概述多種電機(jī)轉(zhuǎn)速控制方法
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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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