不同輸送方式對變頻器的應用要求

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在轉接工位、旋轉工位以及過渡工位，通常需要使用變頻器進行控制。根據(jù)用戶對成本控制、系統(tǒng)架構和維護的考慮，應用于輥床輸送的變頻器通常分為柜內(nèi)集中控制方式和現(xiàn)場分布式控制方式。柜內(nèi)集中控制方式成本更低，而且可以通過“一卡多機”的方式使用共享通訊模塊，進一步降低成本。由于輥床輸送控制方式簡單，采用ABPowerFlex40系列小型變頻器就能勝任，但是它需要單獨增加通訊卡用于現(xiàn)場總線控制。最新推出的PowerFlex525變頻器已經(jīng)內(nèi)置了EtherNet/IP通訊網(wǎng)卡，比原來額外添加通訊模塊更為便宜，因此將在今后的項目中得到廣泛應用。現(xiàn)場分布式控制方式是將IP67防護等級的變頻器就近安裝在電機附近，同時將所需的傳感器信號接入到變頻器中。目前，ABArmorStart284D系列防護型變頻器已經(jīng)被大量應用。

1高速輥床輸送方式

在車身車間，由于焊接工位輸送時間占用節(jié)拍較長，已經(jīng)成為制約生產(chǎn)效率的瓶頸。在提供輥床輸送速度的同時，還要提高定位控制精度，使其滿足焊接要求。傳統(tǒng)的輥床控制方式，通過傳感器進行減速、停止信號采集，通過PLC可編程邏輯控制器進行邏輯判斷與控制，已經(jīng)不能滿足這一應用要求。現(xiàn)在，普遍的方式是將編碼尺安裝在橇體上，位置讀取頭安裝在輥床上，實時讀取雪橇的位置數(shù)據(jù)，將其通過SSI格式反饋給ABPowerFlex755變頻器的絕對值編碼器反饋卡中，并將電機的轉速信息傳輸給變頻器的增量式編碼器，從而實現(xiàn)速度環(huán)和位置環(huán)的雙重控制，通常電機功率為5.5KW，變頻器選擇7.5KW或11KW。由于雪橇要從一個工位輸送到另外一個工位，變頻器有一段時間并不能檢測到橇體的編碼尺，這樣就需要利用PowerFlex755內(nèi)部DeviceLogix程序進行就地控制，在不能檢測到編碼尺或者不需要位置控制時，切換到速度控制方式?；谧冾l器內(nèi)部邏輯的控制，大大提高了系統(tǒng)的相應速度，是傳統(tǒng)PLC控制無法實現(xiàn)的。以轎車焊裝線為例，PowerFlex755高速輥床輸送速度為5秒，定位精度為0.8mm，而傳統(tǒng)控制方式需要12秒以上，還需要通過額外的夾頭或定位機構進行定位。

2升降機輸送方式

無論是鏈式輸送線的吊具升降機，還是雪橇線的升降機，升降機的運行節(jié)拍通常是整個輸送線的瓶頸。另外，升降機電機何時能夠松開抱閘，關系到整個系統(tǒng)的安全性，也是控制的難點。過去，通常利用PLC控制升降機電機的抱閘，在電機運行后，讓它滯后一段時間松開抱閘，這樣會對抱閘造成一定的磨損，不利于升降機的長期運行，而且一旦變頻器出現(xiàn)問題，或者抱閘時間掌握不準確，就會出現(xiàn)升降機“飛車”運行的危險。為了解決這一難題，ABPowerFlex40或者PowerFlex525變頻器，已經(jīng)具備EMBrake電氣-機械聯(lián)動抱閘功能，可以通過變頻器直接控制電機抱閘，無需編碼器反饋信號，就能實現(xiàn)平穩(wěn)運行，很好地解決了抱閘聯(lián)動問題。針對高速、高精度控制升降機，也可以采用編碼尺的方式反饋升降機位置，利用ABPowerFlex755變頻器進行全程位置控制。同時，利用TorqueProveTM轉矩校驗功能，驗證變頻器對電機控制的轉矩是否已經(jīng)建立，如果確認轉矩建立無誤，才將電機抱閘釋放。這一功能比EMBrake電氣-機械聯(lián)動抱閘效果更好，響應速度更快。

3輸送線對變頻器安全控制的要求

在汽車制造過程中，存在大量的人機交互過程，如何保護人員和設備不受到變頻器意外起動的傷害，或者能夠在出現(xiàn)危險情況時，及時可靠地關斷變頻器的輸出，已經(jīng)成為設計人員必須考慮的問題。過去，通常在變頻器進線或出現(xiàn)側安裝安全接觸器，從而實現(xiàn)對變頻器輸出的關斷，這一方式不僅需要占用較多I/O點，而且接線麻煩，容易造成故障。目前，在常規(guī)應用中，PowerFlex525變頻器已經(jīng)內(nèi)置了安全關斷功能，PowerFlex755則需要添加額外的選項卡，通過Safe-Torque-Off安全轉矩關斷卡，直接切斷變頻器內(nèi)部IGBT的觸發(fā)電路，從而實現(xiàn)變頻器的安全關斷。

4結束語

本文簡要介紹了不同輸送形式對變頻器的要求，列舉了ABPowerFlex系列變頻器在輸送線中的應用情況。隨著用戶對輸送工藝要求的不斷提高，廠家新產(chǎn)品的不斷推出，將為變頻器在汽車行業(yè)輸送線中的應用帶來更為豐富的選擇。

作者：王強單位：中國汽車工業(yè)工程公司自控工程院