Применение преобразователей частоты в конвейерных лентах и ​​системах транспортировки материалов

Применение преобразователей частоты в конвейерных лентах и ​​системах транспортировки материалов
Основные преимущества
Основная цель использования частотно-регулируемого привода (ЧРП) в конвейерной системе — заменить традиционные методы прямого пуска или механического управления скоростью (например, редукторы, двигатели с регулируемой скоростью), тем самым обеспечив интеллектуальное и гибкое управление. Его основное преимущество заключается в следующих аспектах:

Основные преимущества и функции
Плавный плавный пуск/останов, устранение рывков

Традиционная проблема: При прямом пуске двигателя на ленту мгновенно воздействует крутящий момент, вызывая сильные механические удары. Это подвергает такие компоненты, как ременные соединения, ролики и подшипники, огромным нагрузкам, сокращая срок службы оборудования и потенциально вызывая проскальзывание ленты, ее перекос или даже поломку. Резкие остановки могут привести к смятию или рассыпанию материалов из-за инерции.

Решение с использованием ЧРП: Преобразователь частоты позволяет задавать линейное или S-образное время ускорения и замедления, обеспечивая плавное увеличение и уменьшение крутящего момента двигателя. Это обеспечивает плавный пуск и остановку конвейера, полностью исключая механические удары и защищая механическую конструкцию. Это особенно важно для конвейеров большой протяженности и большой грузоподъемности.

Бесступенчатое регулирование скорости и согласование процессов

Традиционная проблема: Конвейер с фиксированной скоростью не может адаптироваться к различным производственным ритмам предшествующих и последующих процессов. Например, если оборудование, работающее на входе, работает быстро, а оборудование, работающее на выходе, работает медленно, происходит скопление материала; обратный эффект приводит к его нехватке.

Решение с использованием частотно-регулируемого привода: Операторы могут легко регулировать скорость конвейера в режиме реального времени с помощью человеко-машинного интерфейса (ЧМИ) или внешних сигналов (например, аналоговых сигналов, команд ПЛК). Это позволяет точно синхронизировать скорость конвейера с оборудованием, работающим на входе (например, наполнителями, упаковщиками) или на выходе (например, сортировщиками, роботами-паллетировщиками), обеспечивая бесперебойную работу всей производственной линии.

Энергосбережение и снижение потребления

В конвейерных системах, которые не всегда работают с полной нагрузкой (например, с прерывистой подачей), частотно-регулируемый привод может регулировать скорость двигателя в зависимости от фактической нагрузки, предотвращая постоянную работу двигателя на полной скорости вхолостую. Это приводит к значительной экономии энергии. Хотя эффект менее выражен, чем в случае применения вентиляторов и насосов, общая экономия энергии для систем, работающих в течение длительного времени, все равно значительна.

Синхронизация нескольких приводов

Сценарий применения: Конвейеры сверхбольших расстояний, часто требующие одновременного привода несколькими двигателями.

Решение с использованием частотно-регулируемого привода: Использование частотно-регулируемого привода позволяет использовать расширенные функции, такие как управление «ведущий-ведомый». Один частотно-регулируемый привод (ведущий) регулирует скорость, а один или несколько других частотно-регулируемых приводов (ведомых) контролируют крутящий момент, обеспечивая равномерное распределение мощности и строгую синхронизацию скорости между всеми приводными двигателями. Это предотвращает такие проблемы, как неравномерный износ, проскальзывание и даже обрыв ленты, вызванные дисбалансом мощности двигателей.

Программируемое логическое управление и интеграция с системами автоматизации

Они могут взаимодействовать с фотоэлектрическими датчиками или энкодерами для обеспечения транспортировки на фиксированном расстоянии (точной остановки объекта после его перемещения в заданное положение).

Их можно настроить на различные автоматические режимы работы, такие как высокоскоростной режим, режим проверки на низкой скорости и режим толчковой подачи.

Они легко интегрируются с ПЛК верхнего уровня и системами SCADA через протоколы полевой шины (например, Profibus, Modbus, Ethernet/IP) для получения команд и загрузки параметров состояния, становясь неотъемлемой частью всей сети автоматизации.

Современные частотно-регулируемые приводы (ЧРП) имеют встроенные простые функции ПЛК (например, ПИД-регуляторы, многоскоростные регуляторы). Например:

Низкие затраты на техническое обслуживание и высокая надежность

Плавный пуск значительно снижает механический износ двигателя, редуктора и ремня, снижая частоту отказов и затраты на техническое обслуживание.

Комплексные функции защиты частотно-регулируемого привода (от перегрузки по току, перенапряжения, потери фазы, перегрева и т. д.) обеспечивают раннее предупреждение и предотвращают перегорание двигателя из-за перегрузки.

Типичные сценарии применения
Сборочные линии: Гибкая регулировка скорости конвейера в зависимости от времени работы различных рабочих станций для оптимизации производственного ритма.

Упаковочные линии: Строго синхронизируют скорость конвейера со скоростью упаковочных и запечатывающих машин для обеспечения аккуратного и упорядоченного процесса упаковки.

Системы сортировки материалов: Обычно используются в сочетании с системой распознавания изображений или датчиком. Благодаря точному позиционированию частотно-регулируемого привода (толчковая подача, работа на низкой скорости) изделия точно останавливаются в месте расположения сортировочного робота или толкателя.

Наклонно-наклонные конвейеры: Во время наклонной транспортировки двигатель может перейти в режим рекуперативного торможения. Частотно-регулируемый привод может работать совместно с тормозным устройством и тормозным резистором для рассеивания этой рекуперированной энергии, предотвращая перенапряжение и поддерживая постоянную скорость работы.

Транспортировка на большие расстояния и для транспортировки грузов: Например, ленточные конвейеры в горнодобывающей промышленности и портах. Использование функций плавного пуска/останова ЧРП и синхронизации нескольких приводов является ключом к обеспечению безопасной и стабильной работы.

Резюме
Применение преобразователя частоты в конвейерной системе и системе обработки материалов выходит далеко за рамки простого регулирования скорости. Оно представляет собой усовершенствование методологии управления. Его основные преимущества заключаются в следующем:

Повышение надежности системы: защита оборудования благодаря плавному пуску/остановке.

Повышение гибкости производства: адаптация к сложным процессам благодаря плавному регулированию скорости.

Интеллектуальное управление: простая интеграция в автоматизированные сети через шину связи.

Оптимизация энергопотребления: экономия электроэнергии за счет регулирования скорости в зависимости от потребности.

Таким образом, как для новых проектов, так и для модернизации существующих линий, добавление преобразователя частоты в конвейерную систему — разумный выбор для повышения уровня автоматизации, обеспечения стабильности производства и снижения общих затрат.