艾默生变频器EV3000在送料皮带机上的应用

1、变频控制系统
　　1.1系统参数：
　　皮带电机为132KW，电流24，四极，转速1480 R/MIN
　　设计采用EV3000-4T132G（高性能）系列变频器。 配合EC20系列PLC及模拟量组合模块M（四模入、一模出），通过PLC作PID闭环控制。其中主变频器的给定采用数字量设定或模拟量设定均可，将主变频器的输出频率作为PID的给定量，将从变频器的输出频率作为PID反馈环节，PID输出量作为从变频器的给定值，从而实现主、从变频器的频率一致运行。 
    1.2变频参数设置 
    主变频：
    F0.02=4      V/F控制             F0.03=0      数字设定，由面板给出   
    F0.04=50     主机给定             F0.05=1      端子控制
    F0.10=60S    加速时间             F0.11=20     减速时间 
    由于现场不具备电机调谐运行（接手无法打开），因此控制方式采用V/F控制，电机参数F1.00-1.08按电机实际参数设置。
    F2.09=1      停机方式为自由停车          
    F6.08=0      AO1输出信号为实际运行频率   
    F6.09=3      AO2输出信号为实际运行电流
    F6.12=20%    AO2信号输出偏置为20%
    具体原因是：由于AO2信号送入楼上控制站计算机室，控制站PLC要求信号为4-20MA。因此，当变频器输出电流信号为4MA时，对应实际电流为0；即将4MA/20MA=20% ，输出偏置即位20%。
    从变频：
    F0.02=4      V/F控制             F0.03=5      模拟设定，由PLC给出   
    F0.05=1      端子控制
    F0.10=60S    加速时间             F0.11=20     减速时间 
    F2.09=1      停机方式为自由停车          
    F6.08=0      AO1输出信号为实际运行频率   
    F6.09=3      AO2输出信号为实际运行电流
    F6.12=20%    AO2信号输出偏置为20%
2、PLC控制系统
    2.1 PLC硬件配置
    由主机EC20-1410BRA、模拟量组合EC20-M （四入一出）构成。其中输入的一通道为主变频器的实际运行频率；二通道为从变频器的实际运行频率，输入信号均为4-20MA；输出为从变频器的给定值，信号为0-10V。
    2.2变频控制PID程序
    LD SM1
    TO 0 400 16#1 1    M模块初始化
    LD SM1
    TO                       0 600 16#3311 1   输入1、2通道为电流信号3、4通道关闭。
    LD SM1
    TO 0 650 16#0 1  输出通道为0-10号
    LD SM1
    TO 0 500 16#1 1  通道设置更改允许
    LD SM1
    TO 0 800 16#1 1  输入通道设置更改确认
    LD SM1
    TO 0 801 16#1 1  输出通道设置更改确认
    LD SM0
    FROM 0 100 D100 1  读通道1数值（主变频运行频率）
    LD SM0
    FROM 0 101 D101 1  读通道2数值（从变频运行频率）
    LD SM0
    MOV D101 D21     通道2数值作为PID反馈值。 
    LD SM0
    TO 0 0 D22 1     PID输出信号从输出通道输出（作为从变频给定）
    LD SM0
    CALL PID_EXE      调用PID执行程序
    LD SM0
    CALL PID_SET      调用PID设置程序
    PID子程序
    LD   SM0
    PID   D20 D21 D0 D22             //子程序的PID指令生成公式PID S1 S2 S3 D
    LD   SM0
    MOV   D100 D20                   //设定目标值
    MOV   10 D0                      //采样时间（Ts） 范围为1～32767（ms）但比运算周期短的时间数值无法执行
    MOV   33 D1                      //动作方向
    MOV   0 D2                      //滤波时间常数
    MOV   1000 D3                    //比例增益（Kp） MOV  1 D4                       //积分时间TI MS
    MOV   0 D5                       //微分增益（KD） MOV  0 D6                       //微分时间
    MOV   0 D15                      //输入变化量MOV   0 D16                      //输入变化量
    MOV   2000 D17                   //输出上限设MOV   0 D18                      //输出下限设
    2.3实际参数调整设置
    zui后经多次修改和调试，确定比例系数为10，积分时间为100毫秒，微分时间为零。经过运行发现能够满足现场的生产工艺，主、从皮带平稳启动。
3、连锁控制
    连锁控制主要实现如下功能：
    一、 启动时主、从变频器一起启动，一起停止。
    二、 任何一台变频器故障，则另外一台变频器立即停止。
    连锁控制的实现通过中间继电器（设计院设计，可以通过PLC实现）
    包钢炼铁厂综合料场皮带传送系统采用132KW两台电机（一主一从）进行传动。原有系统采用接触器启动。传送皮带长度大约在500米左右。正常情况下直接启动对系统没有影响，但是当发生送料过程中有意外故障而造成停机时，系统检修结束后要求再启动时，就会出现启动非常困难，造成接触器过热烧毁甚至发生因过电流造成相间短路的现象。若采用一般常用的降压软启动方式，由于启动力矩与电压的平方成正比，因此根本无法实现重载启动。为此，我们采用艾默生公司的EV3000系列高转矩、高精度变频器作为电机控制核心，配合EC20系列PLC实现两台变频器的主从控制，实现两台电机同频率或负荷平衡运转。
    经过2个月左右的运行发现，系统能够运行非常稳定，皮带启动电流为120A左右，主、从变频器启动频率*一致，启动电流主变频器略大于从变频器，启动平稳可靠，完够满足生产要求。 EV3000变频器设置面板具有中文显示功能，而且参数设置非常简单，便于现场的维护；该系列变频器在过载能力方面非常的强。由于变频器在初期调试时，皮带电机的抱闸没有打开，且减速机的油泵电机没有启动，当时的过载电流几乎达到450A，在大电流限幅下运行了十几秒，变频器没有发生任何故障。