橡膠截斷機中多臺變頻調(diào)速系統(tǒng)

摘要：在橡膠截斷控制系統(tǒng)中，有輸送系統(tǒng)、卷取系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)及冷卻和下壓系統(tǒng)，通過變頻調(diào)速器實現(xiàn)調(diào)速匹配。在傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中用PLC實現(xiàn)控制變頻調(diào)速器的啟動和停止極為方便，但是控制多臺變頻器的速度一致以及相互關(guān)聯(lián)則較為麻煩。本文介紹富士人機界面——POD實現(xiàn)多臺變頻器啟停及速度控制。
關(guān)鍵詞：變頻器、POD、速度同步、串行通訊

一、 前言

北京某橡塑機工程公司長期從事橡膠塑料拉伸截斷機械的制造，積累了豐富的經(jīng)驗。但是多臺變頻調(diào)速方面一直沿用傳統(tǒng)的方法，即一臺帶一臺的方式，用模擬量實現(xiàn)速度一致，選用同步卡成本太高。而一臺帶一臺方式造成精度下降，且調(diào)試困難。富士貿(mào)易（亞洲）有限公司作為富士電機一級代理商和系統(tǒng)集成商結(jié)合富士電機優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的特點，為隆達公司選配POD—G11的控制系統(tǒng)，無須PLC控制，同時實現(xiàn)全數(shù)字化通訊與給定，完成了精度高、調(diào)試方便，又有人機對話的豐富界面的調(diào)速系統(tǒng)，在橡膠行業(yè)受到廣泛關(guān)注與一致好評。
二、系統(tǒng)要求
本系統(tǒng)配置有8臺變頻器，分別為A系統(tǒng)、B系統(tǒng)和C系統(tǒng)三個部分。其中A系統(tǒng)有5臺變頻器，B系統(tǒng)有1臺變頻器，C系統(tǒng)有2臺變頻器。系統(tǒng)工作工藝有三部分，分別為全線、截斷和卷取三種狀態(tài)。每種工作狀態(tài)分為手動、自動、卷取。由于截斷與卷取工藝主要為單臺獨立控制，因此本文重點介紹多臺聯(lián)動的全線控制工藝。
1、 全線控制工藝
（1） 手動狀態(tài)：多臺變頻器頻率單獨控制單獨啟停；
（2） 自動狀態(tài)：A系統(tǒng)C系統(tǒng)同時啟動、停止，各臺變頻器速度一致，B系統(tǒng)速度與啟停單獨控制；
（3） 卷取狀態(tài)：A系統(tǒng)部分變頻有選擇地與C系統(tǒng)同時啟停，速度一致，B系統(tǒng)速度與啟停單獨控制。
2、 技術(shù)要求
要求在人機界面上同時顯示8臺變頻的啟停狀態(tài)、輸出頻率、電機轉(zhuǎn)速及變頻工作電流。顯示各臺變頻的故障狀態(tài)和相應(yīng)處理措施及變頻器累計運行時間。
三、 系統(tǒng)設(shè)計
針對系統(tǒng)要求多臺變頻同步及同時啟停的控制要求，用富士新一代人機界面實現(xiàn)系統(tǒng)集成，系統(tǒng)圖如下：

圖一 系統(tǒng)電氣圖
1、 硬件系統(tǒng)
該系統(tǒng)由8臺變頻器和一臺人機界面構(gòu)成?？刂凭€省去許多PLC的控制線，只需三芯屏蔽電纜即可實現(xiàn)全數(shù)字控制與顯示監(jiān)視。
1-1-1變頻器選型：
選用富士電機低噪聲、高性能、多功能恒轉(zhuǎn)矩G11系列變頻器。該變頻器可實現(xiàn)動態(tài)轉(zhuǎn)矩矢量控制，在0.5HZ低速情況下可輸出200%轉(zhuǎn)矩。此系統(tǒng)用FRN3.7G1S-4C(3.7KW) 3臺、5.5KW 1臺、2.2KW 4臺。
1-1-2人機界面選型：
選用富士電機新一代超薄型人機界面（POD）UG220H-SC4。該機為5.7寸STN16色，顯示點陣320*240色彩豐富；具有32位RISC CPU，通訊速度可達115200bps；可直接連接任意品牌PLC，還可以直接與計算機、單片機等通訊，自帶打印機接口，可以上掛以太網(wǎng)；開發(fā)軟件功能強大，可以隨意訂制，開關(guān)可任意放置；適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境，可靠性高；可以直接與富士G11、P11、E11、C11及6000V高壓變頻通訊，一臺POD可以連接多臺變頻；還可以直接與FUJI、RKC、OMRON、橫河等溫控表及MODBUS協(xié)議的設(shè)備通訊；可以在線編程調(diào)試，無須插拔，具有仿真功能，無須PLC即可調(diào)試程序；可以進行多重連接，一臺POD可帶多臺PLC，一臺PLC可帶多臺POD。
2、 軟件系統(tǒng)
該系統(tǒng)軟件由POD畫面系統(tǒng)、變頻器驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)成。由于人機界面內(nèi)部有功能強大的編程指令－－－－宏指令〈類似PLC編程語言〉，可完成一些PLC軟件的功能，同時與變頻器通訊是全數(shù)字給定，因此精度高、速度快。軟件系統(tǒng)框圖如下：

圖二 控制流程圖
四、 部分畫面

圖三 觸摸屏畫面

五、結(jié)論
該系統(tǒng)在制造上通過全數(shù)字通訊實現(xiàn)監(jiān)控，減少布線，在操作上只通過翻屏即可完成各種工藝控制。


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