PLC模擬量模塊與變頻器在同步收卷設(shè)備上的應(yīng)用

摘 要：本文主要講述在實際生產(chǎn)中將FX2N系列PLC、模擬量輸入輸出模塊與三菱E740變頻器的結(jié)合，成功地將同步控制技術(shù)在圓網(wǎng)印花機(jī)中收卷上應(yīng)用的方案。該方案工作穩(wěn)定、可靠，替代了原印花機(jī)產(chǎn)品中伺服的收卷系統(tǒng)，大大提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：PLC模擬量 變頻調(diào)速 同步 應(yīng)用

在紡織、造紙、薄膜制造等設(shè)備中，經(jīng)常會遇到多臺電動機(jī)同步運行工作的控制要求。尤其是在放卷、收卷一體化的機(jī)器中，同步控制技術(shù)的性能直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。

一般的同步收卷控制均采用伺服方案，該方案雖然性能較好，但由于伺服驅(qū)動價格比較昂貴，直接影響了設(shè)備的性價比。因此筆者考慮用PLC及模擬量模塊配合變頻器的方案代替原設(shè)備的伺服方案，下面以圓網(wǎng)印花機(jī)的收卷機(jī)構(gòu)為例進(jìn)行說明。

一、收卷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

圓網(wǎng)印花機(jī)的收卷機(jī)構(gòu)如圖1所示，原設(shè)備主要由收卷輥、和收卷電動機(jī)組成。為了達(dá)到檢測布匹張力程度的目的，方案增加了張力輥、張力輥位置檢測用電位器實現(xiàn)。當(dāng)布匹的張力發(fā)生變化時，電位器的電壓值將隨張力輥的位置發(fā)生相應(yīng)變化。在電位器接上電源，從而形成檢測布匹張力程度的0～5V電壓輸出。

二、PLC及變頻器在系統(tǒng)中的應(yīng)用

1.PLC回路的連接

在控制系統(tǒng)中，PLC被作為控制核心，采用三菱FR-E740變頻器來拖動收卷電動機(jī)。接線時用FX2N-2AD模擬量輸入模塊采集兩路電壓模擬量輸入，一路采集收卷中張力輥上下的模擬量輸入信號，另一路采集印花機(jī)設(shè)備中模擬量的輸出信號，分別接COM1，VI1和COM2，VI2。通過模擬量輸出模塊FX2N-2DA輸出0～10V的模擬信號控制變頻器的頻率，模塊的VOUT1與COM1與變頻器的2、5端子相連，使其與印花機(jī)同步工作。PLC主機(jī)輸出的KA1常開觸頭接變頻器的SD，STF端子做為啟動信號。

2.PLC程序的編寫

張力輥所在的位置分為三段：5～3V為下限區(qū)，3～2V為正常工作區(qū)，2～0V為上限區(qū)。在整個工作過程中不管主機(jī)的速度有多快，都要做到保持張力輥的位置在中間就達(dá)到了同步工作的要求。

根據(jù)主機(jī)模擬量的輸出在程序中做大概的模擬量比例，結(jié)合張力杠的反饋信號，再輸出控制變頻器。

在開機(jī)時張力杠在最下面，模擬量讀取的比較小，程序處理中應(yīng)加大模擬量的輸出。當(dāng)達(dá)到正常工作區(qū)時保持主機(jī)速度比例的輸出。當(dāng)達(dá)到上限區(qū)時，減小模擬量的輸出。模擬量的輸出直接控制了變頻器的速度，從而實現(xiàn)了同步收卷的功能，程序如下。

（1）FX2N-2AD模擬量讀取程序如圖2所示。

其中，D100為主機(jī)模擬量讀取，D104為張力輥模擬量讀取。

（2）張力輥模擬量輸出程序如圖3所示，其中：D300為張力輥位置，D400為根據(jù)張力輥位置計算出的模擬量。

在程序中，每隔10ms就判斷一次張力輥的位置，不斷刷新D400的值，保證張力杠的中間位置，實現(xiàn)同步收卷的功能。

三、結(jié)束語

用PLC、模擬量輸入輸出模塊結(jié)合變頻器實現(xiàn)收卷同步控制的方法，經(jīng)過實際使用效果較好，既保證了系統(tǒng)工作性能的穩(wěn)定、可靠，在調(diào)速方面也實現(xiàn)了精度較高的連續(xù)性、隨動性，同時，相對于伺服控制體現(xiàn)出了較高的性價比。

（作者單位：江蘇省常州技師學(xué)院）