利用PLC和变频器实现多电机速度同步控制

1、.用PLC和变频器实现多电机速度同步控制传统传动系统必须保证多个执行零部件之间的速度关系。这包括速度同步或速度比率保证，通常使用机械传动刚性连接装置完成。但是，如果多个执行元件之间的机械驱动很大，执行元件之间的距离很远，则可能需要考虑独立控制的非刚性连接驱动方式。以下以两个茄子范例为例，说明了如何使用PLC和频率转换器实现两个马达之间的速度同步，并保持速度之间的特定速度比率。一、利用PLC和变频器实现速度同步控制薄膜吹塑整形和印刷机的主要功能是使用挤压吹塑整形方法加工分子化合物塑料胶片，然后通过凹印机打印胶片。印刷工艺可以根据要求使用单面单色、单面多色、双面单色或双面多色等方法。必须控制挤压主

2、驱动电动机、薄膜拉伸牵引电动机、印刷电动机和成品绕组电动机等多种电动机的速度。马达之间的速度有一定的关系。例如，主马达的挤出速度由产量决定，但其速度也根据薄膜厚度确定。挤出速度和牵引速度之间有一定的关系。同时，多套印刷橡胶卷轴必须保证同步，印刷马达和牵引马达速度也必须同步。否则，会影响胶片的质量、打印效果和生产连续性。绕组电机的速度受打印速度的限制，相应地改变，使打印的胶片以一定的张力缠绕。在上述装置的驱动系统中，多套印刷橡胶卷轴的动机驱动可以利用刚性机械轴连接，整个印刷凝胶的驱动由一个马达驱动，例如保证它们之间的同步。印刷电机的速度必须保证与牵引电机的速度同步。否则，牙齿两个工序之间的胶片可

3、能太紧或太松，影响打印质量和生产的连续性。但是，印刷生与牵引装置的距离很远，无法采用机械刚性连接方法。为了控制牵引和打印之间的同步，牵引电动机和打印电动机分别使用变频器调节速度，然后使用PLC直接控制两种变频器。牵引电动机和印刷电动机使用频率控制，其控制框如图1所示。在牙齿闭环控制中，以牵引卷筒的速度为目标，打印电动机变频器调节打印卷筒的速度，跟踪牵引卷筒的速度。使用旋转编码器1和旋转编码器2分别收集上述两个电动机的脉冲信号(编码器位置见图3)，并将其发送到PLC的高速计数通信端口或CPU的IR00000至IR00003。以牙齿两个速度信号数据作为输入量，执行比例积分(PI)控制算法。计算结果

4、是作为输出信号传递给PLC以控制打印电动机的变频器的模拟模块。这样，通过跟踪牵引速度的变化，可以使两种速度保持同步。使用PI控制算法执行速度调整。程序设计框如图2所示。编码器收集的脉冲信号被转换为电动机的速度数据，在上限和下限处理后存储在DM区域中，用作运算的Y值。计算出的P值被发送到模拟输出通道，经过上下校准后，转换为频率转换器可接受的电流或电压信号，从而控制打印电动机的频率转换器。在两个设备之间添加一组浮动卷筒曹征设备，如图3所示，以使薄膜在牵引和打印两个工序之间保持一定的张力。上述浮动卷筒调节装置还用于减少电源系统波动等引起的外部不快。但是，波动引起的速度差异可能会随着时间的推移使两个浮

5、动卷轴上升太高或下降太低。设计PI控制算法时，考虑了这些扰动因素的影响，利用积分链路I控制累积误差，实现牵引卷筒和印刷卷筒的同时控制，同步精度高，保证了牙齿控制系统的稳定性。其次，使用PLC和变频器实现稳定的速度比控制。在聚丙烯(PP)辐射设备中，字典拉伸的纤维需要热拉伸。热拉伸在两个加热的卷轴和字典拉伸卷轴之间进行，每个卷轴分别由马达驱动。原来的电机速度调节是由直流电动机驱动的，用电位器调节。生产中经常发生速度波动现象，速度比不稳定，加工过程容易出现“纠缠”现象，成品纤维出现“毛纱”和“硬丝”，影响化纤成品的质量。纺纱时，字典拉伸速度要能根据PP原料、分子线性方向等工艺要求的变化轻松调节。确

6、定伸展率后，热伸展的速度要迅速进行眼神和变化。使用可编程控制器(PLC)和变频器进行控制，可以更好地稳定两个热拉伸卷轴和字典拉伸卷轴之间的速度比率。图4是PP纺丝机热拉伸的结构原理图。字典拉伸棒和两个热拉伸分别由3台马达驱动，热拉伸两个轮子的速度相同，化学纤维没有拉伸，具有稳定的纤维功能作用。热拉伸编辑和字典拉伸滚动之间存在一定的速度比，如果一个速度改变，则必须同时根据另一个速度比进行相应的更改。旋转编码器接收的脉冲信号将PLC的高速计数通信端口或CPU的IR00000至IR00003转换为速度数据，然后用作比例积分(PI)控制算法的输入参数。计算结果由PLC的模拟输出模块作为输出参数校准后，

