塑料、印染及造纸机械中往往有许多个单元,每个单元都有各自独立的拖动系统,又要求各单元间被加工物(布匹、纸张等)的运行线速度步调一致,即实现同步运行。在图10-9 所示控制系统中,要求 V1=V2=V3=V4=V5,式中 V1~V5 为各单元被加工物线速度。
图10-9 同步控制示例
对上述工艺要求,可采用变频器的升、降速端子功能和光耦或 PLC 组成同步运行控制系统。
1. 光耦控制
1)控制电路示例。以 4 个单元同步为例,控制电路如图10-10 所示。
2)系统调试步骤:a. 统调——根据主令单元(通常是 1 单元)对转速的要求进行调节,通过按钮开关 SB1R(升速)和 SB1D(降速)进行。按下 SB1R,光电耦合管 VB11、VB21、VB31 和 VB41 的二极管部分同时导通,三极管部分使变频器 UF1~UF4 的升速端子 X1 同时得到信号、各单元电动机同时升速。按下 SB1D,光电耦合管 VB12、VB22、VB32 和 VB42 同时导通,使降速端子 X2 同时得到信号、各电动机同时降速。
图10-10 光电耦合管控制四单元同步系统
b. 局部微调——发现某单元线速度不同步时,可进行微调(人工干预),微调时该单元以后的各单元转速必须同时升降速、不必逐个进行。例如 2 单元需调节时则 2~4 单元同时升降速;3 单元需调节时则 3~4 单元同时升降速。2~4 单元由按钮 SB2R(升速)、SB2D(降速)微调,3~4 单元由 SB3R、SB3D 微调。2~4 单元微调:按下 SB2R,光电耦合管 VB23、VB33、VB43 同时导通、使 UF2~UF4 升速端子 X1 同时得到信号、M2~M4 同时升速;按下 SB2D,VB24、VB34、VB44 导通、使降速端子 X2 同时得到信号、M2~M4 同时降速。3~4 单元微调同理:按下 SB3R,VB35、VB45 导通、使 UF3、UF4 升速端子同时得到信号;按下 SB3D,VB36、VB46 导通、使降速端子同时得到信号。
c. 单独微调——检修调试阶段或遇特殊情况时,须能对每个单元转速单独微调,单台微调分别由按钮 SB11、SB12(1 单元)、SB21、SB22(2 单元)、SB31、SB32(3 单元)、SB41、SB42(4 单元)进行。以 3 单元为例:按下 SB31 则 UF3 升速端子 X1 得到信号、M3 升速;按下 SB32 则 UF3 降速端子 X2 得到信号、M3 降速。
2. PLC 控制
PLC 控制电路如图10-11 所示。
图10-11 PLC 控制电路图
变频器 UF1 的 X1 端子在统调升速(PLC 的 X0)和单独微调升速(PLC 的 X6)时得到信号;X2 端子在统调降速(X1)和单独微调降速(X7)时得到信号。UF2 的 X1 端子在统调升速(X0)、2~3 单元微调升速(X2)和单独微调升速(X10)时得到信号;X2 端子在统调降速(X1)、2~3 单元微调降速(X3)和单独微调降速(X11)时得到信号。UF3 的 X1 端子在统调升速(X0)、2~3 单元微调升速(X2)、3~4 单元微调升速(X4)和单独微调升速(X12)时得到信号;X2 端子在统调降速(X1)、2~3 单元微调降速(X3)、3~4 单元微调降速(X5)和单独微调降速(X13)时得到信号。UF4 的 X1 端子在统调升速(X0)、2~3 单元微调升速(X2)、3~4 单元微调升速(X4)和单独微调升速(X14)时得到信号;X2 端子在统调降速(X1)、2~3 单元微调降速(X3)、3~4 单元微调降速(X5)和单独微调降速(X15)时得到信号。
除上述示例外,变频器升、降速功能还可扩展到许多对精度要求不很高的控制系统中,基本框图如图10-12 所示:从各种被控量(压力、温度或温差、流量、液位等)变送器得到的信号经比较电路比较后得上限信号与下限信号,将上限信号接变频器降速端、下限信号接升速端即可。
图10-12 升、降速功能的扩展应用
变频器升、降速端子应用中应注意一个逻辑问题:例如压力控制时压力超过上限值应降低转速;但温度控制时温度超过上限值常常要求增大转速。