臺灣博碩士論文加值系統

摘要
目前台灣、大陸以及東南亞地區的磚窯業者所使用的球磨機大多採用降壓啟動後全載等速運轉，機具設備長時間於全功率輸出狀態運轉，所耗電力甚巨；業者雖試圖改善電力消耗並從國外引進大馬力變頻器來試驗，結果多數失敗。歸咎其主要原因在於球磨機（漉桶）所需的啟動轉矩特殊，負載物旋轉回生功率太大，非一般變頻器常態的控制V/F=C（電壓頻率成正比之脈衝頻寬調制）曲線方式可以負荷。為了能降低球磨機的功率消耗，本論文研製以300馬力變頻器來驅動負載200公噸球磨機，並輔以可程式邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）及人機介面。經由實驗證明，本球磨機控制系統不僅可減少人工操作時效，並可節省用電功率高達30%以上，達到節能進而降低設備維護費用之目的。

ABSTRACT
Currently most of ball mill power systems used in brick industries of Taiwan, Mainland, and South-Eastern Asian countries adopt Y-Delta start and then running under full-load working condition normally, and this leads to very huge power consumption. Though some of the machine makers tried to reduce the power consumption by using high rate power inverters from abroad, but most of them are failed. The main cause may attribute to the required starting toque of ball mills is very large as the machine are normally carry heavy load to revolve that a common inverter with a standard control curve cannot bear. In order to save the power consumption of ball mills, this thesis presents an investigation to drive a 200-tone ball mill with a 300-hp inverter which is controlled by a newly designed Programmable Logic Controller (PLC) and Man-machine interface scheme. The experimental result approves that this ball mill control system can save the electric power up to 30% and above. It meets the requirement of both energy saving and lower maintenance fee.

目錄
摘要 i
ABSTRACT ii
謝誌 iii
目錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 viii
表目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1研究背景與動機 1
1.2論文架構 2
第二章 理論基礎 4
2.1球磨機工作原理與概況 4
2.1.1球磨機工作原理及使用概況 4
2.1.2球磨機電氣控制系統及工作原理 6
2.2變頻控制系統之探討 10
2.2.1變頻器使用概況 10
2.2.2變頻器控制方式 11
2.2.3變頻器的選用 13
2.3 可程式邏輯控制器應用之探討 21
2.3人機介面 25
第三章 球磨機變頻節能系統製作 27
3.1球磨機變頻系統架構設計 27
3.1.1球磨機節能系統架構 27
3.1.2變頻器系統設計 29
3.1.3變頻器系統研究規劃 31
3.2 節能可程式邏輯控制器規劃設計 44
3.3人機界面規劃設計 47
第四章 實驗結果與討論 50
4.1 設備架設 50
4.2負載量測與運轉測試 53
4.3生產條件設定及結果 55
第五章 結論與未來研究方向 57
參考文獻 59

圖目錄
圖 2-1 球磨機外觀圖 7
圖 2-2 球磨機運轉狀態圖 8
圖 2-3 PANEL MASTER外觀圖 25
圖 3-1 球磨機系統改造示意圖 27
圖 3-2 球磨機變頻系統設計單線圖 29
圖 3-3 變頻器設計方塊圖 32
圖 3-4 ACTEL A54SX32A-F TQ176外觀圖 33
圖 3-5 換向器電路圖 34
圖 3-6 變頻器接線端子圖 35
圖 3-7 變頻器 TG600外觀圖 42
圖 3-8 變頻系統之直流電抗及剎車電阻圖 43
圖 3-9 系統三線圖 43
圖 3-10 PLC FBS-20MC外觀圖 44
圖 3-11 PLC系統連接變頻器 45
圖 3-12人機界面 PANEL MASTER 47
圖 3-13人機界面連接示意圖 48
圖 3-14人機界面外觀圖 48
圖 3-15人機界面主畫面運轉資訊 49
圖 3-16 人機界面參數設定 49
圖 3-17 人機界面警報顯示 49
圖 4-1 變頻器盤完成圖 50
圖 4-2 安裝完成運轉圖 51
圖 4-3 現場設定及運轉測量 51
圖 4-4 PLC及控制線路 52
圖 4-5 電抗器部份 52
圖 4-6 運轉波行測試 53
圖 4-7 GATE觸發電流波行 54
圖 4-8 VCE測試電壓電流波形 54
圖 4-9 球磨機運轉電流及時間比較 56

表目錄
表 3-1 控制盤主要元件明細表 30
表 3-2 A群參數 37
表 3-3 B群參數 38
表 4-1 條件設定及運轉時間設定 55

參考文獻
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