中級職稱論文—運動控制

1、運動控制系統(tǒng)在工廠自動化中的應用摘要：隨著科技水平的不斷提高和經(jīng)濟的飛速發(fā)展，在工廠自動化領域越來越看重 設備運行的穩(wěn)定性、可靠性和實用性。為了達到這些目標，科研工作者不斷的致力于工 業(yè)產(chǎn)品的研究和開發(fā)，本文將對一種類型的運動控制系統(tǒng)做一論述，闡明怎樣搭建一套 高效穩(wěn)定的運動控制系統(tǒng)。關鍵詞：運動控制器，變頻器，總線序言：運動控制系統(tǒng)通常都由控制器，驅(qū)動器，變頻電機三部分組成，這里我們介 紹一種由atv71型變頻器做驅(qū)動環(huán)節(jié)的運動控制系統(tǒng)，闡述一下選擇simotion運動控制 器和atv71型變頻器的優(yōu)勢，以及如何搭建這套運動控制系統(tǒng)。1選取靈活并見響應速度快的simotion運動控制器1.1

2、 simotion是一個全新的西門子運動控制系統(tǒng)，它是世界上第一款針對生產(chǎn) 機械而設計的控制系統(tǒng)，將運動控制，邏輯控制及工藝控制功能集成于一身，為生 產(chǎn)機械提供了完整的解決方案。1.2 simotion運動控制系統(tǒng)是由一個系統(tǒng)來完成所有的運動控制任務，適用于 具有許多運動部件的機器。1.3 simotion系統(tǒng)的組成部分：工程開發(fā)系統(tǒng)工程開發(fā)系統(tǒng)可以實現(xiàn)由一個系統(tǒng)解決所有運動控制、邏輯及工藝控制的問題，并 且它還能夠提供所有必要的工具，從編程到參數(shù)設定，從測試調(diào)試到故障診斷。實時軟件模塊這些模塊提供了眾多的運動控制及工藝控制功能?？梢葬槍δ骋惶囟ǖ臋C器所需的 功能，靈活地選擇相關的模塊。1.

3、4靈活性高模塊化的設計使得c230-2具有極高的靈活性，可以滿足許多應用領域的要求, 而且對驅(qū)動器的選擇具有最高的靈活性和極寬的過程信號范圍，這也給驅(qū)動器的選 型帶來了方便。2 atv71型變頻器應用于運動控制系統(tǒng)2. 1 atv71它主要面向以下行業(yè)應用：起重，提升，物料輸送，包裝行業(yè)，過程控制設備，人造板及木工機械，高慣量的負 載。2. 2電機控制方式帶傳感器的矢量控制方式（電流矢量型），無傳感常矢量控制方式（電壓矢量或電流 矢量型），壓/頻比方式（可設置2或5個拐點），轉(zhuǎn)矩控制方式，開環(huán)同步電機，ena系 統(tǒng)（對于負載不平衡時的能量返回系統(tǒng)）等。2. 3變頻器保護：直接過熱保護（通過散熱

4、器上的傳感器），功率模塊部分的過熱保護（通過igbt的溫 度計算出來），電機相間短路保護,輸入缺相保護，輸出相間及輸出對地短路保護，dc母線 過壓保護。2. 4變頻器安全性：主電源過壓和欠壓保護，在3相進線中的電源缺相保護。2. 5主要特性：極強的過力矩能力：atv71可達170%60s和220%2s；極寬的工作環(huán)境溫度范圍：atv71不降容允許溫度為50°c,降容可達60°c；標準配置中文圖形面板：操作方便、顯 示參數(shù)靈活、美觀；電抗器和emc問題:大于15kw的atv71的標準配置有電抗器,380vatv71 標配emc濾波器;超寬的工作電壓范圍：380v的atv71允

