基于PLC的一種超寬范圍調(diào)速解決辦法探討

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1 背景介紹

近年來(lái)，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(lái)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(wèn)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200 mm/min至700 mm/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)[1]。

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)簡(jiǎn)圖如圖1所示：

圖1 機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

圖2 系統(tǒng)電控原理圖

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(kāi)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?？焖俾俎D(zhuǎn)換開(kāi)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[2]。

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，其電控的基本原理如圖2所示。從原理圖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(wèn)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。

3.2 PLC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(guò)RS485接口進(jìn)行通信，通過(guò)接觸器的切換將變頻器的輸出分配到快慢電機(jī)。在通過(guò)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)。

4 應(yīng)用效果與結(jié)論

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)使用情況，該方法已經(jīng)解決寬范圍調(diào)速的問(wèn)題。通過(guò)使用PLC讓本來(lái)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(guò)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700 mm/min的寬范圍調(diào)速。