涂装行业传动链驱动的解决方案

摘要：在涂装行业中，由于传动链一般为几百米至上千米不等，因此传动链驱动通常采用几台电机同时驱动，要求几台电机速度同步才能保证传动链的正常运行，否则就会产生链条堆积或断裂，使系统不能很好的运行。同时本文将重点介绍汇川MD320变频器在传动链多台电机同步控制的应用。
关键词：传动链、同步控制、变频调速
一、前言
目前在涂装行业中由于涂装加工工艺流程较多，且规模较大，机械化生产线取代人工生产线。被加工工件多数采用吊空线或地盘线输送，在整个加工工艺流程中循环运行。传动链一般都很长，几百米至几千米不等。这样，一台电机驱动根本实现不了，就要求几台电机同时驱动一条传动链，就必须让电机实现同步控制，否则链条就容易堆积或断裂。
二、 控制方式及控制要求
解决多台马达作同步控制时多数厂家大都采用两种控制方式。
1、 采用滑差调速电机拖动（俗称VS马达控制器或速比控）。利用行程开关调整滑差。VS马达控制器是一种相当简单的带电压负反馈的，单相晶闸管整流控制器，其控制器输出一个直流供应给VS马达的励磁线圈。此控制系统的负载特性相当差，低速时速度极不稳定，容易造成系统链条堆积或断裂，且故障率很高。
2、 采用变频器加异步电机拖动，利用行程开关调整速差。其控制原理是：在链条的每一传动段中，安装一个驱动座和一个调整座。调整座是可以移动的，可以用于存储过多的链条，当链条区段速度不一致时，链条会伸长和收紧。这样调整座的移动会让其行程开关发生状态变化，从而调整马达的速度，使之达到平衡输送的目的。此系统工作时，调整是靠行程开关来检测，各区段链条的伸长和收紧。我们知道调整座不可能做得太长，行程开关也不能安装太多。因此，马达的速度调整是有级的、跳变的。调整幅度较大，调整座不断调整，导致系统频繁动作。机械磨损快，且传动链运行速度较慢。
下面我向大家介绍一种，性能更优越，成本更低的传动链自动化驱动方案。
首先我们采用深圳市汇川技术有限公司生产的MD320系列多功能矢量控制变频器，因为此变频器在传动链的自动化驱动方面有以下优势。
a、矢量控制技术，稳速精度是 开环无速度传感器矢量控制：±0.5% ，闭环有速度传感器矢量控制：±0.02%
b、低频转矩大，0.5HZ 满转矩输出。
c、功能强大特有频率源选择模式及给定模式，X、Y模式

d、过程PID控制系统。
只需从模拟量输入端口（0- +10V/0-20MA）引入反馈信号，即可实现过程PID系统的自动化控制。
因此在整个系统中，无需PLC等自动化产品作过程PID系统和其它功能，只要简单的线路联接，就可以实现整个传动链的自动化控制。
（1） 各驱动马达基本同步，传动链条不堆积，不断裂。
（2） 最高线速度可达到10m/min
（3） 调整座调整量越小越好.
（4） 调整座需安装极限保护.
三、控制原理:
1、在调整座的定滑轮上加装一个角位移传感器，将链条的伸长或收紧变化率通过传感器检测，并转换为0-10V/0-20mA的模拟信号，作为PID的反馈信号，送回变频器。
2、通过变频器的键盘设置，调整座的平衡点，系统根据反馈信号与PID给定的平衡点作比较，决定马达的调整方向和速率。
3、由于PID系统反应，调整座与平衡点稍微发生偏移时系统立刻做调整，这样，保证了在高速时能有效调整。
4、由于变频器采用矢量控制保证了速度不随负载的变化而变化。同时，克服低速时速度不稳定的缺陷。
5 采用主-从式结构，所有变频器的控制模式均为开环矢量控制模式,其速度可以通过面板设定或外置电位器给定。将一台MD300型的矢量变频器作为主驱动输出，从驱动均采用MD320系列产品，多台从驱动可以共用一台主驱动。
6、主驱动的运行频率通过AO模拟口输出，作为从驱动变频器的初始同步转速，其偏差可以通过模拟量输出口AO的零偏及增益的定义来修正。
7、从驱动的辅助频率源来自于PID。这样，从驱动马达的速度就靠调整座的信号来追踪主驱动马达的速度，达到同步的目的。
8、在每一个调整座安装极限开关，防止意外情况发生。
简易线路图：

四、结束语
本系统在优化参数值之后，传动链的运行非常稳定。而且本系统电气器件配置简炼，逻辑清晰，与原老式系统相比，省去了价格昂贵的同步控制板和PLC，成本有较大的降幅。在行业应用中是一个性价比优良的方案。此方案已经在广东、浙江、江苏等多家客户成功应用。
参考文献
1、《MD系列模块化变频器MD300用户手册》2004年深圳
2、《MD系列模块化变频器MD320用户手册》2004年深圳
3、《自动控制理论》第二版，华南理工大学 孙扬声