西门子(怀化)PLC代理商

主从控制方案概述

　　在变频器的实际使用过程中，经常由于工艺的要求或者变频器容量的限制，会采用一个传动设备是由两个或多个电机驱动共同配合工作的方案，这种情况下，各驱动电机之间需要保证相同的运行速度，以及转矩的平均分配，为此，我们需要在驱动电机的变频器上实现需要的速度及转矩分配控制要求，变频器的这种应用我们称之为主从控制应用。

　　针对主从控制应用的方案，我们通常在变频器上采用如下两种控制方法来实现：

　　· 直接转矩分配

　　· 速度偏差与转矩限幅

　　1．1直接转矩分配

　　直接转矩分配方案主要应用于电机之间是硬连接方式，如齿轮、同轴等，电机之间通过连接器保持相同的转速，如下图：

　　图1

　　在配置直接转矩控制方式时，需要将主机设定在速度模式工作，从机设定在转矩模式工作，将主机的转矩设定值作为从机的转矩给定值，这样保证系统运行时，从机转矩始终与主机一致，同时因为机械结构的原因，从机速度始终与主机相同，这样就完成了转矩的分配。

　　该方式的特点是，从机转矩始终跟随主机转矩，系统按照主机的速度环运行，转矩响应比较快。

　　1．2速度偏差与转矩限幅

　　速度偏差与转矩限幅的方案主要应用于电机之间软连接方式，如皮带、绳索等，由于是柔性材料产生的耦合关系，电机之间需要有相同的运行速度，同时保证电机力矩的均匀分配，还要有防止连接断裂时的保护。

　　图2

　　在速度偏差与转矩限幅方式时，主机从机都工作在速度模式，主从机的速度设定值相同，然后从机在此基础上附加+/- 5%-10%左右的速度偏差（与运行方向有关，附加速度大小由实际情况决定），将主机的转矩值连接到从机的转矩限幅上。在启动后，由于速度偏差的存在，连接的材料迅速拉紧，从机的速度环饱和，输出的转矩受转矩限辐限制，从而保证从机的转矩跟随主机的转矩；从机速度受到连接的牵引，与主机速度相同。当发生断带时，主从电机工作在各自的速度环模式下，不会发生飞车现象。

　　该模式的特点是，启动瞬间主机从机的速度环都起作用，张力的建立比较平缓，避免系统产生振荡。既保证了速度及转矩的分配，也对系统进行了保护。

　　2 S120系统的主从控制方案的配置

　　实际使用过程中，根据使用的设备类型不同，常见的有几种不同的硬件配置方案。

　　2.1 CU310主从配置

　　使用CU310作为控制单元，主从数据交换可以通过如下两种方法：

　　· PROFIBUS DP的SLAVE TO SLAVE通讯；

　　· 通过TM31端子模块DI/DO和AI/AO；

　　a. PROFIBUS DP连接到PLC上（见图3），此时可以借助PROFIBUS DP的SLAVE

　　图3

　　b. 通过TM31端子模块互相连接（图4），使用DI/DO和AI/AO完成数据交换。模拟量信号使用电流信号，采用双绞屏蔽电缆，抗干扰性比较强。

　　图4

编写出如图1、图2所示的状态转移图的梯形图。

图1状态转移图

图2状态转移图

三、用步进指令设计程序，要求写出I/O点分配，并画出PLC的I/O接线图。

1.按下按钮SB，三台电动机M1、M2、M3按顺序依次启动，间隔10s；当M3启动20 s后，三台电动机M1、M2、M3按顺序依次停止，间隔10s。

2.按下按钮SB，绿灯亮，绿灯亮5秒后，接着黄灯亮；黄灯亮5秒后，接着红灯亮；红灯亮5秒后全部熄灭。

3.如图3所示，一运料小车在起始位置，起始位置即碰到后限位开关SQ1和底门限位开关SQ3，当按下启动按钮SB，小车前进，当运行到料斗下方，前限位开关SQ2动作，此时打开料斗给小车加料，延时7s后关闭料斗，小车后退返回，碰到后限位开关SQ1，打开小车底门卸料，10s后结束，完成一次动作，如此循环。

图3 物料搬运示意图

4.用步进指令设计一个彩灯闪烁电路的控制程序。

 控制要求为：三盏彩灯HLl、HL2、HL3，按下起动按钮后HLl亮，1s后HLl灭HL2亮，1s后HL2灭HL3亮，1s后HL3灭，1s后HLl、HL2、HL3全亮，1s后HLl、HL2、HL3全灭，1s后HLl、HL2、HL3全亮，1s后HLl、HL2、HL3全灭，1s后，HLl亮……如此循环；随时按停止按钮停止系统运行。

5.用步进指令设计一个电镀槽生产线的控制程序。要求写出I/O点分配，并画出PLC的I/O接线图。

控制要求为：具有手动和自动控制功能，手动时，各动作能分别操作：自动时，按下启动按钮后，从原点开始按图4所示的流程运行一周回到原点；图中SQl～SQ4为行车进退限位开关，SQ5、SQ6为吊钩上、下限位开关。

图4电镀槽生产线的控制流程