一种高效节能矢量变频控制柜的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种变频控制柜；特别是设及一种社钢机矢量变频控制柜。
【背景技术】
[0002] 电机是厂矿企业运行的关键大功率设备，它们的电耗在整个企业运行成本中占有 很大的比例，因此，如何合理的降低电机的电耗，目前已列入许多企业的日常工作中。随着 低压变频技术的广泛使用，其卓越的节电效果己经被广大的使用者所认同，但是由于电机 功率有限，因此，虽然低压变频技术的节电率较高，但所节约的电费和电厂的总能耗相比所 占比例实在是微乎其微。如果能将大型电机进行节能改造，整个企业的用电率将会有明显 的降幅。电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程，用W提高产品质量和改善环 境、推动技术进步的一种主要技术手段；W其优异的调速和启、制动性能，高效率、高功率因 数和高节电效果，W及广泛的适用范围，而被国内外公认最有发展前途的调速方式。其中高 压变频调速技术，已越来越广泛的应用在各行各业，它不仅可W改善工艺、延长设备使用寿 命、提高工作效率等，最重要的是它可节能降耗"，运一点已被广大用户所认可，且深受 关注。
[0003] 随着大规模集成电路和计算机控制技术的发展，W及现代控制理论的应用，使得 交流电力拖动系统逐步具备了较宽的调速范围、高的稳速范围、高的稳速精度、快速的动态 响应，W及在四象限作可逆运行等良好的技术性能，尤其在调速性能方面，可W与直流电力 拖动媳美。在交流调速技术中，变频调速又具有绝对优势，并且，随着它的调速性能与可靠 性的不断完善，价格的不断降低，特别是变频调速节电效果明显、易于实现过程自动化，深 受工业领域的青睐。交流变频调速的方法是异步电机最有发展前途的调速方法。
[0004] 随着电力电子技术的不断发展，性能可靠、匹配完善、价格便宜的变倾器会不断出 现，运一技术会得到更为广泛的应用。
[000引 目前，现有社钢机变频控制柜的缺点是，设备的自动化程度低、使用寿命低，工作 效率低，最重要的缺陷是电力损耗大，不易实现远程控制。
【发明内容】
[0006] 本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种社钢机变频控制柜。
[0007] 本实用新型所采用的技术方案是：一种高效节能矢量变频控制柜，包括，操作屏、 PLC控制器、断路器和变频器，所述操作屏通过总线与PLC控制器电连接，所述PLC控制器通 过总线与变频器电连接，=相交流电源通过所述断路器与变频器电连接，变频器与电机电 连接；操作屏、PLC控制器和变频器构成现场总线控制网络，总线采用PR0FIBUS-DP结构方 式。
[0008] 所述的断路器安装设置有Q1-Q6总计6个，变频器安装设置有VFD1-VFD5总计5 个，社钢机包括分别由5台交流电机拖动的社机、开卷机1、开卷机2、卷取机1和卷取机2， 变频器VFDl控制社机的电机，变频器VFD2和VFD3分别控制开卷机1和开卷机2的电机，变 频器VFD4和VFD5分别控制卷取机I和卷取机2的电机，在变频器VFD1-VFD5的DC+、DC-端 并联接入制动电阻R;断路器Ql为总电源开关，断路器Q2为变频器VFDl的电源开关，断路 器Q3为变频器V抑2的电源开关，断路器Q4为变频器V抑3的电源开关，断路器Q5为变频 器VFD4的电源开关，断路器Q6为变频器VFD5的电源开关。
[0009] 所述社机、开卷机和卷取机的每一个电机的轴端设置安装有反馈编码器，反馈编 码器与该电机的变频器电连接，将测得的实际转速信号通过总线传入PLC控制器，参与该 电机的转速控制及在操作屏上显示转速。
