摘要：本文首次将新型变频器应用在压缩机涂装悬挂链控制系统上，传统的控制系统均采用开环变频控制器和普通电机组合进行控制，通过改变频率进行速度控制。新型变频控制器通过更改频率控制电机，并反馈电机的实际转速并校队，同时该变频器具备扭矩控制等功能。对新型变频控制器在控制系统进行了三种方法的研究：扭矩控制法、速度控制法、行程控制法。本次利用工厂设备升级改造过程，对上述三种方法一一进行了实际测试，根据现场悬挂链运行的平稳性，比对三种的运行结果，选择适合现场的控制方法。
关键词：新型变频器；压缩机涂装线；控制系统；行程控制法
1、前言
压缩机涂装悬挂链产线升级改造，悬挂链增长和增加多出弯道，导致原因控制系统无法满足升级后的实际动力需求，因此控制驱动由3驱动更改4驱动，按照逐点张力计算法来布局驱动的位置[1]。为了更好的控制驱动系统，本次改造引入新型变频控制器。该变频控制器通过更改频率控制电机，并反馈电机的实际转速并校正，同时该变频器具备扭矩控制等功能；结合新型变频控制器的功能达到了全闭环伺服系统的功能[2]。新型变频控制器首次在压缩机涂装悬挂链控制系统上面的使用，对该控制方式进行多方面的研究。
2、压缩机涂装悬挂链结构介绍
.png)
图1压缩机涂装悬挂链布一楼和二楼局图
压缩机涂装悬挂链由一楼和二楼悬挂链两部分组成，二楼c点为运动起点，通过主驱动1拉动运动，2号驱动将悬挂链拉往一楼，一楼的3号驱动将二楼的链条拉倒楼下，最终将产品运送到终点d处，二楼4号驱动将一楼悬挂链拉回起点，从而完成一个运动循环。本次产线升级改造增加了悬挂链，导致负载增大和运动平衡打破。本次改造驱动由3个驱动更改4个驱动和引入新增新型变频器，接下来主要对悬挂链的驱动控制方式进行研究。
3、悬挂链控制方式
悬挂链驱动采用变频器控制，结合悬挂链运行的同步性要求，本文主要通过扭矩控制法、速度控制法和行程控制法进行实际测试，接下来进行三种方法的详细说明。
3.1扭矩控制法
扭矩控制法是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，通过编程控制驱动运动的方法。具体表现为例如10V对应5Nm的话，当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm：如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转，外部负载等于2.5Nm时电机不转，大于2.5Nm时电机反转（通常在有重力负载情况下产生）。可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小。
本次主要通过模拟量的方法控制电机扭矩，通过程序编写保证4个驱动同扭矩输出，保证悬挂链同步运行。通过实际运行，发现悬挂链开线3s就出现驱动过载保护，现场排查发现4号驱动拉不动链条导致过载报警。
.png)
通过数据表格1可知：4号驱动负载最大，按照同扭矩运行4号驱动拉动链条吃力，链条运行速度慢；而1号驱动负载小，速度快。这样4号驱动的前后链条不同步导致4号驱动过载报警。扭矩控制法因负载不同导致无法达到悬挂链同速度运行，因此该方法不可行。
3.2速度控制法
速度控制法是通过模拟量的输入或脉冲的频率进行转动速度的控制，程序通过控制4台驱动伺服电机的转速来实现悬挂链控制的方法。该方法采用上位控制装置的外环PID控制时速模式进行定位[3]，把电机的位置信号或者负载位置信号给尚未反馈已做运算，减少终检传动过程中的误差，增加了整个系统的定位精度。
悬挂链更改速度控制方式后，链条在4号驱动附件运行速度慢，实际监控程序，4台驱动的实际速度一样，运行1min之后悬挂链因4号驱动过载导致报警停线。现场排查发现4号驱动处的链条比较紧，驱动受力大；因为负载大链条运行速度慢，导致1号和4号之间的悬挂链不同步导致过载报警，因此该方案不可行。
3.3行程控制法
行程控制法是利用悬挂链张紧状态，对驱动速度进行调节的控制方法。悬挂链驱动附近有一个张紧装置，张紧装置滑道上面安装四个行程开关，其中两端是极限行程开关，中间两个是加减速行程开关；另外张紧装置下端配置有一个配重装置，上面堆放配重块，该装置主要作用调节悬挂链链条的张紧状态。
通过对现场安装张紧行程开关，利用行程开关的位置对驱动进行调速。现场调试运行时，4号驱动对应的张紧装置触发加速开关，驱动开始加速，加速后张紧处的链条开始增多，张紧装置开始脱离加速开关，达到中间位置驱动加速结束并保持正常速度运转。3号驱动处的链条松动，张紧装置触发减速开关，驱动开始减速链条逐步拉紧，张紧装置脱离减速开关驱动减速结束，速度恢复正常。通过行程位置控制驱动加减速方法可以让悬挂链达到整体均衡运转。
现场运行时出现张紧装置中间处卡死，导致张紧装置无法调节驱动速度导致报警无法运行，利用新型变频器可以控制扭矩功能，利用这一功能将驱动增加过载上限报警。更改扭矩上限报警程序后，模拟正常运行时4号驱动处的张紧卡死，此时链条开始收紧，因速度无法调节，驱动扭矩增大，达到上限报警，提醒员工进行现场确认并消除异常。
3.4效果
通过对新型变频器在悬挂链驱动控制系统上的三种方法的尝试，扭矩控制法和速度控制法均因悬挂链的负载问题，导致悬挂链运行不同步，说明这两种方法试用在悬挂链负载差异不大的情况下满足。在驱动负载差异大的情况下，行程控制法比较有效解决了悬挂链同步问题。
4、结束语
本文对新型变频器在压缩机悬挂链控制方式上进行了研究，对三种控制方法的使用条件进行了尝试，根据运行结果总结出在过载差异大时采用行程控制法，在过载差异不大时可以选择扭矩控制法和速度控制法。另外对新型变频器的扭矩控制功能，解决了现场张紧装置卡死时的报警，不经起到保护作用，而且还可以起到快速排查故障作用。
参考文献：
1.范广澂.求解普通悬挂链输送机驱动装置的最佳位置[J].现代机械，1999（01）：69-71.
2.杨新颖.伺服电机控制技术的应用及发展趋向分析[J].现代制造技术与装备，2019（05）：91-92.
3.沙印.多电机同步控制系统设计[J].煤矿机械，.2015（05））：21-23.
论文作者:张星南,高笑笑,李建民
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/15
标签：扭矩论文; 链条论文; 负载论文; 速度论文; 变频器论文; 电机论文; 装置论文; 《基层建设》2019年第27期论文;