机械电子式软起动装置控制系统的设计.pdf

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1、第1期(总第131期)·机械管理开发2013年2月No．1(SUMNo．131)MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENTFeb．2013机械电子式软起动装置控制系统的设计韩俊(太原理工大学继续教育学院，山西太原030024)摘要：对机械电子式软起动装置的控制系统进行了设计，详细介绍了控制系统的组成，软硬件设计过程。该控制系统实现了调速电机与主电机的速度合成，使传动系统在很大范围内无级调速，实现对负载的可控起动。实际应用表明，该控制系统能够安全稳定地实现预期控制效果。关键词：软

2、起动；自锁；无级调速中图分类号：TH703．7文献标识码：A文章编号：1003—773X(2013)01—0055—02O引言6ES7216—2BD0XB0)，可满足控制系统的设计要求。机械电子式软起动装置是降低带式输送机起动及s7—200能支持32位Windows98和WindowsNT使停车过程中动载荷的有效途径之一，通过控制带式输用环境。系统利用计算机的RS一232口与PLC(可编程送机起停时的加、减速度，保证系统的可靠平稳运行，控制器)的RS一485口进行通信，来自S7—200的信息能提高设备的

3、运行效率。显示在任何Windows应用程序中，信息也能从Win．1机械电子式软起动装置控制系统的组成dows应用程序下装到S7—20o中。机械电子式软起动装置由机械传动系统与控制系2．2变频器的选型统两部分组成，如图l所示。机械传动系统由主电机、变频器用于对调速电动机提供变频电源，以便对调速电机和差动轮系等构成，控制系统由计算机、可编其进行无级调速，以实现软起动、软停车、无级调速及程序控制器、变频器等组成。软起动装置在工作时，通过载自动保护功能。在系统设计过程中选用LGSV过变频器与可编程控制器对调速电

4、机的转速进行控008iG5—4变频器，制，使行星架的转速保持为零，主电机实现空载起动；变频器可使用操作面板控制，也可使用端子控制，逐步降低调速电机转速，使主电机逐步将动力施加在也可使用RS485通讯接口对其远程控制，在本系统中与输出轴相连的负载上，从而实现机械设备的软起动；采用RS485进行控制。LGSV008iG5—4变频器可以通过主电机与调速电机在差动行星齿轮机构内的速度选择两种通讯方式，一个是LG变频器专用协议，另一合成，使系统在相当大的范围内实现无级调速，并能够种是MODBUS—RTU方式。考虑

5、到通讯的复杂性与难长期稳定工作在低速的状态下n。易程度，在系统设计中采用LG变频器专用协议与西门子S7—200PLC自由口通讯协议相结合的方式。2．3电机的选型根据负载的大小与控制系统的工艺要求，选定电气传动的形式和电动机、电磁阀等执行机构。即选择控制系统传动系统主电机和调速电机的型号’图1机械电子式软起动装置系统框图1)对于主电机I，由于已知输人功率为l1kW，输2机械电子式软起动装置控制系统的硬件设计人转速为l460r／min，故选用Y160M一4型电动机。2．1可编程控制器的选型2)对于调速电机I

6、I，由于输入功率为3kW，调速设计机械电子式软起动装置的控制系统时，采用转速为3690r／min，故选用YIOOL-2型电动机。PLC两级控制系统，首要的控制目标是确保系统工作2．4PLC资源配置安全可靠，能长期稳定运行，因此，控制系统以可靠性确定I／O点数是可编程控制器设计的关键问题，作为控制目标，设计时要优先考虑其通讯能力，然后根估算出被控对象的I／0点数后，就可选择点数相当的据被控对象的工艺要求及I／O系统考虑具体配置可编程控制器，选择相应规模的可编程控制器并留有问题。10％一15％的I／．(9余

7、量。在众多满足系统工艺控制要求的PLC中，根据工由于整个系统涉及的基本都是开关量，且数量不程投资，选择性价比高的PLC。通过对可编程控制器是很多，所以选用西门子S7—200系列PLCCPU226作各功能及参数的综合考虑权衡，设计用西门子SIMAT为机械电子式软起动装置的控制单元，整个系统的资ICs7—200可编程控制器，选用西门子CPU226型号源配置，如表1所示。收稿日期：2012一o8—01作者简介：韩俊(1971一)，女，山西寿阳人，助理工程师，本科，从事教学管理工作。·55·第1期(总第131期

8、)机械管理开发2013年2月在确定了机械电子式软起动装置控制系统中PLC3机械电子式软起动装置控制系统的软件设计的端子分配后，便可以确定控制系统接线图，如图23．1程序说明所示。主程序MAIN包括机械电子式软起动装置系统的表1PLC资源配置表自动控制、手动控制和急停，软起软停的程序，是程序位号说明位号说明位号说明的主体。主体程序是参照控制过程流程设计的。主要IO．1自动档QO．1调速电机启动QO．2主电机启动完成输人、输出动作，同时在主程序