[0010] 所述社钢机的外部设置安装有旋转码盘和接近开关SQl和SQ2,上述接近开关SQl 和SQ2与PLC控制器电连接，钢带在社钢机上传送过程中带动码盘旋转，使接近开关SQl和 SQ2得到通断的电信号，PLC控制器根据运些通断信号来判断钢带是否断带。
[0011] 所述的操作屏采用西口子公司的0P270，PLC控制器采用西口子公司的S7-300,变 频器采用的型号是VFD900CT43F21A3
[0012] 本实用新型的有益效果是，采用PLC控制器、高性能变频器控制交流电机的调速， 进一步控制社钢机矢量的运行，克服了原系统设备多、体积大、费用高、效率低等缺点，系统 具备再生控制功能，通过组建公共直流母线的运行方式，在公共直流区接入制动电阻，方便 社机快速往复工作的需要，本实用新型提供了多重保护，发生故障时，人机接口便自动显示 报警，同时自动保护停机，实现经变频器调速使电机的同步协调运行，获得了良好的控制效 果及经济效益。
【附图说明】
[0013] 图1是本实用新型控制系统示意图；
[0014] 图2是本实用新型的控制系统电路电气连接图；
[0015] 图3是本实用新型的控制系统总线连接图；
[0016] 图4是本实用新型的编码器连接图；
[0017] 图5是本实用新型的张力电位器连接图；
[001引图6是本实用新型的控制部分接线图。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明：
[0020] 图1是本实用新型控制系统示意图；如图1所示，本实用新型一种社钢机矢量变频 控制柜，包括，操作屏、PLC控制器、断路器和变频器，所述操作屏通过总线与PLC控制器电 连接，所述PLC控制器过总线与变频器电连接，=相交流电源通过所述断路器与变频器电 连接，变频器与电机电连接。
[0021] 图2是本实用新型的控制系统电路电气连接图；如图2所示，所述的断路器安装设 置有Q1-Q6总计6个，变频器安装设置有VFD1-VFD5总计5个，社钢机矢量包括分别由5台 交流电机拖动的社机、开卷机1、开卷机2、卷取机1和卷取机2,变频器VFDl控制社机的电 机，变频器VFD2和VFD3分别控制开卷机1和开卷机2的电机，变频器VFD4和VFD5分别控 制卷取机1和卷取机2的电机，在变频器VFD1-VFD5的DC+、DC-端并联接入制动电阻R;断 路器Ql为总电源开关，断路器Q2为变频器VFDl的电源开关，断路器Q3为变频器VFD2的 电源开关，断路器Q4为变频器V抑3的电源开关，断路器Q5为变频器V抑4的电源开关，断 路器Q6为变频器VFD5的电源开关。
[0022] 图3是本实用新型的控制系统总线连接图；如图3所示，所述的操作屏采 用西口子公司的0P270,PLC控制器采用西口子公司的S7-300,变频器采用的型号 是V抑900CT43F21A3，操作屏、PLC控制器和变频器构成现场总线控制网络，总线采用 PR0FIBUS-DP结构方式。五台变频器装置通过软件组态，由PLC控制器进行电机速度给定、 张力给定，运行程序控制及各种连锁顺序操作等。输入和参数修改通过操作屏来完成。
[0023] 主社机的控制采用恒转矩控制方式，由于社机、开卷机1、开卷机2、卷取机1和卷 取机2的电机负载较重，所W，在工作过程中，力矩控制上升时，采用一个S斜坡函数发生 器模块来实现给定积分器的功能，使实际加到速度环的输入信号是一个平稳上升的斜坡信 号，改变给定积分器的积分时间，即可改变斜坡信号的上升斜率。可逆社机有两个相同的卷 筒，根据社制的方向起到卷取和开卷作用，卷取和开卷两组传动装置是相同的，只是在卷取 和开卷时的操作方式上有所不同。
[0024] 图5是本实用新型的张力电位器连接图；如图5所示，为应对速度变换的过程中的 惯性，在操作屏上预设惯性补偿值，在加、减速由变频器VFD1-VFD5作用到每