6GK7243-1GX00-0XE0售后无忧

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一、前言：

　　悬挂链输送线是根据用户合理的工艺线路，以理想的速度实现车间内部、车间与车间之间连续输送物品达到自动化、半自动化流水线作业的理想设备。可在三维空间作任意布置，能起到空中储存作用，节省地面使用场地，悬挂输送链以其输送距离远,运行速度范围大和转弯、爬越、布置灵活等优点而广泛应用于喷涂、烘干、表面清洗、电镀、装配和产品传输转运等领域.

　　链条是输送机链的牵引部件，普通悬挂输送链有两种型式的链条，即模锻可拆链和冲压可拆链，以上两种形式链条除了作直线运动外，均能在水平方向、垂直方向任意回转, 相比之下, 模锻可拆链的吊挂能力较大。在输送链较长，并且重载和爬越高度大、转弯多等情况下,一般都分成几个部分，由二台或三台或者更多电机分别驱动。

　　在输送链分成几个部分时，在每一部分都有1对张紧伸缩节（正常时约7至10厘米长），如这一部分的链条的速度小于其它部分的速度，张紧伸缩节的距离会被压缩，如距离被压缩完后链条会在某一点发生堆积产生冗余进而造成输送链停车，反之，如这一部分的链条的速度大于其它部分的速度，它的距离会增大，如超过一定程度甚至链条会被拉断。因此，要保证输送链能正常工作，每一部分输送链的移动速度必须相同,也就是同步,否则各个电机在所承担的负荷畸轻畸重情况下速度差异很大,设备无法正常运行。

　　前不久,我们承接了这样一条输送链（模锻可拆链）驱动的设计制作,在这里谈一下PLC、变频器及POD触摸屏在悬挂输送链电机同步控制中的应用。

二、任务要求:

　　1.输送链长度560米,高运行速度6米/分.工作时间一星期七天,每天16小时, 工作环境温度0-40度。大吊挂重量100千克/80厘米, 整线大吊挂重量70吨。

　　2.输送链整线分成3个部分,由三台功率为3KW的电机分别驱动,要求3个部分的输送链要同步运行。

三、同步控制方案与论证

　　（一）方案

　　1.简单的把要控制的三个电机的功率加起来乘一个1.2到1.5之间的系数，以此数值选一变频器，用这一台变频器直接驱动三台电机。

　　2.用市面有售的同步控制器，用同步控制器发速度指令给三台变频器，每台变频器驱动一台电机。

　　3.用三台变频器，在一号电机上加PG卡及编码器（增量式A、B相，PC、12/15v 1024p/r），

　　以1#电机为主电机，2#、3#电机以1#电机速度为基准;方向指令同时加到三台变频器。1#电机矢量控制方式闭环运行，2#电机、3#电机开环v/f控制加转差补偿。

　　4. 用三台变频器，在每个电机上加PG卡及编码器（规格同上），1#电机为主电机，2#、3#电机以1#电机速度、转矩为基准;方向指令同时加到三台变频器。1#电机以速度控制方式闭环运行，2#电机、3#电机以转矩控制方式闭环运行。

　　5.用PLC控制，控制转速的指令由PLC的DA转换模块以直流0-10V形式向驱动电机的变频器发出，在每一个电机用编码器或测速齿轮加接近开关测量其实际转速并反馈给PLC，以电机实际转速为基准， PLC根据测量到的2#电机、3#电机的实际转速经运算处理后向控制2#电机和3#电机的变频器发出修正指令，保证3台电机实际转速趋于一致。

　　（二）分析：

　　在实际运行中输送链负载的变化是很大的，首先， 因为在输送链中存在转弯、高度升降，即使在输送链在空载时三个电机的负载也不是完全相等的，在生产过程中变化更大，尤其是在开始生产也就是向空线吊挂工件时（此时1#电机负载大于2#电机、而2#电机负载大于3#电机）以及生产结束开始也就是向输送链不挂只卸工件时（此时3#电机负载大于2#电机、而2#电机负载大于1#电机）及在换品种（新工件与老工件重量有差异）也会发生以上的情况。

　　（三）论证

　　种方法和第二种方法均是开环控制。种方法只适用于各电机负载相同和同步要求不太高的场合，第二种方法实际上只是把同一个速度给定信号简单复制几份或者按比例复制几份加到相应变频器上，它只适用于各电机负载相同或各电机负载不相同但负载不变而且同步要求不太高的场合。

　　第三种方法是半闭环控制，控制精度好于前两种，但也只适用于各电机负载相同或各电机负载不相同但负载不变而且同步要求不太高的场合。

　　第四种控制方式和第五种控制方式均是闭环控制，都能满足控制要求。比较起来，第四种控制方式以控制转矩为主，追求各电机转矩及速度同步，同步精度高一些，但配置价格较高;第五种控制方式以控制各电机速度为主，同步精度稍差一些，但配置价格较经济，因此，我们在经反复比较和考虑后决定采用第五种控制方式。

