第１２卷第２期 ２０１２年６月 兰州石化职业技术学院学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌａｎｚｈｏｕ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏ１．１２ Ｎｏ．２ Ｊｕｎ．，２０１２ 文章编号：１６７１—４０６７（２０１２）０２—００２２—０２ ＡＴＶ７ １变频器在塑料包装线升降机中的应用 张钧，单世平 （中国石油兰州石化公司电仪事业部，甘肃兰州７３００６０） 摘要：包装线设备对速度和定位要求较高，大量运用减速机和变频调速。塑料包装线码 垛单元的升降机就是运用无传感器恒磁通矢量的恒转矩变频调速的提升设备。为了设 备运行平稳和准确定位，运用多段变频调速和电磁制动器控制，由于原设计没有考虑制 动器参数对变频器的影响，使得设备运行的动态性能较差；又由于制动器动作频繁，使设 备故障率较高。在充分考虑上述缺陷的基础上，设计运用了Ａ１ｖ７１变频器，使设备运行 的动态性能改善，制动频次显著降低，设备故障率明显降低。 关键词：塑料包装线；升降机；变频器；制动器；动态性能 中图分类号：０６５７．７ 文献标识码：Ｂ １ 包装线升降机的工作原理、工艺流 程、机械特性及存在问题 １．１工作原理 包装线升降机采用ＡＴＶ３１ ＨＵ５５Ｎ４Ａ Ｖ１．２型变 频器，对减速机进行异步电机无传感器磁通矢量控 制的恒转矩开环控制，用于升降托盘，配合分层机进 行粒料包装袋的码垛动作。升降机的启停、速度、升 降方向由ＰＬＣ通过升降电机变频器进行控制，变频 器下游通过ＰＬＣ控制的接触器控制减速机电机。 为了快速、平稳停止及准确定位，减速机采用 ＢＭＧ８Ｈ型电磁制动器，由ＰＬＣ控制接触器为制动 器提供３８０ＶＡＣ电源，经整流模块输出直流电流进 行制动，升降机运动时制动器通电释放，停止时制动 器断电制动。升降机控制原理如图１所示。 １．２工艺流程 图１升降机控制原理图 托盘由托盘输送机升至分层机下方一分层机 打开，将一层包装袋放托盘上一压袋机构对一层包 装袋整形一压袋机构缩回一分层机闭合一升降机下 降一层垛的距离一升降机上升一层垛的距离到接料 位一循环２—６工步码垛７次—分层机打开将第８层 包装袋放托盘上一压袋机构对第８层料袋整形一压 袋机构缩回一分层机闭合一升降机下降至托盘输送 机一托盘被送至叉车位。 收稿日期：２０１２－０２—０９ 升降机的运行过程曲线见图２。 １．３存在问题 １）制动器动作频繁，升降机码１垛料需制动器 动作１６次，频繁动作降低了制动器的寿命，也增加 了升降机的运行时间。 ２）由上述升降机的运行机械特性曲线分析可 知，在升降机启动加速的ｔ３一ｔ４阶段和停止的ｔ６一 ｔ７阶段都存在电机速度斜坡陡的现象，造成机械振 动。 ３）由于机械振动，包装线的升降机减速机故障 作者简介：张钧（１９６８一），男，甘肃会宁人，助理工程师． 频繁，齿轮、链轮磨损量大，链轮主轴的带座轴承间 张钧，单世平．ＡＴｖ７１变频器在塑料包装线升降机中的应用 ・２３・ 流程的第６和第７工步，升降机下降停止时由ＰＬＣ 电机速度 控制制动器闭合，上升启动时由ＰＬＣ控制制动器打 速度 开。在运用 ｒＶ７１变频器后，取消了下降停止制动 给定 和上升启动的ＰＬＣ控制，由变频器实现较平滑的 ０ 正、反向切换，减少了制动器的动作次数。变频器的 硬件接线与原来相同，见图１。 接触器 输出 ２．２工艺流程 ｔ ０ ｒ 托盘由托盘输送机升至分层机下方接料位一分 层机打开，将一层包装袋放托盘上一压袋机构对一 ．电机 ｜’ ／ 、＼ ‘｝层包装袋整形一压袋机构缩回一分层机闭合 升降 电流 ．ｔ 机下降一层垛的距离后继续上升至接料位一循环２ ．Ｏ 一 —６工步码垛一分层机打开将第８层料包装袋放托 电机 盘一压袋机构对第８层料袋整形一压袋机构缩回一 频率 ０ … ：：：：：： ：； — 。 。 …‘ 分层机闭合一升降机下降至托盘输送机一托盘被送 至叉车位。 ｔ１ ｔ２ ｔ３ｔ４ ｔ５ ｔ６ ｔ７ｔ８ ２．３ 升降机控制系统改造后的效果 经改造后的升降机控制曲线较平滑，在制动器 打开与闭合期间保持电机转矩在驱动载荷保持的方 向，当制动器松开时可以保持载荷，起动平稳；当制 动器闭合时可以平稳停车；换向频率较低，机械振动 小，解决了以往升降机启停不平稳的现象。包装线 图２原有升降机运行过程曲线 的升降机经改造后已运行３个月，运行效果良好。 隙磨损大，更换频繁，曾多次出现齿轮打碎的情况。 升降机的检修不仅耗时，而且人力、财力投资较大， 严重影响了正常生产。 ３ 结束语 ２ 运用Ａ１Ⅵ１删５５Ｎ４Ｚ（Ｖ３．３）变频器后 运用ＡＴＶ７１ＨＵ５５Ｎ４Ｚ（Ｖ３．３）变频器改造不仅 的工作原理、工艺流程及效果 为塑料包装线的码垛升降机，也为塑料包装线和橡 胶包装线的分层机、推袋机、编组机、缓停机等提供 ２．１工作原理 了理论、技术依据，对提高包装线的整体使用寿命和 在原有变频器参数配置的基础上，增加了对制 维护、检修有重要意义。 