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依托新型控件的平衡均化变频器带动台子遏制作业

提示:

  控制系统的配置SIEMENS公司的S7300系列可编程控制器是一种模块化的结构,提供了各种性能递增的CPU和丰富的且带有许多方便功

  控制系统的配置SIEMENS公司的S7300系列可编程控制器是一种模块化的结构,提供了各种性能递增的CPU和丰富的且带有许多方便功能的I/O扩展模块,各种模块可根据系统复杂程度灵活配置。在本系统中CPU选用CPU315-2DP,它是带现场总线SINECL2-DP接口的CPU模块,它是具有中到大容量的程序存储器和大规模I/O配置的CPU,可用于包括分布式和集中式I/O的任务中,在本系统中对变频器实现多种起停、正反转、自动手动等控制并进行故障报警。S7300-2DP系统本身具有PROFIBUS-DP接口,所以无需另外的通讯接口单元及转换接口,从而大大减少了现场接线。
  PLC的高速计数模块FM350-1直接与增量式旋转编码器联接,高速计数模块用于分担CPU的任务,以减轻CPU的负担。在本系统中,S7300-2DP可编程控制器为一级主站,PⅢ工控机为二级主站,变频器为从站。工作时,S7300-2DP向变频器传送运行指令,同时接收变频器反馈回来的运行状态及故障报警状态。
  PC机与SIEMENS系列的PLC不能直接连接。在本系统中工控机通过SIEMENS公司的CP343-1通讯处理器与SIEMENS公司的PLC构成SIMATICNET,工控机与CPU315-2DP通过现场总线PROFIBUS-DP协议通讯。
  控制策略关键控制参数的推导水平驱动剪刀撑升降台的传动链为:交流电机→减速器→丝杠螺母→剪刀撑升降机构。此时丝杠螺母的运动已由电机的旋转运动转换成丝杠螺母的匀速直线运动,因为此传动链是封闭的,可参照导出系统控制参数。
  1)升降台在一个工作行程的总电机转数。电机主轴在台面上升或下降高度相同时,其总转数必然是固定的,参照可导出电机转数与台面高度的关系式m=l2-h02-l2-h12D(4)D=tqk(5)式中:m为升降台在一个工作行程的总电机转数;D为电机主轴转1圈,滚轮在x轴负方向上移动的距离。分析式(4)可知:若h1改为变量hi,且hi为h0h1时,电机的总转数mi仅与升降台高度有关,则式(4)可改写为mi=Lf(hi)(6)式中:L为常数。
  2)变频器输出的电源频率与台面高度的关系。由水平驱动剪刀撑升降台传动链可推得电机主轴转速与丝杆水平运动速度的关系式vl=ntq60000k(7)将式(7)代入式(3)可得vh=ntq60000ktanA(8)又交流电机转速为[7]n=60f(1-s)p(9)由式(9)代入式(8)可得vh=tqf(1-s)1000kptanA(10)把倾角A=arcsinh0l代入式(10)可以得到变频器输出的电源频率f和台面速度vh以及升降台高度的关系式f=1000vhkptanarcsinh0lqt(1-s)(11)式中:k为减速机的减速比;t为丝杠螺矩,mm;q为丝杠头数;s为交流电机转差率;p为交流电机极对数;f为变频器输出的电源频率,Hz;l为剪刀撑杆长,mm.
  因为台面速度vh是希望得到的恒定速度,k、p、q、s、t、l均可视为常数,若升降台高度hi的变化为h0h1,则变频器输出的电源频率f可认为仅与升降台高度hi有关,式(11)可改写为fi=5f(hi)(12)式中:5为常数。
  结论1)该系统把现场总线PROFIBUS-DP技术应用于水平驱动剪刀撑升降台的控制后,多台设备共用一条物理介质,从而简化了现场接线,易于设备的维护和保养。2)采用数字信号传输技术,避免了信号衰减和共模干扰,提高了信号传输的可靠性和精度。不仅整个系统操作简便,可靠性增强,而且可根据剧场要求灵活修改升降台的运动参数。

(责任编辑: 佚名 )

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