变频交流辅助传动系统

变频交流辅助传动系统（精选7篇）

变频交流辅助传动系统 篇1

轧机的传动即主传动, 其他轧钢设备的驱动系辅传动, 由于轧制产品和工艺不同而相异, 例如:棒材轧机, 主传动主要包括粗轧机、中轧机和精轧机, 辅传动包括推钢机、拉钢机、飞剪、辊道等;线材轧机, 其主传动有粗轧机、中轧机、预精轧机和精轧机, 辅传动主要有推钢机、拉钢机、飞剪、夹送辊、吐丝机和辊道等。

1 系统方案

主传动电动机的容量较大, 在300~10000k W之间, 而辅传动电动机容量在300k W以下。因此, 辅传动的变频调速系统一般选择交直交形式的变频系统, 而且通常选用商品的通用变频器组成系统。主要有以下几种方案: (1) 四象限单传动装置。此变频器自带整流回馈单元, 其优点是配置灵活, 性能较好, 能量能回馈电网, 主要缺点是体积较大、价格较高。主要用于独立机组单台电动机且要求频繁正反转的负荷。 (2) 单象限单传动加制动单元和制动电阻。这种变频器使用较多, 主要优点是技术要求低, 电路增减灵活, 价格较低, 主要缺点是制动电阻和制动单元需另占较大布置空间, 动态性能略差, 制动能量消耗在电阻上, 此方案主要用于设备较分散、各设备动作的关联性不高、较分散的生产线上。 (3) 多传动方案, 即公共直流母线方案。公共直流母线的供电采用一个公共整流单元, 各电动机电路选择逆变器接在直流母线上。公共直流母线多传动系统优点是节能、动态性能好和不需外置制动电阻和制动单元, 因此, 成套电器柜的数量少、体积较小, 主要缺点是多传动系统比单传动系统技术复杂, 价格也高。这种方案适合设备动作关联程度较高、集中密集型的生产线。

由于辅传动一般涉及多台电动机, 因此, 常用多传动方案, 而多传动系统供电单元一般有以下几种配置方案:一是二极管整流供电单元;二是晶闸管供电单元;三是1GBT供电单元。

因其辅传动数量多, 例如某钢铁厂5m宽厚板轧机生产线调速电动机共2428台, 总装机容量61860k W, 采用330套变频器, 34种容量类型, 为取得满足工艺要求的性能。并降低成本的选择非常重要。

2 实例分析——轧钢工作辊道变频调速系统

轧钢工作辊道是轧线常用的辅传动, 下面以某钢厂新轧钢连铸连轧生产线950粗轧可逆式轧机的前、后工作辊道调速系统为例进行分析。

2.1 系统配置

某钢厂新轧钢连铸连轧生产线950粗轧机为可逆式轧机, 钢坯往返输送由前、后工作辊道负责。前部为25个辊道, 前端5个辊为延伸辊道, 机前20个辊道和机后20个辊道为工作辊道。工作辊道动作频繁, 起动、制动速度较快, 要求控制装置运行可靠性强。工作辊道操作系统采用无触点给定实现无级调速, 工作辊道的全部45个辊道, 用3个控制器进行控制。系统结构如图1所示。

变频器采用的SIMOVERT Master Driver 6SE70系列逆变器及共用直流母线供诙系列变频器DC-AC型, 主要控制方式有:一般频率控制、矢量控制和伺服控制于辊道电动机频繁起动、制动的特点, 选用矢量控制方式。它具有磁通定向控制功能电方式, 动态品质在一定的范围内达到了直流电动机的标准。在1:10的调速范围内不需要速度实际值的反馈, 并且与电动机的温升无关, 能实现高精度的速度和转矩控制, 完全可以满足生产工艺的要求。

工作辊道的传动方式为1台电动机拖动1个辊道。本系统中有2台逆变频分别拖动10个辊道, 1台逆变器拖动5个辊道, 其余20个辊道为1台逆变器拖动1个辊道。为实现良好的起动、制动的效果, 并从系统的经济性考虑, 按电动机容量的1.4-1.5倍选取逆变器的容量。

在电动机减速时, 电动机的动能转化为电能, 回馈到逆变器。若减速时间较短, 制动能量却很大, 可能造成逆变器的直流母线过电压, 不但影响电动机的制动效果, 还可能造成系统故障而影响生产。为满足制动要求, 在选用外加制动单元及外接制动电阻时, 制动能量通常根据电动机容量的1/3选取。同时, 针对多台逆变器中有的处于制动状态、有的处于电动状态, 电动状态的逆变器会吸收回馈到直流母线上的多余能量, 所以, 选取170k W的制动单元, 约为总电动机容量的26%, 以满足制动要求。针对制动单元的特点选取外接制动电阻为2.35Ω, 最大容量1.5×170k W。工作辊道在运行中频繁起动、制动, 在回馈到母线上的制动能量使母线电压升高到设定值时, 制动单元马上自动投入运行, 把多余能量消耗到外接电阻上, 使回馈的电能转化为热能, 使母线上太高的电压降低。

2.2 系统控制要求

SIMOVER Driver Vector Control矢量控制逆变器共有七种控制操作与监测方式, 为提高工作辊道变频系统的动态品质, 控制系统应用了自整角机控制器和相敏桥, 实现模拟量给定方式, 以实现无级调速给定功能, 取代以太网网上给定的控制方式。它利用逆变器的一个模拟量输入通道作为调速指令, 实施对工作辊道的速度控制;逆变器的两个模拟量输出通道用于显示辊道电动机的转速值和电流值。外围联锁控制电路, 应用PLC进行逻辑控制, 通过PLC的数字量输入、输出控制逆变器的预充电电路以及合闸、准备、就绪、使能、运行、故障等状态。

参考文献

[1]李长江.Ф340mm无缝钢管机组单辊传动定径机电气传动系统[J].冶金自动化, 2006.

[2]李波.公共直流母线系统在钢管生产线上的应用[J].湖南冶金, 2006.

