1、引言

    干白粉是一種粉末狀化工產(chǎn)品，過(guò)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(dòng)的雙螺旋給料機。為保證控制系統精度和速度，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(jìn)入自動(dòng)運行狀態(tài)時(shí)，當物料重量達到大給料設定值時(shí)停止大給料電機并繼續保持小給料電機運轉，當物料重量達到最終設定值時(shí)，關(guān)閉小給料電機。由于干白粉的流動(dòng)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(dòng)態(tài)精度很難穩定控制�；�于上述問(wèn)題，我們采用變頻器對干白粉定量包裝秤的給料裝置進(jìn)行了技術(shù)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(chǎn)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(chēng)量方式，結構組成如圖1所示：主要由儲料倉、螺旋給料機、截料裝置、稱(chēng)重夾袋裝置、氣動(dòng)部分以及電氣控制柜組成。

    3、變頻器的選用 

    選擇變頻器時(shí)，除了根據電機類(lèi)別和螺旋給料機的生產(chǎn)效率和驅動(dòng)功率外，還應以實(shí)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(huì )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(wǎng)供電相比較，電機的電流會(huì )增加10%而溫升會(huì )增加20%。所以在選擇電機和變頻器時(shí)，應考慮到這種情況，適當留有余量，以防止溫升過(guò)高，影響螺旋給料機的使用壽命。
    在進(jìn)行了技術(shù)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(jìn)的驅動(dòng)控制技術(shù)，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(shù)要求。

    4、變頻調速的硬件構成 

    電氣原理圖如圖2所示，核心部件為IF-4.0K變頻器和XK3210稱(chēng)重顯示控制器。XK3210稱(chēng)重顯示控制器內置簡(jiǎn)易PLC，通過(guò)簡(jiǎn)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(wú)電壓繼電器輸出信號，可直接驅動(dòng)IF-4.0K變頻器的調速輸入端FR(1速)2DF(2速)。動(dòng)力電源線(xiàn)AC380V通過(guò)空氣開(kāi)關(guān)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(guò)大電流易損壞變頻器。 

    其中，定量稱(chēng)重數據參數通過(guò)稱(chēng)重顯示控制器設置，可設置提前量、最終定量值、延時(shí)時(shí)間等參數。螺旋給料機給料速度、過(guò)流過(guò)壓保護等參數通過(guò)變頻器操作面板可方便地調整。 

    5、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(wú)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。

   6、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(chǎn)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(gè)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安全和無(wú)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(xiàn)連接到公共接地點(diǎn)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(xiàn)接地，最好采用在高頻時(shí)阻抗較低的扁平導體。 
    (2) 安裝變頻器時(shí)，安裝板使用無(wú)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(chēng)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(xiàn)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(guò)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(xiàn)上時(shí)，也可以將屏蔽層的兩端直接接地。信號線(xiàn)和它的返回線(xiàn)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(xiàn)使用雙屏蔽的雙絞線(xiàn)。不同的模擬信號線(xiàn)獨立走線(xiàn)，有各自的屏蔽層，以減少線(xiàn)間的耦合。數字信號線(xiàn)使用雙屏蔽的雙絞線(xiàn)，也可以使用單屏蔽的雙絞線(xiàn)。 
    (5) 電機電纜獨立于其它電纜走線(xiàn)，同時(shí)避免電機電纜與其它電纜長(cháng)距離平行走線(xiàn)，這樣才能減少變頻器輸出電壓快速變化而產(chǎn)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(xiàn)。 
    (6) 設計控制柜時(shí)要注意EMC的區域原則，把不同的設備規劃在不同的區域中。每個(gè)區域對噪聲的發(fā)射和抗擾度有不同的要求，區域在空間上用金屬殼或在柜體內用接地隔板隔離。

   7、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，給料均勻，升降速平滑，無(wú)機械沖擊，對動(dòng)態(tài)稱(chēng)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，系統保護功能完善。參數的優(yōu)化可通過(guò)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(shí)間，大大提高了工作效率。 
    (2) 延長(cháng)了電動(dòng)機的使用壽命。由于電動(dòng)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(dòng)是一種軟啟動(dòng)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(shí)，由于電動(dòng)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(guò)自身設置的參數很容易實(shí)現過(guò)流、過(guò)壓、欠壓等保護措施。 
    (4) 控制系統穩定可靠,電機經(jīng)濟運行,節能效果明顯。

    8、結束語(yǔ) 
    采用變頻器后的干白粉定量包裝秤運行平穩可靠，定量控制精度高，自投入使用以來(lái)取得了良好的效果，操作維修簡(jiǎn)單方便，降低了維護費用，達到了系統設計的要求，受到了用戶(hù)的好評，并帶來(lái)了良好的經(jīng)濟效益。