變頻節能及軟起動系統
馬傑（中聯重科物料輸送裝置****，長沙４１００００）
摘要：從工藝比較、理論分析、硬體構成等方面介紹取料量可調的臂式鬥輪堆取料機控制策略。
關鍵詞：臂式鬥輪堆取料機；取料量可調；ｐｌｃ；變頻器
０引言臂式鬥輪堆取料機（鬥輪機）是一種被廣泛應用於碼頭、鋼鐵、冶金、建材等行業的大型散裝物料堆取裝置，其主要由斗輪機構、臂架機構、臂架皮帶機構、迴轉機構、俯仰機構、走行機構、電氣及自動化系統等部分組成它既可以通過鬥輪旋轉挖掘物料並通過臂架皮帶、中心料斗從堆場取走，又可通過尾車皮帶、中心料斗、臂架皮帶將物料輸送至堆場儲存
中聯重科物料輸送裝置****中標並實施山東某電廠的鬥輪機專案，其主要引數為：堆料能力要求１８００ｔ／ｈ，取料能力要求為１８００ｔ／ｈ．取料要求無級可調，物料種類為煤，比重為
迴轉半徑４５ｍ．迴轉和走行機構採用變頻調速
１取料工藝
在大多數的應用中．鬥輪機通常採用平台型取料
模式，其過程：臂架從迴轉零度角向料堆方向迴轉，並從近角切入料堆一不斷地在料堆中挖掘一從遠角脫離料堆．停止迴轉一走行機構向前執行乙個步長的距
離，並停止一迴轉反向從遠角重新切入料堆一不斷地
在料堆中挖掘一從近角脫離料堆．停止迴轉一走行機構向前執行乙個步長的距離．並停止一迴轉反向從近角切人料堆一不斷迴圈工作．直到該料層的終點取料軌跡如圖１所示．可以看出．迴轉取料過程中．鬥輪切人料堆的深度逐漸減少．在９０。時完全沒有切入．為了補償這一點．使迴轉速度與迴轉角度的ｉ／ｅｏｓｇｏ成正比，則可達到恆定取料能力的要求，公式如下：
： ０×—ｌ
（１）ｃｏｓｑ￣
式中，為迴轉實際給定速度，為迴轉基準速度，為迴轉角度。
通常遠角６０￣以內採用變速．大於６０。貝０採用恆定
速度．則迴轉的最大變速比為
收稿日期
自動化應用ｆ二
刨轉角度一一＼
＼１ｒ一
．．．．．．
．．．．．：．ｆ一
圖１取料軌跡
２控制策略
根據該專案取料能力３００～１８ｏ０無級可調的具
體要求．對影響取料量的多個變數進行研究分析和公式推導．最終確定控制策略和方案
２．１確定變數的調整方案
根據鬥輪機平台型取料的工作原理．鬥輪挖掘深度、走行步進距離、迴轉速度３個變數均影響到取料
能力，根據３個變數對取料量影響的具體關係．結合裝置本身特點．提出易於實施的控制策略
鬥輪挖掘深度由臂架俯仰的步進高度決定．若根據取料量調節俯仰的步進高度勢必造成由於多次取
料高度的不同（可能每次的取料能力要求會有差異）．料堆從規則料堆逐步轉變為非規則料堆（料堆區域性高
度變化各異），降低高效取料和自動化取料的可能性．無法達到專案要求
多．實現起來比較困難
迴轉速度的調整依據ｐｌｃ計算後輸出給迴轉變頻器數值作為速度給定．由式（１）可知．常用的恆取料量變速控制時迴轉的變速比達到了２：１．該專案要求取料能力即又要求有６：１的變速比．兩項疊加則有１２：
１的變速比．按照迴轉電機執行最大頻
變頻節能及軟起動系統
率為５０ｈｚ計算．則最小執行頻率為使用變頻器低頻轉矩提公升功能可以滿足迴轉在低頻啟動和執行的要求
通過以上比較得知．採用迴轉無級變速的方案可以達到取料能力無級調整的功能要求．適合該專案採
用迴轉速度的控制可以按照以下公式進行：
為了該系統能夠正常執行．必須有效地載入一些
輔助的功能，如：鬥輪過載保護．即檢測鬥輪的旋轉速度和電流．任何數值出現異常（旋轉速度過低或電流值過高）則報警，嚴重時可以停機：適當地加大變頻器制動斬波器和制動電阻的容量．減少迴轉停車時間．使得迴轉的換向區間盡量小．這也是保證生產能力的輔助方法；迴轉過載保護，實時檢測迴轉的電流值，出現異常則報警或停機，避免「悶車」事故的發生。
ｖ＝ｋ×ｖｏｘｊ一
ｃｏｓｑ￣
（２）式中．為設定的取料能力的變化範圍（以１８００９
ｈ為基準）．區間為
４硬體構成
該專案採用西門子ｓ７—３００系列ｐｌｃ作為邏輯控制和資料計算的中心．採用ａｂｂ公司ａｃｓ一８００系列
變頻器對迴轉和走行機構進行速度控制．採用西門子
２．２保證控制的精度
