離心機(jī)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)方案設(shè)計(jì)

  1. 工藝設(shè)備要求
1.1、生產(chǎn)線示意圖 吊裝模具→啟動(dòng)離心機(jī)→將鐵水倒 入模具里→離心機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行→停止離心機(jī)→吊離模具
1.2、生產(chǎn)線功率要求及控制要求
1.2.1、工藝要求：模具的直徑為 760mm；離心機(jī)能夠高速起動(dòng)和停止；離 心機(jī)的最高轉(zhuǎn)速達(dá)到900 r／min；離心機(jī)在運(yùn)行過程中，要求轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。
1.2.2、直流主電機(jī)125KW一臺(tái)。
1.2.3主控室與操作臺(tái)。

2、總則
2. 1、前言 根據(jù)離心機(jī)基本的工藝控制要求 編寫本初步電氣自動(dòng)化控制技術(shù)方案。
2.2、技術(shù)方案原則 本電氣控制技術(shù)方案以“采用先進(jìn)、 成熟、安全、可靠并經(jīng)濟(jì)節(jié)能的控制技 術(shù)，系統(tǒng)自動(dòng)化程度達(dá)到21世紀(jì)初先進(jìn) 水平”為目標(biāo)，編寫本技術(shù)方案。在技術(shù) 方案的制定及系統(tǒng)的配置中，既考慮到 整個(gè)系統(tǒng)的先進(jìn)性，使該項(xiàng)目建成后具 有21世紀(jì)初國際先進(jìn)水平，又充分考慮 到系統(tǒng)配置的實(shí)用性及可升級(jí)性，盡量 節(jié)省項(xiàng)目投資，使整個(gè)系統(tǒng)具有優(yōu)良的 性能價(jià)格比。
2.3、電氣方案環(huán)境 環(huán)境：室內(nèi) 安裝高度：海拔≤1600M 濕度：5%～95%，非冷凝 存貯溫度：－40℃～＋40℃ 操作溫度： 電機(jī)0～40℃ 控制系統(tǒng)0～40℃ 操作系統(tǒng)0～40℃ 電壓波動(dòng)：±10%額定值 頻率波動(dòng)：±3%額定值

3.離心機(jī)生產(chǎn)工藝及控制過程
3.1、模具經(jīng)干燥窯干燥之后吊裝于 離心機(jī)，在裝卡好模具之后，在其上加蓋 一保溫防護(hù)罩，隨后開入澆鑄小車，使?jié)?鑄小車上的出鐵口進(jìn)入模具的中心。
3.2、啟動(dòng)離心機(jī)，使之在2～3秒之內(nèi) 離心機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到800～900r／min范圍 內(nèi)，并能穩(wěn)定運(yùn)行。
3.3、把鐵水通過澆鑄小車倒入模具 中，此時(shí)離心機(jī)轉(zhuǎn)速不能因負(fù)荷的變化 而波動(dòng)，也正是通過這種強(qiáng)大而又穩(wěn)定 的離心力使倒入的鐵水均勻地粘貼在模 具的內(nèi)壁上。
3.4、經(jīng)過離心機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間， 粘貼在模具內(nèi)壁上的鐵水的溫度也在不 斷下降，使之凝固在模具之上。
3.5、立即停止離心機(jī)，把模具吊離， 并對(duì)模具進(jìn)行填芯處理。在離心機(jī)停的 過程是非常關(guān)鍵的，如果停的時(shí)間長了， 在模具進(jìn)行填芯時(shí)就會(huì)造成內(nèi)外層粘貼 不好，產(chǎn)生廢品：如果停的時(shí)間短了，模 具內(nèi)壁上的鐵水不能完全凝固，會(huì)脫落， 同樣會(huì)造成廢品。而且不同品種的產(chǎn)品 停的時(shí)間也有所不同。

4.電氣傳動(dòng) 電氣傳動(dòng)采用6RA70系列數(shù)字調(diào)速 裝置。
4.1、電機(jī)及傳動(dòng)裝置 離心機(jī)主傳動(dòng)為1臺(tái)125KW他勵(lì) 直流電動(dòng)機(jī)。對(duì)于他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)有兩 種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，一種為電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，其特 點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T的方向與轉(zhuǎn)速n的方 向相同；一種為制動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，其特點(diǎn)是 轉(zhuǎn)矩T的方向與轉(zhuǎn)速n的方向相反。
       根據(jù)離心機(jī)生產(chǎn)工藝及控制過程的要求， 離心機(jī)在停止時(shí)，主傳動(dòng)電機(jī)必須處在 制動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，為達(dá)到此目的，通過電氣 制動(dòng)常用的方法有能耗制動(dòng)和反接制 動(dòng)。 能耗制動(dòng)機(jī)械特性的方程式為： n＝－（R_(Q)＋R_(Z)）／（C_(C)C_(T)φ~(2)）T 能耗制動(dòng)的機(jī)械特性曲線為圖①。[tpKXDB20060807003201] 如果制動(dòng)前運(yùn)行轉(zhuǎn)速是n1，開始制 動(dòng)時(shí)，n1不變，工作點(diǎn)平移到能耗制動(dòng)特 性上，因而制動(dòng)轉(zhuǎn)矩T1為負(fù)，在（－T1－ Tz）的作用下，電動(dòng)機(jī)減速，工作點(diǎn)沿特 性下降，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩逐漸減小，直至零為 止，電動(dòng)機(jī)停車。制動(dòng)電阻Rz愈小，則機(jī) 械特性愈平，T1的絕對(duì)值愈大，制動(dòng)愈 快，但Rz又不能太小，否則I1及T1將 超過允許值。一般按照最大制動(dòng)電流不 超過2IN來選擇Rz。 反接制動(dòng)機(jī)械特性方程式為： n＝－n_(0)－（R_(a)＋R_(Q)）／（C_(e) C_(T) φ~(2) ）T 電樞反接時(shí)的人為機(jī)械特性曲線 為圖②。[tpKXDB20060807003202] 如果電動(dòng)機(jī)在制動(dòng)前的工作在電動(dòng) 狀態(tài)，在固有機(jī)械特性的A點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)；電樞 反接，轉(zhuǎn)矩瞬時(shí)變?yōu)椋璗B，由于轉(zhuǎn)速不能 突變，nB＝nA，電動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)轉(zhuǎn)移到人為 機(jī)械特性BCDE的B點(diǎn)，B點(diǎn)之T為負(fù)， n為正，在第二象限，直線在第二象限的 一段BC即為反接制動(dòng)特性。從兩種制動(dòng) 方式的機(jī)械特性曲線來看，反接制動(dòng)要 比能耗制動(dòng)陡得多，反接制動(dòng)BC段的制 動(dòng)轉(zhuǎn)矩也比較大，能夠更快地達(dá)到停車 的目的。
       根據(jù)以上分析，在選擇傳動(dòng)裝置 時(shí)如果選擇單象限的6RA70系列數(shù)字調(diào) 速裝置，那么在外部還需加能耗制動(dòng)單 元，這樣制動(dòng)也不能及時(shí)可調(diào)，而且電能 消耗也大，而選擇四象限的6RA70系列 數(shù)字調(diào)速裝置這樣的問題就可解決，也 較為經(jīng)濟(jì)。

5.電氣控制系統(tǒng) 電氣控制采用可編程控制器（PLC）， 從而有效地解決了繼電器控制所產(chǎn)生誤 動(dòng)作問題。極大地減少了控制布線，提高 了系統(tǒng)的可靠性。

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