动器的参数的管理，包括制动释放电流的控制；制动 器释放、闭合频率的控制；制动器释放、闭合时间的 参考文献： 准确定位；制动电阻的过载保护。制动器的工作原 理是：在启动期间要使制动器松开与转矩增大同步， ［１］施耐德有限公司（中国）．Ａｌｔｉｖａｒ７１简明手册． 在０速度停车时闭合制动器，避免振动。原有工艺 Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＡＴＶ７ １ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ ａｔ Ｌｉｎｅ ｏｆ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｐａｃｋｉｎｇ ｆｏｒ Ｅｌｅｖａｔｏｒ ＺＨＡＮＧ Ｊｕｎ，ＳＨＡＮ Ｓｈｉ—ｐｉｎｇ （ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ Ｌａｎｚｈｏｕ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，ｌ＿￣ｎｚｈｏｕ ７３００６０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｌａｎｔ ｏｆ ｐａｃｋｉｎｇ ｈａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｎ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ，ＳＯ ｓｐｅｅｄ ｒｅｄｕｃｅｒ ａｎｄ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ ｆｉｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅｇｕｌａｔｅ ｓｐｅｅｄ．Ｐｌａｓｔｉｃ ｐａｃｋｉｎｇ ｆｏｒ ｅｌｅｖａｔｏｒ ＵＳｅＳ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ ｏｆ ｓｅｎｓｏｒｌｅｓｓ ｖｅｃｔｏｒ．Ｆｏｒ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｒｕｎｎｉｎｇ ａｎｄ ｌｏｃａｔｉｏｎ ａｃｃｕｒａｃｙ，ｔｈｅ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｂｒａｋｅ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅｇｕｌａｔｅ ｓｐｅｅｄ．Ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｄｅｓｉｇｎｅｒ ｄｉｄｎ’ｔ ｔａｋｅ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｂｒａｋｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｏｎ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ ｉｎｔｏ ａｃｃｏｕｎｔ．ｗｈｉｃｈ ｍａｄｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｗｏｒｓｅ．Ｂｒａｋｅ ｒｕｎ ｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙ，ＳＯ ｔｈｅ ｐｌａｎｔ ｂｅｃｏｍｅ ｔｈｅ ｍｕｃｈ ｈｉ【ｈｇ ｆａｉｌｕｒｅ ｒａｔｅ．Ａｆｔｅｒ ｈｔｅ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ ｉｓ ｕｓｅｄ，ｄｅｓｉｇｎｅｒ ｈｔｉｎｋ ｏｆｔｈｅｓｅ ｆａｕｌｔ ＳＯ ｔｈａｔ ｉｔ ｍａｋｅｓ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｂｅｔｔｅｒ．Ｂｒａｋｅ ｏｆｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｓ ｒｅｄｕｃｅｄ ａ ｌｏｔ ａｎｄ ｆａｉｌｕｒｅ ｒａｔｅ ｉｓ ｒｅｄｕｃｅ ａ ｌｏｔ ｉｎ ｔｈｅ ｐｌａｎｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｖａｔｏｒ；ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ；ｂｒａｋｅ；ｄｙｎａｍｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