刘国栋内孔撑圆涨紧夹具
【摘 要】简述了管坯提升设备位置控制的几种方式,重点叙述了使用脉冲编码器(带零通道)和西门子6SE70变频器经过程序运算实现精确位置控制的方法.
【期刊名称】《山西冶金》
【年(卷),期】2011(034)003
【总页数】3页(P55-57)
【关键词】6SE70变频器;脉冲编码器;位置控制;KK120;P172
【作 者】刘国栋
空调用制冷技术【作者单位】太原重工股份有限公司技术中心,山西,太原,030024
【正文语种】中 文
文具盒生产过程【中图分类】TN787+.4
1.1 应用场合
此系统用于控制无缝钢管生产线中一台管坯提升设备，此设备循环运行，且要求每次停止位置精确。满足此种工艺要求的定位方式有很多，可以使用接近开关发讯停止，或在机械设备上安装绝对值编码器检测其运行位置，到位后发讯停止，或使用6SE70变频器提供的电机转子位置定位。本文主要讨论通过6SE70变频器加脉冲编码器实现精确定位功能。 1.2 系统结构
本系统传动部分使用西门子6SE70系列变频器，电机装带零通道的脉冲编码器，自动化系统使用西门子S7-400系列CPU。具体系统结构如图1所示。
图1 系统结构图
1.3 硬件参数
电机：额定功率为37 kW，额定电流为72 A，额定转速为735 r/min，额定电压为415 V。变频器：6SE7031-0EE60编码器：8.A02H.1251.1024
1.4 工作原理
PLC给变频器发送启动型号，同时将速度给定传给变频器。变频器启动，电机以给定速度运行，通过编码器检测位置。当提升链运行到减速位时，电机减速，以低速运行；当提升链运行到停止位时，接近开关发讯，提升链停止。提升链停止后，PLC给变频器发讯将编码器计数值清零。PLC接收到下一次启动信号时，提升链再次启动。
2 6SE70变频器参数设定
2.1 变频器恢复出厂设置
首次使用6SE70变频器，最好恢复出厂设置，避免变频器参数出厂后发生过变化，影响系统运行性能。变频器恢复出厂具体设置参数的步骤为：P060=2，选择“固定设置”菜单；P366=0，选择工厂设置；P970=0，启动参数复位。
经过约1 min的重新装载，所有参数复位到出厂设置。
2.2 系统参数设定
为了使系统能达到最佳性能，此次应用选择“专家应用的参数设置”。专家应用的参数设置经常用于事先不确切了解装置的使用条件且具体的参数的调整必须在本机上完成的情况。具体参数设置步骤为：
（1）P060=5，选择“系统设置”菜单；槽钢加工
（2）P068=0，此系统没有输出滤波器；
（3）P071=415，装置输入电压为415 V；
（4）P095=10，电机为异步电机（国际标准）；
（5）P100=4，控制方式为有测速机的速度控制（n控制）；
（6）P101=415，电机额定电压为415V（按铭牌）；
（7）P102=72，电机额定电流为72 A（按铭牌）；
（8）P103=0，电机励磁电流为0（当离开系统设置，此值自动计算）；
（9）P104=0.87，电机功率因数为0.87（按铭牌）；
（10）P107=50，电机额定频率为50Hz（按铭牌）；
（11）P108=735，电机额定转速为735 r/min（按铭牌）；
（12）P113=240，电机额定转矩为240 N·m（按铭牌）；
（13）P114=6，设置为“大启动转矩系统”；
（14）P115=1，计算电机模型“自动参数设置”；
（15）P130=15，编码器类型为带零通道的脉冲编码器；
（16）P151=1024，脉冲编码器每转的脉冲数为1 024；
（17）P339=0，释放前缘调制系统选“所有系统”；模切机刀模
（18）P383=0，去除电机发热监控；
（19）P384.02=0，电机没有负载限制；
（20）P452=110，正向旋转时最大频率或速度为110%；
（21）P453=-110，反向旋转时最大频率或速度为-110%；
（22）P060=1，回到参数菜单。
2.3 电机优化
将变频器系统参数设置完毕后，就可以开始电机辨识优化。具体优化过程如下：
（1）P128=108，最大输出电流为108 A；
（2）P462=3.0，从静止加速到参考频率（P352）的时间为3.0 s；
（3）P463=0，加速时间P462的单位为“s”；
（4）P464=3.0，从参考频率（P352）减速到静止的时间为3.0 s；
（5）P465=0，减速时间P464的单位为“s”；
（6）P115=2，计算电机模型“静止状态电机辨识”，电流流过电机且转子转动，在按下“P”键后，出现警告信号“A078”，变频器必须在20 s内启动！
（7）等变频器执行完“静止状态电机辨识”后，变频器停止运行，面板显示“°009”，此时可继续进行辨识；如果静态辨识过程出现故障号，则需要检查故障原因，排除故障后再次执行静态辨识，直到变频器自动停止，面板显示“°009”；
（8）P115=4，计算电机模型“空载测量”，电流流过电机且转子转动，在按下“P”键后，出现警告信号“A080”，变频器必须在20 s内启动！
（9）等待，直至变频器再度“开机准备”（°009），如果过程出现故障号，则需要检查故障原因，排除故障后再次执行“空载测量”，直到变频器自动停止，面板显示“°009”；
（10）P536=120，转速控制回路的动态性能为120%；
（11）P115=5，计算电机模型“调节器优化”，电流流过电机且转子转动，在按下“P”键后，出现警告信号“A080”，变频器必须在20 s内启动！
（12）等待，直至变频器断电（工作状态“开机准备”（°009））。
2.4 通讯参数设定
（1）P172.2=3033，脉冲编码器开始计数的初始位置设置为3033，编码器初始位置计数值通过DP通讯由PLC给定；
（2）P734.4=12O，P734.5=120，装置传给PLC的第四个字和第五个字，同时连接KK120，这样在PLC收到的数据中，第四个字为脉冲编码器转过的圈数，第五个字为脉冲编码器转过的角度。
3 PLC运算处理
3.1 实现精确定位
将变频器全部参数设定完毕后，在PLC内编写计算程序即可实现精确定位。PLC将从变频器读回来的角度#angle和圈数#turn经过运算累加，即可得到编码器转过的实际圈数#turn_real。通过公式计算，则得出管坯提升链的位置，从而实现管坯提升的精确定位。到此，运用电机测速脉冲编码器已实现定位。因为设备为循环运行，每转一圈到起始位时不仅要实现停止准确，而且必须将编码器清零，这样才能保证下次运行定位准确，因此，管手机防盗系统
坯提升链停止信号靠一个接近开关发讯。管坯提升链的停止是通过一个安装于管坯提升链起始位的接近开关发讯实现的。当接近开关发讯时，PLC给变频器发送停止命令，电机停止运行。当变频器完全停止后，程序对编码器清零。
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