汽車自動化生產(chǎn)線多電機(jī)控制的研究分析

邸新偉

摘 要：隨著汽車自動化生產(chǎn)線的不斷發(fā)展，想要做到減員增效的最好結(jié)果，單臺電機(jī)控制已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)要求了，大多數(shù)的工藝流程則需要多臺電機(jī)同時控制，目前變頻器、PLC與交流異步電機(jī)形成的多電機(jī)同步控制已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車生產(chǎn)中。

關(guān)鍵詞：汽車自動化生產(chǎn)線;多電機(jī)同步控制

1 變頻調(diào)速技術(shù)

1.1 變頻器工作原理

變頻器在汽車生產(chǎn)線中因其操作簡單、壽命長、費(fèi)用低而被廣泛應(yīng)用。變頻器可以分為間接型變頻器與直接性變頻器兩種類型。間接型變頻器就是將工頻電源逆變轉(zhuǎn)換成電壓可調(diào)節(jié)的直流電源。直接變頻器就是將工頻的交流電源轉(zhuǎn)換成能夠調(diào)頻的交流電源。變頻器工作原理如圖1所示。

1.2 變頻器類型

a.根據(jù)工況分類。根據(jù)不同的工況，變頻器的種類也不同，例如，在控制精度不高，負(fù)載要求不是很高的情況下，選用自動化傳輸調(diào)速變頻器，而電氣設(shè)計(jì)復(fù)雜，需要的控制精度非常高，需要的變頻器就是高精尖變頻器還有高電壓變頻器、靜音變頻器等等;

b.根據(jù)工作原理分類。變頻器工作原理不同和電流比較相似，常見的有兩種，分別為交-交變頻，交-直變頻;

c.根據(jù)電機(jī)種類分類。這個分類為三相異步電動機(jī)變頻器和同步電機(jī)變頻器。

在變頻器的研究中，控制系統(tǒng)中，負(fù)載是直接影響變頻器的，負(fù)載太大，變頻器選用的太小，就會造成變頻器損壞，反之又會造成經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)，所以負(fù)載是需要精確計(jì)算的，公式如下：

2 PLC分析

PLC是實(shí)現(xiàn)多電機(jī)控制的核心技術(shù)，它的作用為負(fù)責(zé)接收開關(guān)量、模擬信號的輸入、同時通過控制程序可以對輸出單元和元件實(shí)現(xiàn)控制，最終達(dá)到驅(qū)動的作用。圖2為PLC的結(jié)構(gòu)圖。

在多電機(jī)控制系統(tǒng)的工作中，將PLC啟動之后，需要將掃描輸入進(jìn)去，通過系統(tǒng)檢測執(zhí)行程序，通過執(zhí)行程序最后進(jìn)行輸出，整個工作原理圖如圖3。

在汽車自動化生產(chǎn)線上，PLC是核心，它的主要作用就是對整個生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)控制，同時對生產(chǎn)線起到監(jiān)督的作用，定時器、計(jì)數(shù)器等等命令的實(shí)現(xiàn)，在汽車生產(chǎn)線上使用PLC的主要特點(diǎn)就是穩(wěn)定性高、通用性強(qiáng)、簡單、擴(kuò)展能力強(qiáng)。

3 多電機(jī)驅(qū)動與同步

在汽車生產(chǎn)線的多電機(jī)控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)上，方案有很多種，作為常見的有以下三種：（1）相同外部電壓，并聯(lián)控制，這種控制方式是通過外部給定一定電壓為前提，同時還可以能夠體現(xiàn)控制電機(jī)相互之間的聯(lián)系，并聯(lián)控制方式在生產(chǎn)線中的應(yīng)用結(jié)構(gòu)非常清晰、同時在現(xiàn)場實(shí)際施工中也簡單，系統(tǒng)整體開啟后，電機(jī)的相應(yīng)速度快，不會出現(xiàn)滯后的現(xiàn)象，但是同時也會存在負(fù)載出現(xiàn)問題時候會給整個系統(tǒng)帶來誤差。（2）相同外部電壓，串聯(lián)控制，這種控制方式相對于并聯(lián)，在汽車生產(chǎn)線上應(yīng)用的比較廣泛，這種控制方式也叫主從控制法，主要就是將一個電機(jī)作為主控制電機(jī)，在選擇另一個電機(jī)作為從控制電機(jī)，在這種控制方法中，速度信號和位移信號是在主電機(jī)控制系統(tǒng)中發(fā)出的，而從電機(jī)系統(tǒng)中發(fā)出的信號為速度信號和位移信號的輸出信號，在整個系統(tǒng)的控制中，速度調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制的時候，從電機(jī)的氣動一般會比主電機(jī)要慢，同步性不是很好，不能應(yīng)用于精密的控制系統(tǒng)中，同時也會受到負(fù)載的影響。（3）補(bǔ)償控制法，這種方式是通過給多個電機(jī)施加相同的電壓，在不同電機(jī)的轉(zhuǎn)速中，對速度進(jìn)行補(bǔ)償，從而輸入到輸出端，這種控制方式最好，不會受到負(fù)載而影響，同時在啟動上也很多元化，同步性能好，是一個在汽車生產(chǎn)線多電機(jī)控制中比較理想的控制方式，如圖4。

4 結(jié)論

在現(xiàn)代汽車生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)與應(yīng)用中，多電機(jī)同步已經(jīng)成為必不可少的設(shè)計(jì)部分，同時也是應(yīng)用最廣泛的系統(tǒng)，傳統(tǒng)的生產(chǎn)線采用數(shù)字量和模擬量作為控制作為常見，這種控制方式的應(yīng)用最大的缺點(diǎn)就是控制的精度不是高，通過多電機(jī)的使用，可以保證每個環(huán)節(jié)的控制通過本身的電機(jī)進(jìn)行，達(dá)到每個工位的精確控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的并行，在結(jié)合PLC的控制方式，可以完成對汽車生產(chǎn)線整體的控制。

參考文獻(xiàn)

[1]李志民，張玉潔.同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)[M].北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2006.