(2)对于非张力型或张力较小生产机械的控制方案利用增量式光电编码器来检测主(前)机与从(后)机的转速,经过脉冲信号处理、加减计数器、译码器、数模转换及比例放大,产生一个负反馈信号Xf,再与目标信号X g相比较,构成PID闭环调节控制,见4.
光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成的,它可以直接将角位移信号转换为电脉冲信号。光栅盘套在电动机转轴上,在光栅盘上等分地开有若干个长方形孔。电动机旋转时,光栅盘随电动机同步旋转,经发光二极管、光敏元件等组成的检测装置检测,输出若干脉冲信号,光电编码器每秒输出脉冲的个数反映了当前电动机的转速。经过各自的倍频电路(或分频)使两脉冲信号协调,也就是说,当前后两单元的转速完全同步时,在单位时间内,CK u的脉冲数与CK d的脉冲数是相等的。
将CK u与CK d两路脉冲分别输入双路脉冲可逆计数器进行比较,每输入一个CK u脉冲,可逆计数器进行加法计数;每输入一个CK d脉冲,可逆计数器则进行减法计数,若前后机的转速完全同步,则可逆计数器的输出为某一设定常数,数模转换电路输出为基本偏置电压,反馈信号X f完全跟踪于主控信号X g,即X g=(0~10)V,对应于X f=(4~20)mA×250Ω=(1~5)V。
若从机(后机)转速偏快,则CK u脉冲数增多,可逆计数器的输出增大,数模转换电路输出增大,反馈目标值Xf将大于设定目标值Xg,通过变频器内置的PID调节作用,使后机变频器的输出频率减小,电动机的转速随之减慢。
反之,若从机(后机)转速慢于主机(前机)的转速,则CK d脉冲数多于CK u的脉冲数,可逆计数器的输出减小,反馈信号X f减小,使得从机变频器的输出频率上升,经过调节可消除转速的同步误差。
5其它参数设置(1)起动过程起动时,将变频器端14触点S断开,此时PID调节不起作用,系统根据设定的起动时间常数进行起动,起动时间常数可根据生产机械的具体要求设定。待起动后再将端14触点S闭合,PID调节器开始发挥作用。
(2)PID调节三菱FR― E500变频器的PID控制功能是通过参数Pr.128-Pr.134设置的。
如果系统响应慢,就应放大比例带;反之,减小比例带,直到系统对输入的阶跃响应出现临界震荡,略有超调。
若系统无稳态误差或稳态误差已小到允许范围内,并且认为响应曲线已满意,此时的比例系数K p也就是最佳的。
若在比例调节的基础上,系统稳态误差太大,则必须加入积分环节,增大积分时间常数T i,有利于减小超调,提高系统稳定性,但系统误差的消除将随之变慢。
若使用PI调节器消除了稳态误差,但经反复调整后,对系统动态响应仍不满意,则可以加大微分环节,构成PID调节器。增大微分时间常数T d可以加快系统的响应、使超调量减小,提高系统的稳定性,但系统稳态误差的消除将随之变慢。
(3)制动过程对于惯性较大的生产机械,可在变频器接线端子+与PR间接入专用制动电阻器。通过在电机上施加直流制动,使停止过程适合生产机械的要求。利用设定停止时的直流制动电压(Pr.12)、动作时间(Pr.11)和制动开始频率(Pr.10),来调整停止时间。
6结束
本研究提出了采用变频调速技术实现多单元协调传动的方案,与其它调速方法相比,既提高了调速性能又安全可靠。多单元协调传动也可通过传感器+PLC+变频器来实现,但相比之下,本方案简单可行,对于许多设备的改造具有实际意义。
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