5、許輸入電壓范圍是380v-15% 480v+10%,且允許電壓跌落50%。制動單元：小于160kw的atv71內(nèi)置制動單元。通 訊協(xié)議：內(nèi)置can0pcn> modbus兩種通訊協(xié)議,canopcn可以實現(xiàn)高速（lm/s）通訊;ptc端子：atv71標配獨立的ptc屯機過熱保護端子；標準多種應用宏：標配起重應用宏 完整的抱閘邏輯控制;control ler inside card：可稱得上萬能控制器，實現(xiàn)各種復雜 要求的功能。2.6標準atv71功能：u, s型斜坡個人需求設定；預置速度（16段）；求和給定（減法，乘法）；+/-速 度；點動；給定切換；斜坡切換；2線/3線控制命令；快速停

6、車，自由停車；頻率，給 定，電流，熱狀態(tài)，最高速度達到；飛車啟動，故障禁止，反向禁止，直流注入。2. 7 atv71突出功能：ena功能（抽油泵）；轉(zhuǎn)矩控制；制動邏輯；高速提升；基于傳感器的位置控制； 配置切換；pid調(diào)節(jié)器；擺頻；參數(shù)切換；輸出接觸器控制；輸入接觸器控制器；負荷 分配；通過額外稱重儀對負荷的測量；主-從；應急電源供給；熱報警管理；標準功能； 功能兼容表。3選擇變頻電機作為執(zhí)行機構(gòu)3. 1發(fā)熱量小變頻電機一般為強制冷卻結(jié)構(gòu)，因此具有極佳的散熱效果。3.2可承受高頻電壓變頻電機在設計時增大了電磁負荷，使磁路不易飽和，與此同時，變頻電機加強了 槽絕緣，一是絕緣材料加強，一是加大槽絕

7、緣的厚度，極大的提高了屯機承受高頻電壓 的水平。3. 3性能可靠在過去，三相異步電動機的啟動，停止是由三相電源，電動機保護器，靠接觸器的 吸合與斷開，再配合以抱閘來實現(xiàn)的。但是，一旦閘皮磨損或者機械松動，卡死等原因, 容易導致抱閘失靈，造成生產(chǎn)事故，性能不可靠。在現(xiàn)在，可以用運動控制器，驅(qū)動器，變頻電機和執(zhí)行機構(gòu)來完成。這樣控制，電 機啟動，停止的性能非?？煽?，即使突然斷電，也就是電控處于失控狀態(tài)時，也可以依 靠機械輔助裝置來使電機停轉(zhuǎn)，比如，將機械抱閘的原位定在抱死狀態(tài)，一旦電控斷電, 機械將強行抱死電機和執(zhí)行機構(gòu)，保證了安全生產(chǎn)。4系統(tǒng)組建具體的系統(tǒng)搭建方法其實很簡單：可以選用profib

8、us dp總線控制方法，第一：在 sim0ti0n運動控制器當中進行硬件組態(tài)；第二：提取atv71型變頻器的轉(zhuǎn)速控制字和使 能控制字（例如pqw112, pqw113）；第三:按系統(tǒng)需要配置atv71型變頻器（主要是一 些變頻電機的額定值）；最后，按不同系統(tǒng)的要求編寫相應的邏輯程序即可，也就是編寫 出讓執(zhí)行機構(gòu)動作的條件句即可。5帶負載調(diào)整參數(shù)5.1過壓測試滿負荷，最高轉(zhuǎn)速，停止時過壓測試，驅(qū)動器不報警；逐漸調(diào)整電機減速度時間常 數(shù)至最小值。這樣，可以保證電機能夠以最短時間快速啟動。5. 2過載測試滿負荷，最高轉(zhuǎn)速，啟動吋過載測試，驅(qū)動器不報警；逐漸調(diào)整電機加速度時間常 數(shù)至最小值。這樣，可以保證電機能夠以最短時間快速停止。這樣一來，生產(chǎn)線就能以一種高性能，長期穩(wěn)定可靠的運行。6結(jié)束語用運動控制器和atv71型變頻器搭建運動控制系統(tǒng)，是-種既簡便又實用的變頻調(diào) 速方法，并且經(jīng)過產(chǎn)品的實際應用，能夠高效穩(wěn)定的長期運行，希望