SK变频器在平弯钢化玻璃设备上的应用
时间：2020-12-29 20:00:03 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：文章在介绍玻璃钢化原理及钢化玻璃主要特征的基础之上，进一步阐述了平弯玻璃钢化设备的电气控制，并重点论述了SK变频器在在平弯钢化玻璃控制，包括SK变频器自动切换功能与参数设置参考等。
关键词：SK变频器；平弯钢化玻璃；电气控制
中图分类号：TQ171 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）11-0016-02
生活中，各种各样的玻璃制品被广泛应用于建筑、装饰、家具制造、家电制造、电子仪表、汽车制造、日用制品、特种行业等领域，玻璃制品加工过程中常需要进行钢化加工，目的主要在于提高玻璃制品的稳定性和强度。经过处理的玻璃相比于普通的一般具有强度高、热稳定性好等优点，因而得到广泛使用。笔者结合实际工作中的经验，以现实例子为依托论述SK变频器在玻璃钢化设备中的应用。
1 玻璃钢化原理及钢化玻璃主要特征
1.1 玻璃钢化原理
钢化玻璃首先是将普通玻璃先客户需要大小进行切割，接着把这些分割好的玻璃加热到700度左右，也就是玻璃的熔点附近，最后一个步骤是快速冷却。当然按照玻璃需求厚度的不同，加热降温的时间长短控制也各异。钢化玻璃具有表面压应力分布均匀的特征，并且内部拥有张应力，这些特征使得玻璃的抗弯和抗冲击强度得以提高，其强度超过普通玻璃的4倍以上。道理如同预应力钢筋混凝土利用受拉钢筋在需要增强的部分产生压应力相似，只不过预应力钢筋混凝土只是在局部产生压应力，而钢化玻璃则是在全部表面产生。另外玻璃钢化淬火过程与金属表面淬火处理还有些不同，玻璃钢化淬火处理并没有对玻璃表面进行硬化，所以玻璃钢化后，表面抗擦伤、划伤的能力并不会有明显提高。钢化玻璃不能再进行任何切割、磨削等加工或者受破损，否则就会因破坏均匀压应力平衡而导致玻璃破碎。
1.2 钢化玻璃主要特征
（1）安全性提高。钢化玻璃承载能力增大改善了易碎性质，其受损后所产生的细小碎片棱角无锐角，呈现出蜂窝状，不易伤人，安全性提高。
（2）高强度。钢化玻璃是以过高温加热，再迅速冷却加工而成。表面压应力与内部张应力都得到了不同的变化，从而提高了玻璃的强度。强度大约为普通玻璃的4～5倍，可以在不同行业不同建筑上使用。
（3）热稳定性好。化学钢化玻璃的耐急冷急热性质较之普通玻璃有3～5倍的提高，一般可承受150LC以上的温差变化，对防止热炸裂有明显的效果，是安全玻璃中的一种，为保障高层建筑提供合格材料安全性作
保障。
2 平弯玻璃钢化设备的电气控制
平弯玻璃钢化设备的电气控制方案采用人机界面、可编程逻辑控制、变频器控制相结合的方式，可以全自动，也可半自动、手动控制。钢化炉各个单元的启动、停车、正反转、速度控制均可通过人机界面直接设定，加热温度、冷却风压、传送速度等参数亦可通过人机界面进行监控。
平弯玻璃钢化设施各部分必须可以单一操作，另一方面也必须可以整体运转，各部分一起运转为了达到玻璃制品能平稳地实现在各部分传送的目的。在全部的生产流程过程中，弯钢化风栅段的操作与电气控制是关键环节，也是实现起来较为困难的步骤。综上，文章选取以平弯玻璃钢化设备为例说明SK变频器在弯钢化风栅段对风栅变弧电机的相关控制与调试过程。
3 SK变频器的控制功能
3.1 SK变频器的自动切换功能
弯钢化风栅段是采用人机界面与变频器相结合的控制方式。SK变频器具备无速度传感器矢量控制技术、结构紧凑致密、高强度模压塑料板材工艺、双功率配置等优势，且满足重载以及风机、泵应用静态、自整定和智能热管理、输出频率可达1500Hz等。
弯成型风栅段是用来处理相应标准玻璃片的弯曲成型和钢化的。辊台式弯钢化炉生产的钢化玻璃的曲率半径在一定范围内可以一直调整，成型原理是塑性状态玻璃在近似圆弧的多边形辊道上往复摆动成型，并吹风冷却定型。玻璃在弯风栅内的变形方向可分为横弯风栅和纵弯风栅，横弯风栅是指钢性辊道之间相对变形，纵弯风栅是指塑性钢丝软轴辊道变形。
弯成型风栅段是由上下风栅组成。当上风栅变弧至规定半径的时候，变频器借助电机快速启动，电机推动下风栅辊道把受热玻璃挤压弯曲至设定的上风栅半径以后，且电机运行频率和变频器设定频率相差在-2.5HZ至+2.5HZ以内时，电机输出大力矩对玻璃进行变弧成型，所以变频器需要具备自动切换速度控制到转矩控制的功能。在转矩这一环节当中，若发生电机转动速度上下范围不在给定标准范围之内，变频器需要马上转到速度控制模式。当电机电流值无限接近或超过标准设定电流上下限值时，变频器需要通过继电器端输出相应控制信号，并由人机界面来切断变频器运行，变频器自动切换回速度控制模式，整个钢化玻璃的平弯成型流程结束。
3.2 SK变频器参数说明
借助相关软件对SK变频器相关参数进行说明。以速度稳定信息作为变频器速度控制与力矩控制的条件。速度模式是指变频器以控制电机的转速为目的，此时电机的力矩必须为保持该速度而调整。所以控制系统中外环为速度环，内环为电流环。速度环的输出为电流环的给定，该电流环也称为转矩环。力矩模式是指变频器是以控制电机的输出力矩为目的，速度大小和外部负载大小有关。此时变频器一般无速度环，只有电流环，外部给定直接给电流环作为力矩设定。为防止超速，变频器都对外环速度作了限制，这是一种增强型的转矩模式，此时速度环只起一个限制最大速度的作用，电流环依然起主导作用。参数如表1所示。
因为弯钢化风栅段的工艺复杂，需要变频器具备优良的控制性能与平稳的运转效果，如此才可确保玻璃在变弧的全部流程中一次成型，若中间出现任何故障，将会使整个玻璃报废。所以，在调试过程中，我们利用SK变频器配套的相关软件，时时监控电流运行与速度运行示意图，持续的改良相关设定参数。最终达到了客户的所有需求。
4 结语
玻璃钢化的优点与特殊性使得其在各行业领导得到广泛应用，并在全世界得到推广。正是因为如此，现阶段多样化的玻璃钢化加工设备技术也在持续不断的发展与提高，电气传动部分采用变频器调速技术就是其中的成果。SK变频器在钢化炉上得成功应用，一方面很好的解决了设备自动化的控制程度，另一方面也在改善产品精度与提高产品质量上功不可没，彰显示出变频器优越的性能与较高的可靠性，受到了行业内部的赞许。
参考文献
[1] 蒲广峡，韩秀奎.辊台式钢化炉弯风栅变形与玻璃
受力[J].玻璃，2009，（9）：38-41.
[2] 李方园.变频器行业应用实践[M].北京：中国电
力出版社，2006.
[3] 沈玉梅.基于PLC和变频器的自动扶梯节能改造
[J].变频器世界，2012，（4）：106-108.
作者简介：朱勇（1981—），男，湖北当阳人，浙江华恒工程玻璃有限公司工程师，研究方向：自动化。
