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摘 要:传统迁车台采用串电阻有级调速,其调速性能差、机械性能较软、动作生硬、机械碰伤较大、精准制动距离和制动位置很难保证,存在能源浪费、安全性差、维护费用高等问题。本系统介绍一种利用无线遥控与闭环编码器反馈控制的变频技术在迁车台上的应用,通过设置带编码器闭环反馈的变频器多段速运行来改变异步电动机的频率,达到迁车台稳定停车的目的,使迁车台运行制动平滑,并减少机械损伤。实践证明,本系统运作良好,具有较好的稳定性、灵活性,满足了用户对理想迁车台的需求。
关键词:无线工业遥控器;变频器;迁车台;编码器;闭环反馈
迁车台主要用于大型重工设备的轨道变换,比较主要常见于翻车机系统,即重车线迁车至空车线,也有应用于其他重型设备的迁车。本次迁车台应用于斗轮机在两条平行轨道上的迁车,项目为出口到委内瑞拉,因现场有三条料场,两条平行轨道,但是出于对节约资金目的的考虑和工艺的需要,决定施行使用两条轨道共用一台斗轮机方案。这样,就需要迁车台来完成斗轮机的迁车任务。为改善以往迁车台定位不精准、机械损伤大等问题,此次设计为迁车台电气系统增加一台带闭环反馈的变频器以改善以上弊端,并将工业无线遥控器引入迁车的控制系统,提高了自动化程度和使用的便捷性,降低了维护成本。
一、工业遥控器介绍
本次选用台湾禹鼎公司生产的工业无线遥控器。由于迁车台动作简单,只需左行和右行即可完成任务,双速2按键的F21-2D型号遥控装置即可完成任务,其按功能性可以分为手持无线发射端和无线接收端,手持无线发射按钮对应于接收端的无源干着点继电器输出,再将其串入变频器控制模块,通过对变频的调试,即可达到左行右行的目的。
二、基于编码器反馈的闭环控制方式
为了达到更出色的停车位置控制目标,此次还为迁车台控制系统增加了一个光电旋转编码器,将速度信号反馈至变频器,达到闭环速度控制的目的。与无速度传感器的矢量控制(SLVC)和变压/变频控制(V/F)相比,闭环编码器反馈控制方式具有精准的定位功能,在低转速时仍能保持额定输出转矩,其反应速度更为快速灵敏,速度和转矩的动态控制得到改善。为此,决定为系统配备P+F编码器,选用推挽式输出的增量型编码器,分辨率为1024PPR,型号为THI 40。
三、电气系统的设计
传统迁车台采用串电阻有级调速,其调速性能差、机械性能较软、动作生硬、机械碰伤较大,本系统采用AB公司的变频器,运用变频器多段速运行和编码器反馈的闭环调速方式,可以很好的解决以上问题。
由于为委内瑞拉标准,迁车台电机为460V,15kw,四级电机,功率因数0.85,通过公式可计算,迁车台电机额定电流In=23A,查询AB变频器样本,决定选用20F11ND027AA0NNNN型号变频器,但是其I/O数字量输入端子数量较少,不能满足实际应用需要,需要为其扩展一个I/O控制模块20-750-22620-2R。除此之外,变频器还需为编码器提供接口模块,根据编码器的功能型号和输出方式,为编码器配备20-750-ENC-1接口模块。
为达到变频器多段速运行的目的,迁车台还应配有位置检测传感器,检测位置包括左行减速位置、左行终点位置、右行减速位置和右行终点位置。
基于以上理解,做出电气设计图纸,变频器控制模块接线图如图1所示。
左行操作和右行操作由遥控装置接收器输出端引入。由于急停的特殊性,即可靠的紧急情况停车,为避免由于无线信号受干扰引发的信号丢失现象,将急停信号设计为硬急停,增加了急停的可靠性。
I/O扩展模块接线图如图2所示,将上述四个位置检测限位开关引入变频器,达到迁车台的变频控制目的。
进入减速检测位置后,系统自动降速,无需手动控制。至此,迁车台的电气控制系统设计已全部完成。
四、总结
此次迁车台电气系统设计有效地提高了自动化程度,在实际应用方面取得了比较理想的效果,目前该迁车台已成功运行一年多。遥控器的成功运用,使该迁车台的操作更便捷和人性化,用户对该系统很满意。实践同样证明,利用带速度传感器的闭环反馈迁车台控制系统有效的改善了传统迁车台能源浪费及调速性能差等弊端,尤其改善了迁车台停车制动的精准性和稳定性,同时降低了迁车台机械的维护费用、延长了迁台车的使用寿命。本次电气系统造价8万元,比传统迁车台电气控制系统增加了变频器、编码器、无线遥控器,造价高出1.5万元,一次性增加小投入却带来了诸多的效果,设计实用性较强。
参考文献
[1]AB 750系列变频器使用说明书
[2]禹鼎工业无线遥控器使用说明书
[3]李芬英.堆取料机电控系统的改进(J).大重科技,1998(1):9-11.
