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[高压变频器专题]基于SB70变频器的钢厂小车往返定位控制
来源: | 作者: | 发布时间: 2021-03-04 | 88 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:


  1背景
  
  某不锈钢管厂在生产中,需要运输物件的小车在8m的距离内按运行指令往返运动,要求系统具有较高的定位精度和可重复性。一般可以选择伺服控制系统或者采用高性能的具有高速计数功能的PLC+变频器实现小车位置控制,这样的系统复杂,成本偏高,而且PLC需要进行编程,维护也不方便。
  
  SB70变频器是森兰多年变频技术厚积薄发,集多种变频器之所长,在森兰高端产品技术平台上,精心设计的一款全系列多功能高性能变频器。森兰SB70变频器内置丰富的硬件接口资源,如编码器接口、多功能数字输入、输出端子,以及多种可编程功能模块,如可预置的正交高速计数器、比较器、算术单元、逻辑单元、定时器等,极大地方便了用户根据自身情况自由组合,进行二次开发,完全可以满足上述场合的要求。
  
  2系统方案设计
  
  根据物体运动的相关知识,运动的物体(包括加减速过程)走过的距离等于速度对时间的积分;对于方向不变的运动物体,距离等于速度曲线与时间轴所包围的面积。显然,如果知道物体开始减速时的速度和减速时间,可以算出减速过程中走过的距离;同理,也可得到物体从零速加速到目标速度所走的行程。
  
  本方案的设计就使用了上述原理。设计中,使用的编码器实现正交计数,即正向运行时,计数值增,反向运行时,计数值减;同时,编码器实现了速度闭环控制,提高了控制精度。
  
  小车的运行速度曲线图如下所示:
  
  小车在0m处接收到正向起动命令,开始加速,正交计数器开始增计数;在接近开关处,对计数器进行一次预置,消除累计误差,提高系统的可重复性;加速完毕后,小车以设定速度运行,当计数器计数值达到指定计数值(如90%的设定计数值)后,小车的目标速度改为较低的多段速(也称爬行速度);在小车爬行时,计数值继续增长,当大于比较器1的设定值(必须大于指定计数值,如95%的设定计数值)时,小车自动减速停机;停机后等待反转起动命令,计数值也就不再增长。这一过程中,可通过调节2个比较点或者爬行速度使小车停在要求的8m处。
  
  小车的反向运行过程,正好与正向运行相反,计数值在进行减计数,指定计数值到达和比较器1换成了比较器2和指定计数值2到达。
  
  从小车的运行过程描述看出,用户只要起动即可,停机则由系统自动实现;同时,为方便使用,增加点动功能。变频器的端子接线图如下所示:


  
  端子X2、X3、FWD、REV的实际功能被取消,其端子状态参与内部的逻辑运算,实现变频器的起停控制。内部逻辑图如下:
  
  由上图可知,正反转是互锁的。以正向转动为例,当正转运行端子FWD有效,反转运行端子REV无效,且当前计数值百分比小于95%时,才能起动电机正向运行,否则停机。而且只有在正转且指定计数值到达(约90%)时或者反转且计数值百分比小于10%时,电机才转向爬行阶段。
  
  3设置及调试提示

  
  采用PG矢量控制进行速度闭环控制,参数设置以及调试时须注意以下几点:
  
  1)矢量控制所要求的参数自整定、ASR参数的调整以及加减速时间等;
  
  2)计数器工作在正交计数模式,且确保电机正向运行时,计数值增长;
  
  3)设定计数值(100%对应的计数值)应比实际8m处的计数值稍大3%左右,留出足够的余量;
  
  4)计数器的预置值约等于小车从0m到预置接近开关的计数值;
  
  5)小车运行过程中的四个重要的转折点的设置,必须满足一定的大小关系;
  
  6)起动、停机频率设为0,取消过流失速和过压失速功能。
  
  4使用效果
  
  森兰SB70内置丰富的硬件接口资源和灵活的可编程单元,可针对这种特殊应用场合重新组合,使用方便,简化系统,减小复杂程度,降低劳动强度,提高生产效率,并节省成本。SB70变频器支持与出厂值不同的参数显示功能便于设置检查和维护调试;同时,支持参数拷贝,方便多条生产线的改造。使用效果表明森兰SB70变频器在控制精度、动态性能完全满足实际需要。