【正文】 電流應有所增加對 PWM 控制方式的變頻器 k 約為 10511 ②指定變頻器的啟動加速時間 變頻器產(chǎn)品型號所列的變頻容量一般以標準條件為準在變頻器過載能力 以內(nèi)進行加減速在進行急劇加速和減速時一般利用失速防止功能以避免變頻器跳閘但同時也加長了加減速時間 如果生產(chǎn)設備對加速時間有特殊要求時必須事先核實編破器的容量是否能夠滿足所要求的加速時間如不能滿足則要選用加大一檔的變頻器容量 在指定加速時間的情況下變頻器所必需的容量計算如下 式 54 式中 為變頻器的容量 kVA 電流補償系數(shù)對 PWM 控制方式的變頻器 k 約為 10511 電動機效率 電動機功率因數(shù) 電動機額定轉(zhuǎn)速 rmin 電動機軸上的飛輪力矩 電動機加速時間 s 負載轉(zhuǎn)矩 ③指定變頻器的減速時間 降低變頻器的輸出頻率就可以實現(xiàn)電動機減速加快變頻器輸出頻率的降低速率可使電動機更快的減速當變頻器輸出頻率對應的速度低于電動機的實際轉(zhuǎn)速時電動機就進行再生制動在這種運行狀況下異步電動機將變成異步發(fā)電機而負載的機械能將被轉(zhuǎn)換為電能并反饋給變頻器當反饋能量過大時變頻器本身的過電壓保護電路將會動作并切斷變頻器的輸出使電動機處于自由減速狀態(tài)反而無法達到快速減速的目的 為了避免出現(xiàn)上述現(xiàn)象使上述能量能在直流中間回路的其 他部分消耗而不造成電壓升高在電壓星變頻器中一般都在直流中間回路的電容器兩端并聯(lián)上制動三極管和制動電阻當直流中間回路的電壓升高到一定的電壓值制動三極管就回導通使直流電壓通過制動電阻放電既電動機回饋給變頻器的直流中間回路的能量以熱能的形式在制動電阻上消耗掉 制動電阻的選擇方法 1 計算制動力矩 式 55 式中 動力矩 電動機轉(zhuǎn)動慣量 折算至電動機軸的負載轉(zhuǎn)動慣量 減速開始速度 減速完了速度 減速時間 s 負載轉(zhuǎn) 矩 2 計算制動電阻的阻值 在進行再生制動時即使不加放電的制動電阻電動機內(nèi)部也將有 20 的銅損被轉(zhuǎn)換為制動力矩考慮這個因數(shù)可以按下式初步計算制動電阻的預選值 式 56 式中 制動電阻 直流電路電壓 V 對 200V 級變頻器 380V 對 400V 級變頻器 760V 制動轉(zhuǎn)矩 電動機額定轉(zhuǎn)矩 減速開始速度 上式中如果則沒必要加制動電阻 放電電路由制動三極管和制動電阻串聯(lián)而成因此制動三極管本身允許通過電流 就是放電電路的最大允許值所以制動電阻的最小值 由上可見制動電阻的阻值應由來決定有的變頻器生產(chǎn)廠家在產(chǎn)品目錄中給出制動電阻最小值的參考值可供用戶在選擇制動電阻時參考 3 計算制動電阻平均消耗的功率 kW 如前所述電動機額定轉(zhuǎn)距的 20 制動轉(zhuǎn)距由電動機內(nèi)部損失產(chǎn)生所以可以按下式求得電動機制動時制動電阻上消耗的平均功率 式 57 576 1440 0802 由于三翼自動旋轉(zhuǎn)門 是恒轉(zhuǎn)矩負載故變頻器選用通用型的又因為三翼旋轉(zhuǎn)門的轉(zhuǎn)速不允許超過額定值電機不會過載因而可以選用通用的變頻器只要所選用的變頻器滿足一般環(huán)境下使用即可根據(jù)以上的計算的數(shù)據(jù)選用佳靈JP6CT9075 該變頻器的參數(shù)如下 表 52 變頻器參數(shù)表 變頻器型號 JP6CT79 075 適配電動機功率 kW 075 額 定 電 流 額定容量 kVA 20 電壓 V 3 相 380440 額 定 頻 率 Hz 5060 額定電流 A 25 額定過載 短時間 額定電流的1501min 電 源 相數(shù)電壓頻率 3 相 38044050Hz60Hz 允許波動 電壓 1015頻率 55 瞬間電壓降低范圍 310V 以上繼續(xù)運轉(zhuǎn) 所需電源容量 kVA 12 輸 出 功 率 調(diào)整 最高頻率 Hz 50400 可變設定 基本頻率Hz 50400 可變設定 啟動頻率 Hz 0560 可變設定 載波頻率 Hz 26 可變設定 精度 模擬設定 設定分辨率 模擬設定 控 制 電壓頻率特性 用基本頻率可變設定 320440V 電矩提升 