台达PLC及变频器在悬挂输送链电机同步控制中的应用.docVIP

台达PLC及变频器在悬挂输送链电机同步控制中的应用 摘要:本文介绍了三台电机同步控制的几种方案,重点分析了 PLC及变频器在悬挂输送链电机同步控制中的应用。由于使用了位置与速度双闭环控制及触摸屏显示,系统具有安全可靠、功能完善、操作简便等优点，取得了良好的经济效益。 关键词: “同步控制” 、“ 悬挂输送链”、“可编程控制器PLC”、“变频器”、“触摸屏POD”。 一、前言： 悬挂链输送线是根据用户合理的工艺线路，以理想的速度实现车间内部、车间与车间之间连续输送物品达到自动化、半自动化流水线作业的理想设备。可在三维空间作任意布置，能起到空中储存作用，节省地面使用场地，悬挂输送链以其输送距离远,运行速度范围大和转弯、爬越、布置灵活等优点而广泛应用于喷涂、烘干、表面清洗、电镀、装配和产品传输转运等领域。 链条是输送机链的牵引部件，普通悬挂输送链有两种型式的链条，即模锻可拆链和冲压可拆链，以上两种形式链条除了作直线运动外，均能在水平方向、垂直方向任意回转, 相比之下, 模锻可拆链的吊挂能力较大。在输送链较长，并且重载和爬越高度大、转弯多等情况下,一般都分成几个部分，由二台或三台或者更多电机分别驱动。 在输送链分成几个部分时，在每一部分都有1对张紧伸缩节（正常时约7至10厘米长），如这一部分的链条的速度小于其它部分的速度，张紧伸缩节的距离会被压缩，如距离被压缩完后链条会在某一点发生堆积产生冗余进而造成输送链停车，反之，如这一部分的链条的速度大于其它部分的速度，它的距离会增大，如超过一定程度甚至链条会被拉断。因此，要保证输送链能正常工作，每一部分输送链的移动速度必须相同,也就是同步,否则各个电机在所承担的负荷畸轻畸重情况下速度差异很大,设备无法正常运行。 前不久,我们承接了这样一条输送链(模锻可拆链)驱动的设计制作,在这里谈一下PLC、变频器及POD触摸屏在悬挂输送链电机同步控制中的应用。 二、 任务要求: 1.输送链长度560米,最高运行速度6米/分.工作时间一星期七天,每天16小时, 工作环境温度0-40度。最大吊挂重量100千克/80厘米, 整线最大吊挂重量70吨。 2.输送链整线分成3个部分,由三台功率为3KW的电机分别驱动,要求3个部分的输送链要同步运行。 三、同步控制方案与论证 （一）方案 1．简单的把要控制的三个电机的功率加起来乘一个1.2到1.5之间的系数，以此数值选一变频器，用这一台变频器直接驱动三台电机。 2.用市面有售的同步控制器，用同步控制器发速度指令给三台变频器，每台变频器驱动一台电机。 3.用三台变频器，在一号电机上加PG卡及编码器(增量式A、B相，PC、12/15v 1024p/r)，以1#电机为主电机，2#、3#电机以1#电机速度为基准；方向指令同时加到三台变频器。1#电机矢量控制方式闭环运行，2#电机、3#电机开环v/f控制加转差补偿。 4. 用三台变频器，在每个电机上加PG卡及编码器(规格同上)，1#电机为主电机，2#、3#电机以1#电机速度、转矩为基准；方向指令同时加到三台变频器。1#电机以速度控制方式闭环运行，2#电机、3#电机以转矩控制方式闭环运行。 5.用PLC控制，控制转速的指令由PLC的DA转换模块以直流0-10V形式向驱动电机的变频器发出，在每一个电机用编码器或测速齿轮加接近开关测量其实际转速并反馈给PLC，以第一电机实际转速为基准， PLC根据测量到的2#电机、3#电机的实际转速经运算处理后向控制2#电机和3#电机的变频器发出修正指令，保证3台电机实际转速趋于一致。 （二）分析： 在实际运行中输送链负载的变化是很大的，首先， 因为在输送链中存在转弯、高度升降，即使在输送链在空载时三个电机的负载也不是完全相等的，在生产过程中变化更大，尤其是在开始生产也就是向空线吊挂工件时（此时1#电机负载大于2#电机、而2#电机负载大于3#电机）以及生产结束开始也就是向输送链不挂只卸工件时（此时3#电机负载大于2#电机、而2#电机负载大于1#电机）及在换品种（新工件与老工件重量有差异）也会发生以上的情况。 （三）论证 第一种方法和第二种方法均是开环控制。第一种方法只适用于各电机负载相同和同步要求不太高的场合，第二种方法实际上只是把同一个速度给定信号简单复制几份或者按比例复制几份加到相应变频器上，它只适用于各电机负载相同或各电机负载不相同但负载不变而且同步要求不太高的场合。 第三种方法是半闭环控制，控制精度好于前两种，但也只适用于各电机负载相同或各电机负载不相同但负载不变而且同步要求不太高的场合。 第四种控制方式和第五种控制方式均是闭环控制，都能满足控制要求。比较起来，第四种控制方式以控制转矩为主，追求各电机转矩及速度同