电机牵引交流变频调速系统研究 篇2

大功率综合机械化采煤技术的发展和高产高效矿井建设的需要, 使得采煤机电牵引迅速发展。目前国内外采煤机电牵引系统按调速方式可以分为4种:直流电机调速、异步电机变频调速、电磁调速和开关磁阻电机调速[1]。 直流电机调速系统体积大、结构复杂, 发热不易散发, 摩擦的碳粉难以排出, 造成寿命短、可靠性低、维修困难;而开关磁阻电机由于需要在转子上安装位置检测器, 从而降低了运转的可靠性[2];电磁调速系统传动效率低下, 尤其是在低速范围。在矢量控制技术出现之前, 交流调速系统多采用V/F比值恒定控制方法, 又称为标量控制, 采用这种方法在低速及动态, 如加减速、加减负载等情况时, 系统表现出明显的缺陷[3]。 矢量控制不仅可以消除标量控制的缺陷, 而且大大提高了系统的控制性能。改善异步电动机系统动态性能, 将矢量控制技术运用到电力传动领域, 用于解决传统采煤机调速问题, 具有重要的意义[4]。

1 异步电动机矢量控制系统数学模型

由于转速的变化存在机械惯性等因素, 加上运动系统的机电惯性以及转速与转角的积分关系等, 使得异步电动机成为高阶、非线性和强耦合的多变量系统。在研究异步电动机的多变量数学模型时, 常做如下假设: (1) 忽略空间谐波; (2) 忽略磁路饱和; (3) 忽略铁芯损耗; (4) 不考虑温度和频率的变化[5]。

在以上假设前提下, 首先列出系统在A—B—C坐标下的方程, 然后通过坐标变换, 将其转换为M—T坐标下的数学模型。在M—T坐标系, 将坐标轴M、T以同步转速ω1进行旋转, 并且M轴沿着转子总磁链矢量ψ2的方向, T轴垂直于矢量ψ2, 即ψ2=ψm2、ψt2=0。因转子绕组短路, 故um2=ut2=0, 这样异步电动机在M—T坐标系下的数学模型如下:

电压方程:

磁链方程:

转矩方程:

转差频率ωs与转矩间关系为:

式中, um1、ut1为定子在M—T轴上的电压分量;R1、R2为定子和转子等效电阻;p为微分算子;im1、it1、im2、it2为定子和转子电流在M—T轴上的电流分量;pm为电机极对数;Te为电磁转矩。

2 控制系统仿真分析

2.1 系统软件设计

系统的软件由上位机的监控显示程序和下位机的控制程序两部分构成。其中上位机的功用是设定电机参数, 也为电流、电压波形的实时显示做准备。下位机的功用是电流采样、转速采样、矢量变换、SVPWM输出以及串行通信、转速显示和故障输出等。

2.2 基于SVPWM的异步电动机矢量控制系统仿真实验

基于电压空间矢量技术的异步电动机矢量控制变频调速系统仿真模型如图1所示, 其中整流侧采用电压定向的SVP-WM调制技术进行控制。

系统的仿真参数为:异步电动机的额定功率和转速分别为22kW和1 750r/min, 额定电压和频率为380V和50 Hz。电机具体参数如下:Rs=0.525 7Ω, Rr=0.301 7Ω, Ls=4.9mH, Lr=4.9mH, Lm=116.6mH。转动惯量J=0.102kg/m2。当转速给定值为120r/s, 并且在0.5s突加70N/m负载时的转速、转矩以及电流波形如图2~4 所示。当转速在0.5s后从100r/s调节到120r/s, 并且转矩给定为70N/m时的转速、转矩以及电流波形如图5~7所示。在电动机0.5s时制动的转速、转矩以及电流波形如图8~10所示。

3 结语

由以上仿真结果可以看出, 本系统在启动电机、调节转速以及突加负载和停机时都可以获得很好的动态性能, 调速系统能够很好地跟踪给定转速, 验证了本设计的可行性和正确性。但是针对PI调节比例和积分两个参数仍然需要根据实际现场进行工程调试, 只有在理想的PI调节参数作用下才能达到预期效果。

摘要：针对目前采煤机调速系统普遍存在的弊端, 对采煤机交流调速系统进行了设计与研究。建立了三相异步电动机在旋转坐标下的数学模型, 并对异步电动机矢量控制变频调速系统进行软、硬件设计。利用Matlab软件对所设计的调速系统进行仿真, 验证了系统的可行性和正确性。结果表明, 系统在启动电机、调节转速以及突加负载和停机时都可以获得很好的动态性能。

关键词：采煤机,调速系统,SVPWM,矢量控制

参考文献

[1]Wang W H, Zhang D K, Cheng G, et al.The Dynamic Fault Tree Analysis of Not-Cutting Failure for MG550/1220Electrical Haulage Shearer[J].Applied Mechanics and Materials, 2011, 130-134:646-649.

[2]Vafakhah B, Salmon J, Knight A M.A New Space-Vector PWM with Optimal Switching Selection for Multilevel Coupled Inductor Inverters[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2010, 57 (7) :2354-2364.

[3]Vijaya Bhaskar Reddy K, Siva Krishna Rao G V, Surendra T S.Digital Simulation of Space Vector Modulation Based Induction Motor Drive[J].Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology, 2011, 3 (4) :330-337.

[4]Lv H L, Wang J L, Deng F.FacVector:An Enhanced User Vector Space Model in Recommender System[J].Journal of Convergence Information Technology, 2012, 7 (9) :92-100.

交流变频调速电梯系统设计和应用 篇3

随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用,人们对电梯的安全性、可靠性的要求越来越高,继电器控制的弱点越来越明显。可编程序控制器(PLC)是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的,是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。鉴于其种种优点,目前,电梯的继电器控制方式已逐渐被PLC控制代替。同时,由于电机交流变频调速技术的发展,电梯的拖动方式已由原来直流调速逐渐过渡到了交流变频调速[1]。因此,PLC控制技术加变频调速已成为现代电梯行业的一个热点。

2 设备选型

(1)变频器的选择

本文选择VS—616G5型变频器是安川电机公司面向世界推出的21世纪通用型变频器。这种变频器不仅考虑了V/f控制,而且还实现了矢量控制,通过其本身的自动调谐功能与无速度传感器电流矢量控制,很容易得到高起动转矩与较高的调速范围[2]。VS—616G5变频器的特点如下:

包括电流矢量控制在内的四种控制方式均实现了标准化;有丰富的内藏与选择功能;由于采用了最新式的硬件,因此,功能全、体积小;保护功能完善、维修性能好;通过LCD操作装置,可提高操作性能。

(2)可编程序控制器(PLC)的选择

电梯PLC控制系统不再使用继电器控制系统中模拟轿厢运动的机械选层器。电梯运行过程中,轿厢所处楼层位置如何检测,PLC软件如何根据给定输入信号及运行条件判断或计算楼层数,是电梯正常运行的首要问题,是正确定向和选层换速的必要前提[3]。

根据以上要求,可编程控制器必须具有高速计数器。又因为电梯是双向运行的,所以PLC还需具有可逆计数器。综合考虑后,本设计选择了日本OMRON公司生产的C系列P型机。

3 电梯控制系统设计

电梯PLC的控制系统和其他类型的电梯控制系统一样主要由信号控制系统和拖动控制系统两部分组成。图1为电梯PLC控制系统的基本结构图,主要硬件包括PLC主机及扩展、机械系统、轿厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等[4]。

系统控制核心为PLC主机,操纵盘、呼梯盘、井道及安全保护信号通过PLC输入接口送入PLC,存储在存储器及召唤指示灯等发出显示信号,向拖动和门机控制系统发出控制信号。

