深圳市四方电气技术有限公司

一 引言

 随着国家在高等级道路建设上的投入不断加大，对道路建设材料的需求量以及品质要求越来越高，特别是路基材料的品质对整体工程质量的影响尤其明显。路基材料是由生石灰、熟石灰（含水量在 10-15% ）、土、沙石、粉煤灰、水泥等为原料按照一定配比混合生成的水泥稳定土。按照国家质量标准，合格的水泥稳定土必须达到以下要求：①必须用厂拌设备；②生产过程中必需自动计量配料；③严格的生产过程监督检验。这三条重点体现在对水泥稳定土拌和站设备的要求上，其关键就是计量配料。

  综合现在全国的水泥稳定土拌和站上所用的计量配料系统，主要有以下两个模式：①PLC控制的配料系统；②上位机软件控制的配料系统。 由于操作方便，功能强大，目前主流产品大多采用上位机软件控制系统。在配料计量系统中主要采用变频器调节控制。根据市场要求，四方公司开发筑路基专用变频器，以其卓越的性能在厂拌设备中得到了广泛应用。
二 设备组成

1 、配料供给系统： 骨料储料仓（可根据情况加减），调速（变频）计量皮带称、皮带输送机；

2 、水泥料供给系统： 水泥仓（水泥斗）、调速（变频）螺旋输送机，计量螺旋电子称。
       3 、自动供水系统： 潜水泵、管道、调节阀、喷水器。
       4 、搅拌系统： 电机减速机、双卧轴连续式搅拌机。
       5 、成品料仓装置系统： 双卸料储料仓、斜皮带机、空压机。
       6 、电气系统： 操作控制柜、操作室。
       7 、计量控制系统：微机控制手动、自动两种形式。

在系统中，需要对电机进行调速的场合均使用变频器调速，通过微机指令调整各个电机转速，而达到精确控制。

设备简图如下：

三 设备运行原理与要求

 自动配料系统的原理：上位机通过配料秤(皮带或螺旋)送来的物料重量信号和速度脉冲信号，经过预先设计好的程序处理，精确的计算出物料的瞬时流量和累计量。上位机把瞬时流量与设定流量进行比较，其偏差作为变频器的频率输入信号，从而调节电机的转速，使单位时间内实际流量与设定流量相等，从而实现自动按比例定量配料。同时上位机通过专用水表(或转子流量计)采集水流量信号与水流量给定值比较，调节水泵转速，使水流量稳定在给定值上，另本系统具有料水按比例自动跟踪功能，当产量增加时，水按比例自动增加，当产量减少时，水按比例自动减少，以保持料和水的比例不变，并具有延时功能。

 在原料配比控制上，主要通过上位机软件采集运算数据，发出指令控制变频器运行频率，调节各处电机转速，使各种原料的出料量达到合适的配比，经混合后成为合格的水泥稳定土。变频器和上位机之间通过485/232信号转换装置传输数据。变频器接收由称重皮带机上的电子称传来的4-20MA电流信号，上位机对此信号采集后，结合软件进行运算后给出变频器运行频率信号。变频器与上位机之间通讯通过MODBUS通讯协议完成。

 根据以上原理：变频器由于起到连接与控制的作用，要求变频器首先要具有强大的数据通信能力并且与专用控制软件功能相配套，其次在运行中要做到力矩大，速度稳定精确，过载能力强，加减速时间短，纠错能力强等性能。另外，由于变频器连接强电与弱电，实现通信与控制，要求变频器抗干扰能力强，本身电磁辐射弱，控制简单，接线方便，操作简易等特点。

四 四方变频器性能特点

根据设备要求，四方E380系列通用型变频器可完全满足需要，而在此基础上公司对E380进行功能改进，开发了一种适合稳定土厂拌设备的专用机型。从而以其强大的功能特点，在稳定土厂拌设备的电气应用中得到了广泛实践：

1.标准485通信接口，可以方便的实现与上位机的通信；

2.MODBUS通信协议简单，使用方便，极大的方便了客户对于上位机程序的编写；

3.独特的低频转矩设置，启动时力矩大，运行时力矩稳定，有效地解决了堵料问题；

4.精确地转速控制，使电机转速和要求一致，保证了出料均匀，以及精确地出料数量，确保了产品的质量；

5.专用的数据采集传输通道，采集传感器电流值，将该值定义为反馈数值传送给上位机；

6.专有的脉冲信号输出通道，可以实现专用功能；

五 电气原理结构

在该设备上，变频器作为连接微机控制系统和动力装置的重要设备，起到电机运转，信号采集传送，微机指令实现等重要功能，通过变频器调节电机转速实现原料的精确配比。其电气接线如图所示（可根据实际配料情况增加或减少变频器）：

变频器控制线接线如图：

微机系统软件中需要加入对变频器的控制指令，分为数据接收，数据发送，指令控制，报警处理等，需要设备厂家在软件编写时根据变频器的通讯协议进行编写，在此不再详述。

在变频器方面需要设置相应的参数以便和上位机进行正常通信。在使用E380系列变频器时主要设置以下参数：

变频器的通信地址通过修改F9.1参数实现，该地址参数根据软件要求的从机地址进行设置。如果使用自定义协议，则需要将F9.0设置为0014

六 设备操作及维护

变频器参数已经设置好后，在设备安装调试过程中，仅需通过控制台和微机按照规程操作即可达到生产要求，操作简单方便。

四方变频器维护简单，在正确配线以及操作要求下可长期稳定运行。若机器较长时间不使用，则需每个星期通电2小时左右。由于设备露天并且金属物较多，在雷雨天气需要注意避雷，防止设备雷击损坏，同时注意防水，防止机器进水受潮。

七 结束语

根据现场工艺要求，四方工程师通过进一步的深入研究，开发出一种无需上位机的情况下，通过更改模式，现场所有数据直接采集到变频器中，通过变频器特殊软件计算处理，可实现自动计量配料生产。

四方E380系列变频器广泛应用于稳定土厂拌设备中，以良好的产品性能和优质的服务获得用户的一致好评。设备长期连续安全稳定运行，保证了生产稳定和质量合格，取得了良好的效益。