Оборудованием

УПРАВЛЕНИЕ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИМ

Рассматривается организация структуры автоматической системы регулирования нагрузки двигателя резания деревообрабатывающего оборудования на базе программируемого логического контроллера SIMATIC S7-200 и частотного преобразователя Siemens Micromaster Vector.

Рис. 1 Структурная схема АСР нагрузки двигателя резания

Изображенное на схеме автоматическое управление на базе программируемого логического контроллера Simatic S7-200 предназначено для поддержания момента нагрузки M главного привода деревообрабатывающего станка (на схеме двигателя резания) на уровне, определяемом задатчиком, например, аналоговым потенциометром. В качестве измеряемого показателя для оценки момента нагрузки используется ток нагрузки I исполнительного двигателя резания. В качестве датчика тока I применен трансформатор тока TT. С помощью этого датчика, ток, потребляемый двигателем резания, преобразуется в пропорциональный электрический сигнал напряжения U, который и подается на аналоговый вход контроллера. Контроллер, в свою очередь, вырабатывает управляющее воздействие через цифровые входы DIN1-DIN4 преобразователя частоты MICROMASTER Vector. Причем входы Din 1, Din 2 используются для реализации управления движением, а входы Din 4, Din 5 для управления частотой напряжения. Обратная связь с контроллером производится через релейный выход Dout 1 преобразователя частоты для сообщения в контроллер о возникших сбоях в работе или неисправностях в системе. MICROMASTER Veсtor вырабатывает управляющее воздействие в виде питающего напряжения двигателя подачи переменной частоты. В зависимости от управляющего воздействия меняется скорость подачи заготовок и, следовательно, момент нагрузки исполнительного двигателя резания. В установившемся режиме ток I трансформатора тока ТТ перестает изменяться.

Программируемый логический контроллер SIMATIC S7-200

Программируемые логические контроллеры семейства SIMATIC S7-200 являются идеальным средством для построения высокоэффективных систем автоматического управления при минимальных затратах на приобретение оборудования и разработку системы. Контроллеры способны работать в реальном времени и могут быть использованы как для построения узлов локальной автоматики, так и систем распределенного ввода-вывода с организацией обмена данными.

Отличительные особенности семейства SIMATIC S7-200:

· Потенциометры аналогового задания цифровых параметров.

· Мощный набор инструкций языка программирования.

· Возможность работы с устройствами человеко-машинного интерфейса.

Микро ПЛК SIMATIC S7-200 предназначены для построения замкнутых и разомкнутых систем автоматического управления, как отдельных машин, так и небольших технологических процессов. Контроллеры используются для управления оборудованием деревообработки.

Аппаратура SIMATIC S7-200

Семейство объединяет в своем составе модули центральных процессоров; коммуникационные модули; модуль позиционирования EM 253; модули ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов; модули блоков питания.

С помощью модулей ввода-вывода программируемые контроллеры S7-200 легко адаптируются к требованиям решаемой задачи. Они позволяют увеличивать количество входов и выходов, обслуживаемых одним центральным процессором, дополнять систему ввода-вывода не только дискретными, но и аналоговыми каналами с требуемыми параметрами входных и выходных сигналов.

Частотный преобразователь Siemens

Скорость двигателей может регулироваться с помощью автоматического частотного преобразователя Siemens, предназначенного для управления электроприводом переменного тока общего назначения. Электропривод включает в себя электрический двигатель, преобразователь электрической энергии (преобразователь частоты) и систему управления.

Скорость ротора асинхронного электродвигателя регулируется изменением частоты питающего напряжения, амплитуды питающего напряжения, числа пар полюсов статора.

Преобразователи частоты изменяют скорость вращения асинхронного электродвигателя, меняя частоту подводимого напряжения. В данном случае частотного регулирования управление скоростью вращения осуществляется путем изменения частоты и амплитуды напряжения трехфазного источника питания. Как известно, регулирование скорости асинхронного двигателя изменением частоты, подводимого к статору напряжения, возможно как в сторону снижения скорости, так и в сторону увеличения скорости выше номинальной.

Регулируемое время торможения обеспечивает комбинированный способ, включающий в себя динамическое торможение и генераторный способ, то есть на переменную составляющую выходного напряжения преобразователя накладывается постоянная составляющая. Такой тип торможения сочетает в себе преимущества обоих электрических способов торможения и позволяет эффективно тормозить электродвигатель за короткое время без выделения тепла в преобразователе.

Кроме того, эти преобразователи совместно с асинхронными двигателями во многих случаях позволяют заменить более дорогой привод постоянного тока. Диапазон мощностей от 120 Вт до 75 кВт (95 кВт для квадратичной нагрузки).

В зависимости от серии преобразователи частоты Siemens имеют от 3 до 6 программируемых дискретных входов, способных инициировать до 24 различных функций управления. Все эти функции можно условно разделить на несколько групп. В первую группу можно отнести функции управления движением двигателя, такими как пуск, останов, реверс, способ торможения. Вторую группу образуют функции управления выходной частотой преобразователя, такое управление может быть осуществлено путем выбора значения фиксированной частоты, определенной для конкретного входа или задаваемой двоичным кодом состояния трех входов (восемь значений). В эту же группу входят функции плавного уменьшения или увеличения выходной частоты при активном состоянии соответствующего дискретного входа.