3.1 信号控制系统设计

电梯信号控制基本由PLC软件实现。电梯信号控制系统如图2所示,输入到PLC的控制信号有运行方式选择(如自动、有司机、检修、消防运行方式等)、运行控制、轿内指令、层站召唤、安全保护信息、旋转编码器光电脉冲、开关门及限位信号、门区和平层信号等。

3.2 速度给定曲线

为了满足舒适感提高运输效率及正确平层要求,电梯的速度给定曲线是一个关键环节。人们对于速度变化的敏感度主要是加速度的变化率,舒适感就意味着要平滑的加速和减速。

为了获得良好的舒适感,将电梯的起制动速度曲线设计成由两段抛物线(S曲线)及一段直线构成,而这一曲线形状的构成及改变,则是由加速度斜率及S曲线变化率决定的。加速斜率是以速度给定从0加速到1000转/分所需要的时间来定义的。其意义为加速度由0加速到1000转/秒所需要的时间。因此通过改变起动加速时间可获得不同的起动曲线斜率。增大加速时间值起动曲线变缓,反之,起动曲线变急。同理,增加S曲线变化率起动曲线弯曲部分变缓,反之,起动曲线弯曲部分变急。而S曲线变化率的变化,也可通过改变S曲线起始、终了加速时间来实现,本设计采用的616G5变频器就具有S曲线加速时间设定功能,故将加速时间和S曲线加速时间配合调整,即可获得理想的起动曲线。同理,制动曲线也可按此方法调整。理想的电梯速度给定曲线如图3所示,图中a为加速度,v为速度。

3.3 减速及平层控制

电梯的工作特点是频繁起制动,为了提高工作效率、改善舒适感,要求电梯能平滑减速至速度为零时,准确平层,即“无速停车抱闸”,不要出现爬行现象或低速抱闸,即直接停止,要做到这一点关键是准确发出减速信号,在接近层楼面时按距离精确的自动矫正速度给定曲线。本设计采用旋转编码器检测轿厢位置,只要电梯一运行,计数器就可以精确地确定走过的距离,达到与减速点相应的预制数时即可发出减速命令[5]。

不论哪种方式产生的减速命令,由于负载的变化、电网波动、钢丝绳打滑等,都会使减速过程不符合平层技术要求,为此一般在离层楼100mm～200mm处需设置一个平层矫正器,以确保平层的长期准确。

3.4 I/0点数的分配及机型的选择

本设计按七层的电梯为例,根据需要控制的开关、设备大约有52个输入点,34个输出点需进行控制,考虑10%～15%的裕量,故选择C6OP主机模块+C40P扩展单元,其I/O点数可达56/44个。

3.5 旋转编码器与PLC的连接

本系统采用相对计数方式进行位置测量。运行前通过编程方式将各信号,如换速点位置、平层点位置、制动点位置等所对应的脉冲数,分别存入相应的内存单元,在电梯运行过程中,通过旋转编码器检测、软件实时计算以下信号:电梯所在层楼位置、换速点位置、平层点位置,从而进行楼层计数、发出换速信号和平层信号。

如图4所示,脉冲信号输入到C60—P的0000端,0001端接硬件复位信号,用于当电梯运行至端站时高速计数器复位校正楼层计数及消除累计误差。当复位信号从ON转为OFF时,高速计数器从零开始计数。

3.6 系统结构框图

系统由轿厢、开关门机构、曳引机构、控制系统等组成,如图5所示。

4 应用实例

本文的设计方案于去年应用于吐哈的一栋5层办公大楼,根据PLC的I/O节点使用原则,应留出一定的I/O点以做扩展时使用。系统中实际需要输入点47点,输出点40点,因此我们选用西门子S7-300PLC,其中CPU的型号选为CPU315,输入模块的型号选为DI32x DC24V,总共需要两块,输出模块的型号选为DO32x DC24V/0.5A,总共也需要两块。PLC通过向安川VS—616G5变频器发出电梯上行输出和电梯下行输出信号,从而控制曳引电动机的转动方向,决定电梯的上/下行运动;PLC通过向安川616G5变频器发出电梯高速运行和电梯低速运行信号,从而间接控制曳引电动机的转动速度,决定电梯的高速/低速运动。电动机通过脉冲发生器(编码器)和PG卡将速度信号及时反馈给安川616G5变频器,从而形成速度闭环控制。经过一年的运行,该电梯未出现运行故障,使用人员对电梯的反映良好,具有稳定可靠的性能。

5 结语

本设计满足电梯控制的基本要求。利用通用变频器和PLC实现了对电梯的控制,通过合理的设备选型、参数设置和硬件设计,提高了电梯运行的可靠性,改善了电梯运行的舒适感,并节约了电能。

参考文献

[1]黄立培.变频器应用技术及电动机调速[M].北京:人民邮电出版社,1997:3～8

[2]吴忠智.变频器应用手册[M].北京:机械工业出版社,1995:1～5

[3]张福恩.交流调速电梯原理设计及安装维修[M].北京:机械工业出版社,1993:59～62

[4]陈一才.大楼自动化系统设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1994:43～52

变频交流辅助传动系统 篇4

本溪钢铁(集团)有限责任公司2 300 mm热连轧机生产线生产规模为年产515万t热轧钢卷,设置有4座蓄热式步进梁加热炉,加热炉采用汽化冷却。加热炉工程的设计、设备采购和施工由重庆赛迪工业炉公司总承包。该工程于2007年3月动工兴建, 2009年6月底4座加热炉全部顺利投产。采用带回馈功能的公共整流装置和逆变器组成变频传动系统,完全实现了平滑调速和准确定位的工艺要求,投产以来,系统运转稳定可靠,达到了预期的效果。

1 传动系统

1.1 传动对象

(1)装钢机和出钢机的平移装置

每座炉装钢机和出钢机的平移装置均由相同的2套传动机构、数套齿轮机座和托钢臂部件等构成,分为沿炉子中心线对称布置的左右两组。2套传动机构间用联轴器连接,使两组传动机构同步动作。根据不同长度的板坯,两组升降机构可同步动作或单独动作。

(2)入炉运输辊道和出炉运输辊道

入炉运输辊道位于加热炉的装炉侧,用于板坯在加热炉前的运输和定位,入炉运输辊道的辊子数量为100根,分为12组;出炉运输辊道位于加热炉出炉侧,用于将出钢机取出的板坯运输至除鳞辊道或返回到卸料辊道,出炉运输辊道的辊子数量为96根,分为7组。

平移装置和辊子的驱动装置均采用国产交流变频电动机。

1.2 系统构成与设备配置

考虑到传动系统之间应互不影响,设计两个变频传动系统分别用于入炉运输辊道和装钢机(简称B系统)及出炉运输辊道和出钢机(简称C系统)的供电和调速。B系统装机容量2 290 kW,C系统装机容量2 621 kW,其中B系统中包括1组安装在板坯库区域的入炉连接辊道,C系统中包括2组安装在板坯库区域的热送连接辊道。

