ＰＬＣ控制的多電機同步系統
近年來,隨著我國包裝,分切,印刷,涂層等行業的蓬勃發展,做為配套的電氣控制環節則對產品的質量起著關鍵的作用,目前以PLC做為中心控制元件的設備占有相當大的比重,并以其的控制,穩定的工作狀態占據了十分重要的地位。而在這些控制系統中核心問題便是各動力驅動軸的同步運行,即各電機的同步運行。 
本文將介紹分析幾種以OMRON系列PLC作為主控元件來實現多電機同步運行的方案。 
 
1 系統控制方案 
 
1.1 隨動系統 
隨動系統,即一臺電機作為主電機,另外一臺或多臺作為隨動電機,隨動電機緊跟著主電機運行;控制系統的基本組如圖1所示。 
在該系統中由PLC接受來自上位機發來的控制信號,經過一定的運算轉換為執行裝置的控制信號,如變頻器的頻率,進而驅動主電機運行,通過編碼器監測電機的實際運行速度,并將這一信號作為隨動電機的控制命令,隨動電機緊隨這一速度便可實現兩臺電機的同步運行。 
1.2 閉環系統 
閉環控制系統,即兩臺電機由同一控制器(PLC)發出控制信號,然后再各自構成閉環系統,緊隨控制器發出的信號,即可實現多電機的同步運行;控制系統的基本組如圖2所示。 
在這個系統中由PLC接受來自上位機發來的控制信號,經過運算轉換為執行裝置的控制信號,同時發到兩臺電機的驅動器中,由于控制命令是相同的, 通過編碼器監測電機的實際速度,與控制命令進行比較,構成閉環控制系統,這樣只要兩臺電機的都緊隨控制命令運行便可實現同步。 
1.3 隨動閉環系統 
隨動閉環控制系統,綜合了隨動系統和閉環控制系統的特點,在隨動控制系統的基礎上構成了閉環控制。 
兩臺電機驅動器由同一控制器(PLC)發出控制信號,并各自構成閉環系統,將輔電機的實際速度實時的與主電機進行比較,綜合調整,使輔電機緊隨主電機的運行速度,即可實現多電機的同步運行。控制系統的基本組如圖3所示。 
 
2 控制方案分析 
 
實際的控制系統中,每個電機所帶負載都不盡相同,因此在這些控制系統中都需根據速度設定值利用PLC計算得出具體的控制參數。 
首先將上位機發出的線速度設定值進行單位轉換,根據電機所帶負載的實際卷徑,計算出對應的電機轉速,然后利用三相異步電動機的轉速公式計算出這一轉速對應的頻率值。并將這一計算值傳送控制器(變頻器)中,拖動電機運行,并利用編碼器實時的監測該電動機的實際轉速。 
隨動控制系統中隨動電機將主電機的實際運行速度作為運行命令,利用兩臺電機負載的實際卷徑,計算出第二臺電機所需頻率,隨動電機緊隨主電機運行,便可實現兩臺電機的同步運行。第二臺電機緊緊的跟隨主電機運行,“第二臺”電機可以是一臺電機也可以是電機群,根據實際系統的大小來確定電機的臺數;這種控制系統一般使用在控制精度要求不高的場合,只是簡單的同步而且對各個動力輥間的張力沒有特殊的要求,系統簡單易于實現,成本較低。 
閉環控制系統中由上位機發出控制命令后,根據各個電動機軸上的負載的半徑,計算出各個負載對應的轉速,再根據電機的轉速公式實現到驅動器(變頻器)輸出頻率的轉換。這樣便可實現兩臺電機的同步運行。兩臺或多臺電動機具有各自的閉環控制系統,對速度命令有較高的響應。該系統常出現在多動力牽引的系統中。