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采用西门子S7400系列PLC与变频器解决分散驱动电机

1、媒介

当车辆驱动电机采纳分散驱动时, 受电机转速不合步的影响, 可导致车体运行不和谐, 进而使电机转速偏离正常值, 严重时会造成设备毁坏。是以,办理车辆驱动电机在分散驱动时孕育发生的电机转速不合步问题具有现实意义。

本文先容一种使用 plc办理车辆分散驱动时电机速率同步的先辈实用的节制措施。

2、问题的提出

今朝, 车辆的运行设备一样平常采纳集中驱动( 见图1) 和分散驱动( 见图2) 两种要领。集中驱动变频器与电机的关系是“一拖多”; 分散驱动时两者的关系是“一拖一”。

“ 一拖多”的优点是节制简单, 操作掩护方便,但采纳集中驱动部署, 要求车体具备较大年夜的空间。当车辆负载很大年夜或者车体空间受到限定的时刻, 平日采纳“一拖一”的分散驱动要领, 由于其布局紧凑,结构简单。但一拖一对变频器和电机有较高的要求, 分外是同步问题难以办理。假如电机转速不同等, 会呈现变频器相对逆向做功, 输出电流过大年夜导致跳闸, 影响车辆的事情效率和电气设备的应用寿命。假如转速误差过大年夜, 则导致车体变形, 影相应用。

3、 办理措施

采纳PLC与变频器节制措施, 实现多个分散驱动电机同步运行。PLC 采纳西门子S7400系列, 图3为收集拓扑图。

为实现两台牵引电机的速率同步, 采纳两台变频电机牵引, 并分手采纳变频器调速进行矢量闭环节制, 用PLC直接节制两台变频器。在节制中, PLC与变频器之间采纳Profibus 联接, 包管输出旌旗灯号源的同步性。以牵引电机1 的速率为目标速率, 由牵引电机2 的变频器来调节其速率以跟踪牵引电机1的速率。将两台增量式扭转编码器与电机同轴联接, 使编码器1 和编码器2 分手采集两台电机的速率脉冲旌旗灯号, 并将该旌旗灯号送到PLC 的高速计数模块中。PLC 以这两个速率旌旗灯号数据作为输入节制量,进行比例积分节制运算( PID) , 运算结果作为输出旌旗灯号送至PLC 的模拟量模块, 以节制牵引电机2 的变频器。这样, 就可以包管牵引电机2 的速率跟踪并跟着牵引电机1 速率的变更而发生变更。使两个速率维持同步。

取自编码器采集的脉冲旌旗灯号, 经高速计数模块FM350- 1 进入PLC, 转换成电机速率数据。将两个电机编码器的旌旗灯号相对照, 经由过程PID 调节模块, 调剂电机转速差值, 给定电机2 的转速值MW1000。

MW1000 必要转化成变频器能吸收的旌旗灯号。因为PLC的对应4~20mA 值为0~27648, 变频器接管范围值为0~8192, 以是MW1000/27648×8192 送到模拟量输出通道, 换算成变频器能吸收的电流旌旗灯号, 以节制牵引电机2 的变频器, PID 算法是工业节制中最常用的一种数学算法, 其基础算式如下:

Pou (t t) =Kp×(et) +Ki×Σ(et) +Kd×[ (et) - (et- 1) ]

式中:Kp—比例调节系数。是按比例反应系统的误差,系统一旦呈现误差, 比例调节急速孕育发生调节感化, 以削减偏差。

Ki —积分调节系数。使系统打消稳态偏差, 前进无差度。积分感化的强弱取决于积分光阴,常数Ti 越小, 积分感化就越强。Kd—微分调节系数。微分感化反应系统误差旌旗灯号的变更率, 具有预见性, 能预见误差变更的趋势, 是以能孕育发生超前的节制感化, 在误差还没有形成之前, 已被微分调节感化打消。为了削减电源系统颠簸等身分引起的外来滋扰,在体例节制算法时, 必须斟酌使用积分环节, 即采纳一段光阴内继续稳定的输入旌旗灯号而不是某一瞬时价的输入旌旗灯号进行PID 运算, 以打消累积偏差, 使转数在必然的范围内可调。这样, 牵引电机1 和牵引电机2 就能很好地进行同步节制且同步精度较高, 从而确保了运行机构的稳定性。

4 、节制结果

使用 STEP7 体例PLC 上位机监控法度榜样,Wincc采集速率值并绘制曲线。数据提取的光阴距离为15ms。实际上牵引电机1 和牵引电机2 速率是相同的, 但为了反应牵引电机2 的跟踪和颠簸环境, 在此特地将其分开, 上面是牵引电机1 的速率曲线, 下面是牵引电机2 的速率曲线(见图4) 。牵引电机1 的速率发生变更时, 牵引电机2 就能及时地相应, 进行跟踪, 并且能很快地达到稳定。实验注解, 采纳PLC 和变频器的节制措施, 能达到较高的同步要求, 相应快、速率颠簸幅度较小。

5、 停止语

该节制措施已在各类炉下车辆中利用。实际利用中, 走行同步起动效果显着, 车辆运行平稳。实践证实, 采纳PLC 办理车辆分散驱动时电机速率同步的节制措施利用效果较好, 是一种抱负的调速节制措施, 满意了临盆工艺要求, 削减了设备的维修掩护用度, 包管了车辆发挥正常的临盆效率, 经济效益显明。跟着PLC 与变频器节制措施的广泛利用, 必将更好地前进传动系统对《a

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