热轧加热炉辊道数量多,具有频繁快速起动和制动、在过载工况下运行、 且都采用单电动机拖动的特点。如果每台电动机都采用单独的变频器供电则很不经济,而且主电路结构庞大,致使故障率提高,将影响系统的正常运行。如果将再生能量消耗在制动电阻上,消耗的能量也很可观。所以,多电动机拖动一般宜采用公共直流母线的供电方式[1]。

本工程传动系统由整流变压器、整流/回馈装置、公共直流母线、逆变器构成。即用一套公用整流/回馈装置通过公共直流母线对多台电动机的逆变器供电,这样公共直流母线上的再生能量能够被互相利用。当发电功率大于电动功率时,再生能量还能通过回馈单元回馈给电网。对本工程而言,经测算,采用公用整流/回馈装置和逆变器的方案比变频器单电动机传动方案,能够节省设备费约63.5万元, 即使与变频器多电动机传动方案相比,也能够节省设备费近20万元,这些还没有包括因传动柜数量减少而使电气室面积减小而节省的土建费用。

每组辊道为多台变频电动机同时拖动,每组辊道电动机采用1台变频器供电和调节,每台装/出钢机采用2台变频电动机同时拖动,每台电动机采用1台变频器供电和调节。

变频传动设备选用西门子公司的6SE70系列装机装柜型装置,它是具有全数字、磁场定向控制技术特点的三相交流电压源型变频调速设备。

考虑到在电源故障情况下已经进入炉内的装钢机或出钢机能够尽快返回到炉外而避免因持续高温对其结构造成损害,除了向每个传动系统提供一路工作电源外,还向其提供一路事故应急电源。为此,在加热炉电气室设置了1台800 kVA、10/0.4 kV保安电源变压器和1组配电柜,由该配电柜分别向传动系统B和C各提供一路AC380 V的应急电源。正常工作电源和事故应急电源由人工进行切换。

就本工程而言,根据连铸坯下线节奏、轧机生产节奏和制动要求等条件,估算出采用公共整流/回馈装置后,加热炉辊道一年能够利用的再生能量可达76 500 kW·h。

(1) 整流变压器

B,C传动系统各采用1台10/0.4 kV和1 600 kVA的油浸式整流变压器。为减小变频传动系统运转过程中产生的谐波对电网的污染,2台整流变压器的次级绕组采用相差30°的连接组别,变压器中性点不接地。

(2) 整流装置

B,C传动系统均采用1台800 kW的整流/回馈单元加1台800 kW的整流单元组成1套整流装置。整流/回馈单元和整流单元之间为主从控制方式。

整流单元是带有预充电回路的一个6脉动整流桥,将电能从电网送到直流电压母线上;整流/回馈单元由两个反并联的6脉动晶闸管桥组成,能够将电能送回电网,发电工作桥通过自耦变压器与电网连接。

整流(回馈)单元容量的选择,应该在了解工艺的基础上计算并比较各代表负荷工况下的计算结果,确定容量规格时应该考虑留有适当的备用量。

(3) 电源侧元件

电源侧元件指的是传动系统单线图中整流装置电源侧连接的进线电抗器和自耦变压器。设置进线电抗器的目的是为了减小变频装置的谐波并限制因电网电压或电网系统操作时所产生的电流冲击。整流/回馈单元为了能工作在发电状态,必须将逆变桥上的电网电压提高20%,利用自耦变压器来实现这种电压的配合。

B系统和C系统的进线电抗器、自耦变压器规格相同,进线电抗器规格为0.015 mH,1 600 A;自耦变压器规格为1 233 kVA。

(4)逆变器

6SE70系列逆变器采用矢量控制技术和IGBT功率元件,具有模块化结构,逆变器主要由5部分组成,即直流电压连接板、装有开/闭环控制板CUVC的电子箱、参数设定和操作单元PMU、装有包括IGBT元件的电压中间回路和电动机连接板。IGBT功率元件采用PWM脉宽调制技术,可以改善变频器的输出波形,降低谐波,并减小转矩脉动[2]。

热轧生产线工况比较复杂,现场环境也较差,应用的变频装置需要具备丰富的保护功能才能适应生产要求。6SE70逆变器具有直流母线过压、直流母线欠压、输出过电流、电动机堵转、电动机接地、晶闸管接地、逆变器超温、电动机超温和通信板故障等多项保护功能,这些保护功能通过进行相关的参数设置后生效。

确定逆变器规格时,需要关注变频装置自身过载能力和机械设备过载需求等应用条件。

本工程中B系统共配置110 kW逆变器8台, 160 kW逆变器9台,250 kW逆变器3台;C系统共配置110 kW逆变器8台, 250 kW逆变器5台,315 kW逆变器4台。

(5)电动机电缆和输出电抗器

为了减少变频装置对其他电子设备特别是控制系统设备的电磁干扰,本工程中所有变频电动机都采用国产专用电力电缆——阻然型交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜丝编织屏蔽变频电力电缆,该产品具有良好的屏蔽性,能有效消除电磁干扰。

变频装置对电动机的电缆长度有限制使用的条件,需要根据敷设的电缆长度及考虑电缆是否采用屏蔽,并结合逆变器的容量,从而确定是否采用输出电抗器来限制电动机连接电缆的容性充电电流。

本工程中因装钢机和入炉运输辊道远离各自的逆变器柜,因此对应逆变器的输出端都配置有1台铁芯电抗器。

2 变频调速控制方式的确定

变频调速控制方式分为U/f控制、矢量控制和伺服控制三种,对于具体采用何种控制方式,需要根据传动对象的负载特点和工艺要求来确定。

对于装/出钢机的平移机构,工艺要求起动停止迅速,运行平稳,调速范围为1∶20,对调速精度有较高要求,还要求同一台装/出钢机的多根托臂能够同步动作,即对转矩同步控制提出了要求。众所周知,矢量控制是异步电动机的一种理想控制方式。它具有许多优点,例如,可以从零转速开始进行速度控制,调速范围大;可以对转矩进行精确控制;系统响应速度快;加减速特性好等[3]。因此确定采用带编码器的矢量控制方式调速,速度为闭环调节。

对于辊道,工艺要求每根辊子由单独的电动机拖动,辊道能够正反转,额定转速以下调速,调速范围为1∶10,对辊道的调速精度和快速响应没有特别要求,综合以上因素,确定采用适合于多电动机传动、速度为开环调节的U/f控制方式。对于恒转矩负载性质的辊道,保证调速过程中电源电压随电源频率成比例变化时,还能保证电动机的过载能力不变[4]。针对辊道电动机在低频段的转矩特性变差的问题,利用变频装置预置的转矩提升功能来进行补偿。

