電力拖動(dòng)課程設(shè)計(jì)--變頻器在印染機(jī)械多電機(jī)同步調(diào)速系統(tǒng)中應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-07-09 03:32 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，而其它電機(jī)全部作為從動(dòng)單元，主令單元沒有張力架，是全機(jī)速度的基準(zhǔn)，各從動(dòng)單元 都有各自的張力架，要根據(jù)布張力的大小調(diào)整相應(yīng)電機(jī)變頻器的給定頻率，使之與主令機(jī)同步運(yùn)行。張力架可以上下活動(dòng)，布料太緊時(shí)，張力加大，張力架向下移動(dòng)，需要使張力架后面的電機(jī)變慢或張力架前面的電機(jī)變快；布料松時(shí)張力減小，張力架向上移動(dòng)，需要使后面的電機(jī)變快或使前面的電機(jī)變慢。 應(yīng)當(dāng)注意，不一定將第一臺(tái)電機(jī)作為主令機(jī)。哪臺(tái)電機(jī)作為主令機(jī)應(yīng)根據(jù)電機(jī)功率和工藝要求由印染機(jī)械制造廠決定，張力架是控制前面的電機(jī)還是控制后面的電機(jī)應(yīng)根據(jù)主令機(jī)的位置及張力架的位置決定。 烘干機(jī)四臺(tái)電機(jī)功率為：軋車 ， 1烘干 ， 2烘干 ，落布 ，主電路如圖12所示。 電機(jī)容量由印染機(jī)械廠提供，為便于同步，一般選用容量較大的電機(jī)，即存在著大馬拉小車現(xiàn)象，除非機(jī)械有故障不會(huì)出現(xiàn)過載現(xiàn)象，因此變頻器的容量只須與各單元的電動(dòng)機(jī)容量相符即可。 圖 12 LMH101烘干機(jī)同步調(diào)速系統(tǒng)的主電路 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 9 印染機(jī)械的同步控制并非純理論上的使各電機(jī)的線速度完全一致。布料在加工過程中，要進(jìn)行蒸、煮、酸洗、堿洗、上漿、水洗、上色等多種工藝。由于布料的品種不同，加工工藝不同，存在著布料縮水及伸長(zhǎng)現(xiàn)象。有些工藝要縮水，有 些工藝要伸長(zhǎng)，實(shí)際上各電機(jī)的線速度并不完全相同，要根據(jù)布的張力來(lái)調(diào)節(jié)各電機(jī)的速度。反饋信號(hào)是不斷變化的。 因此，在穩(wěn)定時(shí)除了 UG1 保持不變外，其它各變頻器的頻率給定信號(hào)（ UG UG UG UG5）也是不斷變化的。整個(gè)系統(tǒng)維持動(dòng)態(tài)平衡，達(dá)到所謂的同步運(yùn)行。 由圖 11可知，布料的張力可以從張力架的位置反映出來(lái)，然后通過傳感器得到偏差信號(hào) UF，反饋到控制中心，控制中心將反饋信號(hào) UF與標(biāo)準(zhǔn)給定信號(hào) UG比較后給出各變頻器的頻率給定信號(hào)，控制各變頻器運(yùn)行。同步控制示意圖如圖 13所示。 反饋信號(hào) UF可以是電阻、 電流或電壓信號(hào)，信號(hào)的種類及大小隨傳感器品種不同而異，同步控制中心的任務(wù)是根據(jù)反饋信號(hào) UF提供各變頻器的給定信號(hào)，對(duì)于不同的反饋信號(hào)，控制中心對(duì)信號(hào)的處理方式有區(qū)別，但最終都是處理成變頻器能接受的直流電壓信號(hào)（例如 0～ 10V）或直流電流信號(hào)（例如 4～ 20mA）。 另外，也可以用專用的同步控制器來(lái)完成，但當(dāng)實(shí)際的反饋信號(hào)與同步控制器所要求的反饋信號(hào)不一致時(shí)，需要先對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行處理。 圖 13 同步控制示意圖 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 10 二、系統(tǒng)硬件選型 （一） PLC的選型 機(jī)型的選擇 PLC 機(jī)型選擇的基本原則是，在功能滿足要 求的前提下，選擇最可靠、維護(hù)使用最方便以及性能價(jià)格比的最優(yōu)化機(jī)型。在工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好（維修量較?。┑膱?chǎng)合，建議選用整體式結(jié)構(gòu)的 PLC；其它情況則最好選用模塊式結(jié)構(gòu)的 PLC。