自動按照負載轉(zhuǎn)矩調(diào)整至最佳 手動設定 01200 編碼設定 啟動轉(zhuǎn)矩 150 以上 轉(zhuǎn)矩矢量控制 制 動 制動轉(zhuǎn)矩 100 以上 可選使用時 150 以上 用 DBR 時 直流制動 可設定制動開關(guān)開始頻率時間等 外殼防護等級 IP40 冷卻方式 自冷 質(zhì)量 kg 24 與安全系統(tǒng)的設計 ①檢測傳感器的選用 檢測系統(tǒng)是由安裝于門口上面的四個傳感器來實現(xiàn)的其主要功能是感知人的進出從 而發(fā)出開門信號紅外傳感器的選擇主要考慮檢測范圍和輸出形式及其特點 ADSA 型門傳感器是較好的選擇它的檢測范圍可調(diào)安裝高度在門的設計高度范圍內(nèi)其輸出形式為繼電器接點可以直接和控制器相連那么此檢測傳感器就可以選擇這個其性能參數(shù)見文獻 [16] ②安全系統(tǒng)設計 為防止三翼旋轉(zhuǎn)門在工作過程中因某些原因而發(fā)生傷人的事故出現(xiàn)那么就需要配置一定的安全系統(tǒng)主要采用以下方式紅外線防夾安全感應器防止門扇與曲壁柱之間夾傷行人當門扇曲壁立柱時感應器與接近開關(guān)信號同時生效門扇馬上停止防撞膠條安裝于入口右側(cè)門立柱上膠條內(nèi)裝有內(nèi)藏式感應器 如遇物體碰撞或受壓門扇馬上停止轉(zhuǎn)動防止夾傷行人膠條內(nèi)感應器恢復正常后轉(zhuǎn)門也隨之恢復正常運轉(zhuǎn)每扇門扉底邊裝有全開寬內(nèi)藏式感應器如碰到物體或受壓門扇馬上停止轉(zhuǎn)動防止門扇打倒行人膠條內(nèi)感應器恢復正常后轉(zhuǎn)門也隨之恢復正常運轉(zhuǎn)此外還采用了 4 只測量范圍為 的電感式接近開關(guān)接近開關(guān)用于防夾位置區(qū)域設定直流制動封門及鎖門定位紅外垂直防夾可選擇型號為 PS124DN 常開觸點PNP 輸出三線連接其性能參數(shù)見文獻 [16] 5 防碰撞傳感器的選用 防碰傳感器主要時為了防止人和門的速度不一致時旋轉(zhuǎn)門翼打到 行人而防撞傳感器則是為了防止人因不小心撞在門體的立柱上而引起旋轉(zhuǎn)門體旋轉(zhuǎn)過來撞傷行人其采用接觸式傳感器防夾安全帶是以向其施加垂直壓力致使觸帶內(nèi)的導電體互相接觸這導致電阻和電流改變變頻器報警輸出和延時自動復位功能 當變頻器過壓或過流時關(guān)閉輸出門停轉(zhuǎn)并報警 指示燈閃爍 延時 3s 自動復位 漏電保護 控制系統(tǒng)驅(qū)動控制原理 ①電氣控制系統(tǒng)接線方案 圖 51 控制系統(tǒng)接線圖 ②傳感器設置方案 紅外線被動式感應器安裝于旋轉(zhuǎn)門的進口和出口華蓋上每處各安裝兩個紅外傳感器感應行人進入門體門扇馬上以正常的速度旋轉(zhuǎn)紅外線防夾安全感應器防止門扇與曲壁柱之間夾傷行人當門扇接近曲壁立柱時感應器與接近開關(guān)信號同時生效門扇馬上停止防撞膠條安裝于入口右側(cè)門立柱上膠條內(nèi)裝有內(nèi)藏式感應器如遇物體碰撞或受壓門扇馬上停止轉(zhuǎn)動防止夾傷行人膠條內(nèi)感應器恢復正常以后轉(zhuǎn)門也隨之恢復正常運轉(zhuǎn)沒扇門扉底邊裝有全開內(nèi)藏式感應器如碰到物體或受壓門扇馬上停止轉(zhuǎn)動防止門扇打倒行人膠條內(nèi)感應器恢復正常后轉(zhuǎn)門也隨之運轉(zhuǎn)此外還采用了四只測量范圍為 5mm 的電感式接近開關(guān)接近開關(guān)用于防夾位置區(qū)域設定直流制動封門及鎖門定位 PLC 系統(tǒng)控制分析及地址分配設計 ①節(jié)點 分析及機型的選擇 通過對旋轉(zhuǎn)門控制要求的分析 PLC 控制輸入信號有 22個輸出接點共 8個按照預留 1520的接點數(shù)來計算輸入接點至少要 30個輸出接點至少要 10 個 本系統(tǒng)為個簡單控制系統(tǒng)按一般經(jīng)驗來估算同時由上段對 IO 接點的分析主要有開關(guān)量輸入字節(jié)數(shù) 30 15 450 開關(guān)量輸出字節(jié)數(shù) 10 8 80 系統(tǒng)推斷定時器計數(shù)器字節(jié)數(shù) 8 1 8 總計大約需要 538 