对于调速快速性指标,带编码器的矢量控制的响应时间为不大于60 ms,U/f控制为不大于100 ms;对于静态速度精度指标,带编码器的矢量控制为±0.02%,U/f控制为±(0.2～0.3)%[5]。需要注意的是以上指标是电动机空载条件下运行获得的,在带负载条件下运行,会有明显的差异。本工程对不同设备所选择的两种调速控制方式,都能满足工艺要求。

3 与基础自动化系统的接口

加热炉区的自动化系统由美国GE Fanuc Automation公司新一代的PACSystems RX7i控制器和VersaMax远程I/O站组成,每座加热炉的装钢机和出钢机由该加热炉的PLC自动化系统进行控制,入炉运输和出炉运输的辊道由辊道PLC系统实行控制。

从基础自动化系统传送到每台逆变器的控制指令、转速设定值,以及从逆变器传送到基础自动化系统的相关电量的实际值和运行状态信号以什么方式进行传输,是传动系统设计要面临的一个抉择,借助于基础自动化系统和变频装置所具有的强大的通信功能,采用通信方式进行数据传输是一种可靠实用、应用灵活且日趋流行的方案,相比硬接线方式还能节省控制电缆。

本工程采用技术先进且在业内广泛应用的Profibus-DP总线通信技术,为此,每台整流装置和逆变器都配置了CBP2串行通信板,每个PLC系统配置5136-PBM-VME总线控制器,通过抗干扰性能好的双绞线电缆和总线连接器实现逆变器和PLC的物理连接。

在Profibus-DP总线上周期性地进行快速数据交换时,PLC和传动装置作为总线上的节点具有唯一的通信地址;通信速率与所用传输介质和总线长度等因素相关并通过参数进行设置,理论上最高达12 Mb/s;本工程中传动装置的通信速率均设置为187.5 Kb/s。

总线上的数据以报文形式进行周期性的传输,报文中包含过程数据区(PZD)和参数区(PKW)的内容,PZD表示控制字和设定值或状态字和实际值的内容,PKW表示传动装置参数的内容,通过PKW能够读出传动装置的诊断、报警和故障信息。

基于生产安全的考虑,对于出现事故时必须终止运转的变频传动机械,相关的“急停”信号仍然通过硬接线的方式传送到逆变器CUVC控制板的DI端口,并对该端口进行相应的参数设置。

辊道逆变器与PLC控制系统的接口如图1所示。

4 负荷平衡解决方案

每座加热炉装钢机平移机构的2台电动机都是由2台逆变器实行供电和速度调节。由于该2台电动机减速机输出端已通过机械进行硬连接,若分别对2台逆变器进行独立调速,尽管同一型号和功率的2台电动机的机械特性相同,PLC系统也能保证2台逆变器的速度设定值相同,但由于2台电动机及其减速机的制造误差,导致其电动机拖动系统的特性很难完全一致,所以负载在2台电动机之间很难完全平均分配而又不易进行自动调整,负荷严重不平衡时甚至会造成机械设备受损。

Simolink提供了解决这个问题的一种方案。Simolink是西门子公司开发的以光纤为传输介质的数字串行数据协议,通过在逆变器/变频器配置SLB接口板而实现连接,并利用共同系统时钟对SLB的同步,以传输报文的形式实现快速而精确的过程数据的周期性传输。

利用Simolink的高速传输数据技术可以实现多台逆变器/变频器间的速度或转矩的主从控制,以此达到负荷平衡的目的。在Simolink环中具有与上位机控制接口功能的SLB板作为Simolink主站(对应的变频装置称为主动装置),环上其它的SLB板作为Simolink从站(对应的变频装置称为从动装置)。主动装置可以发送和接收报文并可读写其信息,而从动装置只能接收报文,数据传输速率为11 Mb/s。

本工程中,根据机械连接方式采用速度主从控制方式,即对每台装钢机的2台逆变器各配置1个SLB接口板并通过光纤进行环型连接来传输数据。环上的主动装置和从动装置均实行速度环控制,主动装置接收来自加热炉PLC系统的控制指令和转速设定值,生成从动装置的速度给定值和控制指令,并将主动装置速度调节器的输出作为从动装置的转矩限幅,使得从动装置和主动装置的输出转矩相等;同时对从动装置的速度调节器实行速度补偿,使其速度略超过主动装置的速度,以避免电动机连接轴事故脱开时出现超速飞车。

出钢机平移机构逆变器之间的信号接口与装钢机的相同。

装/出钢机逆变器与加热炉PLC系统的接口见图2。

由于装/出钢机采用Simolink主从控制的速度闭环调节方式,因此每台装/出钢机的2台电动机都配置了增量型编码器,编码器输出的A,B相脉冲信号作为实际速度值反馈到各自的逆变器,编码器的分辨率为1 024 脉冲/r。

5 应用效果

经带载测量,辊道的速度误差平均约为8%,装/出钢机的速度误差平均约5%;每台装/出钢机的2台电动机的电流之差约为电动机额定电流的13%;U/f方式的速度精度达到±4%,矢量方式的速度精度达到±0.5%。

本工程自投运以来,设备运转平稳可靠,不但实现了设备的精确调速和柔性起停,显著降低了起动和制动过程中对设备的冲击,减小了维护量,而且节约了大量宝贵电能,取得了满意效果,为轧机生产提供了有力保障。

6 结束语

采用公共直流母线对逆变器供电的变频传动系统在热轧加热炉工程中得到日益广泛的应用,通过Profibus-DP总线通信方式实现传动装置与控制系统之间的数据传输以及利用Simolink光纤通信技术实现变频装置之间数据的高速传输,不仅可靠稳定、应用简便,而且经济实用,具有广阔的应用前景,值得工程设计人员深入研究与探索。

参考文献

[1]张燕宾.变频调速应用实践[M].北京:机械工业出版社,2001:274.

[2]周希章,周全.电动机的起动、制动和调速[M].北京:机械工业出版社,2003:270.

[3]原魁,刘伟强.变频器基础及应用[M].北京:冶金工业出版社,1997:39-40.

[4]顾绳谷.电动机及拖动基础(下册)[M].北京:机械工业出版社,1981:111-112.

