ＰＬＣ控制的多电机同步系统

                                              ＰＬＣ控制的多电机同步系统
近年来,随着我国包装,分切,印刷,涂层等行业的蓬勃发展,做为配套的电气控制环节则对产品的质量起着关键的作用,目前以PLC做为中心控制元件的设备占有相当大的比重,并以其的控制,稳定的工作状态占据了十分重要的地位。而在这些控制系统中核心问题便是各动力驱动轴的同步运行,即各电机的同步运行。 
本文将介绍分析几种以OMRON系列PLC作为主控元件来实现多电机同步运行的方案。 
 
1 系统控制方案 
 
1.1 随动系统 
随动系统,即一台电机作为主电机,另外一台或多台作为随动电机,随动电机紧跟着主电机运行;控制系统的基本组如图1所示。 
在该系统中由PLC接受来自上位机发来的控制信号,经过一定的运算转换为执行装置的控制信号,如变频器的频率,进而驱动主电机运行,通过编码器监测电机的实际运行速度,并将这一信号作为随动电机的控制命令,随动电机紧随这一速度便可实现两台电机的同步运行。 
1.2 闭环系统 
闭环控制系统,即两台电机由同一控制器(PLC)发出控制信号,然后再各自构成闭环系统,紧随控制器发出的信号,即可实现多电机的同步运行;控制系统的基本组如图2所示。 
在这个系统中由PLC接受来自上位机发来的控制信号,经过运算转换为执行装置的控制信号,同时发到两台电机的驱动器中,由于控制命令是相同的, 通过编码器监测电机的实际速度,与控制命令进行比较,构成闭环控制系统,这样只要两台电机的都紧随控制命令运行便可实现同步。 
1.3 随动闭环系统 
随动闭环控制系统,综合了随动系统和闭环控制系统的特点,在随动控制系统的基础上构成了闭环控制。 
两台电机驱动器由同一控制器(PLC)发出控制信号,并各自构成闭环系统,将辅电机的实际速度实时的与主电机进行比较,综合调整,使辅电机紧随主电机的运行速度,即可实现多电机的同步运行。控制系统的基本组如图3所示。 
 
2 控制方案分析 
 
实际的控制系统中,每个电机所带负载都不尽相同,因此在这些控制系统中都需根据速度设定值利用PLC计算得出具体的控制参数。 
首先将上位机发出的线速度设定值进行单位转换,根据电机所带负载的实际卷径,计算出对应的电机转速,然后利用三相异步电动机的转速公式计算出这一转速对应的频率值。并将这一计算值传送控制器(变频器)中,拖动电机运行,并利用编码器实时的监测该电动机的实际转速。 
随动控制系统中随动电机将主电机的实际运行速度作为运行命令,利用两台电机负载的实际卷径,计算出第二台电机所需频率,随动电机紧随主电机运行,便可实现两台电机的同步运行。第二台电机紧紧的跟随主电机运行,“第二台”电机可以是一台电机也可以是电机群,根据实际系统的大小来确定电机的台数;这种控制系统一般使用在控制精度要求不高的场合,只是简单的同步而且对各个动力辊间的张力没有特殊的要求,系统简单易于实现,成本较低。 
闭环控制系统中由上位机发出控制命令后,根据各个电动机轴上的负载的半径,计算出各个负载对应的转速,再根据电机的转速公式实现到驱动器(变频器)输出频率的转换。这样便可实现两台电机的同步运行。两台或多台电动机具有各自的闭环控制系统,对速度命令有较高的响应。该系统常出现在多动力牵引的系统中。