关键词:无线工业遥控器;变频器;迁车台;编码器;闭环反馈
迁车台主要用于大型重工设备的轨道变换,比较主要常见于翻车机系统,即重车线迁车至空车线,也有应用于其他重型设备的迁车。本次迁车台应用于斗轮机在两条平行轨道上的迁车,项目为出口到委内瑞拉,因现场有三条料场,两条平行轨道,但是出于对节约资金目的的考虑和工艺的需要,决定施行使用两条轨道共用一台斗轮机方案。这样,就需要迁车台来完成斗轮机的迁车任务。为改善以往迁车台定位不精准、机械损伤大等问题,此次设计为迁车台电气系统增加一台带闭环反馈的变频器以改善以上弊端,并将工业无线遥控器引入迁车的控制系统,提高了自动化程度和使用的便捷性,降低了维护成本。
一、工业遥控器介绍
本次选用台湾禹鼎公司生产的工业无线遥控器。由于迁车台动作简单,只需左行和右行即可完成任务,双速2按键的F21-2D型号遥控装置即可完成任务,其按功能性可以分为手持无线发射端和无线接收端,手持无线发射按钮对应于接收端的无源干着点继电器输出,再将其串入变频器控制模块,通过对变频的调试,即可达到左行右行的目的。
二、基于编码器反馈的闭环控制方式
为了达到更出色的停车位置控制目标,此次还为迁车台控制系统增加了一个光电旋转编码器,将速度信号反馈至变频器,达到闭环速度控制的目的。与无速度传感器的矢量控制(SLVC)和变压/变频控制(V/F)相比,闭环编码器反馈控制方式具有精准的定位功能,在低转速时仍能保持额定输出转矩,其反应速度更为快速灵敏,速度和转矩的动态控制得到改善。为此,决定为系统配备P+F编码器,选用推挽式输出的增量型编码器,分辨率为1024PPR,型号为THI 40。
三、电气系统的设计
传统迁车台采用串电阻有级调速,其调速性能差、机械性能较软、动作生硬、机械碰伤较大,本系统采用AB公司的变频器,运用变频器多段速运行和编码器反馈的闭环调速方式,可以很好的解决以上问题。
由于为委内瑞拉标准,迁车台电机为460V,15kw,四级电机,功率因数0.85,通过公式可计算,迁车台电机额定电流In=23A,查询AB变频器样本,决定选用20F11ND027AA0NNNN型号变频器,但是其I/O数字量输入端子数量较少,不能满足实际应用需要,需要为其扩展一个I/O控制模块20-750-22620-2R。除此之外,变频器还需为编码器提供接口模块,根据编码器的功能型号和输出方式,为编码器配备20-750-ENC-1接口模块。
为达到变频器多段速运行的目的,迁车台还应配有位置检测传感器,检测位置包括左行减速位置、左行终点位置、右行减速位置和右行终点位置。
基于以上理解,做出电气设计图纸,变频器控制模块接线图如图1所示。
左行操作和右行操作由遥控装置接收器输出端引入。由于急停的特殊性,即可靠的紧急情况停车,为避免由于无线信号受干扰引发的信号丢失现象,将急停信号设计为硬急停,增加了急停的可靠性。
I/O扩展模块接线图如图2所示,将上述四个位置检测限位开关引入变频器,达到迁车台的变频控制目的。
进入减速检测位置后,系统自动降速,无需手动控制。至此,迁车台的电气控制系统设计已全部完成。
四、总结
此次迁车台电气系统设计有效地提高了自动化程度,在实际应用方面取得了比较理想的效果,目前该迁车台已成功运行一年多。遥控器的成功运用,使该迁车台的操作更便捷和人性化,用户对该系统很满意。实践同样证明,利用带速度传感器的闭环反馈迁车台控制系统有效的改善了传统迁车台能源浪费及调速性能差等弊端,尤其改善了迁车台停车制动的精准性和稳定性,同时降低了迁车台机械的维护费用、延长了迁台车的使用寿命。本次电气系统造价8万元,比传统迁车台电气控制系统增加了变频器、编码器、无线遥控器,造价高出1.5万元,一次性增加小投入却带来了诸多的效果,设计实用性较强。
参考文献
[1]AB 750系列变频器使用说明书
[2]禹鼎工业无线遥控器使用说明书
[3]李芬英.堆取料机电控系统的改进(J).大重科技,1998(1):9-11.