橡膠截斷機中多臺變頻調速系統

摘要：在橡膠截斷控制系統中，有輸送系統、卷取系統、噴淋系統及冷卻和下壓系統，通過變頻調速器實現調速匹配。在傳統控制系統中用PLC實現控制變頻調速器的啟動和停止極為方便，但是控制多臺變頻器的速度一致以及相互關聯則較為麻煩。本文介紹富士人機界面——POD實現多臺變頻器啟停及速度控制。
關鍵詞：變頻器、POD、速度同步、串行通訊

一、 前言
隆達橡塑機工程公司長期從事橡膠塑料拉伸截斷機械的制造，積累了豐富的經驗。但是多臺變頻調速方面一直沿用傳統的方法，即一臺帶一臺的方式，用模擬量實現速度一致，選用同步卡成本太高。而一臺帶一臺方式造成精度下降，且調試困難。富士貿易（亞洲）有限公司作為富士電機一級代理商和系統集成商結合富士電機優質產品的特點，為隆達公司選配POD—G11的控制系統，無須PLC控制，同時實現全數字化通訊與給定，完成了精度高、調試方便，又有人機對話的豐富界面的調速系統，在橡膠行業受到廣泛關注與一致好評。
二、系統要求
本系統配置有8臺變頻器，分別為A系統、B系統和C系統三個部分。其中A系統有5臺變頻器，B系統有1臺變頻器，C系統有2臺變頻器。系統工作工藝有三部分，分別為全線、截斷和卷取三種狀態。每種工作狀態分為手動、自動、卷取。由于截斷與卷取工藝主要為單臺獨立控制，因此本文重點介紹多臺聯動的全線控制工藝。
1、 全線控制工藝
（1） 手動狀態：多臺變頻器頻率單獨控制單獨啟停；
（2） 自動狀態：A系統C系統同時啟動、停止，各臺變頻器速度一致，B系統速度與啟停單獨控制；
（3） 卷取狀態：A系統部分變頻有選擇地與C系統同時啟停，速度一致，B系統速度與啟停單獨控制。
2、 技術要求
要求在人機界面上同時顯示8臺變頻的啟停狀態、輸出頻率、電機轉速及變頻工作電流。顯示各臺變頻的故障狀態和相應處理措施及變頻器累計運行時間。
三、 系統設計
針對系統要求多臺變頻同步及同時啟停的控制要求，用富士新一代人機界面實現系統集成，系統圖如下：
圖一 系統電氣圖
1、 硬件系統
該系統由8臺變頻器和一臺人機界面構成。控制線省去許多PLC的控制線，只需三芯屏蔽電纜即可實現全數字控制與顯示監視。
1-1-1變頻器選型：
選用富士電機低噪聲、高性能、多功能恒轉矩G11系列變頻器。該變頻器可實現動態轉矩矢量控制，在0.5HZ低速情況下可輸出200%轉矩。此系統用FRN3.7G11S-4CX(3.7KW) 3臺、5.5KW 1臺、2.2KW 4臺。
1-1-2人機界面選型：
選用富士電機新一代超薄型人機界面（POD）UG220H-SC4。該機為5.7寸STN16色，顯示點陣320*240色彩豐富；具有32位RISC CPU，通訊速度可達115200bps；可直接連接任意品牌PLC，還可以直接與計算機、單片機等通訊，自帶打印機接口，可以上掛以太網；開發軟件功能強大，可以隨意訂制，開關可任意放置；適應工業現場環境，可靠性高；可以直接與富士G11、P11、E11、C11及6000V高壓變頻通訊，一臺POD可以連接多臺變頻；還可以直接與FUJI、RKC、OMRON、橫河等溫控表及MODBUS協議的設備通訊；可以在線編程調試，無須插拔，具有仿真功能，無須PLC即可調試程序；可以進行多重連接，一臺POD可帶多臺PLC，一臺PLC可帶多臺POD。
2、 軟件系統
該系統軟件由POD畫面系統、變頻器驅動系統構成。由于人機界面內部有功能強大的編程指令----宏指令〈類似PLC編程語言〉，可完成一些PLC軟件的功能，同時與變頻器通訊是全數字給定，因此精度高、速度快。
四、結論
該系統在制造上通過全數字通訊實現監控，減少布線，在操作上只通過翻屏即可完成各種工藝控制。