6ES7211-0AA23-0XB0產品信息

7 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境中良好的工作能力，并且不能產生在此環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可能存在較高的電磁干擾(EMI)工業環境中，好的安裝可確保變頻器和定量包裝控制系統安全和無故障運行。

    (1)確保控制柜中的設備接地良好，使用短和粗的接地線連接到公共接地點或接地母排上。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接地，較好采用在高頻時阻抗較低的扁平導體。

    (2)安裝變頻器時，安裝板使用無漆鍍鋅鋼板，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上時，也可以將屏蔽層的兩端直接接地。信號線和它的返回線絞合在一起，能減小感性耦合引起的干擾，絞合越靠近端子越好。模擬信號的傳輸線使用雙屏蔽的雙絞線。不同的模擬信號線獨立走線，有各自的屏蔽層，以減少線間的耦合。數字信號線使用雙屏蔽的雙絞線，也可以使用單屏蔽的雙絞線。

    (5)電機電纜獨立于其它電纜走線，同時避免電機電纜與其它電纜長距離平行走線，這樣才能減少變頻器輸出電壓快速變化而產生的電磁干擾。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。

    (6)設計控制柜時要注意EMC的區域原則，把不同的設備規劃在不同的區域中。每個區域對噪聲的發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。

    8 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，無機械沖擊，對動態稱重數據影響很小。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。參數的優化可通過人機界面設置修改，且發生故障后可直接將自診斷的結果顯示在人機界面上，縮短了檢修時間，大大提高了工作效率。

    (2)延長了電動機的使用壽命。由于電動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。變頻啟動是一種軟啟動方式，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，由于電動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。變頻器通過自身設置的參數很實現過流、過壓、欠壓等保護措施。

    (4)控制系統穩定可靠,電機經濟運行,節能效果明顯。

    9 結束語

    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，自投入使用以來取得了良好的效果，操作維修簡單方便，降低了維護費用，達到了系統設計的要求，受到了用戶的**，并帶來了良好的經濟效益

通過張力檢測裝置反饋張力信號與張力設定值構成PID閉環調節，調整變頻器輸出轉矩指令，這樣可以獲得更高的張力控制精度。其張力計算與開環控制相同。不論采用張力開環模式還是閉環模式，在系統加、減速的過程中，需要提供額外的轉矩用于克服整個系統的轉動慣量。如果不加補償，將出現收卷過程加速時張力偏小，減速時張力偏大，放卷過程加速時張力偏大，減速時張力偏小的現象。

    這種控制模式多用在造紙、紡織等卷取微張力控制的場合下。在我公司尚*這種控制。

    卷徑計算

    在所有的模式中都需要用到卷筒的卷徑，大家知道，在生產過程中開卷機的卷徑是在不斷變小，卷取機的卷徑在不斷變大，也就是說轉矩必須隨著卷徑的變化而變化，才能獲得穩定的張力控制?？梢娋硗驳木韽接嬎闶嵌嗝吹刂匾＞韽降挠嬎阌袃芍型緩剑阂环N是通過外部將計算好的卷徑直接傳送給變頻器，一般是在PLC中運算獲得。另一種是變頻器自己運算獲得，矢量控制型變頻器都具有卷徑計算功能，在大多數的應用中都是通過變頻器自己運算獲得。這樣可以減少PLC程序的復雜性和調試難度、降。

    變頻器自己計算卷徑的方法有三種：

    1、速度計算法：

    通過系統當**速度和變頻器輸出頻率計算卷徑。

    其公式如下：

    D=（i×V）/（π×n）D所求卷徑I機械傳動比n電機轉速V線速度

    當系統運行速度較低時，材料線速度和變頻器輸出頻率都較低，較小的檢測誤差就會使卷徑計算產生較大的誤差，所以要設定一個較低線速度，當材料線速度低于此值時卷徑計算停止，卷徑當前值保持不變。此值應設為正常工作線速度以下。多數應用場合下的變頻器都使用這種方法進行卷徑計算。

    2、度積分法：

    根據材料厚度按卷筒旋轉圈數進行卷徑累加或遞減，對于線材還需設定每層的圈數。

    這種方法計算要求輸入材料厚度，若厚度是固定不變的，可以在變頻器中設定。此方法在單一產品的生產場合被廣泛應用。

    若厚度是需要經常變化的，需要通過人機界面HMI或智能儀表將厚度信號傳送到PLC，由PLC或儀表進行運算后再傳送給變頻器。這種計算方法可以獲得比較精確的卷徑。在一般的國產設備上應用較少，我公司的進口設備，氣墊爐的收、放卷控制上就采用這種計算方式。

