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匯川變頻器在涂裝設備同步控制上的應用
一.系統配置
本系統采用匯川變頻器控制,有三種方法實現:
1. 采用MD300+MD320(功率根據機器配置)系列變頻器分別控制主從電動機,通過電氣比例控制+下垂控制實現同步(現很少采用);
2. 采用兩臺MD320(功率根據機器配置)的控制方案,利用MD320內置PID控制同步 (同步性能好,現較多采用);
3. 采用MD320+MD320+PG卡(功率根據機器配置)的控制方案控制同步, MD320控制主電機工作在速度模式,MD320+PG卡控制從電機工作在力矩控制模式.
二.系統概述
在涂裝生產線的多傳動系統中,往往采用多電機驅動同一負載,根據涂裝工藝的要求,各部份之間要求達到線速度比例協調.高精度,可靠地保證這個比例系數運行是保證產品質量,確保生產正常運行的重要條件.傳統的開環同步控制已不能滿足要求,要在任何時候保證這種速度比例關系,就要求這種比例協調應有微調功能,不應在運行過程中出現明顯的滯后現象.下面將三種方案分別加以說明:
1. 主電機采用MD300從電機采用MD320且都為速度模式:
開環控制時根據機械傳動比算出滿足同步是主從電機的速度關系,然后將主變頻的模擬輸出進行比例運算后給從變頻器,再結合下垂控制功能,實現同步控制.這種控制方式優點: 對變頻器功能要求不高,控制簡單,成本低;
缺點:比例同步精度低,但機械傳動精度要求高,而隨著機械的磨損,同步精度就無法保證.
控制原理圖:
參數配置：
1.變頻器工作在無PG的矢量控制模式，必須進行電機參數識別(F1組參數需正確設置).
2.主機配置參數如下：
F0-01=1：端子控制方式
F0-02=3：頻率源選擇AI1
F0-05=40：主機加速時間
F0-06=40：主機減速時間
F0-09=1：主機啟動
F0-11=9：故障復位
F0-12=11：外部故障輸入
3.從機配置參數如下：
F0-02=1端子控制方式
F0-03=2 頻率源選擇
F0-17=5 加速時間
F0-18=5 減速時間
F4-00=01啟動
F4-02=09：故障復位
F4-01=11：外部故障輸入
F4-03=08：自由停車
F4-16=速度比例 AI1最大輸入對應設定
F4-17=0.0S AI1輸入濾波時間
F8-15=現場調試 下垂頻率
2. 主從電機勻采用MD320且都為速度模式,從變頻器采用內置PID進行控制(負荷分配控制):
主傳動采用基本的速度控制模式,從傳動在控制中運用內置PID調節器,主電機電流實際值(0-10VDC對應)作為PID給定值,從電機的電流實際值(0-10VDC對應)作為PID反饋值,經PID運算后作為輔助頻率源與主頻率源(來自主變頻速度信號)疊加作為頻率輸出.
優點:精度較高,能自動微調,對機械傳動精度的依賴小,速度動態響應性和穩定性高;
缺點: PID參數的調整需要經驗, 變頻器要具備PID運算功能,或用外置PID板和PLC,要實現高精度控制還需做速度閉環,
控制原理圖:(主從變頻器需配I/O擴展卡)
參數配置：
1.變頻器工作在無PG的矢量控制模式，必須進行電機參數識別(F1組參數需正確設置).
2.主機配置參數如下：
F0-02=1 端子控制方式
F0-03=2 主頻率源選擇AI1
F0-07=0 頻率源選擇
F0-17=40 主機加速時間
F0-18=40 主機減速時間
F4-00=1 主機啟動
F4-02=9 故障復位
F4-01=11 外部故障輸入
F5-07=0 AO1監視運行頻率
F5-08=2 AO2監視輸出電流
3.從機配置參數如下：
F0-02=1 端子控制方式
F0-03=2 主頻率源選擇AI1
F0-04=8 輔助頻率源選 PID
F0-07=1 頻率源選擇
F0-17=2.0 加速時間
F0-18=2.0 減速時間
F4-00=01 啟動
F4-01=11： 外部故障輸入
F4-02=09： 故障復位
F4-03=08： 自由停車
F4-22=0.0S AI2輸入濾波時間
F4-27=0.0S AI3輸入濾波時間
F5-07=2 AO1監視輸出電流
FA-00=2 選擇AI2為PID給定
FA-02=2 選擇AI3為PID反饋
FA-05=需調試 PID比例量
FA-06=需調試 PID積分量
FA-07=需調試 PID微分量
FA-08=0.01 采樣時間
FA-09=0.0
FA-10=需調試 微分限幅
2. 采用MD320+MD320+PG卡(功率根據機器配置)的速度加力矩控制方案:
主傳動(MD320)采用基本的速度控制模式(無PG矢量控制),主傳動變頻器實際輸出轉矩(0-10VDC對應)作為從傳動變頻器(工作在力矩模式)的力矩設定值,以保證從變頻器的輸出頻率自動跟蹤負載速度的變化,實現與主電機速度的比例協調.
優點:控制簡單,同步好;
缺點:從變頻器必須有力矩控制功能,需加PG卡和旋轉編碼器,成本較較高
控制原理圖:.
參數配置：
1.變頻器勻工作在無PG的矢量控制模式，必須進行電機參數識別(F1組參數需正確設置).
2.主機配置參數如下：
F0-02=1 端子控制方式
F0-03=2 主頻率源選擇AI1
F0-07=0 頻率源選擇
F0-17=40 主機加速時間
F0-18=40 主機減速時間
F4-00=1 主機啟動
F4-02=9 故障復位
F4-01=11 外部故障輸入
F5-07=3 AO1監視輸出轉矩
3. 從機配置參數如下：
F0-01=1 選擇有速度傳感器的矢量控制
F0-10=50 最大頻率
F0-12=50 上限頻率
F0-17=5.0 加速時間
F0-18=5.0 減速時間
F0-02=1 端子控制方式
F2-08=1 選擇轉矩控制有效
F2-09=1 選擇AI1為轉矩設定源
F2-11=編碼器脈沖數
F4-00=01 正轉啟動
F4-01=9 故障復位
三.結束語:
本篇總結了在涂裝設備多傳動系統中用匯川變頻器實現同步控制的方案,特別是后兩種方案充分體現了匯川變頻器的特色,取代了傳統實現精確同步用PLC控制的方案,控制更簡單,維護更方便.以上方案在實際應用中還
望大家多提寶貴意見!
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