對(duì)于開關(guān)量控制以及以開關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的工程項(xiàng)目中，一般其控制速度無(wú)須考慮，因此，選用帶 A/D 轉(zhuǎn)換、 D/A 轉(zhuǎn)換、加減運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機(jī)就能滿足要求。而在控制比較復(fù)雜，控制功能要求比較高的工程項(xiàng)目中（如要實(shí)現(xiàn)ＰＩＤ運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等），可視控制規(guī)模及復(fù)雜程度來(lái)選用中檔或高檔機(jī)。其中高檔機(jī)主要用于大 規(guī)模過程控制、全 PLC的分布式控制系統(tǒng)以及整個(gè)工廠的自動(dòng)化等。對(duì)于一個(gè)大型企業(yè)系統(tǒng)，應(yīng)盡量做到機(jī)型統(tǒng)一。這樣，同一機(jī)型的 PLC 模塊可互為備用，便于備品備件的采購(gòu)和管理；同時(shí)，其統(tǒng)一的功能及編程方法也有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)、技術(shù)水平的提高和功能的開發(fā)；此外，由于其外部設(shè)備通用，資源可以共享，因此，配以上位計(jì)算機(jī)后即可把控制各獨(dú)立系統(tǒng)的多臺(tái) PLC聯(lián)成一個(gè)多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，這樣便于相互通信，集中管理。 輸入 /輸出的選擇 PLC的輸入 /輸出選擇包括以下幾部分： 1） 確定 I/O點(diǎn)數(shù) 根據(jù)控制系統(tǒng)的要求確定所需要 的 I/O點(diǎn)數(shù)時(shí)，應(yīng)再增加 10%～ 20%的備用量，以便隨時(shí)增加控制功能。對(duì)于一個(gè)控制對(duì)象，由于采用的控制方法不同或編程水平不同， I/O點(diǎn)數(shù)也應(yīng)有所不同。 2） 開關(guān)量輸入 /輸出 通過標(biāo)準(zhǔn)的輸入 /輸出接口可從傳感器和開關(guān)（如按鈕、限位開關(guān)等）及控制（開 /關(guān)）設(shè)備（如指示燈、報(bào)警器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器等）接收信號(hào)。典型的交流輸入 /輸出信號(hào)為 24～ 240V，直流輸入 /輸出信號(hào)為 5～ 240V。 3） 模擬量輸入 /輸出 模擬量輸入 /輸出接口一般用來(lái)感知傳感器產(chǎn)生的信號(hào)。這些接口可用于測(cè)量流量、溫度和壓力，并可用于控制電壓或電流輸 出設(shè)備。這些接口的典型量程為－ 10～＋ 10V、 4～ 20mA或 10～ 50mA。 4） 特殊功能輸人 /輸出 5） 智能式輸入 /輸出 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 11 PLC 存儲(chǔ)器類型及容量選擇 PLC系統(tǒng)所用的存儲(chǔ)器基本上由 PROM、 EPROM及 PAM三種類型組成，存儲(chǔ)容量則隨機(jī)器的大小變化，一般小型機(jī)的最大存儲(chǔ)能力低于 6kB，中型機(jī)的最大存儲(chǔ)能力可達(dá) 64kB，大型機(jī)的最大存儲(chǔ)能力可上兆字節(jié)。使用時(shí)可以根據(jù)程序及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需要來(lái)選用合適的機(jī)型，必要時(shí)也可專門進(jìn)行存儲(chǔ)器的擴(kuò)充設(shè)計(jì)。 PLC 的存儲(chǔ)器容量選擇和計(jì)算的第一種方法是：根據(jù)編程使用的節(jié) 點(diǎn)數(shù)精確計(jì)算存儲(chǔ)器的實(shí)際使用容量。第二種為估算法，用戶可根據(jù)控制規(guī)模和應(yīng)用目的，按照表 4 的公式來(lái)估算。為了使用方便，一般應(yīng)留有 25%～ 30%的裕量，獲取存儲(chǔ)容量的最佳方法是生成程序，即用了多少字。知道每條指令所用的字?jǐn)?shù)，用戶便可確定準(zhǔn)確的存儲(chǔ)容量。 軟件選擇 在系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程中， PLC 的編程問題是非常重要的。用戶應(yīng)當(dāng)對(duì)所選擇 PLC 產(chǎn)品的軟件功能有所了解。通常情況下，一個(gè)系統(tǒng)的軟件總是用于處理控制器具備的控制硬件的。但是，有些應(yīng)用系統(tǒng)也需要控制硬件部
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