涂裝行業傳動鏈驅動的解決方案

摘要：在涂裝行業中，由于傳動鏈一般為幾百米至上千米不等，因此傳動鏈驅動通常采用幾臺電機同時驅動，要求幾臺電機速度同步才能保證傳動鏈的正常運行，否則就會產生鏈條堆積或斷裂，使系統不能很好的運行。同時本文將重點介紹匯川MD320變頻器在傳動鏈多臺電機同步控制的應用。
關鍵詞：傳動鏈、同步控制、變頻調速
一、前言
目前在涂裝行業中由于涂裝加工工藝流程較多，且規模較大，機械化生產線取代人工生產線。被加工工件多數采用吊空線或地盤線輸送，在整個加工工藝流程中循環運行。傳動鏈一般都很長，幾百米至幾千米不等。這樣，一臺電機驅動根本實現不了，就要求幾臺電機同時驅動一條傳動鏈，就必須讓電機實現同步控制，否則鏈條就容易堆積或斷裂。
二、 控制方式及控制要求
解決多臺馬達作同步控制時多數廠家大都采用兩種控制方式。
1、 采用滑差調速電機拖動（俗稱VS馬達控制器或速比控）。利用行程開關調整滑差。VS馬達控制器是一種相當簡單的帶電壓負反饋的，單相晶閘管整流控制器，其控制器輸出一個直流供應給VS馬達的勵磁線圈。此控制系統的負載特性相當差，低速時速度極不穩定，容易造成系統鏈條堆積或斷裂，且故障率很高。
2、 采用變頻器加異步電機拖動，利用行程開關調整速差。其控制原理是：在鏈條的每一傳動段中，安裝一個驅動座和一個調整座。調整座是可以移動的，可以用于存儲過多的鏈條，當鏈條區段速度不一致時，鏈條會伸長和收緊。這樣調整座的移動會讓其行程開關發生狀態變化，從而調整馬達的速度，使之達到平衡輸送的目的。此系統工作時，調整是靠行程開關來檢測，各區段鏈條的伸長和收緊。我們知道調整座不可能做得太長，行程開關也不能安裝太多。因此，馬達的速度調整是有級的、跳變的。調整幅度較大，調整座不斷調整，導致系統頻繁動作。機械磨損快，且傳動鏈運行速度較慢。
下面我向大家介紹一種，性能更優越，成本更低的傳動鏈自動化驅動方案。
首先我們采用深圳市匯川技術有限公司生產的MD320系列多功能矢量控制變頻器，因為此變頻器在傳動鏈的自動化驅動方面有以下優勢。
a、矢量控制技術，穩速精度是 開環無速度傳感器矢量控制：±0.5% ，閉環有速度傳感器矢量控制：±0.02%
b、低頻轉矩大，0.5HZ 滿轉矩輸出。
c、功能強大特有頻率源選擇模式及給定模式，X、Y模式

d、過程PID控制系統。
只需從模擬量輸入端口（0- +10V/0-20MA）引入反饋信號，即可實現過程PID系統的自動化控制。
因此在整個系統中，無需PLC等自動化產品作過程PID系統和其它功能，只要簡單的線路聯接，就可以實現整個傳動鏈的自動化控制。
（1） 各驅動馬達基本同步，傳動鏈條不堆積，不斷裂。
（2） 最高線速度可達到10m/min
（3） 調整座調整量越小越好.
（4） 調整座需安裝極限保護.
三、控制原理:
1、在調整座的定滑輪上加裝一個角位移傳感器，將鏈條的伸長或收緊變化率通過傳感器檢測，并轉換為0-10V/0-20mA的模擬信號，作為PID的反饋信號，送回變頻器。
2、通過變頻器的鍵盤設置，調整座的平衡點，系統根據反饋信號與PID給定的平衡點作比較，決定馬達的調整方向和速率。
3、由于PID系統反應，調整座與平衡點稍微發生偏移時系統立刻做調整，這樣，保證了在高速時能有效調整。
4、由于變頻器采用矢量控制保證了速度不隨負載的變化而變化。同時，克服低速時速度不穩定的缺陷。
5 采用主-從式結構，所有變頻器的控制模式均為開環矢量控制模式,其速度可以通過面板設定或外置電位器給定。將一臺MD300型的矢量變頻器作為主驅動輸出，從驅動均采用MD320系列產品，多臺從驅動可以共用一臺主驅動。
6、主驅動的運行頻率通過AO模擬口輸出，作為從驅動變頻器的初始同步轉速，其偏差可以通過模擬量輸出口AO的零偏及增益的定義來修正。
7、從驅動的輔助頻率源來自于PID。這樣，從驅動馬達的速度就靠調整座的信號來追蹤主驅動馬達的速度，達到同步的目的。
8、在每一個調整座安裝極限開關，防止意外情況發生。
簡易線路圖：

四、結束語
本系統在優化參數值之后，傳動鏈的運行非常穩定。而且本系統電氣器件配置簡煉，邏輯清晰，與原老式系統相比，省去了價格昂貴的同步控制板和PLC，成本有較大的降幅。在行業應用中是一個性價比優良的方案。此方案已經在廣東、浙江、江蘇等多家客戶成功應用。
參考文獻
1、《MD系列模塊化變頻器MD300用戶手冊》2004年深圳
2、《MD系列模塊化變頻器MD320用戶手冊》2004年深圳
3、《自動控制理論》第二版，華南理工大學 孫揚聲