变频交流辅助传动系统 篇5

关键词：交流智能化,双控高压变频,谐波

华亭煤业集团山寨煤矿是一座设计生产能力为240万t/a的国有中型煤矿, 副斜井担任着全矿井下物资设备的提升运输任务。该斜井提升长565 m, 坡度21°, 单绳缠绕式提升机滚筒直径3 m。主电机450 k W/6 k V。原电控形式是PLC控制+串电阻调速, 采用电机转子回路投切电阻方式进行调速, 大量的能量消耗在串入定子回路的功率电阻上, 调速不够平稳, 尤其在提升大件设备和材料时容易掉道, 设备运行存在安全隐患。

针对副井提升机电控系统的缺点, 为消除设备运行安全隐患, 该矿对副井提升机电控系统进行了升级改造, 安装了1套TKD-SP/GPB型交流智能化双控高压变频电控系统。

1 系统结构

提升机交流智能化高压变频电控系统由高压真空开关柜、双功率输出的高压变频系统、低压供电系统、控制操作系统等组成 (图1) 。

高压供电单元给双功率输出的变频器提供电源, 变频器1和变频器2由高压真空接触器采用矩阵连接, 通过切换控制变频器功率的互换输出, 给电动机提供工作电源, 达到变频调速目的。

2 系统控制原理

智能化全数字高压变频电控系统设有微处理器, 整个控制功能与调速算法均由软件实现。控制系统与双功率输出的高压变频器通过控制中继转换系统的工作模式, 控制参数确定后就不会改变。其控制输出y (t) 与偏差E (t) 满足:y (t) =k E (t) , 传递函数为G (cs) =y (s) /E (s) =kc (kc为控制器的比例放大倍数) , 比例控制器如图2所示。控制的输入E (t) 与其对应的输出p (t) 如图3所示。

输出函数的图形与输入函数的图形相似, 但幅值放大了K倍, 也就是说比例放大器的输入与输出是一一对应的。如果偏差信号为0, 控制信号也为0。全数字电控系统的应用理论 (PID) 数学式为:

式中, Kc、T、Td分别是比例放大倍数, 积分时间常数、微分时间常数, 即比例、积分、微分3种控制规律的组合。

因此, 控制器具有3种控制规律的优点, 比例作用的特点是控制器的输出和偏差大小成比例, 积分作用特点是能够清除余差, 微分作用特点是控制器的输出与偏差的变化速度成正比, 有超前作用, 能有效克服控制对象的容量滞后。所以控制器的功能较为完善, 控制精度高、工作稳定性好, 在提升机全数字系统中将发挥它的优良作用。

3 系统功能及关键技术

智能化全数字高压变频电控系统采用高性能的CPU和工业计算机控制与监控技术, 完成提升机工作速度和转矩的开环或闭环控制, 形成一套系统工作, 另一套系统在线冷等待。出现故障时转换自适应系统, 退出故障系统, 等待系统工作。

(1) 以双控技术为核心, 采用多PLC可编程控制器并行处理技术, 成功研制出交流双控全数字调速控制系统, 可完成故障时换接。

(2) 针对交流提升机应用矩阵变频器的复杂工况, 提出一种模糊参数自适应PID控制策略, 提高了提升机的控制精度和运行的稳定性、可靠性。

(3) 确立了基于模糊控制提升机传送系统与制动系统协调配合控制算法, 解决开车时因松闸太快导致提升机负重负荷侧突然下坠或操作时松闸太慢提升机受到电流冲击时损坏变频器矩阵功率单元的问题。

(4) 全数字控制系统设有局域网接口和IN-TERNET网络接口, 可实现远程故障诊断和远程故障处理。

(5) 采用内置能量反馈超节能高压矩阵变频器, 消除了IGBT功率组件电容器充放电工作过程中的安全隐患, 排除了高压变频器应用在矿井提升机上的不安全因素。

4 性能特点

TKDG-SP/PB交流智能化双控高压变频电控系统在山寨煤矿副井成功运行已有4年, 充分体现出该电控系统的优异性能。

由于高压变频器具有低频转矩补偿功能, 变频器在很低频率便会产生很大的转矩, 提升机的提升能力大大增强, 彻底解决了运输液压支架等大型设备和材料时存在的安全隐患。另外, 由于交流智能化双控双功率高压变频电控系统的控制系统和功率系统 (1套工作, 另1套系统备用) , 具备电控系统的共用技术条件, 所以当控制系统和变频器出现故障时可快速切换到另一控制系统和变频系统运行, 从而避免了由于提升机控制系统和变频器发生故障对矿井安全生产造成的影响。

5 结语

(1) 节能效果显著, 经现场测算对比理论值为接近50%, 实际去除等速运行、变压器自身损耗之后, 节能效果接近40%。

(2) 该系统运行平稳、无启动冲击, 原用电控切电阻调速、启动时产生很大的机械冲击, 极易使装载重物的矿车掉道, 应用高压双控变频可以实现软启动, 困扰多年的问题迎刃而解。

(3) 智能化双控制变频电控系统可满足煤矿生产的需要, 一旦工作系统出现故障, 即可快速切换, 大大提高了提升机的运行效率。

(4) 矩阵双功率输出变频器减少了由于电容器充放电引起的高次和多次谐波, 提高了电网的质量, 保证了设备的可靠运行, 减少了检修费用。

变频交流辅助传动系统 篇6

1 两轴系统的一个轴伺服驱动改变频

由OMRON公司的CVM1 PLC、NC222位控单元、两套R88D-MT80伺服驱动器及R88M-BK020-S30伺服电机构成XY平面的两轴位置控制伺服系统，该系统拖动一机械手做圆弧插补运动(如图一所示)，实现产品由A前进到B的搬运、装载，然后按原路返回，并等待准备开始下一循环(T)。

产品装载时要求有较高的定位精度(<3mm)和快速的装载能力(T<5s)。机械手动作过程中由于A到B负重前进，B到A返回时轻载，经过连续运行，机械手的启动、停止位置都向下移动(图中的A’、B’)，定位不准，运行一段时间需要校准一次。使机械手运动时停止在AB两点。另外，该系统自1995年安装至今，伺服电机和驱动器损坏较多，备件现已用完。为了降低伺服系统故障对生产的影响，必须升级改造该伺服系统。

经过分析发现：NC222位控单元做圆弧插补运算时，X、Y轴的速度比两轴单独运动时小;实际使用时，两轴运动距离在1000mm左右;机械手的定位精度受Y轴影响大。如果将机械手的运动方式由圆弧插补改为两轴单独运动，Y轴由A到C直线运动，X轴由C到B直线运动，两轴的速度都可以大幅度提高。只要能满足高速准确的要求，就可以将X轴由伺服改为变频控制。经过向变频器技术人员咨询得知：电梯专用变频器具有伺服定位功能，有编码器(PG)专用接口，并且具有快速转矩响应、低频转矩大、定位精度高、过载能力强等优良的电机驱动性能，这种变频器先通过自整定的方式确定电机参数、定位距离，然后由变频器内部计算程序确定加减速位置及时间，从而实现准确定位功能。使用电梯专用变频器拖动机械X轴，并和伺服控制的Y轴联合运动，就可以拖动机械手实现产品的搬运、装载。为满足生产要求需要选择高性能的变频器来拖动机械手在Y轴高速运动、准确定位。通过比较，决定采用EMERSON TD3100变频器。