7、形成了通过电流或电压控制每个电动机的速度调节器。控制算法将字典拉伸速度数据V1乘以特定速度比U(可以曹征速度比)，然后将热拉伸编辑的速度数据V2跟踪(V1u)更改应用到目标值。3、准词随着变频器技术的成熟和使用范围的扩大，可以使用可节目控制器(PLC)对其进行控制，以满足传输系统对速度控制灵活性、准确性和可靠性等方面的各种要求。以上两个茄子示例是在实际生产中使用PLC和变频器进行速度控制的示例，均更好地满足所需的同步或指定速度比控制要求。1引言现代化的工业生产设备有大量的数字量和模拟控制装置。例如电动机停机、螺线管阀门开关、产品数、温度、压力、流量设定和控制等，PLC技术是解决这些问题最有效、

8、最方便的，在产业控制领域得到广泛应用。下面讨论了PLC产业控制系统设计中的问题。2PLC系统设备选择PLC的主要目的是控制外部系统。牙齿系统可以是单个机器、集群或生产过程。PLC的不同型号具有不同的复盖范围。分析根据生产流程要求控制的对象的复杂性，计算I/o点数和I/o点类型(数字、模拟等)数，从而列出列表。正确估计内存容量，以确定可以腾出资源的型号(小型、中型和大型机器)。另外，综合市场情况，综合了PLC生产企业的产品和售后服务、技术支持、网络通信等，选择了价钱功能比较好的PLC模式。目前市场上有很多PLC产品，国外著名品牌是德国西门子；具有；日本的OMRON、MITSUBISHI、FUJI

9、、Panasonic；美国ge；韩国的LG等。国产品牌有研究、研究、合力诗等。近年来，PLC产品的价格大幅下降，性价比越来越高。PLC选择应从以下方面开始：2.1 PLC控制系统的大小确定根据工厂生产工艺过程和复杂性决定系统规模。可以分为大、中、三个茄子规模。小型PLC控制系统：独立或小型生产流程、控制流程主要前提条件、顺序控制、基于交换机、I/o点数小于128点。通常使用微PLC，例如SIEMENS S7-200等。中型PLC控制系统：生产过程是复杂的事故规则控制和闭环控制，I/O点数在128到512点之间。必须选择具有模拟卷控制、PID控制等功能的PLC(例如SIEMENS S7-300等

10、)。大型PLC控制系统：生产流程是大型流程控制、DCS系统和工厂自动化网络控制，I/o点数大于512点。应选择具有通信网络、智能控制、数据库、间歇性控制、函数运算的高级PLC(例如SIEMENS S7-400等)，并与产业现场总线结合，实现工厂产业网络的通信和控制。2.2确定PLC I/o点类型根据生产过程要求分析控制目标的复杂性，计算I/o点数和I/o点类型(数字、模拟等)数，从而列出列表。通过适当的内存容量估计，确定适当保留硬件和软件资源馀量且不消耗资源的模型(小型、中型和大型机器)。根据PLC输出的负载是直流型前例中的交流类型，根据高电流或小电流、PLC输出点动作的频率等，决定输出端使用

11、继电器输出、电晶体输出完整结还是灌嘴输出。根据负载选择不同的输出方法对系统的稳定运行至关重要。螺线管阀的开关、大电感负载、运行频率低的设备、PLC输出使用继电器输出或固态继电器输出。各种指示灯、变频器/数字直流调速器的启动/停止应使用电晶体输出。2.3 PLC编程决策(1)一般手持程序员编程。手持程序员只能使用业务规则语句表中的语句表(STL)进行编程。牙齿方法效率低，但适用于系统容量小、使用率低的产品，其优点是尺寸小、价格便宜、便于现场调试。这主要用于微PLC编程。(2)图形程序员编程。图形程序员使用阶梯图表(LAD)进行编程，方便直观，普通传记工作者可以在短时间内自由应用，但是程序员的价格

12、更高，主要用于微PLC和中级PLC。(3)电脑PLC封装编程。牙齿方法是效率最高的方法，但是大多数公司的PLC开发软件包成本高，现场调试不容易，主要用于中等和高级PLC系统的硬件配置和软件编程。3PLC控制系统设计PLC控制系统设计包括硬件设计和软件设计。3.1PLC控制系统硬件设计硬件设计是PLC控制系统的重要组成部分，与PLC控制系统运行的可靠性、安全性和可靠性有关。主要由输入和输出电路两部分组成。(1)PLC控制系统输入电路设计。PLC电源供应设备通常为AC85-240V，功率范围大，但为了防止不快，必须安装电源净化组件，如电源过滤器、1: 1隔离开关等。隔离变压器还可以使用双隔离技术，

