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1、变频器在动态电子皮带秤中的应用论文1 概 述动态电子皮带秤可对散状固体物料在输送过程中进行称重，实现对瞬时流量和累计流量的测量，并进行流量控制。在进行流量控制过程中，系统将瞬时流量与设定流量做比较，进行 PID 运算，运算结果信号输送给变频器以调整其输出频率，进而改变输送带电机转速实现对物料流量的控制。本文以以西门子 S7-300 PLC和丹佛斯 VLT2800型变频器为例，介绍变频器在动态电子皮带秤流量控制中的应用。2 应用电子案例2.1工作原理某企业所使用的动态电子皮带秤结构及控制、监控系统，如图 1 所示。当物料通过秤架时，秤重装置(7) 中的重量传感器 (2) 形成 mV级的物料重量信
2、号，经过放大器 (1) 处理后输出 0-10V 电压信号 P，PLC中的模拟量输入模块从放大器接收到该信号，对其进行 A/D 转换，形成数字重量信号 Mp。通过 PLC中的计数模块，可从安装于输送带电机 (5) 尾部的旋转编码器 (6) 获取输送带运行速度的脉冲电压信号，经过处理、计算可得出输送带运行速度Mv。对电子皮带秤进行实物标定时，可对流量系数Km进行校准。根据 Mp、Mv、Km的实际值，可得出实际流量Qn=MpMvKm。在该套系统中，系统对实际流量Qn进行三方面处理：直接显示 Qn;对 Qn做积分运算，得出物料通过电子皮带秤的累积重量，并显示该数据 ;与设定流量 Qp作比对，进行 PI
3、D 运算，并将输出信号通过模拟量输出模块的 D/A 转换后传递给输送带电机变频器，以改变输送带电机转速进而实现对物料流量的控制。通过上文的描述得出，因为 Mp取决于实际物料重量， Km 为常数，所以物料流量的控制在于调整 Mv，故 PLC对输送带电机变频器的控制是稳定流量的关键。2.2控制系统2.2.1 PLC 组态打开 STEP7软件，新建项目 - 插入 SIMATIC 300 站点，组态形式见表 1。2.2.2电路图数字量输入输出模块及变频器接线，如图2、图3 所示。电子皮带秤在自动运行模式下，数字量输出点 12 为继电器 KA2线圈 (13 ，14) 提供电流，继电器 KA2的常开触点
4、(5 ， 9) 闭合以保持变频器启动信号有效。当物料通过电子皮带秤时，系统为控制物料流量而进行 PID 运算，模拟量输出模块将运算结果转换为 0 10 V 的电压信号传输给变频器的 53 端子以进行频率调整，进而控制输送带电机的转速。电子皮带秤在应急手动运行模式下，继电器KA1 线圈 (13 ，14) 得电，继电器 KA1 常开触点 (5 ， 9)(8 ， 12) 闭合，常闭触点 (1 ，9)(4 ，12) 断开，致使变频器运行频率不再由PID 运算结果信号进行控制，而是由旋钮式电位器RP1通过调整端子50 的输出电压进行频率调节。在禁控模式下，数字量输出点13 为继电器KA3 线圈 (13，
5、14) 提供电流，继电器 KA3的常闭触点 (1 ， 9) 断开，变频器启动信号无法保持，致使输送带电机不运行。2.3变频器参数设置2.3.1电机相关参数设置按下 QUICK MENU键，参照电机铭牌，对以下参数进行设置：参数 102：电机额定功率 ;参数 103：电机额定电压 ;参数 104：电机额定频率 ;参数 105：电机额定电流 ;参数 106：电机额定转速。2.3.2控制参数设置同时按下 QUICK MENU+ 键，对以下参数进行设置：参数 002 本机 / 远程操作 =远程操作 0 ：通过控制端子及变频器面板按键控制变频器 ;参数 017 跳闸的本地复位 =有效 1 ：变频器出现故
6、障时，可通过面板上的复位键进行复位 ;参数 201 频率输出下限 =0，参数 202 频率输出上限 =50：限定变频器输出频率范围;参数302 数字输入=启动 7：使用端子18 作为启动信号输入点;参数304 数字输入=无作用0：给端子27 输入信号无实际作用;参数 308 模拟输入 =参考值标度 =0 V，参数 310 端子 53 最大标度1 ，参数 309 端子 53 最小=10 V：使用电压值为010V 的模拟量信号进行频率调节。 2.4 程序编写调用 FB41功能块，实现流量控制PID 运算并进行输送带电机变频器的频率调整。相关参数设定值，见表 2。表中未涉及参数值为空，即采用默认值。3 结语通过上述程序编写、系统组态及参数设置，可实现 PLC 对输送带变频器频率的调整，进而实现电子皮带秤对物料流量的控制。