1. Введение
Конвейеры применяются в различных отраслях промышленности, в частности, в пищевой промышленности, на кондитерских и хлебопекарных предприятиях, на предприятиях агропромышленного комплекса, в мебельной, химической промышленности (бытовая химия, минеральные удобрения и т.п.), в стекольной, пивоваренной, текстильной, печатной, машиностроительной промышленности, предприятиях нефтехимического комплекса, на угольных карьерах, в металлургической промышленности и многих других отраслях.
Установка преобразователей частоты на конвейеры обеспечивает целый ряд преимуществ.
— Повышение управляемости процесса
Когда требуется, система автоматического управления частотно-регулируемого электропривода обеспечивает поддержание постоянной погонной нагрузки конвейера, или постоянную скорость, независимо от нагрузки. Система управления конвейером может быть интегрирована в систему АСУП. Преобразователи имеют возможность связи с системами автоматизации верхнего уровня по Fieldbus, аналоговым и цифровым входам, протоколу RS232.
— Энергосбережение
Например, электропривод ленточных конвейеров угольных шахт и горно-обогатительных комбинатов работает с переменной нагрузкой, изменения которой достаточно трудно предсказуемы из-за случайного характера грузопотока. При этом, время работы на холостом ходу или близком к нему может достигать 20-40% от времени работы конвейера. Потребляемая конвейерным транспортом электроэнергия может составлять до 15% от общей потребляемой энергии предприятия. Применение частотно- регулируемого электропривода конвейера обеспечивающего плавное регулирование скорости ленты, позволяет получить максимальную экономию электроэнергии при переменном грузопотоке, независимо от закона распределения грузопотока.
— Высокий пусковой момент
Преобразователь частоты обеспечивает высокий пусковой момент. В случае аварийной остановки лента конвейера может не разгружаться — высокий пусковой момент позволяет запустить даже полностью загруженный конвейер. Если требуется, может обеспечиваться номинальный момент на нулевой скорости. Преобразователи обеспечивают момент до 200% от номинального значения.
— Меньшее изнашивающее воздействие на механические части и
коммутационную аппаратуру при пуске
Плавное увеличение скорости при пуске защищает механические части конвейера от износа, продлевая срок службы. Плавный пуск также благоприятен для силового коммутационного оборудования и питающей сети.
— Увеличение скорости конвейера
Установка преобразователя частоты позволяет конвейеру работать на скоростях выше номинальной, если этого требует технологический процесс.
— Выравнивание нагрузки на двигателях, синхронизация валов
В случае, если конвейер приводится двумя или более двигателями, актуальна задача равномерного распределения нагрузки между двигателями или синхронизации их валов. Преобразователи частоты имеют программное обеспечение, позволяющее реализовать данные функции.
— Использование существующих двигателей
При модернизации конвейера преобразователи частоты могут устанавливаться на существующие двигатели (с существующими редукторами). Тем самым, затраты на модернизацию – минимальны.
3. Классификация возможных технических решений в зависимости от типа
конвейера
Классификацию решений можно дать исходя из следующих критериев:
- структура привода конвейера (группы конвейеров),
- стоящая задача: распределение нагрузки, синхронизация валов, синхронизация конвейеров, позиционирование.
3.1.1. Один двигатель на одном конвейере
Пример задачи, реализуемой с помощью ПЧ, — использование ПИД-регулятора для поддержания постоянной мощности при работе конвейера (при меньшей загрузке конвейер движется быстрее).
Наиболее сложная из возможных задач в конвейере с одним двигателем – позиционирование. Примером может служить упаковочная линия.
Задачи позиционирования обычно требуют построения систем с энкодерами (или СКВТ для двигателей с постоянными магнитами) на валах двигателей.
3.1.2. Два двигателя на одном конвейере
конвейер с двумя двигателямиВозможные проблемы: проскальзывание ленты (на ленточных конвейерах с возможным проскальзыванием), неравномерная нагрузка.
Существуют следующие варианты конфигурации:
Жесткое соединение валов (пластинчатые, скребковые, цепные конвейеры)
- построение системы с энкодерами на валах двигателей,
- построение системы без энкодеров.
Нежесткое соединение валов (ленточные конвейеры)
- построение системы с энкодерами на валах двигателей,
- построение системы без энкодеров.
3.1.3. Более двух двигателей на одном конвейере
Примерами служат прокатные станы, буммашины, чесальные машины и т.п.
3.1.4. Согласованная работа нескольких конвейеров
согласованная работа нескольких конвейеров
Примерами служат различные системы транспортировки с изменением направления, скорости движения.
3.1. Классификация задач
Тип задачи может определяться как требованиями технологического процесса, так и наличием необходимой аппаратной части (например, энкодеры на валах двигателей).
Выбор ПО определяется типом связи между валами и наличием датчика обратной связи.
- Позиционирование
- Равномерное распределение нагрузки
- Синхронизация валов
- Синхронизация скоростей двигателей