卷烟工业穿梭车电控系统的优化改造(2)

　　（5）变频器

　　走行电机变频器采用英国艾默生公司UnidriveSP1406变频器，该变频器是标准伺服变频器，功能强大、适合控制各个厂家的电机，拥有可优化速度控制、精确的距离控制、零伺服、用于参数设置及储存的智能卡、通用编码器和内置EMC滤波器等主要功能及特点。输送电机变频器采用艾默生公司CommanderSK系列变频器，它是一种简单、紧凑、实用型驱动器，具有设置简单、安装方便、接线容易、系统设计调试简单化和运行快速可靠等功能及特点。

　　2.2控制系统工作原理

　　线控通过Profibus总线给穿梭车下达任务，穿梭车到指定的位置上货或卸货，并随时向线控PLC发送当前的状态。穿梭车获得任务后，将上货站台的站台号地址译码成激光测距器的值，然后判断当前位置与目标位置的差值，即可获取穿梭车运动的方向和速度，然后控制变频器输出，驱动走行。走行到位后，通过站台的认址校验确认穿梭车到达指定站台位置，同时给线控发送穿梭车到达站台信号，此时穿梭车输送机构和输送站台的输送链机同时动作，把货物输送到穿梭车上，并发送上货完成信号，完成上货任务。同样，穿梭车再根据线控指令，运行到卸货站台完成卸货，并发送卸货完成信号。

　　改造后，穿梭车系统是以西门子S7-300系列315C-2DP型PLC作为电控核心。该PLC主要由电源模块、CPU模块、输入输出模块、SM338编码器读取块和342-5总线模块等组成。通过342-5总线模块和线控组成Profibus总线网络，穿梭车作为网络中的一个子站，由线控PLC控制。SM338模块用于采集激光测距值，输入模块采集由行程开关、光电检测开关、空开反馈信号、变频器故障反馈等设备的信号状态，并接收主令控制器、按钮开关、钥匙开关等发出的控制指令。CPU通过读取338模块采集的值进行运算，并将程序运算结果通过输出模块与Profibus现场总线传至变频器，通过输出模块控制继电器、接触器等执行设备，从而驱动电动机、电磁抱闸等完成各种生产任务。另外，穿梭车电控系统采用的西门子TP177触摸屏，与PLC之间也通过MPI协议进行数据传输与交换，实时地显示各光电开关、行程开关的状态，穿梭车的站台位置及故障信息。通过触摸屏还可以查看穿梭车信息，对其进行手动或者半自动操作，并能利用自身故障实时诊断系统对故障现象进行判断，记录故障时的各种参数，这样，操作人员和维护人员就可以全面及时地了解系统的状态，并可按提示的故障信息去检查和维修，达到准确、快速排除故障的效果，真正实现了人机智能化。

　　（1）速度控制

　　基本控制思想为：○1根据电机编码器反馈的当前速度信号实时调整变频器的输出驱动频率值，从而保证穿梭车能以要求的速度平稳运行；○2根据激光测距器测量反馈当前穿梭车的距离信号及预先设定的控制方案，实时调整变频器的输出驱动频率值，使穿梭车先以较高的速度运行到接近目标地址的位置后将速度平稳降到较低的速度下工作，并在目标地址处准确制动停准。

　　穿梭车在工作过程中实时采集水平运行的数据，并不断地与存放在PLC数据块里的标准位置参数进行比较和控制决策，从而到达准确定位、快速存储货物、提高作业效率的目的。

　　（2）认址定位

　　穿梭车PLC接收到操作面板或线控PLC的存取站台信号，正确可靠地输送货物，在此过程中准确地认址定位是关键。穿梭车轨道上相对于每个站台都安装一块固定的认址片，将检测开关的检测信号都实时的传输到PLC。同时在轨道一端水平方向安装激光测距器，在穿梭车车体上安装反射板，通过激光测距器将激光发射到反射板上，然后再根据激光发射器与反射板距离的变化来测出实时的变化距离，并实时传输到PLC中。通过采用激光测距技术和认址片光电定位相结合的控制方式，使穿梭车在到达目标地址时能够迅速停稳，并实现要求的精确定位精度。

　　3改造后使用效果

　　穿梭车改造后解决了设备运行不稳定、维修困难等方面问题；采用控制柜与车体分离的模式，有效避免了电气元件长期处于震动、积尘和不易散热的环境，延长备件使用周期；更换器件无需拆卸车体防护罩及盖板，维护更加容易，减轻了维护人员的工作强度，并缩短维护时间。采用人机界面，实时监控和跟踪穿梭车运行，进而提高穿梭车电控系统的可维护性，改造取得成效后，可进行推广。