傳送帶速度控制中PCL和變頻器的應(yīng)用分析

1、    傳送帶速度控制中pcl和變頻器的應(yīng)用分析    賈川摘 要：隨著電機(jī)控制及傳動技術(shù)的不斷發(fā)展，建立合理而又科學(xué)的自動化控制系統(tǒng)是一項(xiàng)亟待解決的課題。本文結(jié)合plc技術(shù)及變頻器的相關(guān)內(nèi)容，分析了傳送帶速度控制中pcl和變頻器的應(yīng)用，僅供參考。關(guān)鍵詞：傳送帶 速度控制 pcl 變頻器 應(yīng)用一、plc技術(shù)及變頻器概述1.plc技術(shù)plc技術(shù)指的是可編程控制器。該技術(shù)在運(yùn)行的過程中主要依托于相應(yīng)編程存儲器進(jìn)行內(nèi)部程序的存儲，并在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行用戶指令的接受以及引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算作業(yè)的開展。一般而言，plc技術(shù)在專門的軟件系統(tǒng)的框架下能夠依據(jù)用戶發(fā)出的各項(xiàng)

2、指令進(jìn)行“串行”工作?？傮w而言，該技術(shù)在運(yùn)行的過程中能夠借助控制器進(jìn)行棧指令順序的排列，并由此進(jìn)行數(shù)據(jù)狀態(tài)的掃描處理，隨后再將處理結(jié)果轉(zhuǎn)換為控制信號形式進(jìn)行傳遞，最后在借助執(zhí)行結(jié)構(gòu)中的cpu完成程序的循環(huán)執(zhí)行。2.變頻器變頻器是一種可調(diào)速裝置，具有用途多、可靠性高和節(jié)電效果明顯的特點(diǎn)，如今已廣泛應(yīng)用于各種馬達(dá)控制以及冶金、造紙、電子產(chǎn)品裝配等生產(chǎn)線上。變頻調(diào)速是通過改變電動機(jī)定子電源的頻率，從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。變頻調(diào)速系統(tǒng)的主要設(shè)備是提供變頻電源的變頻器，變頻器可分成交流-直流-交流變頻器和交流-交流變頻器兩大類，包括如下幾項(xiàng)特點(diǎn)：（1）效率高，調(diào)速過程中沒有附加損耗；（2）應(yīng)用范圍

3、廣，可用于籠型異步電動機(jī)；（3）調(diào)速范圍大，特性硬，精度高；（4）技術(shù)復(fù)雜，造價(jià)高，維護(hù)檢修困難。故異步電機(jī)的變頻調(diào)速方法適用于要求精度高、調(diào)速性能較好的場合。二、變頻器、plc及傳送機(jī)控制分析對于現(xiàn)代工業(yè)來說，控制領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)技術(shù)成熟階段。比較成熟的產(chǎn)品有單片機(jī)和可編程控制器（plc）。相比之下單片機(jī)造價(jià)低、串行輸出且容易受干擾；plc造價(jià)高、并行輸出不易受干擾。目前絕大多數(shù)工廠和加工行業(yè)在傳送工程選用上面，選擇穩(wěn)定并且不易受干擾的器件來控制變頻器，因此，在此項(xiàng)設(shè)計(jì)中選擇plc來控制變頻器。在plc選用中需要重點(diǎn)考慮以下幾點(diǎn)要求：plc的安裝環(huán)境、cpu的存儲容量、掃描周期、干擾、電源

4、模塊容量以及plc保護(hù)裝置等。三、傳送帶速度控制中pcl和變頻器的應(yīng)用（一）案例一例如在轎車鋁合金輪轂生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)車間往往有多條輪轂傳送帶流水作業(yè)，這樣既保證了先后工序的順暢作業(yè)，又提高了生產(chǎn)效率。按照生產(chǎn)流程，輪轂經(jīng)過上道工序流水線處理后，被自控設(shè)備轉(zhuǎn)移至下道工序流水線再處理，自動轉(zhuǎn)移設(shè)備對兩條流水線傳送帶的速度有嚴(yán)格的同步要求，否則輪轂在兩條流水線間的順暢轉(zhuǎn)移無法完成。傳送帶的同步控制可通過plc、變頻器及速度檢測環(huán)節(jié)構(gòu)成速度閉環(huán)控制系統(tǒng)，經(jīng)pid控制作用，在穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)將傳送帶間的速度偏差消除為零，實(shí)現(xiàn)傳送帶速度同步控制。1.plc控制為實(shí)現(xiàn)兩條傳送帶同步控制，保證速度控制的精度，采用

