1引言

配料是精细化工厂生产工艺过程中的一道非常重要的工序，落后的配料系统不仅效率低而且配料不准，手工操作又将人为因素引人配料环节，使工艺配方难以在生产中实现，严重影响产品质量的稳定及进一步提高，因此实现高精度自动配料对工业企业生产有极为重要的意义。原投料系统采用模拟电路控制滑差调速电机的方法进行速度控制，由于滑差电机调速方式在低速时特性差、效率低，现场外部工作环境又很恶劣，工业粉尘很多，这些粉尘很容易进人滑差电机内部而出现磨损、卡死等现象，维修、维护麻烦，造成工作故障多，影响正常生产随着计算机技术的飞速发展，对原有上料系统进行技术改造，以无级变速的变频器控制封闭式鼠笼电机转速方式，用可编程序控制器控制变频器，配料机将生产所需的原料和辅料等按照一定的比例通过传送带依次传送，提高喂料系统的配料精度和稳定性。

2频调速原理

2.1变频调速的工作原理

根据变频调速当不改变电动机的结构时，若电源频率fl连续可调，则电动机的同步转速也连续可调。由于异步电动机转子的转速n总是比同步转速略低一些，当n0连续可调时，n也随之连续可调。因此，改变参数f1即通过改变电源频率也可实现电机调速。当频率f在0-50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。实际上仅仅改变电动机的频率并不能获得良好的变频特性，磁通太弱，没有充分利用电机的磁通，是一种浪费，若要增大磁通，又会使磁通饱和，从而导致过大励磁电流，严重时会因为绕组过热而损坏电机。为此，在降频的同时还要降压，需要频率与电压协调控制，即可变频率可变电压调速(VVVF)，其简称就是变频调速。

2.2变频器的功用变频器是将频率固定通常为工频50HZ)的交流电(三相或单相)变换成频率连续可调(多数为0~400H2)的三相交流电源。图1所示为变频器的结构图，一般由整流器逆变器、中间电路、保护电路以及控制电路等部分组成。控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。

3自动配料系统的控制方案

3.1系统控制方案

称重混料机由可编程控制器与皮带秤组成个两级计算机控制网络，通过现场总线连接现场仪器仪表、控制计算机、PLC、变频器等智能程度较高、处理速度快的设备。PLC主要承担对系统故障检测、显示及报警，并同时向变频器输出信号，变频器完成调节皮带机转速的作用。

皮带秤称量的是瞬时流量，上位机给出的是设定流量，二者在实时计量中有所偏差。采用工业控制中应用最为广泛的PID调节进行流量实际控制，根据流量偏差，利用比例、积分、微分计算出控制量，通过变频器调节皮带秤速度，调整给定量，使之与设定值相等，完成自动配料过程。

3.2系统控制流程

当系统开始工作，启动配料生产线，由皮带秤进行称重并实时计量，CPU计算得实时流量及累计流量。一方面根据配比各辅料同时混合计量，并按配方工艺要求添加。另一方面，若设定流量与实际流量有偏差，调节器根据系统控制要求比较设定值与实际流量的偏差经PID调节改变输出信号以控制变频器对输送电机的速度调节，从而实现流量控制。

4变频调速系统构成

4.1三菱FR-A540系列变频器的功能特点

三羡变频器是采用磁通矢量控制技术脉宽调制(PWM)原理和智能功率模块的高性能变频器。其功率范围为0.4~315kW。三菱FR-A540系列变频器具有下述特点:

(1)用磁通矢量控制技术。在无速度传感器的开环控制下调速范围为1:120;采用速度传感器的闭环控制下，调速范围为1:1000。低速旋转时转矩均匀。

(2)SPWM原理和智能功率模块(IPM),变频器输出功率更好，噪声更低，抗干扰性能更强。

(3)停电时减速停止功能，内置PID控制功能,变频/工频切换功能和顺序控制功能。

(4)符合国际标准的现场总线通信功能。

(5)具有过电流、过载、过电压、欠电压、接地过电流、输出短路、失速防止等保护。

(6)风扇端子和控制端子的安装与维修简

便。

(7)附设累计功率监视及累计运行时间监视功能4.2变频器功能设计

三菱FR-A540系列变频器自带有PID调节功能的变频器，根据自动配料系统生产工艺要求进行PID控制，需要检测设定的部分参数设定如下。

1）Pr.1=50Hz,Pr.2=5Hz，本系统Pr.18=120Hz不变。

2）Pr.19=9999，与电源电压相同

3）Pr.7=2s，加速时间(7.5K以下出厂P设定值5s,0~3600s/0-360)Pr.8=2s，减速时间(7.5K以下出厂设定值5s，0~3600s/0~360)

4）Pr.9由电机额定值决定

5）Pr.14=0,适用恒转矩负载

6）Pr.79=3外部/PU组合操作模式

7）Pr.183=8,实现RT开关=REX开关

8）Pr.128、Pr.129、Pr.130、Pr.131、Pr.132、Pr.133、Pr.134根据现场PID调节具体要求来设定。

4.3变频器电气原理

变频器的RS、T端直接接50HZ三相380V交流电源输出端U、V、W输出频率在一定范围内连续可调的三相交流电，直接接到交流电动机上。变频器的输出也为三相交流电，但是在变频器内部经过了交一直变换，之后经过逆变器，利用设定的参数进行了逆变，使得输出为某一相应设定频率的交流电。在电路中，为了保证正常运行安全，必须将设备可靠的接地，因此，变频器的接地端也应可靠接地。在变频器的控制输入回路中接入频率设定电路，由PLC输出的数字量或模拟量，来控制变频器的输出频率，速度反馈信号直接接到辅助输入端或电流输人端。

5结语

自动配料系统采用三菱FR-A540变频器加PID闭环运行过程，调节电子皮带秤驱动电机的转速，对流量实时控制，不但保证了配料精度，满足了工艺要求，还提高了系统运行的可靠性和稳定度，并且降低了维修成本和节约能源，节能和运行具有显著成效。