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涂装行业传动链驱动的最终解决方案
2006年8月4日 9:6  
 

摘要:在涂装行业中,由于传动链一般为几百米至上千米不等,因此传动链驱动通常采用几台电机同时驱动,要求几台电机速度同步才能保证传动链的正常运行,否则就会产生链条堆积或断裂,使系统不能很好的运行。同时本文将重点介绍汇川MD320变频器在传动链多台电机同步控制的应用。
关键词:传动链、同步控制、变频调速

一、前言

目前在涂装行业中由于涂装加工工艺流程较多,且规模较大,机械化生产线取代人工生产线。被加工工件多数采用吊空线或地盘线输送,在整个加工工艺流程中循环运行。传动链一般都很长,几百米至几千米不等。这样,一台电机驱动根本实现不了,就要求几台电机同时驱动一条传动链,就必须让电机实现同步控制,否则链条就容易堆积或断裂。

二、控制方式及控制要求

解决多台马达作同步控制时多数厂家大都采用两种控制方式。

1、 采用滑差调速电机拖动(俗称VS马达控制器或速比控)。利用行程开关调整滑差。VS马达控制器是一种相当简单的带电压负反馈的,单相晶闸管整流控制器,其控制器输出一个直流供应给VS马达的励磁线圈。此控制系统的负载特性相当差,低速时速度极不稳定,容易造成系统链条堆积或断裂,且故障率很高。

2、 采用变频器加异步电机拖动,利用行程开关调整速差。其控制原理是:在链条的每一传动段中,安装一个驱动座和一个调整座。调整座是可以移动的,可以用于存储过多的链条,当链条区段速度不一致时,链条会伸长和收紧。这样调整座的移动会让其行程开关发生状态变化,从而调整马达的速度,使之达到平衡输送的目的。此系统工作时,调整是靠行程开关来检测,各区段链条的伸长和收紧。我们知道调整座不可能做得太长,行程开关也不能安装太多。因此,马达的速度调整是有级的、跳变的。调整幅度较大,调整座不断调整,导致系统频繁动作。机械磨损快,且传动链运行速度较慢。

下面我向大家介绍一种,性能更优越,成本更低的传动链自动化驱动方案。

首先我们采用深圳市汇川技术有限公司生产的MD320系列多功能矢量控制变频器,因为此变频器在传动链的自动化驱动方面有以下优势。

a、矢量控制技术,稳速精度是 开环无速度传感器矢量控制:±0.5% ,闭环有速度传感器矢量控制:±0.02%
b、低频转矩大,0.5HZ 满转矩输出。
c、功能强大特有频率源选择模式及给定模式,X、Y模式

d、过程PID控制系统。

只需从模拟量输入端口(0- +10V/0-20MA)引入反馈信号,即可实现过程PID系统的自动化控制。

因此在整个系统中,无需PLC等自动化产品作过程PID系统和其它功能,只要简单的线路联接,就可以实现整个传动链的自动化控制。

(1) 各驱动马达基本同步,传动链条不堆积,不断裂。
(2) 最高线速度可达到10m/min
(3) 调整座调整量越小越好.
(4) 调整座需安装极限保护.

三、控制原理:

1、 在调整座的定滑轮上加装一个角位移传感器,将链条的伸长或收紧变化率通过传感器检测,并转换为0-10V/0-20mA的模拟信号,作为PID的反馈信号,送回变频器。
2、通过变频器的键盘设置,调整座的平衡点,系统根据反馈信号与PID给定的平衡点作比较,决定马达的调整方向和速率。
3、 由于PID系统反应,调整座与平衡点稍微发生偏移时系统立刻做调整,这样,保证了在高速时能有效调整。
4、由于变频器采用矢量控制保证了速度不随负载的变化而变化。同时,克服低速时速度不稳定的缺陷。
5、 采用主-从式结构,所有变频器的控制模式均为开环矢量控制模式,其速度可以通过面板设定或外置电位器给定。将一台MD300型的矢量变频器作为主驱动输出,从驱动均采用MD320系列产品,多台从驱动可以共用一台主驱动。
6、 主驱动的运行频率通过AO模拟口输出,作为从驱动变频器的初始同步转速,其偏差可以通过模拟量输出口AO的零偏及增益的定义来修正。
7、从驱动的辅助频率源来自于PID。这样,从驱动马达的速度就靠调整座的信号来追踪主驱动马达的速度,达到同步的目的。
8、 在每一个调整座安装极限开关,防止意外情况发生。

简易线路图:

四、结束语

本系统在优化参数值之后,传动链的运行非常稳定。而且本系统电气器件配置简炼,逻辑清晰,与原老式系统相比,省去了价格昂贵的同步控制板和PLC,成本有较大的降幅。在行业应用中是一个性价比优良的方案。此方案已经在广东、浙江、江苏等多家客户成功应用。

参考文献
1、《MD系列模块化变频器MD300用户手册》2004年深圳
2、《MD系列模块化变频器MD320用户手册》2004年深圳
3、《自动控制理论》第二版,华南理工大学 孙扬声
 
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