承德華遠(yuǎn)自動化設(shè)備有限公司 蔡俊英

1.塑料板鏈的組成及簡單描述

板鏈設(shè)置：在驅(qū)動電機(jī)后第一與第二托輥間設(shè)置懸垂段（跨距較普通支撐輥間距大）；線體出口側(cè)設(shè)置驅(qū)動電機(jī)；線體入口側(cè)設(shè)置張緊電機(jī)。

驅(qū)動電機(jī)：帶抱閘、編碼器，速度控制。運(yùn)行時力矩與輸出轉(zhuǎn)速方向同向。

張緊電機(jī)：恒力矩控制，力矩范圍在最大張緊力矩（參考項(xiàng)目計(jì)算書）范圍內(nèi)調(diào)試。也有部分客戶使用速度差控制實(shí)現(xiàn)。運(yùn)行時，力矩與實(shí)際運(yùn)行方向相反（兩電機(jī)在板鏈工作面施加張緊力）。

啟動順序：先啟動驅(qū)動電機(jī)（同時打開抱閘），延時1.5-2秒啟動張緊電機(jī)。

停機(jī)順序：張緊電機(jī)停車（斷電狀態(tài)），延時1.5-2秒驅(qū)動電機(jī)停車（同時抱閘制動）。

2.塑料板鏈廠家推薦應(yīng)用描述

塑料板鏈單元是由主驅(qū)動拖動的，張緊驅(qū)動作為負(fù)載，這樣的話，運(yùn)輸板帶永遠(yuǎn)是繃緊的。張緊驅(qū)動的應(yīng)用壓力必須選擇適當(dāng)，以使作用在板帶上的力和板帶的震動都降到最小。

兩個驅(qū)動都要求帶有制動器抱閘，分布在不同的控制柜內(nèi)，通過現(xiàn)場總線連接，因此，張緊驅(qū)動的再生能量減少主驅(qū)動的能源消耗。

張緊驅(qū)動的簡單變化不需要編碼器。因此不需要編程，很多客戶不接受這種方式。

驅(qū)動的速度控制（帶有電機(jī)編碼器）通過SEW的系統(tǒng)總線（SBus）將其實(shí)際速度以負(fù)信號的方式傳送給張緊驅(qū)動 →主從控制

為了產(chǎn)生制動張緊力，驅(qū)動必須工作在再生狀態(tài)。這意味著使用的同步電機(jī)必須工作在第二或第四象限。

在第四象限的工作模式稱為“超同步制動”，第二象限的工作模式稱為“逆流制動”。

逆流制動

超同步制動

Mk：分解力矩

Mw：反向力矩

n：實(shí)際速度

nd1：張緊驅(qū)動的機(jī)械速度

nd2：張緊驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)區(qū)域速度（定性描述）

兩種操作模式的主要不同點(diǎn)

第二象限逆流制動第四象限超同步制動在驅(qū)動啟動過程中的張緊力矩可調(diào)，具有弱磁和電流限幅?？烧{(diào)節(jié)為一個幾乎不變的張緊力矩，這在操作中是可以實(shí)現(xiàn)的張緊驅(qū)動的張緊力矩可由速度設(shè)定值來調(diào)節(jié)。因此在操作中改變張緊力矩是可以實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)閺埦o力矩的機(jī)械振幅也是震蕩的。張緊力矩幾乎不變并依賴于張緊電機(jī)的機(jī)械速度如果速度不是恒定的話，張緊力矩依賴于速度，并且是波動的。張緊力矩根據(jù)主驅(qū)動和張緊驅(qū)動之間速度設(shè)定值的差異是可調(diào)的。

3.塑料板鏈調(diào)試

(1)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試思路：知道驅(qū)動電機(jī)、制動電機(jī)配置參數(shù)，驅(qū)動電機(jī)軸端鏈輪直徑、驅(qū)動軸上鏈輪直徑，制動電機(jī)端鏈輪直徑、制動軸上鏈輪直徑，生產(chǎn)節(jié)拍，工位間距，根據(jù)電機(jī)的參數(shù)和下面的公式計(jì)算出相應(yīng)節(jié)拍下的電機(jī)的理論頻率值。

電機(jī)頻率設(shè)定的理論值計(jì)算如下：設(shè)定的節(jié)拍=J（JPH）,節(jié)距L=6m,由此得出：單節(jié)拍所用時間 t=3600/J（JPH）秒，板鏈的速度L/t=L* J（JPH）/3600米/秒，驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速V驅(qū)動= 60*L J（JPH）/（3600*3.14*D驅(qū)動輪直徑）轉(zhuǎn)/分，電機(jī)轉(zhuǎn)速：V電機(jī)= 157*V1*R減速機(jī)鏈輪半徑/R驅(qū)動鏈輪半徑，再根據(jù)電機(jī)銘牌參數(shù)，50Hz頻率運(yùn)行下的額定轉(zhuǎn)速，理論上可以計(jì)算出：電機(jī)頻率：f=50* V電機(jī)/n 赫茲。

