非标自动化设备：在实践中逐步完善标准构建我国工控系统信息安全

发布日期：2024-11-18

非标自动化设备　　近年来，变频技术在各行业得到了迅猛的发展和广泛的应用。变频技术在挤出机成套设备、窑炉热工设备上的应用日趋广泛，为设备的精确运行以及窑炉热工参数的适时调节、节能提供了技术保证。目前，根据设备运行精度的不同要求，无级调速方式主要有三种方法：①变频调速+普通电机；②变频器+调速电机；③变频器+伺服电机。对一般控制精度要求的设备常采用变频器配普通电机即可，其他两种方式主要在控制精度要求较高的情况下应用。
　　变频调速的特点及原理在挤出机、运坯皮带、窑炉风机等设备上应用变频器驱动电机及齿轮减速电机，它具有调速范围广、调速平滑度好、过载能力强（恒转矩负载）、加减速时间短、噪声低、振动小、寿命长，易于维护、对电网无冲击、节能省电、经济性好等优点。
　　制砖设备驱动电机变频控制的基本原理由异步电机的旋转原理可知，驱动电机的转速公式：由此可知，电机转速与频率成正比关系，改变频率即可平滑改变电机转速。对于变频器而言其频率可在0～400Hz范围内任意调整，因此，驱动电机转速可在任意范围内调整，制砖设备的变频调速正是利用这一原理实现无级变速的。
　　变频调速的电路构成变频器在实际应用中需要和许多外接配件配合使用，如图1所示，是一个完整的主电路。低压断路器QF和接触器KM用于接通变频器的电源；交流电抗器L和直流电抗器L用于改善功率因数，输入滤波器Z和输出输出滤波器Z用于抗干扰，制动电阻R和制动单元Y用于能耗控制；由于变频器有比较完善的电流过载保护功能，故进线侧可不接热继电器，又因为变频器内部有电子热保护功能，故在只接一台电动机的情况下可不接热继电器。
　　变频技术在制砖机械上的应用由挤出机、坯体运送皮带负载的机械特性可知它具有恒转矩负载特性，其转矩特点是：在不同转速下负载阻转矩基本恒定，即负载阻转矩的大小与转速n变化无关，其机械特性曲线如图2A所示；其功率特点，由P=Tn/9550可知，负载功率P和转拒T转速n之间的关系是P/9550即，负载功率与转速成正比，其功率曲线如图2B所示。
　　挤出机应用变频调速可实现挤出速度的任意调整，可满足产量增减，尤其可满足多种规格的坯体生产对挤出速度、产量的需求，调整方便快捷；坯体输送机用变频调速可实现准确定位均匀分缝，避免因分缝定位不准造成的夹坯困难，码坯机、液压摆渡顶车机应用变频调速，可实现变速行走，而且起停平稳，并可实现重载慢速，轻载快速的双速运行，进而提高了定位精度，减少了因陡然起停造成的对自动装置冲击。
　　空压机应用变频调速，通过PID功能的应用实现闭环控制，可保持储气罐压力的稳定，减少了电动机的起停次数，工况得到改善。在饱和或过饱喂料时，挤出的泥条分层严重，而较为疏松的喂料则很少有分层现象的产生，并能最大程度地减少返泥现象。过饱喂料产生螺旋纹分层的主要原因是由于物料通过螺旋绞刀叶片时，物料从受料口到机口均匀流动挤出，物料本身的粘滞流动形成了同性层，在螺旋绞刀作用下，它们在同一段内以不同的线速度运动，即在物料层与层之间形成了剪切平面，水和空气则集中于剪切平面和造成的微孔之中，这就形成了螺旋纹分层的制品。
　　疏松喂料之所以能提高制品质量，其主要原因是由于物料通过封闭泥缸内绞刀叶片时，必须达到并呈疏松状态，而且能基本上平行向前推进，这可以避免泥料层分层剪切平面的产生，水和空气匀布于原料各段之内。物料推进至脱离压缩双线或三线螺旋绞刀时，泥顶泥前进过程中，物料突然受压，在推进正压与压缩机头、机口、芯架形成的反压的双重作用下，挤压出一定量的空气，由高压区向低压区扩散，它可以通过输送段较疏松状态的泥料层排出。这样就可以使泥料微粒界面接触点增多，在保证毛细管匀布的情况下，增强了泥料的结合力。
　　总之，降阻推进的创新技术解决了四个问题：①减少了螺旋纹分层；②由于降阻推进原料，促使用电量下降；③排除物料内挤压出的多余空气，使制品内部颗粒结构得到改善，颗粒结构界面接触点增多，提高了颗粒间的粘着力，也提高了产品的质量；④反压后座力的减小，也就减少了机械设备事故的发生。
　　由功率特点可知，利用变频调速调节离心风机风量，在所需风量相同的情况下，与传统的调整风闸风阀来改变风量的方法比较，调节转速的方法所消耗的功率较小，这也体现了变频调速节能的优点。
　　结束语随着变频技术的普及，对传统驱动方式进行变频调速改造，在新产品设计时应用变频调速进行设计优化来改善设备性能等等，都是企业亟待重视的事情。相信通过行业同仁的努力，变频调速技术在行业内会得到广泛的推广和应用，届时也会带来显著的社会效益和经济效益。
　

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