　　由于560米长的悬挂输送链是由1000多节40厘米长的链条联接而成，在吊挂工件后链条会有一些伸长,在悬挂输送链有两段温度高达摄氏150度以上,还有几段凉水喷淋或强迫风冷的地方,温度因数也会造成链条伸长或收缩,由于链条节数较多,即使每节微小长度的变化累积起来也会使三台实际转速同步的电机驱动的三部分链条的移动速度不相同。为此，必须对同步控制作一些修正，我们在每一个张紧伸缩节处安装了四个接近（限位）开关（稍快,很快, 稍慢,很慢），PLC根据每一个张紧伸缩节处的开关接通状况发出相应的修正指令

　　严格地说三电机同步实际上也不是完全同步，只是三电机趋向同步，是一个差异调整再差异再调整的过程。

四、硬件配置：

　　1. 变频器选择：考虑到台达M系列变频器具有较好的性能价格比，对环境适应能力强，可靠性较高，并且也考虑变频器长期运行，其功率应留有一定的余量，决定采用台达VFD037M43B，其输入电压为三相380V，输出功率为3.7千瓦。

　　2. PLC选择：为了实时监测和控制三台电机的转速，PLC必须有三路高速计数输入（同时占用3个输入点）和模拟量输出，“自动运行”、“停止” 占用2个输入点，三段输送链张紧伸缩节位置指示占用15个输入点， 三台变频器报警要占用3个输入点，三台变频器使能控制及报警输出要占用5个输出点，因此PLC必须具有3点或3点以上的高速计数输入通道，具有23个以上的输入点和五个输出点，台达EH系列PLC具有较高的性能价格比,它采用 CPU+ASIC（高速运算处理晶片）双处理器，分工运算处理技术，基本指令速度可达0.24微秒，有四组计数频率可达200Khz的高速计数器，可带8 个扩展模块，功能强，能满足要求， 后采用的是台达EH系列PLC的 DVP20EH00R+DVP08H11N+ DVP08H11N+DVP04DA-H，其输入点为28点，输出点为8点，有四路模拟量输出。输入和输出点的地址分配见下表。

表1 地址分配表

　　1 POD采用台达的DOP-A57CSTD（屏幕为5.7吋），用于设定电机转速，显示三台电机的实际转速及张紧伸缩节的状况。

　　2 由于在电机及减速机是订购的成品，在电机轴上安装编码器时同轴度很难达到规定要求，不得已，选用测速齿轮加接近开关这种测速方式，经测算测速齿轮齿数为60齿接近开关的大应答频率应大于1.5Khz，我们采用了OMRON的E2E系列的接近开关，其大应答频率为2Khz，可以满足使用要求。

　　控制系统原理图见 图1 控制系统原理图

图1 控制系统原理图

　　控制系统流程图见 图2 控制系统流程图。

五、系统实现的功能

　　当把“自动运行”按钮按下时，三个电机同时启动，输送链开始移动，为了减少冲击力，电机缓慢起动后，先在低速运行3秒，然后加速至设定速度运行。在运行过程中，开始时，PLC的模拟量输出单元给每个控制电机的变频器的速度指令是相同的，之后，PLC每0.5秒对三个电机采集一次实际转速数据，以台为基准对其他两台电机转速进行比较，算出差额，经CPU处理后，再向控制第二台和第三台电机的变频器发出修正后的速度指令，使其的速度与台的速度趋于一致。

　　PLC在某一部分的“稍快”开关接通时,即将相应的电机的转速以设定转速为基准增加3%,如果这个信号未消失,那么以后每0.5秒将相应的电机转速增加1%;PLC在某一部分的“很快”开关接通时，即将相应的电机转速以设定转速为基准增加9%，如果这个信号未消失,那么以后每0.5秒将相应的电机转速增加3%，直至信号消失。反之，PLC在某一部分的“稍慢”开关接通时,即将相应的电机转速以设定转速为基准减少3%,如果这个信号未消失,那么以后每 0.5秒将相应的电机转速减少1%;PLC在某一部分的“很慢”开关接通时，即将相应的电机转速以设定转速为基准减少9%，如果这个信号未消失,那么以后每0.5秒将相应的电机转速减少3%，直至信号消失。

　　悬挂输送链的几个部分速度不同步或由于机械原因造成链条滑轮卡死会造成张紧伸缩节处拉伸或压缩过度，从而引起机械故障，为此，我们在每一个张紧伸缩节处安装了一个极限位开关，它可在张紧伸缩节处拉伸或压缩达到一定程度时停止整线的运行，另外，如果三台变频器的一台报警，整线的运行也将停止，这样可有效地避免引起机械故障。