    3、模擬量輸入

    當選用外部卷徑傳感器時，卷徑信號通過模擬輸入口輸入給變頻器。由于卷徑傳感器的性能、價格、使用環境等原因，在國內鮮有使用。

    結束語：

    矢量變頻技術在卷取應用中的方法多種多樣，在當前技術條件下，上述模式是較具有代表性的。無論是設計還是維修，了解你所使用設備的工作模式和控制特點是非常重要的。變頻技術還在高速發展，新的理論和控制技術將不斷涌現，控制模式還將繼續推陳出新。我們期待著更**、更實用的技術不斷出現，以此來改變我們的生活。

   1 引言

    白粉是一種粉末狀化工產品，過去用于成品包裝的干白粉定量包裝秤給料裝置，大多采用電機拖動的雙螺旋給料機。為**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，初始狀態均處于停止位。進入自動運行狀態時，當物料重量達到大給料設定值時停止大給料電機并繼續保持小給料電機運轉，當物料重量達到較終設定值時，關閉小給料電機。由于干白粉的流動性和螺旋給料機的機械慣性，再加上物料輸送的不均勻，定量包裝秤的動態精度很難穩定控制。基于上述問題，我們采用變頻器對干白粉定量包裝秤的給料裝置進行了技術改造，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、稱重夾袋裝置、氣動部分以及電氣控制柜組成。

    3 主要技術指標及參數

    (1)定量包裝秤的描述

    4 變頻器的選用

    選擇變頻器時，除了根據電機類別和螺旋給料機的生產效率和驅動功率外，還應以實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供電相比較，電機的電流會增加10%而溫升會增加20%。所以在選擇電機和變頻器時，應考慮到這種情況，適當留有余量，以防止溫升過高，影響螺旋給料機的使用壽命。

    在進行了技術比較后我們選用了SANKEN公司IF-4.0K變頻器，該變頻器采用了**的驅動控制技術，是一種低噪音高性能的變頻器，具有較佳控制電壓和電流矢量，可以較大限度地發揮電機的輸出轉矩，完全適用于干白粉的定量包裝控制技術要求。

    5 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稱重顯示控制器。XK3210稱重顯示控制器內置簡易PLC，通過簡單的二次編程，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)為無電壓繼電器輸出信號，可直接驅動IF-4.0K變頻器的調速輸入端FR(1速)2DF(2速)。動力電源線AC380V通過空氣開關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大電流易損壞變頻器。

    其中，定量稱重數據參數通過稱重顯示控制器設置，可設置提前量、較終定量值、延時時間等參數。螺旋給料機給料速度、過流過壓保護等參數通過變頻器操作面板可方便地調整。

    6 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。

變電站自動化是在計算機技術和網絡通信技術的基礎上發展起來的，即應用自動控制技術和信息處理與傳輸技術，通過計算機硬軟件系統或自動裝置，代替人工對變電站進行監控、測量和運行操作的一種自動化系統。其基本功能包括：數據采集、數據計算和處理、越限和狀態監視、開關操作控制和閉鎖、與繼電保護交換信息、自動控制的協調和配合、與變電站其他自動化裝置交換信息和與調度控制中心或中心通信等。對此，研華科技提供了一個電站工程綜合自動化系統，可作為變電站自動化的解決方案之一。

變電站自動化系統需求

某變電站根據其實際情況，提出如下需求：

運行穩定的bbbbbbs2000操作系統

基于分層的高速網絡結構（Lonworks、Ethernet），容量大、拓展性強，多操作平臺，能夠提供完善的在線幫助

要求采用新型測控裝置，具有儀表的精度、保護的可靠性

要求采用單元式加強型機箱結構，以及抗震動、抗電磁干擾設計，可分散安裝在高壓機柜上

能夠集成電壓無功綜合調節（VQC）、小電流接地選線功能，具有防誤操作閉鎖鍵盤控制，具有自診斷和自修復功能

操作方便，可靠性高，報表可由值班人員任意設置，具有所見即所得的打印功能

需要采用模塊化軟件設計，配置靈活，提供與其他廠家產品的通信接口，單臺計算機即可完成所有通信、管理功能；提供雙后臺熱備用配置，滿足樞紐變電站需要

系統應提供多個RS232/485/422智能接口, 可與智能電度表、直流電源監控等其他IDE設備連接

研華系統解決方案 
研華所提供的變電站自動化系統集測量、信號、保護、控制、遠動、管理為一體，滿足綜合自動化系統有人或無人值守變電站的要求， 35KV以下的保護測控裝置可分散安裝在高壓開關柜上以節省部分電纜、土建。該系統適用于110KV及以下變電站綜合自動化系統，與客戶WFB-100發變組保護、WCB-110廠用保護一起可構成電廠自動化系統。具體來看，該系統具有如下功能：