13、即变压器的主、次线圈屏蔽层连接主传记中性点和接地，次线圈屏蔽层连接PLC输入电路的位置，减少高频脉冲。PLC输入电路电源供应器一般应使用DC 24V，负载时应注意容量，并采取预防短路的措施。这对系统电源安全和PLC安全至关重要。因为电源供应器的电线或短路均会影响PLC的操作。通常，电源供应器的容量是输入电路功率的两倍，PLC输入电路电源分支通过安装适当的保险丝防止短路。(2)PLC控制系统输出电路设计。根据生产工艺要求，应使用各种指示灯、变频器/数字直流调速器的启动停止，适用于高频动作，响应时间短的联接电晶体输出。如果PLC系统输出频率低于每分钟6次，则应首选继电器输出。采用牙齿方法，输出电路

14、设计简单，不愉快，负荷能力强。如果PLC输出具有螺线管等感性负载，则负载停电时，PLC输出中可能会发生浪涌电流冲击。为此，直流感性负载应该在他身边，继续流二极管。交流感性负载需要连接浪涌吸收电路，以便有效地保护PLC。如果PLC扫描频率低于10次/min，则可以同时使用继电器输出和PLC输出驱动中心继电器或固态继电器(SSR)来驱动负载。对于这两个茄子重要的输出量，建议在PLC外部以及PLC内部使用硬件互锁，以增强PLC系统运行的安全性和可靠性。对于典型的AC220V交流开关类负载(例如交流接触器、螺线管阀等)，应避免通过DC24V小型中央继电器直接驱动PLC的DO触点。PLC手册中规定了AC

15、220V交流开关类负载驱动功能。(3)PLC控制系统抗干扰设计。随着产业自动化技术日新月异的发展，晶闸管控制整流和变速调速装置的应用越来越广泛，给交流电网的污染和控制系统带来了很多不快问题。防止扰动是PLC控制系统设计中必须考虑的问题。(约翰f肯尼迪，美国电视电视剧，行业名言)通常使用以下方法：隔离：由于电网高频扰动股在原始辅助绕组之间的分布容量耦合，建议使用1: 1秒隔离变压器，并通过电容器接地中性点。屏蔽：通常用金属外壳屏蔽将PLC系统嵌入金属机柜。金属机柜能稳定接地，起到卓越的静电、磁场屏蔽作用，防止空间辐射干扰。接线：铁电线，弱电信号线分离，必须有一定的间隔。模拟信号传输线使用双绞线屏

16、蔽电缆。3.2PLC控制系统软件设计在硬件设计过程中，您可以开始使用软件设计。软件设计的主要任务是根据控制要求将流程图转换为梯形图。这是PLC应用程序中最重要的问题，节目编写是软件设计的具体表现。在控制工程的应用中，突出的软件设计思想是关键，优秀的软件设计使工程技术人员易于理解掌握、调试系统和日常系统维护。(1)PLC控制系统编程思想。由于生产过程控制要求的复杂性不同，程序可以根据结构情况分为基本程序和模块化程序。基本节目：可以将简单的生产流程作为独立程序来控制，也可以在组合模块结构中作为单元程序使用。根据电脑程序的设计思想，基本程序的结构只有三种：顺序结构、前提分支协商循环结构。模块化节目：

17、将整个受控程序划分为多个具有明确子任务的节目模块，以便单独编写和调试，最后将它们合并为完成整个任务的完整程序。牙齿方法称为模块化编程。建议经常使用这些编程思想，因为每个模块都很容易相对独立、简化互连关系、调试和修改节目。特别是用于复杂控制要求的生产过程。(2)PLC控制系统编程结束。PLC控制系统I/O分配，生产线前面到后面，根据I/O点数从小到大；为了便于维护，请尽可能集中寻址系统、设备或部件的I/O信号。计时器、计数器必须统一编号，渡边杏重复使用相同的号码，并保证PLC操作的可靠性。程序中常用的内部继电器或中心标志位(不是I/o位)也必须统一编号和分配。寻址完成后，必须列出I/o分配表和内

18、部中继或中心标志位分配表。与徐璐相关的输出设备(例如电动机的正/逆等)的输出地址必须连续排列，例如Q2.0/Q2.1等。(3)PLC控制系统编程技术。PLC程序设计的原则是思维规律关系简洁，程序输入容易，占用内存少，减少扫描时间。这是PLC编程应遵循的原则。下面介绍一些茄子技巧。PLC各种触点可以多次重复使用，而无需复杂的程序。同一继电器线圈在同一程序中称为双线圈输出两次，双线圈输出容易出错，程序应尽量避免重复使用线圈。如果需要双线圈输出，则可以使用位置和重置操作(在S7-300中为SQ4.0或RQ4.0)。要使PLC多输出为固定值1 (NC)，可以使用文字传输命令(例如Q2.0、Q2.3、Q2.5、Q2.7)，如果全部为1，则可以