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概述多種電機(jī)轉(zhuǎn)速控制方法

 劉江

 ( 上海工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系)

 

 本文通過對這一搭配的分析,建立了基于PAC Systems RX3i的多種不同電機(jī)轉(zhuǎn)速控制的方法。

1  多種不同電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)基本組成

 本系統(tǒng)主要由PAC Systems RX3i、Quick Panel(GE公司的一種觸摸屏)、西門子變頻器MM440組成,如圖1所示。

2調(diào)速的主要思路

 變頻器MM440有模擬信號輸入功能,編程過程中將RX31的內(nèi)部AO(模擬量輸出模塊)值0~50轉(zhuǎn)換成0~10 V電壓信號,變頻器將這個(gè)電壓信號對應(yīng)為電機(jī)0轉(zhuǎn)速到額定轉(zhuǎn)速。AO通道線性轉(zhuǎn)換的設(shè)置如圖2所示。

  3  多種不同電機(jī)轉(zhuǎn)速控制實(shí)現(xiàn)方法

  3.1  分段調(diào)速

 控制柜上的每個(gè)操作按鈕(開關(guān))代表一種速度給定,在接通情況下將設(shè)定的速度信息從PAC內(nèi)部傳輸?shù)紸O端口,AO端口利用圖2的轉(zhuǎn)換功能,在其端口輸出0V--10 V的電壓信號。該調(diào)速方法能準(zhǔn)確達(dá)到系統(tǒng)所需要的轉(zhuǎn)速。分段調(diào)速的參考梯形圖如圖3所示。

 其實(shí)變頻器本身就可以實(shí)現(xiàn)分段調(diào)速,但是有些項(xiàng)目需要采集、監(jiān)視這些給定(輸入)信號以此來產(chǎn)生報(bào)警或者作為其他控制信號,在此情況下利用上述分段調(diào)速是一種很好的選擇。

3.2  觸摸屏調(diào)速

 分段調(diào)速只能實(shí)現(xiàn)已設(shè)定速度的幾種調(diào)速,對于速度分段較多的調(diào)速系統(tǒng),則需要通過增加按鈕的方式來實(shí)現(xiàn),這樣會降低系統(tǒng)的可靠性、增加系統(tǒng)接線的復(fù)雜性和資金投入,同時(shí)分段調(diào)速無法實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。

 GE公司的Quick Panel可以接收數(shù)字輸入,它將接收到的數(shù)字信息傳輸給PAC Systems RX3i,用戶只需在觸摸屏上輸入限定范圍內(nèi)(比如0~50)的任意數(shù)字,其效果相當(dāng)于分段調(diào)速中接通了某個(gè)開關(guān)。由于數(shù)字量的輸入是任意的,因此相對于分段調(diào)速而言,該方法能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)速的多樣性和速度的相對連續(xù)。觸摸屏數(shù)字輸入框設(shè)置如圖4上半部所示。當(dāng)觸摸屏程序和PAC程序下載完成后,在觸摸屏上輸入所需要的數(shù)據(jù),通過MOVE指令從PAC內(nèi)部直接傳輸?shù)紸O地址,同時(shí)具體的轉(zhuǎn)速值還可以顯示在觸摸屏上(如圖4的下半部分)。觸摸屏調(diào)速的參考梯形圖如圖5所示。

 分段調(diào)速和觸摸屏調(diào)速均屬于不平滑的轉(zhuǎn)速控制,因此在控制過程中應(yīng)考慮速度差的影響,尤其是對于大功率、高壓電機(jī)的啟?刂。

3.3AI-AO調(diào)速

 在某些項(xiàng)目中需要完全平滑調(diào)速,這時(shí)可以用PAC Systems RX3i平臺中的模擬量輸入模塊的模擬量信號采集功能來實(shí)現(xiàn)。本文以滑動變阻器為例,即由PAC的AI端子采集給定信號,將采集到的給定信號(0 Ω~4 000Ω 的阻值)轉(zhuǎn)換成PAC內(nèi)部的數(shù)字(0~50,此處定義的是頻率值,讀者完全可以轉(zhuǎn)換成自己理解的數(shù)值),經(jīng)過運(yùn)算后用AO輸出。AI通道線性轉(zhuǎn)換的設(shè)置如圖6所示。

 AI-AO調(diào)速方式是一種平滑調(diào)速,速度可以是Q到額定轉(zhuǎn)速的任意值。AI-AO調(diào)速的參考梯形圖如圖7所示。

 有的項(xiàng)目中PAC內(nèi)部的AI信號和AO信號含義不同,比如AI的含義是頻率、而AO的含義是轉(zhuǎn)速。遇到這種情況,編程者應(yīng)注意工程量和計(jì)算量的轉(zhuǎn)換。

 另外在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意通道和端口的組合應(yīng)用,例如在PAC Systems RX3i平臺AI模塊中,電流、電壓、電阻所用的每個(gè)采集點(diǎn)的通道和采集端口點(diǎn)不同,使用時(shí)尤其注意接線。

4結(jié)論

數(shù)字量轉(zhuǎn)速控制方式能夠大大提高轉(zhuǎn)速控制的精確性,讀者可以利用此方法實(shí)現(xiàn)其他類型的PAC與變頻器組合完成對電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制和調(diào)節(jié)。 本文利用PAC Systems RX3i、Quick PaneMM440、模擬信號采集(滑動變阻器)、輸出等設(shè)備實(shí)現(xiàn)了幾種電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制,同時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速亦可在Quick Panel上顯示,在PAC內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了對采集到的速度給定信號的判斷,使得整個(gè)系統(tǒng)可以真正做到無人工干預(yù)和調(diào)節(jié)的完全自動化。

 

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