安川變頻器-永磁式同步電機的伺服系統在短纖維中的應用

1 基本情況 　　整安川變頻器個生産區域分爲三個區：進桶區、卸桶區、運行區。在運行區，小車左右往複運動，B8接近開關是它的行程中心校准點。輪輥前後運動，B15接近開關是它的行程中心校准點。進桶區，空桶用搬運車放至進桶位時，B2接近開關點亮，人桶電機啓動，空桶進行至B1接近開關後人桶電機停止。絲束落桶選擇的周期時間到時後，小車快速校准于中間位置制動靜止；輥輪變速拖動滿桶向前運行，到達向前運動設定最遠行程後，人桶電機啓動，空桶上輪架。輪輥向伺服馬達後運動時拖動滿、空兩桶，B13光電開關激活時，出桶電機啓動，引導滿桶至卸桶區。B13光電開關檢測到滿、空桶兩者之間的空隙時，輪輥電機制動開始向後運動。滿桶至B3接近開關後，出、人桶電機同時停止運行。一個完整的生産循環周期結束，重新計時開始。

2 伺服系統的硬件組成
　　
該系統的人機端面采用OP27操作面板，它與S7—300PLC交換信息，並向其發出控制指令。PLC軌架上組合有S7—315型CPU，兩塊FM350計數模塊，數字輸人、輸出模塊，通訊模塊等。S7—300CPU與兩台6SE70系列小型交一直一交變頻器串級通訊聯接，完成對輪輥、小車電機運動的方向、速度變化的控制。計數模塊接收6SE70變頻器端子排414上的脈沖信號，收集計算同步電機的方向、速度值。PLC輸人模塊引人信號有該系統的自動／手動選擇按鈕，接近開關、光電開關反饋的信號等。輸出模塊發出指令，控制總開關，變頻器的輸出接觸器，人、出桶電機接觸器的閉斷等。

3 永磁式同步電機的自控方式 　
　
永磁式同步電機在變頻器的作用下，逐漸升頻完成啓動，其自控式變頻調速系統功能圖如圖2所示。該系統把來自測速機的信號進行分析，判明同步電機轉子的真實位置和轉速後，控制變頻器輸出三相電壓、電流的頻率，幅值和初始相位，達到同步轉速跟蹤轉子轉速的目的。

3．1 測速機的信號 　
　
測速機的轉子與同步電機的轉子同軸連結，定子上激磁線圈上施加10V（2—10KZ）的電源，二組輸出線圈的信號分別稱作爲sinψ、cosψ信號，兩者即時值的正切值即爲同步電機轉子的真實位置指示。

3．2 雙閉環控制中速度信號的作用 　　

6SE70系列小型交一直一交變頻器CU—VC控制板上選插用了resolver模板，該模板收集測速機的兩組信號，經分析、計算，直接作用于速度、電流雙閉環的調速系統中。計算出的轉速值與輸入速度值比較放大作爲給定值；測量計算出的轉子位置瞬間值作用于電流環三相電流的瞬間相位值給定。

3．3 PLC程度中速度信號安川伺服馬達的作用

　　模板計算出的速度脈沖值同時輸出連接到了S7—300PLC系統中的計數模板FM350。PLC與計數模塊減速馬達的數據通訊，可在數據塊中實現對電機的運行位置、位移的計算記錄。組態在PLC的上一級OP操作面板上顯示小車、輥子的位置和速度，方便操作工選擇恰當的輸入選擇值。

3．4 GRAPH編程語言實現的順序控制 　　

在STEP7組態的軟硬件系統中，功能塊FB61應用了GRAPH編程語言實現了對小車及輥子的順序控制，GRAPH編程語言可以很方便地選擇設定每個步驟的啓動條件。在功能塊FB61中，換桶順序控制大致可分爲4個階段：①判斷無急停、聯鎖，建立換桶順序控制的起始標志；②小車左右往複，輥子前後往複位移；③可程式控制器小車快速校准于中間位；④輥子變速運動，入、出桶電機啓停。