改造过程如下：

1)电机、编码器、减速机选型。满足传动力矩、运动速度等要求。

2)安装近接开关C和B，确定其位置和机械手做单轴运动时X轴的开始、结束位置一致。

3) PLC程序编制。

4)电机与负载脱离，启动变频器进行电机参数自整定。

5) TD3100位置自学习。让机械手停靠在近接开关C左侧，开始自学习，到达开关C时PLC的输出信号Q3“ON”，当机械手到达开关B时Q3“ON”距离测量结束。

6)优化变频器参数。为了提高效率，该变频器在电梯控制时，要求有楼层开关信号作为其启动、停止命令，变频器启动后，能准确停在停止命令有效位置，启动停止命令间的距离(定位距离)需要自整定。如果用TD3100、普通电动机拖动机械手从图一中的C到B运动，相当于电梯由一楼运行到二楼，和该变频器的正常运行状态相吻合。根据TD3100的系统要求对机械手X轴进行了改造，系统正常运行时的控制回路示意图如图二所示：

将S曲线有关参数设置成最大。

改造完成后投入使用，机械手的运动速度、定位精度完全满足生产要求，效果良好，成功的替代了原来的伺服控制系统。

2 旋转设备伺服改变频

B885-111位控模块、CYBERLINE 1000驱动器、120-085-005伺服电机、PLS4电源等元件构成的伺服控制系统是原MODICON公司的早期产品。该系统驱动一套旋转设备，实现一供料机的旋转控制。其工艺要求是：外部给定转速(8-15rpm)不变时，供料机保持在恒转速状态;外部设定变化时，供料机转速很快调整到目标值，正常生产时供料机旋转所受阻力不变，因此，可以将供料机近似成一个恒转矩、恒负载的设备。原伺服系统的构成如图三所示：

经过分析发现：伺服电机常态时匀转速运动，给定转速变化时，旋转设备转速快速达到目标值。如果根据旋转装置匀速时的准确跟踪和调整时的快速反应，分别编写相应的PLC控制程序，并利用反馈环节实时调整，就可以实现原MODICON伺服系统的功能，供料机旋转装置由变频调速机构拖动。改造后的系统构成如图四所示：

图中的变频执行机构由变频器和普通电动机构成，反馈环节包括两个检测开关，用来检测供料机旋转装置的转速。由于异步电动机转差率的存在，导致在变频控制中不可避免的引入跟踪误差，且这个误差随着负载、环境、电压等外部因素的变化而变化，因此，伺服改变频后，PLC控制程序的作用不仅仅是提供变频器运转的模拟量信号，还要有矫正程序时刻监测供料机转速，消除电动机转差率引起的误差。伺服改变频的过程中主要考虑了以下问题：

2.1 关键件的选择

变频器选用矢量控制变频器(如森兰公司的SB70系列)，降低变频器输出精度对系统准确性的影响。

2.2 PLC系统误差的消除

反馈环节通过两次检测开关动作的时间间隔来计算旋转装置运转一周所占用的时间。这个时间的确定有PLC内部特定程序结合检测开关动作来实现。而PLC高速定时器的精度为0.01s，检测开关的动作误差为±0.03s，这样PLC系统误差的最大值：εmax=(0.01*2+0.03*2)/60/15=2%。如果对连续N个运转周期进行计数并取平均值作为检测开关反馈时间，即可将系统误差减少为εmax//N。但是，N个周期才统计出反馈时间，意味着需要N个周期才能对系统进行一次调节，减慢了系统调节速度。程序运算时，取N=20，将系统误差降低为0.1%。

2.3 PLC的预先调整程序编制

为了实现外部给定变化时PLC控制程序输出快速变化并与期望运行值接近，在设备调试阶段，通过实验的方法找到尽可能多的控制输出数值，记录与之对应的给定转速，并在PLC程序内部建立表格，如表一所示：

如果表中数据足够详细，给定转速变化后，PLC控制程序通过查表可以快速准确改变控制输出，从而缩短系统调整时间，满足正常生产对调整速度的要求。

2.4 动态调整程序程序编制

动态调整通道的目的是判断系统输出与调整目标的远近程度，为了兼顾系统的稳定和快速调整，在输出与目标较远时，减小反馈环节N值，加大调整力度以较快调节速度;在输出与目标较近时，则加大N值减少误差，同时减少调整力度满足系统稳定性要求。

2.5 改造结果确认

改造完成后，经过连续运转测试，最大反馈环节计算转速为0.154%(见表二)，考虑到系统的固有误差0.1%，控制效果理想，可以满足系统控制准确性的要求。

在进行旋转设备伺服改变频过程中，主要任务是降低系统误差和提高系统快速响应能力。根据实验数据，结合生产实际对供料机旋转设备的特殊要求，通过不断完善PLC控制程序，满足旋转设备动态调整快速、稳态运行时准确可靠的特点，完成了改造任务。

3 结语

PLC技术的发展和高性能变频器的出现，使得早期伺服系统改变频成为可能。通过改造，复杂的伺服系统简化成变频控制过程，这样以来，不仅消除了影响生产稳定的隐患，还简化了系统结构，降低了设备成本。这种做法是早期伺服系统升级改造的一种途径。

摘要：通过分析早期交流伺服系统的工作原理, 根据变频控制的特点, 提出了交流伺服系统改为变频控制的方法。现场应用结果表明:变频控制系统结构简单、性能可靠、运行稳定, 解决了生产过程中交流伺服系统频繁出现故障的问题。

关键词：交流伺服系统,变频控制,PLC

参考文献

变频交流辅助传动系统 篇7

关键词：PLC控制,变频调速,应用

我国的高层建筑在工程的建筑中日益增多, 住户对于电梯的需求越来越强烈, 并且人们的要求也在不断的提升, 从原有的安全性问题过渡到智能化的要求等等, 我们对电梯的发展而言, 我们可以认定这一点, 无论何时都在与电子信息化技术相连接。电梯技术在发展初期, 我国在电梯技术方面采用的是继电器进行控制, 但是随着电子信息化计算机技术的不断发展, 原有的继电器在电梯的控制中并不适应, 所以采用了可编程逻辑控制器 (ProgrammableLogicController, PLC) 控制系统, PLC控制系统在二十世纪电梯的应用中不断的发展起来。可编程逻辑控制器控制系统是根据有顺序的逻辑的控制, 根据需求而发展起来的, PLC控制交流变频调速控制系统表现出可靠性高、操作容易和编程简单等特点, 它也是为工业环境的应用专门设计的一种采用数字运算操作的电子装置。PLC控制交流变频调速控制系统已经是我国现代电梯中的一个热点。目前为止, 我国的电梯控制系统的机构装置还很简单, 外部的线路简化, 故障自动检测和报警系统还在发展。

