多电机速度同步控制
在传统的传动系统中,要保证多个执行元件间速度的一定关系,其中包括保证其间
的速度同步或具有一定的速比, 常采用机械传动刚性联接装置来实现。 但有时若多个执
行元件间的机械传动装置较大, 执行元件间的距离较远时, 就只得考虑采用独立控制的
非刚性联接传动方法。 下面以两个例子分别介绍利用 PLC和变频器实现两个电机间速度
同步和保持速度间一定速比的控制方法。
薄膜吹塑及印刷机组的主要功能是, 利用挤出吹塑的方法进行塑料薄膜的加工, 然
后经过凹版印刷机实现对薄膜的印刷, 印刷工艺根据要求不同可以采用单面单色、 单面
多色、双面单色或双面多色等方法。在整个机组中,有多个电机的速度需要进行控制,
如挤出主驱动电机、薄膜拉伸牵引电机、印刷电机以及成品卷绕电机等。电机间的速度
有一定的关系,如:挤出主电机的速度由生产量要求确定,但该速度确定之后,根据薄
膜厚度,相应的牵引速度也就确定,因此挤出速度和牵引速度之间有一确定的关系;同
时,多组印刷胶辘必须保证同步,印刷电机和牵引电机速度也必须保持同步,否则,将
影响薄膜的质量、印刷效果以及生产的连续性;卷绕电机的速度受印刷速度的限制,作
相应变化,以保证经过印刷的薄膜能以恒定的张力进行卷绕。
在上述机组的传动系统中, 多组印刷胶辘的同步驱动可利用刚性的机械轴联接, 整
个印刷胶辘的驱动由一台电机驱动, 这样就保证了它们之间的同步。 印刷电机的速度必
须保证与牵引电机的速度同步, 否则,在此两道工艺之间薄膜会出现过紧或过松的现象,
影响印刷质量和生产的连续性。 但是印刷生置与牵引装置相距甚远, 无法采用机械刚性
联接的方法。 为实现牵引与印刷间的同步控制, 牵引电机和印刷电机各采用变频器进行
调速,再用 PLC对两台变频器直接控制。
牵引电机和印刷电机采用变频调速,其控制框图如图 1 所示。在这个闭环控制中,
以牵引辘的速度为目标, 由印刷电机变频器调节印刷辘速度来跟踪牵引辘的速度。 利用
旋转编码器 1和旋转编码器 2分别采集上述两个电机的脉冲信号 (编码器位置参见图 3),
并送到 PLC的高速计数口或接在 CPU的 IR00000~IR00003。以这两个速度信号数据为输
入量,进行比例积分( PI )控制算法,运算结果作为输出信号送 PLC的模拟量模块,以
控制印刷电机的变频器。这样,就可以保证印刷速度跟踪牵引速度的变化而发生变化,
使两个速度保持同步。