驅(qū)動端和張緊端的主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算：根據(jù)編碼器來測定主軸的轉(zhuǎn)速。即在規(guī)定的時間間隔內(nèi)Tg內(nèi)，測量所產(chǎn)生的脈沖數(shù)來獲得被測速度值，若編碼器每轉(zhuǎn)一圈發(fā)出的脈沖數(shù)P，且在規(guī)定的時間Tg內(nèi)，測得的脈沖數(shù)為m1，則電機(jī)每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)：

n=60* m1/（P*Tg）轉(zhuǎn)/分。

張緊電機(jī)的控制方法：主驅(qū)單位時間內(nèi)板鏈出鏈長度ΔL1，張緊端單位時間內(nèi)進(jìn)鏈長度ΔL2，若ΔL1＞ΔL2，張緊電機(jī)的轉(zhuǎn)速小于主驅(qū)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，所以：F主驅(qū)電機(jī)拉力=f上層板鏈摩擦力+F板鏈張緊力，F(xiàn)張緊電機(jī)= F板鏈張緊力+ f下層板鏈摩擦力=9549P/n*r=9549I2R/ n*r，F(xiàn)板鏈張緊力增大，所以張緊電機(jī)的電流增大。若ΔL1＜ΔL2，張緊電機(jī)的轉(zhuǎn)速大于主驅(qū)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，所以：F張緊電機(jī)= F + f下層板鏈摩擦力=9549P/n*r=9549I2R/ n*r，F(xiàn)增大，所以張緊電機(jī)的電流增大。

預(yù)設(shè)問題調(diào)整建議：

出現(xiàn)爬行：1）檢查板鏈支撐面、懸垂、回程支撐；2）調(diào)整兩個電機(jī)的控制方式；3）在張緊最大力矩范圍內(nèi)調(diào)整張緊力；

出現(xiàn)跳齒：1）支撐板端部相對鏈輪水平或垂直位置設(shè)計(jì)不合理；2）鏈輪上板鏈包角不足，包角需在180-190度間；3）鏈輪與板鏈嚙合不良；4）鏈輪或板鏈底部有異物或形變，致板鏈在鏈輪上被頂出；5）定位環(huán)位置不合理；6）板鏈或鏈輪過度磨損。

(2)實(shí)際方案設(shè)計(jì)：選用簡單配置，即主副驅(qū)動全部選用西門子G120變頻器，主驅(qū)選用無編碼器的矢量控制，張緊驅(qū)動選用轉(zhuǎn)速控制，轉(zhuǎn)矩限幅模式。張緊驅(qū)動轉(zhuǎn)矩限幅設(shè)置為主驅(qū)實(shí)時轉(zhuǎn)矩的10%～15%之間，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。

(3)變頻器調(diào)試，設(shè)置IP地址連接變頻器（在線），進(jìn)行快速調(diào)試；

有兩種方式：一種是在STARTER軟件中設(shè)置，一種是直接在Portal軟件中設(shè)置。

3.1 在STARTER中進(jìn)行設(shè)置，配合Portal軟件完成設(shè)置。

3.1.1 輸入目標(biāo)站的IP地址（Input target station ip address）：

在STARTER中搜索主驅(qū)和張緊電機(jī)的地址（PC/PG選擇物理網(wǎng)卡TCPIP通訊）

點(diǎn)擊“update”按鈕

PN通訊時PLC硬件組態(tài)的IP地址或者設(shè)備名稱必須與變頻器一致，并且不能重復(fù)。

勾選需要設(shè)定的設(shè)備，右擊在彈出的窗口中可以設(shè)定IP地址及設(shè)備名稱：

設(shè)定完成后Assign name按鈕。

3.1.2 將主驅(qū)和張緊的參數(shù)上載到電腦中。

3.1.4 將主驅(qū)動的報文改為PZD改為2/6 報文。

Communication->Field BUS 雙擊打開，下拉菜單選擇報文，如下圖所示。

3.1.5 將張緊電機(jī)報文PZD改為4/4 報文，參數(shù)P1552 ，P1554設(shè)定轉(zhuǎn)矩上下限的百分比。

3.1.6 在Starter專家列表中修改p2003。

將P2003的值修改為電機(jī)額定的輸出轉(zhuǎn)矩值。

3.1.7 將Starter中設(shè)置的參數(shù)保存并且下載到變頻器中，注意一定要執(zhí)行Copy RAM to ROM操作，保存參數(shù)，否則一些參數(shù)斷電不保存。

3.1.8 在TIA Portal中打開程序，PLC硬件組態(tài)的IP地址及設(shè)備名稱必須與STARTER中變頻器的設(shè)置一致。

3.1.9 將主驅(qū)電機(jī)報文改為PZD 2/6，將張緊電機(jī)報文改為PZD4/4。

3.1.10 在程序中讀取主驅(qū)動電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩值MD420里。

3.1.11在程序中將通過計(jì)算自己調(diào)整系數(shù)輸出到副驅(qū)動的轉(zhuǎn)矩值里輸出PQW246。

3.1.12 張緊電機(jī)采用速度控制轉(zhuǎn)矩限幅，設(shè)定張緊機(jī)反向或者比主驅(qū)動電機(jī)速度慢一些，達(dá)到速度環(huán)飽和，限幅值起作用。

4.總結(jié)

將主驅(qū)電機(jī)報文設(shè)置為2/6，張緊電機(jī)報文設(shè)置為4/4，這樣就可以讀出主驅(qū)動輸出的實(shí)時力矩值，在程序中處理，乘以主驅(qū)減速機(jī)的變比系數(shù)，乘以10%，再除以張緊減速機(jī)的變比系數(shù)再傳輸至張緊電機(jī)的力矩上下限設(shè)定值中。具體系數(shù)根據(jù)情況做調(diào)整。

[1]《SINAMICS G120變頻控制協(xié)調(diào)實(shí)用手冊》機(jī)械工業(yè)出版社.