英威腾Goodrive300 系列变频器在混凝土搅拌站上的应用

1 引言

混凝土搅拌站是将各类石头、沙、水泥按照所设定的比例传送至搅拌器搅拌成成品混凝土后，再将混凝土输送至混凝土工程车的一种混凝土自动化生产线，电气传动包括骨料输送、配料输送、粉料输送、粉料配料输送、搅拌、混凝土输送等6大传动，其中骨料输送由5台电气驱动，配料输送由1台电机驱动、粉料输送由2台电机驱动(两个水泥罐)，粉料配料输送由1台电气驱动，搅拌由一台电机驱动，混凝土输送由一台电机驱动。骨料输送与粉料配料输送需要控制速度，由变频器控制，其它传动部分均由工频直接控制。

图1 参与生产的混凝土搅拌站

严格的原材料比例是高质量的混凝土的关键因素，所以在骨料输送和粉料配料输送两大传动系统中，变频器需要输出转速稳定，同时考验着变频器的可靠性，否则会造成整批混凝土的质量问题，给生产企业带来直接的经济损失。

2 混凝土搅拌站的电气传动系统特点

图2所示为现场混凝土搅拌站整体结构图，石、沙等骨料输送各由1台Goodrive300型变频器驱动，共5台变频器，启、停命令、转速均由通讯给定，启动时需要足够的转矩，正常运行时需要稳定的转速，同时需要通讯响应及时，从而便于操作员操作可以安全生产。

配料输送皮带由一台电机驱动，由于不需要调速，一般采用工频驱动。

1#水泥罐体内的粉料输送由一台电机驱动，采用工频驱动。

2#水泥罐体内的粉料输送由一台电机驱动，采用工频驱动。

粉料储存斗内的粉料配料输送由一台电机驱动，根据产量需要调整转速，使用一台Goodrive300型变频器驱动，启、停命令、转速均由通讯给定，启动时需要足够的转矩。

搅拌电机由一台电机驱动，也不需要调速，一般直接采用工频驱动。

混凝土输送由皮带驱动，由一台电机驱动，一般直接采用工频驱动。

图2 混凝土搅拌站整体结构图

 变频器控制拓扑如图3所示：

图3 混凝土搅拌站控制拓扑图

控制器采用的是S7-200，PORT0与一台PC进行数据交换，PC人机界面采用WCC，PORT1与6台GD300型变频器进行数据交换，采用标准MODBUS通讯方式，波特率19200，无校验方式，S7-200内部通讯程序采用西门子标准MODBUS库函数控制(支持PORT1)，库函数如图(4)所示，由于变频器的启、停命令与频率给定都通过通讯给定，同时还需要读取变频器状态与电流等数据，所以需要严格控制每台变频器“写”“读”逻辑，这样才能保证不出现通讯延时

图5 MODBUS通讯库函数

图6所示为现场电控柜情况，整台设备的电气元器件中，变频器起着非常关键的作用，需要变频器的速度尽可能稳定，所有变频器全部采用矢量控制模式1，在电机低速时能保证精确的原料比例。

图6 现场电控柜

3 变频器调试

两台变频器进行简单的自学习后，即可以开始运行，变频器只是作为传动的执行器件，只是执行PLC发送的启、停命令以及按照设定的转速运行。变频器基本上不用改变参数就可以运行，调试过程非常方便。

4 变频器参数

1#至6#变频器部分参数设置如下：

5 结束语

该台设备从投入生产以来，经常处于24小时不停的生产状态，生产出来的产品的质量也没有产生过任何次品，直接为客户产生了经济效益，证明了英威腾Goodrive300型变频器在性能与可靠性方面完全可以满足混凝土搅拌站的生产要求。

参考文献

[1] 《Goodrive 300变频器产品说明书》深圳市英威腾股份有限公司