摘 要：介紹了永磁式同步電機(jī),、變頻器,、PLC組成的伺服系統(tǒng)，并指出了該系統(tǒng)需要關(guān)注的幾個問題,。
關(guān)鍵詞：永磁式電機(jī),；變頻器；PLC
　　永磁式同步電機(jī)組成的伺服系統(tǒng)常用于快速,、準(zhǔn)確,、精密的位置控制場合，電機(jī)體積小,、質(zhì)量輕,、效率高，轉(zhuǎn)子無發(fā)熱問題,。洛陽石化短纖維車間絲束落桶裝置,，采用兩臺永磁式同步電機(jī)，分別拖動輥輪架小車左右往復(fù)和輥輪前后往復(fù)運(yùn)動,，從而使落到輥輪上絲桶里的絲束鋪放均勻,。本文將對采用西門子6FK型永磁式同步電機(jī)，西門子6SE70系列小型交一直一交變頻器,，S7—300PLC組成的系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的介紹,，并指出運(yùn)行維護(hù)中出現(xiàn)的問題，以供大家參考,。
1 基本情況
　　落桶裝置的簡單示意圖如圖1所示,。

　　整個生產(chǎn)區(qū)域分為三個區(qū)：進(jìn)桶區(qū),、卸桶區(qū)、運(yùn)行區(qū),。在運(yùn)行區(qū),，小車左右往復(fù)運(yùn)動，B8接近開關(guān)是它的行程中心校準(zhǔn)點(diǎn),。輪輥前后運(yùn)動,，B15接近開關(guān)是它的行程中心校準(zhǔn)點(diǎn)。進(jìn)桶區(qū),，空桶用搬運(yùn)車放至進(jìn)桶位時(shí),，B2接近開關(guān)點(diǎn)亮，人桶電機(jī)啟動,，空桶進(jìn)行至B1接近開關(guān)后人桶電機(jī)停止,。絲束落桶選擇的周期時(shí)間到時(shí)后，小車快速校準(zhǔn)于中間位置制動靜止,；輥輪變速拖動滿桶向前運(yùn)行,，到達(dá)向前運(yùn)動設(shè)定最遠(yuǎn)行程后，人桶電機(jī)啟動,，空桶上輪架,。輪輥向后運(yùn)動時(shí)拖動滿、空兩桶,，B13光電開關(guān)激活時(shí),，出桶電機(jī)啟動，引導(dǎo)滿桶至卸桶區(qū),。B13光電開關(guān)檢測到滿、空桶兩者之間的空隙時(shí),，輪輥電機(jī)制動開始向后運(yùn)動,。滿桶至B3接近開關(guān)后，出,、人桶電機(jī)同時(shí)停止運(yùn)行,。一個完整的生產(chǎn)循環(huán)周期結(jié)束，重新計(jì)時(shí)開始,。
2 伺服系統(tǒng)的硬件組成
　　該系統(tǒng)的人機(jī)端面采用西門子OP27操作面板,，它與西門子S7—300PLC交換信息，并向其發(fā)出控制指令,。PLC軌架上組合有西門子S7—315型CPU,，兩塊FM350計(jì)數(shù)模塊，數(shù)字輸人,、輸出模塊,，通訊模塊等,。S7—300CPU與兩臺西門子6SE70系列小型交一直一交變頻器串級通訊聯(lián)接，完成對輪輥,、小車電機(jī)運(yùn)動的方向,、速度變化的控制。計(jì)數(shù)模塊接收6SE70變頻器端子排414上的脈沖信號,，收集計(jì)算同步電機(jī)的方向,、速度值。PLC輸人模塊引人信號有該系統(tǒng)的自動／手動選擇按鈕,，接近開關(guān),、光電開關(guān)反饋的信號等。輸出模塊發(fā)出指令,，控制總開關(guān),，變頻器的輸出接觸器，人,、出桶電機(jī)接觸器的閉斷等,。
3 永磁式同步電機(jī)的自控方式
　　永磁式同步電機(jī)在變頻器的作用下，逐漸升頻完成啟動,，其自控式變頻調(diào)速系統(tǒng)功能圖如圖2所示,。該系統(tǒng)把來自測速機(jī)的信號進(jìn)行分析，判明同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的真實(shí)位置和轉(zhuǎn)速后,，控制變頻器輸出三相電壓,、電流的頻率，幅值和初始相位,，達(dá)到同步轉(zhuǎn)速跟蹤轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的目的,。

3．1 測速機(jī)的信號