　　输送链在非正常情况下（指输送链只有半条线挂工件时）停车,此时由于严重受力不均，有的部分链条会被拉伸,有的则被压缩, 使张紧伸缩节处于报警状态，笔者见过的同类型的悬挂输送链碰到此类情况是靠人工干预后才能重新起动。我在程序中编了一个子程序，首先识别报警是否在运行中发生，如是，则需在人工干预查出故障后才能重新起动，如不是，则PLC根据得到张紧伸缩节处的状况指示，先调整各个电机的启动次序和转速，消除报警，再转入正常运行，这样一来既保证了设备的安全运行，又避免了设备无故停产。

　　在触摸屏上可设定电机的转速（只有特定人员可进行此操作），如不重新设定,每次开机时执行上次已设定的转速。在触摸屏上可显示每个电机的实际转速，显示每一个张紧伸缩节处的状况（正常，稍快,很快, 稍慢,很慢），显示报警状况并提示检修部位。

六、结语:

　　台达PLC及变频器和触摸屏在悬挂输送链电机同步控制的应用使涂装生产线高效、持久、平稳、可靠地运转，产生了良好的经济效益，受到了广泛的好评。

一、引言

工控产品在大型自动化控制系统中的应用向来讲究的是功能强大、性能稳定、故障率低。而作为主控设备和上位机的PLC和HMI在其中更是起着举足轻重的作用，分担着整个控制系统中大部分的执行和监控任务。在电力监控系统中，主控设备须根据系统中的电压、电流、频率等信号值对整个电力系统中执行机构的动作进行准确控制、并由上位机对这些信号数据进行实时监控。

二、系统构架：

1， 整个监控系统分成两个监控柜:A柜和B柜，具体的电控配置如下表

2， 监控系统工作原理示意图

三、控制系统说明：

1. 如图1所示，在A屏和B屏上，PLC通过DI和AI模块读取众多故障报警信号（开关量）和铁路系统中的电流、电压或频率信号（模拟量A/D转换）。例如下表

告警信号：

电力参数信号：

2. HMI通过COM1和COM2两个RS232端口分别监控A柜和B柜上的PLC，对系统中的电力信号进行实时的监控，同时根据开关量信号输入、利用宏指令实现对系统运行状况的各类告警提示,并记录历史告警信息。如下图:

3. 电力系统现场监控与操作是通过HMI来实现的，但同时系统中的这一系列参数也都必须传输到PC机上，实现数据采集、分类统计和显示的功能。PC机端的数据采集软件已经由用户开发好，无法更改，如下图.

4. 该软件的数据采集原则为“只收不发”，且仅接收符合一定协议的数据（参数格式必须为浮点数，以ASCII码格式传输），其他格式的数据均无法采集和显示。例如：

5. 这样，在PLC这端就必须满足几点：浮点数、ASCII数据转换、数据只发不收。同时根据数据采集软件的数据格式定义，A柜和B柜中的参数必须进行一定规则的组合分类；将重组后的数据发送到PC上，才算有效。否则要么造成PC端软件采集不到正确数据，无法正常显示；要么PLC端程序出现通讯错误。

6. 根据上述的特点，决定采取以下方式进行数据采集：

如图1所示，A柜PLC先通过RS485端口以MODBUS协议通讯方式读取B柜PLC内的相关参数。

在A柜PLC中，将A柜和B柜中的相关电力参数转换为浮点数并进行重新组合。

浮点数转换：

高低字节交换：

将组合整理后的数据转换城ASCII码格式，并根据采集软件所支持的协议格式加上“头码”、“命令字”、“校验和”、“尾码”等。

如图1所示，A柜PLC通过RS485端口，使用RS指令将数据发送给PC，同时将接收数据长度设为0，实现数据“只发不收”；由于数据长度非常长，而RS指令一次多只能发送255字节；故需要分多次RS指令进行发送。

后如图2所示，只要PC端接收的数据符合自身的协议格式，数据采集软件就会自动在空白区域显示出所接收到的数据，并在如“系统输入模拟量数据”、“告警状态”等数据区块显示出相应电力参数值。

7. PLC中不断重复上述数据采集动作，就可以在PC机上实时显示系统当前的电力参数了。达到电力系统参数及时监控和收集的效果。

四、小结

该系统经过数周的调试和完善后得到客户的满意验收。总的来说，该系统数据量大，HMI上的监控页面达到80多页；为了保证HMI于PLC的通讯速度，一般单页面上放的监控装置不宜太多。大的难点在于将电力参数由PLC发给PC端采集软件；由于数据量大，且协议格式复杂，所以在PLC程序中必须仔细编写协议数据并严格安排每笔通讯数据的时序关系，防止数据错位或混乱。