完成數據采集與處理，對一次側的模擬量、數字量進行實時采集。

監視功能，具有變電站主接線圖、潮流圖、負荷曲線、電壓棒圖、實時數據顯示、信息記錄，越限報警等顯示。

進行自動控制與調節，保留歷史記錄，可以對各分散單元的運行狀態和網絡通訊狀態進行自檢。

操作票、運行班志制作功能
可對保護裝置的定值進行遠程查看和修改，對保護軟壓板進行遠程投退對于線路、變壓器、饋線、電容器等保護設備，采用ID系列統一硬件平臺，運行穩定、可靠。
研華針對客戶的上述系統要求，建議客戶系統采用分布式結構，從而實現靈活配置，具有多種安裝模式，既可采用分散安裝，也可以進行集中組屏。設備選型過程中，研華建議客戶選用的是能適應各種惡劣環境的IPC-610P4原裝整機。此機型擴充性好，提供4個PCI槽， 9個ISA槽；在機箱底部加4個墊子，在機箱內部上部增加緊壓板卡條以滿足抗震功能；因客戶現場無人，為防誤鍵盤操作，客戶要求現場鍵盤能鎖，因此又在機箱面板內設計鍵盤鎖開關，客戶不在現場時可用來控制鍵盤使用權；整機中包括PCA-6180E主板和300W帶PFC保護功能電源，主板帶有，能滿足系統自診斷和自修復功能；由于客戶實際現場供電電壓不穩，對此在系統中使用300W帶PFC保護功能的電源，此電源滿足90V—265V無間隙供電，且具較強抗電磁干擾性，減小了客戶因供電不正常而出故障的可能性。整個變電站綜合自動化系統結構如圖1所示。

系統運行及客戶評價 
在正式投入運行后，在變電站綜合自動化系統中，由監控主站負責所有變電站保護裝置的數據采集、監控和通訊。監控主站一般采用兩臺計算機互為備份，互為冗余，自動實現雙機的切換。作為監控主站，這是因為在高電壓等級的變電站中，時刻要監視整個變電站的運行情況，采用一臺計算機作為主站計算機時，當主站出現故障或需要升級軟件等情況時，則變電站不能進行正常的工作。所以要采用兩臺主站計算機互為備份，從而大大提高安全系數。而遠動主站一般和調度進行遠程通訊，并可和外廠家的通訊管理機進行通訊。

經過實際應用，可以認為，研華這一解決方案在以下幾個方面具有較為**的特點：

高穩定性：由于采用了高可靠的研華原裝整機作監控主站和遠動主站，增強了系統的穩定性；

靈活配置：采用分布式結構，配置靈活；

安裝簡單：多種安裝模式，既可采用分散安裝，也可進行集中組屏；

高性價比：研華工控機具有較好的擴充性，合理運用各種通訊方式，優化整個系統的成本。

總體來說，此方案投入運行之后，解決了許多實際問題，改進了變電站原有的工作模式，大大提高了變電站效率。

廣州正奇科技有限公司是一家集自動化產品銷售、技術咨詢、系統集成為一體，為客戶提供產品、方案與服務的專業公司，總部位于廣州天河CBD*商務區的華翰大廈。公司匯聚行業精英人才，堅持“誠信，踏實，創新，務實”的經營作風，堅持“專業服務，快速反應，與客戶一起成功”的原則，憑借對所銷售產品的深入了解，對行業應用的廣泛認識，對用戶現場的豐富經驗，獲得用戶的認同，業務拓展迅速，目前產品銷售部是ADVANTECH，EASYVIEW/WEINVIEW，TOUCHVIEW，MCGS，KINGVIEW等品牌的國內總代理或重要合作合作伙伴。工控機，平板電腦，數據采集卡，觸摸屏，文本顯示器等產品在國內，紡機，地鐵，包裝等行業廣泛應用

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