　　測速機(jī)的轉(zhuǎn)子與同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子同軸連結(jié)，定子上激磁線圈上施加10V（2—10KZ）的電源,，二組輸出線圈的信號分別稱作為sinψ,、cosψ信號，兩者即時(shí)值的正切值即為同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的真實(shí)位置指示,。
3．2 雙閉環(huán)控制中速度信號的作用
　　西門子6SE70系列小型交一直一交變頻器CU—VC控制板上選插用了resolver模板,，該模板收集測速機(jī)的兩組信號，經(jīng)分析,、計(jì)算,，直接作用于速度、電流雙閉環(huán)的調(diào)速系統(tǒng)中,。計(jì)算出的轉(zhuǎn)速值與輸入速度值比較放大作為給定值,；測量計(jì)算出的轉(zhuǎn)子位置瞬間值作用于電流環(huán)三相電流的瞬間相位值給定。
3．3 PLC程度中速度信號的作用
　　模板計(jì)算出的速度脈沖值同時(shí)輸出連接到了S7—300PLC系統(tǒng)中的計(jì)數(shù)模板FM350,。PLC與計(jì)數(shù)模塊的數(shù)據(jù)通訊,，可在數(shù)據(jù)塊中實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的運(yùn)行位置,、位移的計(jì)算記錄。組態(tài)在PLC的上一級OP操作面板上顯示小車,、輥?zhàn)拥奈恢煤退俣?，方便操作工選擇恰當(dāng)?shù)妮斎脒x擇值。
3．4 GRAPH編程語言實(shí)現(xiàn)的順序控制
　　在STEP7組態(tài)的軟硬件系統(tǒng)中,，功能塊FB61應(yīng)用了GRAPH編程語言實(shí)現(xiàn)了對小車及輥?zhàn)拥捻樞蚩刂?，GRAPH編程語言可以很方便地選擇設(shè)定每個步驟的啟動條件。在功能塊FB61中,，換桶順序控制大致可分為4個階段：①判斷無急停,、聯(lián)鎖，建立換桶順序控制的起始標(biāo)志,；②小車左右往復(fù),，輥?zhàn)忧昂笸鶑?fù)位移；③小車快速校準(zhǔn)于中間位,；④輥?zhàn)幼兯龠\(yùn)動,，入、出桶電機(jī)啟停,。
4 該系統(tǒng)運(yùn)行中需關(guān)注的兩個問題
4．1 測速機(jī)的準(zhǔn)確定位安裝
　　測速機(jī)的定子固定卡緊鏍絲的安裝位置可以是任意的,。但在檢修打開同步電機(jī)時(shí)，必須精確標(biāo)記測速機(jī)定子碼盤在同步電機(jī)定子上的安裝角度,。定子碼盤的安裝角度不準(zhǔn)確,，測速兩組輸出信號發(fā)生畸變，同步電機(jī)會因此速度波動,，溫度升高,。嚴(yán)重時(shí)速度失控或者電機(jī)因溫度過高而匝間短路燒毀。
4．2 運(yùn)行周期時(shí)間的選擇限制
　　理論上講,，該系統(tǒng)的運(yùn)行周期時(shí)間設(shè)定選擇可以是任意無間斷的,。實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，我們被迫采用43～46min,、54～56min等時(shí)間段內(nèi)選擇設(shè)定運(yùn)行周期時(shí)間，來保證換桶時(shí)小車從左側(cè)向中間變速靠近制動定位,，從而使換桶過程平穩(wěn)完成,。這是因?yàn)槿胪半姍C(jī)采用鏈條驅(qū)動，電機(jī)在啟動和正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),，鏈條的張緊度不一樣,，從而使空桶向運(yùn)行區(qū)的路線變直線稍偏離中心線，進(jìn)而造成空桶不能順利跟桶上至小車輪架上,，撞擊小車輪架聯(lián)鎖停車,。我們發(fā)現(xiàn),，空桶用拖運(yùn)車放到進(jìn)桶區(qū)時(shí)斜線置放，可以緩解進(jìn)桶電機(jī)驅(qū)動變線的缺陷,；但同時(shí)輪架小車從左側(cè)和右側(cè)向中間位準(zhǔn)確制動定位時(shí)也存在制動位有允許的偏差變化,；因此我們被迫限制了運(yùn)行時(shí)間周期的選擇，來保證輪架小車從左側(cè)位向中間變速靠近制動定位,，進(jìn)而確?？胀捌椒€(wěn)運(yùn)行至小車輪架上。
　　綜上所述,，同步電機(jī)有著異步電機(jī)無可比擬的優(yōu)越性,，隨著微電子控制的快速發(fā)展，其應(yīng)用將更加廣泛,。