基于CC-LINK网络多电机同步控制的应用

摘要:在汽车涂装行业中,由于传动链一般为几百米至上千米不等,因此传动链驱动通常采用几台电机同时驱动,要求几台电机速度同步才能保证传动链的正常运行,否则就会产生链条堆积或断裂,使系统不能很好地运行。本文将重点介绍基于三菱CC-LINK网络的FR500系列变频器在传动链多台电机同步控制的应用。

关键词:传动链、同步控制、变频调速CC-LINK网络

一、前言

目前在汽车涂装行业中由于涂装加工工艺流程较多,且规模较大,机械化生产线取代人工生产线。被加工工件多数采用吊空线或地盘线输送,在整个加工工艺流程中循环运行。传动链一般都很长,几百米至几千米不等。这样,一台电机驱动根本实现不了,就要求几台电机同时驱动一条传动链,就必须让电机实现同步控制,否则链条就容易堆积或断裂。

二、系统控制原理

以往解决多台电机作同步控制时多数厂家大都采用以下两种控制方式。

1、采用滑差调速电机拖动(俗称VS马达控制器或速比控)。利用行程开关调整滑差。VS马达控制器是一种相当简单的带电压负反馈的,单相晶闸管整流控制器,其控制器输出一个直流供应给VS马达的励磁线圈。此控制系统的负载特性相当差,低速时速度极不稳定,容易造成系统链条堆积或断裂,且故障率很高。

2、采用变频器加异步电机拖动,利用行程开关调整速差。其控制原理是:在链条的每一传动段中,安装一个驱动座和一个调整座。调整座是可以移动的,可以用于存储过多的链条,当链条区段速度不一致时,链条会伸长和收紧。这样调整座的移动会让其行程开关发生状态变化,从而调整马达的速度,使之达到平衡输送的目的。此系统工作时,调整是靠行程开关来检测,各区段链条的伸长和收紧。我们知道调整座不可能做得太长,行程开关也不能安装太多。因此,马达的速度调整是有级的、跳变的。调整幅度较大,调整座不断调整,导致系统频繁动作。机械磨损快,且传动链运行速度波动较大。

现就我在武汉本田PO保险杠/仪表盘输送链双电机同步输送应用一例介绍一种基于三菱CC-LINK控制网络的双电机同步控制原理。

1、项目来源:由于合成树脂车间(以下简称PO车间)生产的保险杠、仪表盘需要搬送到涂装车间进行装配,整个输送链跨度为两个车间,实际来回总长约为710米,因此用一台电机就根本无法实现整条链条的驱动。所以需要两台电机同时驱动,两台电机的同步运行成为此次项目的关键点所在。

2、控制原理:整条输送链采用CC-LINK总线控制方式,电机采用变频驱动,以实现速度连续可调。两台电机的驱动变频器通过CC-LINK通信卡挂在CC-LINK网络上,实现变频器与主控PLC之间的通信,PLC通过CC-LINK网络实现对变频器运行频率、运行方向、控制模式的设定,以及电机的运行速度,运行方向,运行电流、变频器各种报警信息的读取并实时地显示到人机界面上,方便维修人员对故障信息的处理。

两台电机分别通过各自的旋转编码器(以下简称PLG)将实际运行速度反馈给各自的变频器,通过设定变频器相关参数以实现变频器的PLG反馈控制功能,该功能能将PLG检测到的电机实际运行速度反馈给变频器,自动地补偿速度的变化,因此,即使负荷波动,也可以保持电机速度的稳定。整个系统网络拓扑图如下:

在实际生产运行当中,由于机械上不可能使得两台电机在驱动站输出的链条实际速度完全一致,速度会有一定的偏差,这种偏差在相当的一段运行时间累积后就会使两台驱动电机的张紧装置出现一个太紧而另一个太松的现象。为了消除这种由于偏差累积而出现的现象,在机械上两台电机张紧装置上各安置了5个行程开关,其工作原理如下: