爐況、產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。 福建三鋼（集團）有限責(zé)任公司氣燒窯各采用一套單斗卷揚變頻設(shè)備，每套設(shè)備配備VT230S-022H變頻器，制動單元及制動電阻,利用智能主令靈活進行卷揚位移及速度控制。 二、主設(shè)備簡介 1．單斗卷揚 主要由斜橋（全長約35m），上料小車、配重、卷揚、驅(qū)動裝置組成，是上料系統(tǒng)的核心設(shè)備。 2．智能主令控制器 原有卷揚行程控制采用凸輪控制器來完成，控制精度低，調(diào)整極為繁瑣且常易發(fā)生上料小車墜入爐內(nèi)的重大設(shè)備事故。ZNLK系列智能主令控制器，具有運行可靠、響應(yīng)速度快、分辨率高、控制準確、調(diào)整方便、狀態(tài)存儲等優(yōu)點。主要由主控單元（S7-200PLC，觸摸操作面板），現(xiàn)場變送單元（旋轉(zhuǎn)編碼器及傳動裝置），連接電纜組成。智能主令通過檢測卷筒轉(zhuǎn)動來得到準確的位移量,系統(tǒng)通過檢測到不同的位移信號來發(fā)出指令去控制明電舍變頻器啟停,變速運行來完成整套設(shè)備的控制. 3．VT230S高性能交流調(diào)速器——新一體化交流驅(qū)動裝置 3．1、ACL交流進線電抗器 如果供電變壓器的容量大于變頻器的容量的10倍應(yīng)安裝該裝置,以保護變頻器（與電源平衡）.該裝置可以有效的改善功率因素（將達到大約0.9）,并能抑制電流中的高次諧波. 3．2、DCL直流電抗器 該裝置可有效改善變頻器輸入端的功率因素（將達到大約0.9）,并一如交流電抗器能與電源側(cè)的交流電抗器相平衡. 3．3、EMC濾波器 該裝置可有效抑制變頻器產(chǎn)生的電磁干擾,這種電磁干擾是通過無線電頻帶中的電磁輻射耦合到電網(wǎng)中.該裝置可使用變頻器與周邊裝置相平衡. 3．4、DBU制動組件 當(dāng)電機使用動態(tài)制動方式停車選用該單元. 3．5、一體化多模式驅(qū)動 ● 無傳感器矢量控制 ● 有傳感器高性能矢量控制 ● PM驅(qū)動節(jié)能 ● V/F變轉(zhuǎn)矩控制 ● V/F恒轉(zhuǎn)矩控制 3．6、操作簡單 ● 旋鈕 ● 矢量控制自動調(diào)整 ● 支持PC軟件驅(qū)動 3．7、友好的環(huán)境設(shè)計 ● 軟聲PWM ● 在IM驅(qū)動中具有PM驅(qū)動能力和節(jié)能功能 三、系統(tǒng)配置及工作原理 每窯各配置一套單斗卷揚智能主令控制器、變頻器，每套VT230S-022H變頻器各配有制動單元及制動電阻。主回路配有電流繼電器。等短路，接地等保護。 1、單斗卷揚原理及工藝分析 工作原理： 三鋼礦山石灰窯，料車軌道長35m，根據(jù)石灰豎窯生產(chǎn)工藝要求，啟動卷揚小車的上升按扭信號后，變頻器控制卷揚電機帶動載料小車按低速運行。運行上升約3.5m約6S后載料小車上升速度由低速變高速，到頂前約3.5m載料小車上升速度由高速變低速，載料小車到頂?shù)沽蠒r間約10S，到底后開始啟動振動給料機給料，料滿后開始第二個周期過程。整個上料周期根據(jù)爐況及產(chǎn)量而進行調(diào)整。載料小車的運行模式由智能主令控制器和PLC來控制, 運行速度由變頻器調(diào)節(jié)。 控制方案： 　?。?） 系統(tǒng)采用單斗載料方式，其控制過程為:當(dāng)單斗下降到底部后，振動給料機將已稱好的原料混勻倒入單斗之中，稱量斗料門關(guān)閉后,PLC發(fā)出命令給小車,單斗開始上升，其運行遵循設(shè)定曲線按慢-快-慢實現(xiàn)礦車的上升、下降。變速點由主令控制器控制,靠控制變頻器按多步速度運行來完成。所以，主令控制器在控制單斗上升、下降過程中需要6個關(guān)鍵控制點，即上加速、上減速、上到位、下加速、下減速、下到位。 　　（2） 為了確保載料小車在生產(chǎn)過程中準確無誤地運行，在 PLC中我們必須設(shè)置以下幾個條件變量: 　　小車上升信號、小車停止信號 、小車機械部分無故障信號、卷揚電機沒有上過卷、鋼絲繩松開關(guān)未動作、手動事故開關(guān)未動作、變頻器無故障、小車到底等待信號。 　　