双电机驱动的电动螺旋压力机PLC控制系统

　　运动能量是电动螺旋压力机的主要技术参数之一，能量的大小取决于飞轮转速.在大惯量负载条件下，最大运动能量的性能指标的实现，离不开输出转矩的快速响应.另外，由于电机频繁的进行正反转，一直处于起动一制动一起动的非稳态过程，电流较大，转子发热严重，电机温升的问题比较突出.而行程次数是压力机的另一重要指标.为了保证设备的长期稳定运行，必须采用可靠的方法控制电机温升.基于上述性能要求，本文提出了一种基于PLC(可编程控制器)的电动螺旋压力机控制系统.该系统以西门子可编程控制器S7—300和ACS800变频器为控制核心，辅以触摸屏TPl70B作为人机交互.

　　1.系统结构原理

　　S7—300系列PLC采用组态硬件的方式来组态CPU和扩展模块，组态操作由STEP7软件完成.本系统采用CPU本身集成的数字量和模拟量，不需要扩展模块：引.系统结构如图1所示.

　　通过高速计数口HSCO检测滑块位移;模拟量接口实时输出速度或转矩指令给ACS800变频器，数字量输出控制变频器触点的闭合或断开同时驱动2个电机带动传动机构运行;其余的数字量主要处理控制按钮的操作和各类指示灯的显示;数据显示和参数设定由触摸屏TPl70B完成，CPU通过DP口与触摸屏进行通信.

　　1.1 滑块位移检测

　　系统采用同步带轮结构检测滑块位移.同步带固定于压力机机身，滑块移动时带动与同步带配合的增量型编码器运转，发出一定频率的差分信号，经过信号处理输入高速计数口HSCO处理.单位脉冲对应的位移量

　　S。=兀D/P， (1)

　　式中：D为同步轮节圆直径;P为编码器线数.只要通过HSCO不断检测当前脉冲数，再乘以单位脉冲对应位移量，就能得到滑块实时位移.系统采用2 000线的编码器，输出5 V差分信号.

　　S。约为O.045 mm，脉冲信号最大频率不超过20kHz.因主机与控制柜有一定距离，采用抗干扰能力强的差分信号.但高速输入口不能识别差分信号，且最小高电平要求15 V.因此需将差分的A+，A一，B+，B一信号转化为单端A和B相信号，并进行电平转换.

　　系统的信号转换电路见图2，图中只画出了A相的信号转换示意图.首先由MC3486芯片将差分信号转化为单端信号，再通过高速光隔将5V的脉冲信号转化为高电平为24 V的脉冲信号输入HSCo高速计数口.高速光隔工作频率应高于编码器信号频率的最高值，本系统采用PC900.

　　1.2双电机驱动

　　系统采用ACS800变频器同时驱动2台相同规格电机，电机在变频器输出端并接.变频器整定时输入等价的单台电机参数.例如采用2台功率11 kw，转速970 r/min，电流22 A的电机，则输入电机参数时输入22 kw，转速970 r/min。电流44 A.这样，整定后驱动器实际上是将2台电机组合当作1台进行控制.