游忠瑛（新疆眾和股份有限3司　烏魯木齊　830013）

基于PLC的一種超寬范圍調(diào)速解決辦法

游忠瑛
（新疆眾和股份有限3司烏魯木齊830013）

變頻器加變頻電機(jī)這種調(diào)速方式，以低廉的價(jià)格和穩(wěn)定的性能，很快的在自動(dòng)化設(shè)備制造和設(shè)備改造中應(yīng)用。PLC的功能強(qiáng)大、使用容易、可靠性高，常用于控制系統(tǒng)中。本文主要介紹一個(gè)變頻器控制兩個(gè)變頻電機(jī)，實(shí)現(xiàn)超寬速度調(diào)節(jié)的一種方法及電控設(shè)計(jì)。

調(diào)速變頻器離合器PLC

隨著自動(dòng)控制理論，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)過程中，單臺(tái)電機(jī)的控制已經(jīng)不能滿足實(shí)際的需求，越來越多的生產(chǎn)設(shè)備需要多臺(tái)電機(jī)同時(shí)控制，所以多電機(jī)的控制問題已經(jīng)成為控制行業(yè)發(fā)展研究的一個(gè)重要內(nèi)容。

1　背景介紹

近年來，隨著工業(yè)發(fā)展對(duì)各種機(jī)械性能，電控要求和產(chǎn)品質(zhì)量越來越高，單臺(tái)電機(jī)的控制已經(jīng)不能滿足工藝參數(shù)的要求。本文遇到的問題為：一個(gè)移動(dòng)平臺(tái)有快速運(yùn)動(dòng)和慢速運(yùn)動(dòng)兩種模式，兩種速度的跨度非常大。慢速工位要求0.1mm/min至5mm/min，快速工位要求200mm/min至700mm/min。經(jīng)研究一臺(tái)電機(jī)是不能滿足該工況需求。同時(shí)面臨兩臺(tái)電機(jī)又怎樣控制一個(gè)輸出，是否能用一臺(tái)變頻器控制兩臺(tái)電機(jī)。

2　機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1機(jī)械機(jī)構(gòu)組成

系統(tǒng)由機(jī)械部分和電氣部分組成。其中機(jī)械系統(tǒng)由兩臺(tái)同型號(hào)同功率電機(jī)，兩個(gè)不同型號(hào)的擺線針減速器，兩個(gè)磁粉離合器，兩個(gè)聯(lián)軸器、一套絲杠和導(dǎo)向滑軌組成。其結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1　機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖

2.2機(jī)械機(jī)構(gòu)原理

由于兩種工位不會(huì)同時(shí)工作，本系統(tǒng)最終選擇一個(gè)變頻器控制兩臺(tái)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)兩種工作狀態(tài)。

快速工況：快速慢速轉(zhuǎn)換開關(guān)切換到快速位，快速位磁粉離合器工作，連接輸出軸，按動(dòng)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)按鈕，快速電機(jī)工作，調(diào)節(jié)調(diào)速旋鈕，實(shí)現(xiàn)快速工況速度調(diào)節(jié)。按動(dòng)停止按鈕，電機(jī)停止工作。

慢速工況：快速慢速轉(zhuǎn)換開關(guān)切換到慢速位，慢速位磁粉離合器工作，連接輸出軸，按動(dòng)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)按鈕，慢速電機(jī)工作，調(diào)節(jié)調(diào)速旋鈕，實(shí)現(xiàn)慢速工況速度調(diào)節(jié)。按動(dòng)停止按鈕，電機(jī)停止工作。

3　系統(tǒng)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)電氣控制原理

根據(jù)機(jī)械工作原理，其電控的基本原理見圖2。

圖2　系統(tǒng)電控原理圖

從圖2可以看出，如果采用傳統(tǒng)的接線，會(huì)產(chǎn)生大量的工作量，線路也容易出現(xiàn)問題，不便于后期的系統(tǒng)維護(hù)。PLC的出現(xiàn)，以可靠的性能，較強(qiáng)的抗干擾能力，擴(kuò)充方便，組合靈活等特點(diǎn)慢慢的替代著傳統(tǒng)的控制電路。系統(tǒng)電控系統(tǒng)由PLC，按鈕，指示燈，接觸器，變頻器組成。

3.2PLC系統(tǒng)電控設(shè)計(jì)

一臺(tái)變頻器控制兩臺(tái)同型號(hào)電機(jī)。PLC和變頻器通過RS485接口進(jìn)行通信，通過接觸器的切換將變頻器的輸出分配到快慢電機(jī)。再通過輸入到PLC模擬量接口的電壓變化實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)電機(jī)的快慢速調(diào)節(jié)。其PLC接線見圖3。

圖3　系統(tǒng)PLC接線圖

4　應(yīng)用效果與結(jié)論

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用情況，該方法已經(jīng)解決寬范圍調(diào)速的問題。通過使用PLC讓本來龐大的配電柜變得小巧而整齊，后期的維護(hù)和檢修也變得更加容易。但是快速和慢速切換的時(shí)候需要將電機(jī)停止后才能切換到另外一種工況。通過后期對(duì)控制系統(tǒng)的改進(jìn)與提升可以不需停止的實(shí)現(xiàn)0.1mm/min至700mm/min的寬范圍調(diào)速。

［1］王曉芳，變頻器同步控制解決方案［J］，科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（30）.

［2］朱秀斌.基于PLC控制的機(jī)械電氣傳動(dòng)同步控制器研發(fā)設(shè)計(jì)［J］.煤炭技術(shù).2012（06）.

［3］黃曉紅，金一兵，黎紹發(fā).PLC在電梯變頻控制系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.機(jī)電工程技術(shù).2004（01）.

［4］魏召剛.工業(yè)變頻器原理及應(yīng)用［M］.電子工業(yè)出版社，2006.

收稿：2016-06-05

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.05.042