一、可编程逻辑控制器 (PLC) 交流变频调速控制系统的设想

PLC控制交流变频调速控制系统整体的设计是以可编程逻辑控制器为主要核心部分的, 可编程序的控制器的主机和操作盘、呼梯盘、井道以及安全的保护信号连接后, 将可编程序的控制器所需要的数据输入到存储器中进行运算使用, 之后通过接口输出, 向各个指层器的指示灯发出信号指示, 可以根据信号, 电梯就开始进行开门和关门的控制和运作。PLC控制交流变频调速控制整个控制系统的设计采用的是全数字的调速变频器, 由于电梯的需求和其他的设备需求有所不同, 除了安全性能之外, 还有就是舒适度的配置, 所以在电梯的设计中调速系统是最为关键的。此外, 现当代社会要求节能, 在电梯系统的用电量方面要有所控制, 电梯所消耗的用电量和交流变频调速系统有着密切的关系。PLC控制交流变频调速控制这种变频器具有磁通矢量控制的功能, 适合电梯交流变频调速的安全性和舒适性的性质。

二、PLC控制交流变频调速控制系统在电梯中的特点

1. 灵活性

使用可编程逻辑控制器的灵活性:PLC的编程的语言有功能图表、梯形图形和语句的说明等等类型, 不同的编程系统的方法可以综合的运用到编程中来, 可以有效的开拓PLC控制交流变频调速控制系统在电梯中的应用领域, 使之操作更为方便、便捷。

宽领域的灵活性:PLC控制交流变频调速控制系统可以适用在不同的规模中, 可以根据控制的方位和适用的规模进行具体的容量上的拓展, 使它的应用更加的灵活与多样。

2. 操作简单

操作简单方便:在通常的状况下, PLC控制交流变频调速控制系统使用编程是对系统程序的执行更改和输入进行的。在操作的编程器上可以把输入的信息全部显示出来, 假设编程序的控制器是大中型的, 这样编程器就了可以在CPT的显示屏上运用。

编程上的简单方便:在编程序的控制器中有很多程序的存在, 编程的专业人员可以根据自己的不同喜好选择出不同的编程语言。对于电气自动化技术的专业人员来说, 由于电气的原理设计图和梯形设计图在某种程度上几乎是一样的, 所以, 他们很容易就会掌握。对于编程的人员来说, 给他们最大帮助的编程语言是布尔助记符。

3. 安全可靠性

PLC控制交流变频调速控制系统是一套系统完整的控制装置, 他有着普通电子计算机没有的特性。在计算机的编程方面简单明了, 和具有较强的硬件设施。PLC控制交流变频调速控制系统可以方便于工业各个生产项目的控制和操作。

PLC控制交流变频调速控制系统内部有一套安全可靠的可行性策划方案, 比如, 有必要断电的保护措施、信息的保护和恢复信息的行为、故障的自行诊断等, 这些都是为了保证高效的完成交流变频调速系统的策划。

为了加强PLC控制交流变频调速控制系统的硬件设施, 制定出一套能够提高安全保障的策划方案, 例如, 为了达到降低电梯的维修采用安全、可靠有保障的元件。

三、PLC控制交流变频调速控制系统中各模块的

1. 硬件模块

电梯的运行都是双向运行的, 可上可下, 对于PLC的选择上必须是带有可逆性的计数器, 而且PLC应该是带有高数可逆性的计算器, 在电梯的运用领域中, 通常是精确在0.001s的时间上来计算。总体考虑, 日本的OMRON公司生产出来的C系列的P型机器是这个设计上的最好的选择, 这款机器的体积小, 操作简单, 容易掌握。在硬件的设施方面上, 我们要针对设施的52个输入点和34个输出点进行连接, 来防备其它用途的扩展。

2. 软件模块

在整个PLC控制交流变频调速控制的系统中, 标准的软件包应用是关键基本的环节, 我们以2STEP7为例, 这种标准的软件包可以允许结构化用户的程序, 我们将这些程序分解, 并且很容易的被理解, 这样在标准的程序编程的过程中就会非常的准确。

在PLC交流变频调速的整个系统中, 可将软件模块分为调用操作系统与用户程序的接口组织块。软件标准自带系统中的系统功能块和系统功能, 这两种的功能模块经过测试集合在CPU的功能程序库作为操作系统的一个重要的组成那个部分, 并不在整个程序中占用过多的空间, 具有一定的储蓄能力, 而且还需要一个背景的数据模块, 将这个模块作为整个程序的一部分安到CPU上。

四、PLC控制交流变频调速控制系统在电梯中的运用分析

PLC控制交流变频调速控制系统应用于电梯中, 而电梯中的信号控制全都是有软件模块实现的, 在整个输出的信号中可以分为两个部分是控制和警示, 在类别上主要是在运行方式上的选择、实现运行中的控制和安全保护的信息等。

本篇文章的设计中采用的是通用的编程方式, 可以对抽象的电路进行描述, 不用考虑特定情况下的制造工艺, 通过采用Altera公司QuartusII软件的综合逻辑的工具将设计自动转变为任何一种制造的工艺图。假如需要移动到新的系统, 就必须根据新的工艺来对电路的程序进行优化, 即可以生成新的工艺门级网表。

在整个的PLC控制交流变频调速控制系统的工作方式:phase_ctrl上用于比较输入的信号fin和输出的信号fout作为输出误差信号, loop_filter模块作为消减相位误差信号中出现的高频分量;clk_ctrl模块作为提升相位控制的精准度, 降低相位抖动;m_div模块作为输出信号来进行分频。例如有2分频、4分频8分频和16分频等等。

这种设计时除m的计数器, 用来对clk_ctrl模块的输出信号在系统中进行的分频, 由于f=clk/2m=fc, 通过改变N值得方式获取不同的中心频率fc, 与此同时得到了输出的信号f。分频器原理的实现主要是利用对计数器进行的计算, 从而达到分频进行翻转分频的目的, 2m分频器主要是对时钟信号进行的分频。

在电梯的运行过程中, 变频的处理程序最简单的方法是:

五、总结

电梯设计中采用PLC控制交流变频调速控制系统和是否符合了人体力学的原理有着一定的关系, 是住户搭载电梯时不会感觉到不适的地方发生, 所以在电梯的设计过程中, 最为关键的部分是对这个系统中变频调速的设计上, 在现今的电梯设计上, 最大的不足之处就是电梯中的信号不顺畅。因为信号迟缓, 使得电梯状态出现了问题, 耽误了过多的时间。针对我国的在电梯的行业, 可以将可编程逻辑控制器应用在电梯的逻辑控制上, 通过合理有效的设计和选择来使得电梯变频调速控制达到理想中的效果。

参考文献

[1]刘国华.PLC控制交流变频调速控制系统在电梯中的应用[J].制造业自动化.201 (106)