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案例頻道 前言：包鋼煉鐵廠(chǎng)綜合料場(chǎng)皮帶傳送系統采用132KW兩臺電機（一主一從）進(jìn)行傳動(dòng)。原有系統采用接觸器啟動(dòng)。傳送皮帶長(cháng)度大約在500米左右。正常情況下直接啟動(dòng)對系統沒(méi)有影響，但是當發(fā)生送料過(guò)程中有意外故障而造成停機時(shí)，系統檢修結束后要求再啟動(dòng)時(shí)，就會(huì )出現啟動(dòng)非常困難，造成接觸器過(guò)熱燒毀甚至發(fā)生因過(guò)電流造成相間短路的現象。若采用一般常用的降壓軟啟動(dòng)方式，由于啟動(dòng)力矩與電壓的平方成正比，因此根本無(wú)法實(shí)現重載啟動(dòng)。為此，我們采用艾默生公司的EV3000系列高轉矩、高精度變頻器作為電機控制核心，配合EC20系列PLC實(shí)現兩臺變頻器的主從控制，實(shí)現兩臺電機同頻率或負荷平衡運轉。
1、變頻控制系統
1.1系統參數：
皮帶電機為132KW，電流245A，四極，轉速1480 R/MIN
設計采用EV3000-4T132G（高性能）系列變頻器。 配合EC20系列PLC及模擬量組合模塊5AM（四模入、一模出），通過(guò)PLC作PID閉環(huán)控制。其中主變頻器的給定采用數字量設定或模擬量設定均可，將主變頻器的輸出頻率作為PID的給定量，將從變頻器的輸出頻率作為PID反饋環(huán)節，PID輸出量作為從變頻器的給定值，從而實(shí)現主、從變頻器的頻率一致運行。具體原理參見(jiàn)附圖一至五
1.2變頻參數設置
主變頻：
F0.02=4 V/F控制 F0.03=0 數字設定，由面板給出
F0.04=50 主機給定 F0.05=1 端子控制
F0.10=60S 加速時(shí)間 F0.11=20 減速時(shí)間
由于現場(chǎng)不具備電機調諧運行（接手無(wú)法打開(kāi)），因此控制方式采用V/F控制，電機參數F1.00-1.08按電機實(shí)際參數設置。
F2.09=1 停機方式為自由停車(chē)
F6.08=0 AO1輸出信號為實(shí)際運行頻率
F6.09=3 AO2輸出信號為實(shí)際運行電流
F6.12=20% AO2信號輸出偏置為20%
具體原因是：由于A(yíng)O2信號送入樓上控制站計算機室，控制站PLC要求信號為4-20MA。因此，當變頻器輸出電流信號為4MA時(shí)，對應實(shí)際電流為0；即將4MA/20MA=20% ，輸出偏置即位20%。
從變頻：
F0.02=4 V/F控制 F0.03=5 模擬設定，由PLC給出
F0.05=1 端子控制
F0.10=60S 加速時(shí)間 F0.11=20 減速時(shí)間
F2.09=1 停機方式為自由停車(chē)
F6.08=0 AO1輸出信號為實(shí)際運行頻率
F6.09=3 AO2輸出信號為實(shí)際運行電流
F6.12=20% AO2信號輸出偏置為20%
2、PLC控制系統
2.1 PLC硬件配置
由主機EC20-1410BRA、模擬量組合EC20-5AM (四入一出)構成。其中輸入的一通道為主變頻器的實(shí)際運行頻率；二通道為從變頻器的實(shí)際運行頻率，輸入信號均為4-20MA；輸出為從變頻器的給定值，信號為0-10V。
2.2變頻控制PID程序
LD SM1
TO 0 400 16#1 1 5AM模塊初始化
LD SM1
TO 0 600 16#3311 1 輸入1、2通道為電流信號3、4通道關(guān)閉。
LD SM1
TO 0 650 16#0 1 輸出通道為0-10V信號
LD SM1
TO 0 500 16#1 1 通道設置更改允許
LD SM1
TO 0 800 16#1 1 輸入通道設置更改確認
LD SM1
TO 0 801 16#1 1 輸出通道設置更改確認
LD SM0
FROM 0 100 D100 1 讀通道1數值（主變頻運行頻率）
LD SM0
FROM 0 101 D101 1 讀通道2數值（從變頻運行頻率）
LD SM0
MOV D101 D21 通道2數值作為PID反饋值。
LD SM0
TO 0 0 D22 1 PID輸出信號從輸出通道輸出（作為從變頻給定）
LD SM0
CALL PID_EXE 調用PID執行程序
LD SM0
CALL PID_SET 調用PID設置程序
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 //設定目標值
MOV 10 D0 //采樣時(shí)間(Ts) 范圍為1～32767(ms)但比運算周期短的時(shí)間數值無(wú)法執行
MOV 33 D1 //動(dòng)作方向
MOV 0 D2 //濾波時(shí)間常數
MOV 1000 D3 //比例增益(Kp) MOV 1 D4 //積分時(shí)間TI MS
MOV 0 D5 //微分增益(KD) MOV 0 D6 //微分時(shí)間
MOV 0 D15 //輸入變化量MOV 0 D16 //輸入變化量
MOV 2000 D17 //輸出上限設MOV 0 D18 //輸出下限設
2.3實(shí)際參數調整設置
最后經(jīng)多次修改和調試，確定比例系數為10，積分時(shí)間為100毫秒，微分時(shí)間為零。經(jīng)過(guò)運行發(fā)現能夠滿(mǎn)足現場(chǎng)的生產(chǎn)工藝，主、從皮帶平穩啟動(dòng)。
3、連鎖控制
連鎖控制主要實(shí)現如下功能：
一、啟動(dòng)時(shí)主、從變頻器一起啟動(dòng)，一起停止。
二、任何一臺變頻器故障，則另外一臺變頻器立即停止。
連鎖控制的實(shí)現通過(guò)中間繼電器（設計院設計，可以通過(guò)PLC實(shí)現）
4、實(shí)際運行情況：
經(jīng)過(guò)2個(gè)月左右的運行發(fā)現，系統能夠運行非常穩定，皮帶啟動(dòng)電流為120A左右，主、從變頻器啟動(dòng)頻率完全一致，啟動(dòng)電流主變頻器略大于從變頻器，啟動(dòng)平穩可靠，完全能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。 EV3000變頻器設置面板具有中文顯示功能，而且參數設置非常簡(jiǎn)單，便于現場(chǎng)的維護；該系列變頻器在過(guò)載能力方面非常的強。由于變頻器在初期調試時(shí)，皮帶電機的抱閘沒(méi)有打開(kāi)，且減速機的油泵電機沒(méi)有啟動(dòng)，當時(shí)的過(guò)載電流幾乎達到450A，在大電流限幅下運行了十幾秒，變頻器沒(méi)有發(fā)生任何故障。
參考文獻
①艾默生公司EV3000系列通用變頻器 艾默生網(wǎng)絡(luò )能源有限公司
②新型PID控制及其應用 機械工業(yè)出版社 陶永華
③EC20系統手冊 艾默生網(wǎng)絡(luò )能源有限公司
④通用變頻器及其應用 機械工業(yè)出版社 韓安榮
⑤電機拖動(dòng)與控制 西安電子科技大學(xué)出版社 劉保錄
⑦EC20-5AM使用說(shuō)明 艾默生網(wǎng)絡(luò )能源有限公司
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號