一、簡介

繩鋸機(jī)是應(yīng)用于建筑工程改造和加固施工的一種特種切割工具，適用于鋼筋混凝土、巖石、陶瓷、磚墻等堅(jiān)硬材料的切割。與傳統(tǒng)鋸片相比，他不受建筑物大小限制，可任意方向切割，如橫切、豎向、對角線方向等等，擺脫了施工震動、噪音、灰塵及其他環(huán)境問題，效率極高。繩鋸機(jī)按照切割對象一般分為混凝土系、大理石系、花崗巖系、異性系等四個系列，主要起鋸切作用，是鋸的一種。因?yàn)槔K鋸上面的串珠里面含有的金剛石是自然界中硬度最高的物質(zhì)，他能切削任何材料。

繩鋸機(jī)的用途目前非常廣泛了，大部分的大理石礦山均采用繩鋸機(jī)工藝進(jìn)行開采，這種開采方法與傳統(tǒng)的爆炸法相比，具有了質(zhì)的飛躍，不但保護(hù)了環(huán)境，而且對資源的利用達(dá)到了最大限度的節(jié)約。目前我國仍然有部分稀有石材采用爆炸法開采，不但對環(huán)境造成了極大影響，而且對珍貴資源是一種很大的浪費(fèi)。

這種繩鋸機(jī)通常采用彈簧固定，在水平或豎直方向鉆兩個垂直的孔將繩子穿進(jìn)去，然后用機(jī)械帶動進(jìn)行切割，可以根據(jù)實(shí)際需求來切割不同的大小，代表了礦山開采發(fā)展趨勢。

二、繩鋸機(jī)的結(jié)構(gòu)組成及系統(tǒng)工作原理概述

1、結(jié)構(gòu)組成：

繩鋸機(jī)是一種石材礦山開采機(jī)械，用于開采花崗巖、大理石等石材。繩鋸機(jī)主要包括主電機(jī)、移動電機(jī)、飛輪、導(dǎo)向輪、繩鋸鏈條(金剛石材料制作而成)、移動平臺、操作平臺等。

2、系統(tǒng)工作原理：

繩鋸機(jī)是采用主電機(jī)帶動鋸繩沿近似跑道型的軌跡運(yùn)行，鋸繩套在已經(jīng)鑿開縫的石頭山上，移動電機(jī)經(jīng)減速器帶動整個鋸床以一定的速度沿石頭被鋸開的方向向后移動。移動速度必須根據(jù)主電機(jī)的負(fù)荷狀況和鋸繩所需的張緊力適時進(jìn)行調(diào)整，如果移動速度太快，主電機(jī)負(fù)載增大，甚至過載，鋸繩承受的張力也會增大，如不及時調(diào)整速度就會繃斷鋸繩。

反之如果移動速度太慢，鋸繩張力太小，鋸繩會在石頭上打滑，切割效率降低，并且松弛的鋸繩還會打絞，以至絞斷鋸繩。所以在保證主電機(jī)負(fù)荷基本均勻和鋸繩合適的張緊力下提高鋸機(jī)切割效率是控制的關(guān)鍵，由于礦山形狀的不規(guī)則性，橫切面自然也時大時小，鋸床移動速度必須相應(yīng)調(diào)整，調(diào)整整個加工工藝。

三、PI500變頻器特點(diǎn)：

1.采用了DSP為核心的控制單元，實(shí)現(xiàn)高速高性能控制

2.三種速度控制方式：V/F控制、無PG矢量控制、帶PG矢量控制

3.支持異步電機(jī)和永磁同步電機(jī)的矢量控制,準(zhǔn)確的電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)

4.具有靈活的頻率源疊加方式，輔助頻率源可以相對主頻率源或最大頻率調(diào)整。

5.無感矢量下可以實(shí)現(xiàn)低頻0.5HZ/150%的轉(zhuǎn)矩輸出,低速大轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩脈動小

6.先進(jìn)的熱管理、獨(dú)立風(fēng)道設(shè)計(jì)、適應(yīng)40℃環(huán)境溫度、可卸載式風(fēng)扇，安裝維護(hù)方便

7.三防漆涂層處理，適應(yīng)各種惡劣環(huán)境

8.瞬時停電不停機(jī)

9.內(nèi)置自適應(yīng)PID功能模塊

三、PI500變頻器應(yīng)用方案：

1.電氣配置：

傳統(tǒng)繩鋸機(jī)的電氣配置一般都是通過PLC采集電流互感器模擬量信號來控制主電機(jī)的負(fù)荷和移動電機(jī)的速度。該方式配置較繁瑣，須要有專業(yè)PLC編程人員參與，導(dǎo)致整機(jī)成本較高;而且電流互感器和模擬量輸入輸出模塊在礦山水、粉塵等惡劣環(huán)境下易損壞。采用PI500變頻器的控制系統(tǒng)，省略了PLC和電流互感器，同樣達(dá)到了繩鋸機(jī)的工藝要求，降低了成本。以下以主機(jī)45KW、行走1.5KW為例：

主電機(jī)額定功率：45KW，額定電壓：380V，額定轉(zhuǎn)速：740r/min，額定電流95A，額定頻率50HZ

移動電機(jī)額定功率：1.5KW，額定電壓380V，額定電流3.5A,額定轉(zhuǎn)速1440r/min，額定頻率50HZ

主變頻：PI500045G3移動電機(jī)變頻：PI5001R5G3

2.控制方案及優(yōu)點(diǎn)：

繩鋸機(jī)控制系統(tǒng)中，主電機(jī)的負(fù)荷和鋸繩的張緊度是兩個控制指標(biāo),能否合理利用電機(jī)輸出功率是保證最大切割效率的關(guān)鍵。

1)控制方案

主電機(jī)變頻器的頻率通過外部電位器調(diào)節(jié)，移動電機(jī)變頻器的頻率通過AI1-AI2調(diào)節(jié)，其中AI1為外部電位器給定，AI2為主電機(jī)實(shí)際運(yùn)行電流經(jīng)主變頻器模擬量輸出口DA2輸出給移動電機(jī)變頻器,移動電機(jī)變頻器將這兩個信號疊加處理，可以實(shí)時的根據(jù)主機(jī)電流變化調(diào)整轉(zhuǎn)速，以保證主機(jī)電流相對穩(wěn)定。

2)方案優(yōu)點(diǎn)：

利用多功能模擬量輸出可以直接監(jiān)視電機(jī)運(yùn)行電流,監(jiān)視主機(jī)負(fù)荷.無須另加電流互感器、PLC，降低系統(tǒng)成本。具有靈活的頻率源疊加方式，輔助頻率源可以相對主頻率源或最大頻率調(diào)整；載波頻率調(diào)節(jié)范圍寬，降低了電機(jī)噪音，改善了工人的工作環(huán)境。電路板上采用石材專用石磨工藝處理，有強(qiáng)效的防潮防腐能力，使變頻器在礦山潮濕、粉塵多的惡劣環(huán)境下仍能穩(wěn)定運(yùn)行。負(fù)載控制平穩(wěn),精確,能根據(jù)切割面的變化，及時調(diào)整移動速度，系統(tǒng)波動小。

四、小結(jié)

普傳PI500系列變頻器，在原有繩鋸機(jī)控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，省略了電流互感器和PLC，不但節(jié)省系統(tǒng)成本，且低頻扭矩大，能夠根據(jù)切割面的變化,及時調(diào)整移動速度，減小系統(tǒng)波動，增強(qiáng)系統(tǒng)控制穩(wěn)定性，完全可以滿足現(xiàn)場工況要求，值得大力推廣。