當(dāng)卷揚工作時，操作盤上設(shè)有自動上料按鈕,如果PLC接受到條件參數(shù)都滿足，且自動上料按鈕按下，小車才能延時上升,在整個運行過程中,PLC不斷接收信號并在畫面上顯現(xiàn)小車位移量。 　　（3） 變頻控制系統(tǒng)，通過設(shè)定啟動頻率,第一運行速度、第二運行速度等多點速度（具體何時變速由智能主令控制器發(fā)出）。逆變器運行的條件是接到上升、下降命令，此命令由PLC根據(jù)運行約束條件輸出上升、下降點來控制。 上述兩個條件具備后，逆變器就輸出可變頻率的電源，電機隨之平滑、無級調(diào)速運轉(zhuǎn)，如果運行中出現(xiàn)欠壓、過載、過流等運行約束條件出現(xiàn)。綜合報警就會動作，切斷控制回路，同時在逆變器面板上的數(shù)字監(jiān)視器顯示相應(yīng)的故障信號。為了保證載料小車上料周期，提高產(chǎn)量，減少小車故障。載料小車在上升或下降過程中，運行狀態(tài)分成三個階段:加速段、恒速段、減速段。其中4個變速點（上升、下降各2個）是通過智能主令控制器發(fā)出信號給變頻器，來實現(xiàn)低速—高速—低速的變換。 變頻器接線圖如下： 如圖：RST為變頻復(fù)位端子，RUN為變頻運行信號端子，PSI1、PSI2、PSI3為自定義編程端子，設(shè)定手自動切換及接收智能主令控制器位移控制信號。 四、變頻器和PLC通訊設(shè)置 1、變頻器參數(shù)設(shè)置 　　C02-0=0 （速度輸入設(shè)定：鍵盤） 　　C03-0=0 　　C03-1=0 　　C03-2=0 　　C03-5=16（置為COP常有效） 　　C04-1=16（VFS速度設(shè)定常有效） 　　C04-2=4（優(yōu)先選用IFS或VFS的設(shè)定值） 　　C04-5=0 　　C07-0=2缺?。ㄋ俣仍O(shè)定1為FSV——0-10V電壓給定） 　　C07-1=3缺省（速度設(shè)定2為FSI——4-20ma電流給定） 　　C30-0=2（根據(jù)現(xiàn)場選擇負載類型） 　　C35-0=1（PROFIBUS地址設(shè)置） 2、PLC硬件配置 現(xiàn)以西門子STEP7組態(tài)軟件為例說明其通訊過程： 　　● 打開SIMATIC MANAGER 　　● 打開一個新項目，使用一個新名稱 　　● 用菜單命令I(lǐng)NSERT>STATION>SIMATIC400-STATION插入一個新對象 　　● 雙擊SIMATIC-STATION，在右窗口中出現(xiàn)圖標HARDWARE 　　● 雙擊圖標HARDWARE，打開設(shè)計對話框 　　● 自動插入硬件目錄（HARDWARE-CATALOG） 　　● 自動插入RACK、POWER、CPU和DPSTRANG 　　● 把明電舍的GSD文件輸入到硬件組態(tài)程序中　 　　● 激活GSD文件，在STEP7硬件組態(tài)中完成下列過程：Tools update device database files 　　●從硬件目錄中打開目錄PROFIBUS-DP ，在里面的ADDITIONAL FIELD DEVICES的DRIVES中找到V23-SL6 　　●將其插入到一個DP-MASTER SYSTEM中，并按照預(yù)先定義好的地址輸入SLAVE地址。 　　●存儲當(dāng)前組態(tài)，將它下裝入CPU中。 　　 然后使用相應(yīng)的上位機監(jiān)控軟件對其進行讀寫操作即可完成明電舍變頻器與現(xiàn)場總線設(shè)備之間的通訊。 五、小結(jié) 本套系統(tǒng)自從投入運行以來，系統(tǒng)運行平滑,極大減少了高速啟動、快速制動的沖擊,設(shè)備運行調(diào)節(jié)控制十分靈活方便,有力改變了單斗卷揚原先機械電氣故障頻發(fā)的狀態(tài),為生產(chǎn)高效有行發(fā)揮了重要作用。 參考文獻 1、明電舍變頻調(diào)速器 使用說明書 2、S7-300PLC模板規(guī)范手冊 SIEMENS公司 3、STEP7編程手冊 SIEMENS公司 4、S7-300產(chǎn)品目錄 SIEMENS公司 5、孫錫生.影響煉鋼用活性石灰質(zhì)量的因素,石灰.1998 6、Z NLK智能主令控制使用說明書