齿辊给料机液压系统变频节能技术的应用

　　1 前 言

　　齿辊给料机是冶金行业球团竖炉上的重要设备。其主要作用是通过多个齿辊的上下摆动、挤压作用,将竖炉内的大块物料破碎,使竖炉上下畅通,并将破碎的物料排出炉外。每个破碎齿辊的摆动,是靠齿辊液压站4台11kW的电机(其中一台备用)带动油泵供油,驱动两个双作用油缸上升及下降来完成的。

　　竖炉操作工艺比较复杂,要求齿辊摆动油缸的速度可根据不同的炉况进行调节。有时为大流量、长时间的排料,此时要求油缸运行的速度足够快;有时为小流量、短时间的排料或松动炉内物料,这时要求油缸运行速度较慢。一般采用的是人工调整齿辊给料机液压站平衡阀、调速阀来完成,有明显的滞后现象,非常不方便。另一方面,齿辊卸料机工作为间歇式,一般是在一个10 min的排料周期内,破碎齿辊工作2 min,停止运行8 min,齿辊油缸的运动和停止,通过调速电磁阀门的接通和关断来控制。由于油压非常大,达到10 MPa,在每次瞬时关断油路的过程中,对阀门及管路冲击振动很大,发出很大的噪音。而在齿辊停止工作的这段时间内,液压站油泵电机始终在作定速运劝,油泵一直在运转,其输出流量始终不变,多余的油通过溢流阀流回油箱,大量的能量以压力差的形式损耗在阀门及管路上,浪费大量的电能,对油泵、电机、阀门的机械损耗也很大。

　　为克服上述控制方式的诸多不便,本系统选用PLC为主机,采取PID调节控制方式,既解决了传统液压站油泵80%时间都在空转的缺点,又符合齿辊给料机在运行过程中需要及时调速的工艺要求,同时在对备用电机进行自动切换上,提出了一种比较好的控制方式,使用方便,可靠性高,并且节能,经济效益显著。

　　2 系统组成

　　本设计选用三菱微型可编程控制器FX2N-80MR作为控制核心。为实现模似信号的输入输出,系统扩展了二个模拟量I/O模块。扩展单元包括二路模拟量输入和二路模拟量输出,压力设定信号由电位器设置输入PLC,压力反馈信号由液压系统压力变送器(电压值)输入,输出量作为油泵电机变频器控制电压,以实现齿辊给料机液压系统节能控制。为了实时监视液压系统的压力,本系统利用数显表显示.

　　3 油泵变频调速节能原理

　　油泵是齿辊给料机工作的动力来源。利用变频调速对油泵进行控制,主要是对齿辊给料机工作与非工作状态时液压油流量进行控制,以实现液压系统由阀控向自控的转化,降低装置的能源损耗。采用变频调速控制技术后,通过控制油泵电机的转速来调节油泵的输出流量,确保电机平稳、精确进行运行,使油泵实际供油量与齿辊给料机实际负载流量在各种工况下均能保持一致;保证电机在整个变化的负荷范围内,能量消耗达到所需的最小程度;消除油泵处于空转运行状态时的溢流现象。