1　引言

　　我公司碳素配料系統工藝流程圖如圖1所示。配料車工作過程為:當1#配料倉工作完成后，1#配料倉底門打開，將配好的物料放入運輸車中;待1#配料倉倉門關閉后，配料車移動到場2#配料倉下方接受2#配料倉的物料;2#配料倉倉門關閉后，小車移動到3#配料倉下方接受3#配料倉的物料。當3個倉物料全部放完后配料車移動到規定的混捏鍋上方，打開下料門將物料放完，然后關緊下料門回到1#配料倉下方等待。

圖1　碳素配料系統工藝流程圖

　　配料車原采用繞線式異步電動機驅動，通過轉子串電阻實現配料車在各運行階段的轉速調節，操作人員現場操作安裝在配料車上的操作機構實現配料車的工藝運行。
　　采用該拖動方法，存在著很多問題，首先由于現場粉塵大，環境惡劣，導電粉塵多，電動機和操作結構故障率極高。其次是系統采用串電阻調速，速度調節時，電能消耗在轉子電阻上，造成能源浪費。第三是采用人工現場操作，憑的是操作人員的經驗，有時需要反復前進和倒車，停車定位準確性差，時間長，影響生產效率。最重要的是操作人員的現場操作還存在著極大的安全隱患。同時，由于碳素粉末很細，造成現場環境惡劣，對配料工人的身體健康極為不利。
　　針對所存在的問題，我們對原有配料車拖動控制系統進行改造。采用變頻調速技術和PLC控制可在惡劣環境中穩定安全運行的鼠籠式異步電動機，實現配料車的自動運行和準確定位停車，降低設備故障率，減輕工人勞動強度，提高設備工作效率。

2　配料車拖動控制方案的確定

2.1　工藝過程對配料車運行要求
（1）配料車可以在各料倉放料口和混捏鍋進料口位置準確停車。
（2）配料車運行過程中速度可調，最大速度0.8m/s,最小速度0.1m/s,點動速度不大于0.5m/s。
（3）配料車運行分為啟動低速運行階段，運輸過程快速運行階段，至下料口的低速運行階段。
（4）配料車可遠程和現場操作，自動運行，且配料車可以根據工藝要求在任何位置實現緊急停車。
根據工藝要求，為提高系統的可靠性，提高設備運行效率和生產效率，對比各種拖動方案，我們采用變頻調速方案。用變頻器驅動鼠籠電動機取代繞線式異步電動機串電阻調速裝置;用PLC控制系統實現系統復雜的邏輯、時序控制以完成配料車的停車定位和速度調節;用非接觸式的光電開關檢測配料車的變速和停車位置。采用軸頭帶直流抱閘的電動機實現系統的緊急、準確停車。
2.2　本控制方案的優點
（1）電動機采用鼠籠電機，環境適應性強，維護簡單，運行可靠;
（2）電動機非動力端帶抱閘，可實現配料車快速準確停車;
（3）調速裝置采用變頻器，可靠性比繞線電機轉子回路串電阻大大提高，輸出扭矩大，調速范圍廣，而且還可實現節能;
（4）利用變頻器的直流制動功能，可使配料車停車時更加平穩快捷;
（5）采用非接觸式光電開關作為位置檢測裝置，可提高元件的使用壽命和位置檢測的可靠性;
（6）用PLC取代復雜的接觸-繼電控制，不僅可實現復雜的控制功能，而且還大大提高了系統的可靠性。

3　系統組成及工作原理

　　根據工藝計算，電動機采用4.0kW鼠籠式異步電動機。由于配料車載料啟動時為滿載起動，要求較大的起動力矩，為滿足要求，變頻器選用ABBACS800-01-0009-3;變頻器和抱閘控制接觸器異地安裝。配料車位置檢測信號直接送往系統控制單元PLC，PLC根據配料車位置控制配料車的速度和啟停車、前進和后退。
3.1　系統控制原理框圖

3.2　系統控制原理框圖如圖2所示。

圖2　系統控制原理框圖

　　系統中計算機操作站設在系統控制中心，用以完成設備的操作與運行監控;現場操作箱用于設備的檢修調試和事故緊急停車;位置檢測元件用于檢測配料車的當前位置PLC是系統的控制單元，通過現場位置檢測信號和相關控制要求，發出對變頻器和運料車電動機報閘的控制信號，用于控制電動機的運行狀態和運行速度，同時通過變頻器的運行輸出信號，檢測變頻器的運行情況，并根據工藝要求和現場設備狀況，發出聲光報警信號。
3.3　配料車主回路圖
　　配料車主回路圖如圖3所示。

圖3　配料車主回路圖

　　根據工藝要求，配料車變頻器選用型號為ABBACS800-01-0009，變頻器具有豐富功能和數字/模擬量輸入輸出接口