周擂台——同步控制中主从变频器选型及参数设置(直线位移传感器方案)
在第7期变频周擂台,讨论了2台变频器的同步方案:变频擂台第7期——2个变频器怎么同步?http://www.gongkong.com/webpage/forum/201012/2010121019161400002-1.shtml
在第56期变频周擂台,讨论了2台变频器的同步方案:变频擂台第56期——同步控制中主从变频器选型及参数设置(行程开关方案)
http://www.gongkong.com/webpage/forum/201111/2011111400425000001-1.shtml
在本期擂台中,对这个应用方案进行更具体的分析:对采用1个直线位移传感器来实现同步控制的方案。具体要求如下所述:
1、生产工艺及控制条件:
这个工程案例是一条380米长的双驱动悬挂输送线,用于输送热水器内胆。该输送线途径1楼到4楼,采用了2个3.7kW的减速电机分别放置于2楼和4楼。两个驱动电机处均设置有600kG重力张紧机构,当配重块上升下降时,张紧会左右移动。
2、控制方案:
采用主从变频器控制方案。主变频器的调速为手动调速,从变频器跟随主变频器的速度并自动作出微调而保证两驱动的基本同步。从驱动处安装一个直线位移传感器(其他保护开关及设备不在此处讨论,下同),相当于一个滑动变阻器(阻值请自己选择,以便和变频器相对应)。
一个电位器同时给定给2台变频器或电位器给定主变频器而主变频器的输出给定从变频器,用作速度调节。1个直线位移传感器接到从变频器作为微调功能,用来控制从变频器的速度。
3、要求:
A、对变频器进行选型,列举出变频器的品牌、型号及规格。
B、当从驱动速度低于主驱动速度时及从驱动速度高于主驱动速度时,直线位移传感器的滑片往哪个方向移动,请自行分析并作出说明。
C、对两台变频器的参数进行设置,要达到同步控制的功能——链条不能被拉断。
D、可以不画电路图。但如果为了更详细的进行分析和阐述,当然更欢迎画出相关电路图。
4、针对以上要求,进行详细阐述。最好能有图片说明,如果能以某品牌举例说明更佳。列举得最全的、阐述得最详细的、原创最多的,作为一等奖。
变频擂台每周一期,本期擂台的最晚结贴时间为:2011年12月11日。
奖项设置:一等奖1名:50MP,二等奖5名:10MP,三等奖10名:30积分。
MP介绍:gongkongMP即工控币,是中国工控网的用户积分与回馈系统的一个网络虚拟计价单位,类似于大家熟悉的QB,1个MP=1元人民币。
MP有什么用?兑换服务:以1个MP=1元来置换中国工控网的相关服务。 兑换现金:非积分获得的MP可兑换等值现金(满100MP后、用户可通过用户管理后台申请兑换)。
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把第56期的抄过来,呵呵
以西门子变频器为例:
通过模拟量输入输出口(AI/AO)连接实现主从控制 6SE70书本型变频器的CUVC控制板上集成有可编程的两个回路的AI(模拟量输入口)和两个回路的AO(模拟量输出口),在主从应用中主传动的速度或转矩信号可以通过AO口转换成标准的4~20mA信号输出,而从传动则是通过AI口接收主传动发来的速度或转矩给定值,这样就可以实现经济实用的主从控制应用
在主传动中可以应用6SE70书本型变频器中的自由模块对D/A转换后的速度或转矩值进行运算之后再把结果当作从传动的给定值连接到P0640.1中,在从传动中若其是作为速度控制则把模拟输入口的A/D转换值K0011连接到速度给定连接量P0443.1中,若其是作为转矩控制则把K0011连接到转矩给定连接量P0486.1中,或者也可以应用自由模块先对K0011进行处理后再连接到相应的连接口,至于变频器的运行命令或连锁控制则可以通过变频器的数字量输入/输出接口来实现,从而完成简单实用的主从控制。控制特点:简单实用,不需要投入其他的硬件设备就可以实现两个变频器间的主从控制,模拟量的输出口分辨率为10bit+sign, 输入口分辨率为11bit+sign,响应时间为5mS左右,若是增加软件滤波时间则响应时间也会跟着增加,此方法对于速度较低、控制精度要求不是很高的主从控制来说相当方便实用,其主要的缺点是模拟信号较容易受电磁干扰,并且A/D和D/A转换器也会有零点漂移,在实际应用中要特别注意。
2、通过ProfiBUS通讯模块连接实现主从控制 6SE70书本型变频器的CUVC控制板上两个有用于扩展的插口,ProfiBUS通讯模块CBP可以直接插在上面使用,变频器通过CBP模块可以作为从站和PLC等主站进行数据交换,通过PLC完成两台变频器的主从控制
在该应用中主从传动的速度或转矩分配是由PLC来完成,PLC根据两个传动的控制特点把计算好的速度或转矩值周期性地发送给变频器,变频器根据接收到的控制命令和给定值进行高精度的速度或转矩控制。控制特点:ProfiBUS(Process Field Bus)是一个功能强大、开放、耐用的现场总线系统,数据的传送速率可达到12Mbit/S,6SE70变频器通过通讯方式可以进行32位的数据处理,通过PLC的控制两台变频器可以实现高精度的主从控制,为了提高控制精度和响应速度可以选用西门子的S7-300系列的PLC来控制,S7-300 PLC可以通过ProfiBUS通讯方式中的同步功能使两台变频器的运行命令和速度或转矩给定值实现同一时间接收,从而实现高精度和响应快的主从控制。该种控制方式要求为每台变频器配置一块ProfiBUS通讯模块,并且需要对PLC等上位机进行软件编程才能实现控制,所以特别适合在已经配置有ProfiBUS通讯网络的中大型传动中使用。
通过SIMOLINK通讯模块连接实现主从控制 SIMOLINK通讯接口可实现两个(或多个)传动设备之间的数据快速交换,其通讯板SLB板可以直接插在6SE70变频器的CUVC控制板的扩展槽上,然后通过光纤线来连接成闭合环形回路。在主从应用中可以把主传动的SLB板设置成主站,其余的设置成从站,主从传动的速度或转矩分配是由主站的变频器来完成;或者用一个带有SIMOLINK通讯接口的PLC等上位机作为主站,而变频器的SLB板设成从站,主从传动的速度或转矩分配则由PLC来完成
控制特点:SIMOLINK(Siemens Motion Link)是以光纤电缆位传输介质的通讯方式,其特点是响应速度快捷,抗干扰能力强,在每一个周期内依靠其精确的时间间隔和无偏差的同步功能使所连接的变频器在极快的数据传输中保持高性能的适时性和同步性,SIMOLINK有11Mbit/S的数据传输速率,可以传输32位的数据,总线循环周期为0.2~6.5Ms。在主从控制中通过SIMOLINK通讯方式可以使得两台电机的控制精度和响应速度方面都达到很高的性能。
西门子SIMOVERT MASTERDRIVERS系列变频器的强大功能使得它实现主从控制的方式有很多种,除了以上所列举的三种方法外,还有例如用同步板TSY实现的两台变频器的同步控制等方法都可以实现主从控制,在实际应用中工程人员可以根据两台(或多台)电机的负载耦合方式或控制精度要求的不同而选择不同的方式来实现主从控制,基于相同的控制原理,这条原则在其他变频器的主从控制中也同样适用。