SV300在干白粉定量包裝秤中的應用

1 引言
干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。為保證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，當物料重量達到最終設定值時，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，我們此次采用變頻器驅動對干白粉定量包裝秤的給料裝置進行改造，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。

圖1 結構組成示意圖

3. SV300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很多的高次偕波，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。
做了深入的了解設備情況后,我們選用了臺安科技生產的SV300-405變頻器，該變頻器采用了先進的驅動控制技術，是一種低噪音高性能的變頻器，具有最佳控制的電壓矢量，可以最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。
4. 干白粉定量包裝秤的硬件構成
電氣原理圖如圖2所示，核心部件為SV300-405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SV300-405變頻器的調速輸入端S1(1速)S2(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。
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、最終定量值、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。

圖2 電氣原理圖

5.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容易實現過流、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，受到了用戶的好評，并帶來了良好的經濟效益。