個字節(jié)數(shù)容量加上預留 30 有 1K 的程序容量足夠了 由以上可得同時兼顧經(jīng)濟性原則 PLC 產(chǎn)品中 OMRON 系列可編程控制器是當今國內(nèi)外最新最具特色最具代表性的微型 PLC在此系列 PLC中設置了高數(shù)計數(shù)器對來自特定的輸入繼電器的高頻脈沖進行中斷處理擴大了 PLC 的應用領域本系統(tǒng)選擇了 COM1CPU11E 型 PLC 由 PLC 型號主回路電壓 AC100～ 240V 輸入端參數(shù)為電壓 DC24V 電流 57mA 繼電器輸出端電壓 AC150VDC30V 以內(nèi)故本系統(tǒng)選用直流輸出方式 表 53 PLC 性能參數(shù)表 性能指標 COM1CPU11E 程序存儲容量 32KB 數(shù)據(jù)存儲容量 1KB IO 電數(shù) 128 位 指令類型 117 種指令 基本指令執(zhí) 行時間 05us15us 擴展 IO 模塊數(shù)量 7 塊 記時記數(shù)區(qū) 512 記時器記數(shù)器 ②開關(guān)的選擇 本控制系統(tǒng)為 PLC控制各種開關(guān)的容量要求不高普通的開關(guān)足已主要考慮輸入?yún)?shù)要求對急停 STOPmiddlehigh 殘疾開關(guān)選擇普通按鈕開關(guān) LA 系 Middlhigh 殘疾開關(guān)為 LA2 急停開關(guān)為 LA2 紅色 STOP 關(guān)為 LA2A紅色十字型 ③電源的選擇 PLC 自帶的輸入口電源一般為直流 24V 輸入口每一點的電流定額一般為 7mA 這個電流是輸入口短接時產(chǎn)生的最大電流 端口本身純存在阻抗 當輸入口上接有一定阻抗的負載時其流過 的電流就要減少 PLC 輸入口信號傳遞所需的最小電流一般為 2mA 左右這樣就規(guī)定了輸入口接人的最大阻抗為了保障最小有效電流輸入口所接器件的總阻抗要小于 2021 歐從另一方面說輸入口機內(nèi)電源功率一般只有幾瓦當輸入口所接的傳感器所需功耗較大時需另配專用電源供電 ④熔斷器的選擇 為了保護電路短路保護需要有熔斷器 FU 選擇的依據(jù)是熔體的額定電流 IR 大于線路工作電流 II 2A 所以選擇 RL115 熔體額定電流等級為4 ⑤整流器的選擇 為降低電壓的波動對控制系統(tǒng)的不良影響選擇把交流變?yōu)榈蛪褐绷鞴╇娨虼诉x擇型號為 ZBA1024型整 流器它的輸入電壓為交流 220V輸出電壓為直流 0～ 24V 額定電流 10A ⑥輸出模塊的確定 輸出模塊的任務是將 PLC 內(nèi)部低電平的控制信號轉(zhuǎn)換為外部所需電平的輸出信號以驅(qū)動外部負載輸出模塊有三種輸出方式繼電器輸出雙向晶閘管輸出達林頓晶體管輸出這幾種輸出形式均有各自的特點用戶可根據(jù)系統(tǒng)的要求加以確定繼電器輸出價格便宜使用電壓范圍廣通電壓降小承受瞬時過電壓和過電流的能力較強且有隔離作用但繼電器有舢點壽命較短且響應速度較慢適用于動作不頻繁的交直流負載當驅(qū)動感性負載時最大操作頻率不得超過1Hz 雙向晶閘管輸出交流和達林頓晶 體管輸出直流都屬干無觸點開關(guān)輸出適用于通斷頻繁的感性負載感性負載在斷開瞬間會產(chǎn)生較高的反向電壓必須采取抑制措施另外這兩種形式的輸出均不具備明確的輸出開關(guān)斷點因此對于有此要求的使用場合會受到限制因此采用晶體管輸出輸出電流的選擇模塊的輸出電流必須大于負載電流的額定值如果負載電流較大輸出模塊不能直接驅(qū)動時應增加中間放大環(huán)節(jié)對于電容性負載熱敏電阻負載考慮到接通時右沖擊電流要留有足夠的裕量允許同時接通的輸出點數(shù)在選用輸出模塊時不但要看一個輸出點的驅(qū)動能力還要看整個輸出模塊的滿負載能力即輸出模塊同時接通點數(shù)的總電流值不得超過模塊規(guī)定的最大允許電流 ⑦輸入輸出口及端口的保護及分配 PLC 輸入口電壓定額一般為接有直流24V 有一些輸入口是不接電源輸出口的電壓定額常接工頻低壓交流電源和直流電源當輸入口端連接電感類設備時為了防止電路關(guān)斷時刻產(chǎn)生高電壓對輸入輸出口造成破壞應在感性元件兩端加接保護元件對于直流電源應并接續(xù)流二極管對于交流電路應并接阻容電路阻容電路中