5、編碼器分別檢測兩條傳送帶。a線傳送帶速度由給定信號控制，由a線編碼器檢測a線傳送帶速度并反饋給plc。同樣，b線傳送帶速度由b線編碼器檢測并反饋給plc，構(gòu)成傳送帶速度閉環(huán)控制系統(tǒng)。速度反饋信號是模擬量或脈沖序列信號，plc通過a/d轉(zhuǎn)換器或高速計(jì)數(shù)器得出傳送帶速度相對應(yīng)的數(shù)字信號，和給定信號比較，經(jīng)pid指令控制，在pid指令中同時(shí)賦值給a、b線進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，輸出模擬信號作用于變頻器，校正傳送帶電機(jī)速度。穩(wěn)態(tài)時(shí)將a、b線傳送帶速度偏差消除，實(shí)現(xiàn)速度完全同步。2.pi/pid控制積分調(diào)節(jié)很少單獨(dú)應(yīng)用，通常與比例和微分調(diào)節(jié)聯(lián)合使用，組成pi或pid調(diào)節(jié)器。pid參數(shù)是依靠經(jīng)驗(yàn)及對工藝的熟悉，參考

6、測量值跟蹤與設(shè)定值曲線，來調(diào)整pid的大小。plc程序中采用pid指令時(shí)，可以采用pi調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)，即微分時(shí)間設(shè)為零。a線傳送帶和b線傳送帶的積分時(shí)間常數(shù)略有差別，以提高響應(yīng)速度。當(dāng)通過調(diào)節(jié)時(shí)間常數(shù)滿足不了控制要求時(shí)，依工藝要求可在其中一條傳送帶增加微分控制環(huán)節(jié)。（二）案例二傳統(tǒng)礦井帶式輸送機(jī)啟動方式通常為直接啟動，電機(jī)通過減速機(jī)驅(qū)動膠帶滾筒，帶動膠帶運(yùn)轉(zhuǎn)。這種啟動方式有如下弊端：（1）電機(jī)直接啟動，電機(jī)啟動電流大，約為額定電流的4-7倍。啟動過程會造成井下電網(wǎng)的電壓波動，間接損害電氣設(shè)備的絕緣。（2）電機(jī)直接啟動，電機(jī)轉(zhuǎn)速沒有平穩(wěn)過度環(huán)節(jié)，會對對減速器與轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生較大的沖擊，這肯定會使機(jī)械設(shè)備的

7、磨損程度更加的嚴(yán)重。（3）井下煤礦運(yùn)輸過程中膠帶經(jīng)常處于空載或輕載工況，而電機(jī)本身通常會有10%-15%的余量，這就造成帶式輸送機(jī)經(jīng)常處于“大馬拉小車”的工況，對電能造成浪費(fèi)，提高了生產(chǎn)成本。針對以上情況，某礦山機(jī)電人員經(jīng)過詳細(xì)的研究和討論，對原有的系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，最終成功研制并試運(yùn)了基于plc和變頻器的井下帶式輸送機(jī)的集控系統(tǒng)。該套控制系統(tǒng)通過壓力傳感原件將膠帶負(fù)載情況反饋給上位機(jī)，同時(shí)利用電流互感器檢測電機(jī)電流，再通過電流傳感器將電流信號轉(zhuǎn)化為plc可讀的4-20ma信號，通過膠帶壓力和電流變化，判斷膠帶實(shí)際工況，并且以s7-300h為核心控制器的集控系統(tǒng)，利用plc控制變頻器，實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)的軟啟動和軟停車，同時(shí)，在膠帶輸送中實(shí)時(shí)改變變頻器輸出頻率。結(jié)語以上基于plc與變頻技術(shù)的傳送帶控制技術(shù)，可以很好的解決傳統(tǒng)傳送帶控制方式的弊端，很好的節(jié)約生產(chǎn)成本。只有降低損耗，節(jié)能環(huán)保，才能創(chuàng)造出一條實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的新途徑，這在事實(shí)上來說的話也是最明智的選擇。如果在大多數(shù)的工業(yè)工程中使用變頻的調(diào)速裝置的話，這種環(huán)保節(jié)能的效果將是非常樂觀的。參考文獻(xiàn)1雷慧杰，李正斌，張艷偉.plc和變頻器在鋼錠自動分揀系統(tǒng)中的應(yīng)用j.制造業(yè)自動化，2015，v.3702：139-141.2楊軼霞.基于plc和變頻器的中央空調(diào)節(jié)能