迴轉速度的無級調整的速度引數畢竟僅僅是機械和工藝方面的理論計算．裝置執行現場的情況是多種多樣的．物料特性的不均勻性、走行和俯仰等機構定位功能的執行誤差等等都將影響實際的取料能力達到設定值為此。採用電子皮帶秤，檢測臂架皮帶在取料工況時的實時運輸能力．來間接反饋取料量．將開環控制轉變成閉環控制．使控制更精確皮帶秤要求安裝在靠近鬥輪機構並且鬥輪挖掘振動影響較小的位置
在軟體程式設計時．將設定的取料能力和皮帶秤實時檢測的輸送能力資料輸入到ｐｌｃ的ｐｉｄ調節器．前者
ｍｓｉ皮帶秤（包括帶ｄｐ口的ｂｗ５００積分儀、速度感測器、傾斜補償器）對皮帶的運量進行檢測。為保證資料交換的實時性和準確性，ｐｌｃ、迴轉變頻器、走行變
頻器以及皮帶秤系統之間採用西門子現場匯流排進行通訊和聯絡
５結語該專案於２０１１年投運．通過不斷地現場測試和調整．鬥輪機取料能力的控制精度基本保持在３％左右（在回轉換向區間不做控制精度的要求）．較好地完成了專案要求的效能指標從專案的使用情況看來．雖然控制重點在取料時的迴轉．但堆料的規則與否、取料作業安排的合理性．也對保證控制精度產生了較大的影響．值得進一步研究
參考文獻
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社．２００７
為目標值，後者為實際值，計算得到速度偏移量 ，並
疊加到式（２）中得到迴轉速度最終的計算公式：
：ｋ× 。×— —一＋ １
ｃｏｓ￣ｏ
（３）式中。．為速度偏移值，其資料區間為一５～５ｈｚ。
３控制系統操作流程
控制系統的操作流程：操作人員首先將鬥輪機定位到取料的初始點．並通過觸控螢幕設定取料能力的具體數
值：接著。啟動鬥輪機，控制系統將初始點設定為迴轉近
角後．鬥輪機開始按照式（３）迴轉取料；然後，迴轉到遠
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劉寶靜，譯．北京：鐵道出版社，２００３
角．按下相關設定按鈕，將其設定為終點；最後，臂架按照流程在近角和遠角之間不斷迴轉取料。直到該料層結束。
（上接第６３頁）
鬥輪堆取料機械語術［ｓ］
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簧效能自動檢測臺彈簧受力的自動載入、解除安裝．彈簧形變數檢測和合格與否的判定．具有兩級控制．系統
執行狀態監視，壓力、位移變化趨勢顯示和檢測結果
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氣傳動自動化
記錄歸檔功能。它綜合利用了ｐｃ機和ｐｌｃ的長處，大大提高工作人員檢測準確度和生產效率。
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修施工指南［ｚ］．１９９３
自動化應用 ２０１５ ６期７６
鬥輪堆取料機改造方案
懸臂式鬥輪堆取料機保護系統改造 生產副總經理 執行副總工程師 檢修副總工程師 安全生產部 執行部 維護部 編制 x年xx月xx日 懸臂式鬥輪堆取料機改造方案 1 裝置現狀 我公司煤廠取煤採用一台長春生產的懸臂式堆取料斗輪機，另外一台為哈爾濱生產的懸臂式取料斗輪機。2 改造的原因 我公司自投產以來兩台...
懸臂鬥輪堆取料機培訓材料
1 用途 懸臂鬥輪堆取料機用於，哈熱公司燃煤儲煤場堆取料裝置。2 主要技術效能 dql750 1500 35型 2.1 生產能力 取料能力0 750t h 堆料能力1600t h 2.2 操作料物 物料種類煤 散狀密度0.85 1t m3 粒度0 350mm 2.3 料場 料堆高度軌上12m 軌下1...
鬥輪取料機常識
12 轉轉速與取料能力中的漲套有何聯絡？已知取料能力q,t h 某層料堆高h，m 某迴轉角度的進尺量,r 某一迴轉角度位置的速度 v m ming 物料密度q，t m3 畫出常用迴轉速度變化曲線 試用圖形與公式表示出其關係。答 q h rvq 3600 t h 13 地面皮帶機帶速較低為vd m s...