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汇川变频器在涂装设备同步控制上的应用
一.系统配置
本系统采用汇川变频器控制,有三种方法实现:
1. 采用MD300+MD320(功率根据机器配置)系列变频器分别控制主从电动机,通过电气比例控制+下垂控制实现同步(现很少采用);
2. 采用两台MD320(功率根据机器配置)的控制方案,利用MD320内置PID控制同步 (同步性能好,现较多采用);
3. 采用MD320+MD320+PG卡(功率根据机器配置)的控制方案控制同步, MD320控制主电机工作在速度模式,MD320+PG卡控制从电机工作在力矩控制模式.
二.系统概述
在涂装生产线的多传动系统中,往往采用多电机驱动同一负载,根据涂装工艺的要求,各部份之间要求达到线速度比例协调.高精度,可靠地保证这个比例系数运行是保证产品质量,确保生产正常运行的重要条件.传统的开环同步控制已不能满足要求,要在任何时候保证这种速度比例关系,就要求这种比例协调应有微调功能,不应在运行过程中出现明显的滞后现象.下面将三种方案分别加以说明:
1. 主电机采用MD300从电机采用MD320且都为速度模式:
开环控制时根据机械传动比算出满足同步是主从电机的速度关系,然后将主变频的模拟输出进行比例运算后给从变频器,再结合下垂控制功能,实现同步控制.这种控制方式优点: 对变频器功能要求不高,控制简单,成本低;
缺点:比例同步精度低,但机械传动精度要求高,而随着机械的磨损,同步精度就无法保证.
控制原理图:
参数配置：
1.变频器工作在无PG的矢量控制模式，必须进行电机参数识别(F1组参数需正确设置).
2.主机配置参数如下：
F0-01=1：端子控制方式
F0-02=3：频率源选择AI1
F0-05=40：主机加速时间
F0-06=40：主机减速时间
F0-09=1：主机启动
F0-11=9：故障复位
F0-12=11：外部故障输入
3.从机配置参数如下：
F0-02=1端子控制方式
F0-03=2 频率源选择
F0-17=5 加速时间
F0-18=5 减速时间
F4-00=01启动
F4-02=09：故障复位
F4-01=11：外部故障输入
F4-03=08：自由停车
F4-16=速度比例 AI1最大输入对应设定
F4-17=0.0S AI1输入滤波时间
F8-15=现场调试 下垂频率
2. 主从电机匀采用MD320且都为速度模式,从变频器采用内置PID进行控制(负荷分配控制):
主传动采用基本的速度控制模式,从传动在控制中运用内置PID调节器,主电机电流实际值(0-10VDC对应)作为PID给定值,从电机的电流实际值(0-10VDC对应)作为PID反馈值,经PID运算后作为辅助频率源与主频率源(来自主变频速度信号)叠加作为频率输出.
优点:精度较高,能自动微调,对机械传动精度的依赖小,速度动态响应性和稳定性高;
缺点: PID参数的调整需要经验, 变频器要具备PID运算功能,或用外置PID板和PLC,要实现高精度控制还需做速度闭环,
控制原理图:(主从变频器需配I/O扩展卡)
参数配置：
1.变频器工作在无PG的矢量控制模式，必须进行电机参数识别(F1组参数需正确设置).
2.主机配置参数如下：
F0-02=1 端子控制方式
F0-03=2 主频率源选择AI1
F0-07=0 频率源选择
F0-17=40 主机加速时间
F0-18=40 主机减速时间
F4-00=1 主机启动
F4-02=9 故障复位
F4-01=11 外部故障输入
F5-07=0 AO1监视运行频率
F5-08=2 AO2监视输出电流
3.从机配置参数如下：
F0-02=1 端子控制方式
F0-03=2 主频率源选择AI1
F0-04=8 辅助频率源选 PID
F0-07=1 频率源选择
F0-17=2.0 加速时间
F0-18=2.0 减速时间
F4-00=01 启动
F4-01=11： 外部故障输入
F4-02=09： 故障复位
F4-03=08： 自由停车
F4-22=0.0S AI2输入滤波时间
F4-27=0.0S AI3输入滤波时间
F5-07=2 AO1监视输出电流
FA-00=2 选择AI2为PID给定
FA-02=2 选择AI3为PID反馈
FA-05=需调试 PID比例量
FA-06=需调试 PID积分量
FA-07=需调试 PID微分量
FA-08=0.01 采样时间
FA-09=0.0
FA-10=需调试 微分限幅
2. 采用MD320+MD320+PG卡(功率根据机器配置)的速度加力矩控制方案:
主传动(MD320)采用基本的速度控制模式(无PG矢量控制),主传动变频器实际输出转矩(0-10VDC对应)作为从传动变频器(工作在力矩模式)的力矩设定值,以保证从变频器的输出频率自动跟踪负载速度的变化,实现与主电机速度的比例协调.
优点:控制简单,同步好;
缺点:从变频器必须有力矩控制功能,需加PG卡和旋转编码器,成本较较高
控制原理图:.
参数配置：
1.变频器匀工作在无PG的矢量控制模式，必须进行电机参数识别(F1组参数需正确设置).
2.主机配置参数如下：
F0-02=1 端子控制方式
F0-03=2 主频率源选择AI1
F0-07=0 频率源选择
F0-17=40 主机加速时间
F0-18=40 主机减速时间
F4-00=1 主机启动
F4-02=9 故障复位
F4-01=11 外部故障输入
F5-07=3 AO1监视输出转矩
3. 从机配置参数如下：
F0-01=1 选择有速度传感器的矢量控制
F0-10=50 最大频率
F0-12=50 上限频率
F0-17=5.0 加速时间
F0-18=5.0 减速时间
F0-02=1 端子控制方式
F2-08=1 选择转矩控制有效
F2-09=1 选择AI1为转矩设定源
F2-11=编码器脉冲数
F4-00=01 正转启动
F4-01=9 故障复位
三.结束语:
本篇总结了在涂装设备多传动系统中用汇川变频器实现同步控制的方案,特别是后两种方案充分体现了汇川变频器的特色,取代了传统实现精确同步用PLC控制的方案,控制更简单,维护更方便.以上方案在实际应用中还
望大家多提宝贵意见!
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