2014/11/12 11:17:50
一、系统现状
1 系统概述
一汽集团车身厂油漆线是一条承担汽车车身表面的磷化处理、电泳浸漆及面漆喷涂等工艺的生产线。油漆线推杆悬链输送系统在整个生产工艺当中完成各工艺间工件的传递输送任务。它共包括四条链、四条快速链、九台升降机及一条地面链，其中1#、2#、3#、7#链为工艺链，此外滑差电机进行调速，四条工艺链要求同步运行，即保证各工艺链之间主副推爪的空间相对位置保持一致，以确保各工艺链间工件顺利传递。
此系统是一个典型的位置随动系统，其中2#链是主链，1#、3#、7#链是从链，从链跟随主链运行，由速度反馈及位置反馈构成一个速度内环位置外环的双闭环控制系统。
2 存在问题
本系统85年从英国HADEN引进，安装调试后投入运行，十多年来虽然出现几次故障，但是从系统总的运行情况来看还比较稳定。从97年末开始，由于产品换型，工件体积变大，重量增加，加上与之相配套的吊具的改造，使悬链的整体负荷比原来增大一倍还多，为此对悬链及驱动站进行了改造，提高了滑差电机的功率，滑差电机与减速器之间的传动也由原来的齿形皮带改成无声链条来增加传输力矩，但是因此也给滑差电机调速系统带来了致命的、无法消除的问题。滑差电机的传动齿轮与无声链条在高速旋转的情况下进行啮合，大量的铁屑被磨损下来，并被吸入磁性很强的电枢与磁极之间，由于电枢是靠涡流产生磁场，它本身又是一个发热体，因此被吸入的铁屑与空气中的灰尘油污在高温的作用下很快就粘结在电枢与磁极上，把电枢与磁极粘死而不能调速，主从链的同步缩写状态被破坏，发生工件传递故障，使系统不能正常工作。
二、改造方案
1 整体改造方案的确定
针对上述问题，对其产生的原因进行全面认真的分析，曾采用各种方法来解决，例如用洗油浸润，再用压缩空气吹洗，虽然使用问题得到一定缓解，但始终没有从根本上解决问题，最后经研究决定对这套系统进行彻底的改造，放弃传统的滑差电机调速方式，改用变频器调速，与自整角机及测速发电机一起构成双闭环位置随动系统。
2 系统构成
改造后的位置随动系统由交流电动机、变频器、自整角机、相敏放大器、测速发电机及PI调节器构成。
3 控制信号参数的选定
(1) 位置反馈信号
位置反馈信号由自整角机检测输出，自整角机给出的位置偏差信号是正比于偏差角正弦的交流电压，相敏放大器把正比于偏差角的正弦交流电压转换成能反映位置偏差极性（正反相位）的正负直流电压，电压变化范围为-10V ~ 0 ~ +10V。
(2) 速度反馈信号
速度反馈采用交流测速发电机经整流、滤波取得，其输出值调整为0 ~ 10V。
(3) 变频器频率控制信号
变频器输出频率的设定一般分为盘面按键设定及控制端子外部模拟量设定，模拟量设定又分为0 ~ 5V、0 ~ 10V、4 ~ 20mA几种方式，我们选用的是日本富士FRN7.5G9S-4CE变频器，这里采用模拟量0 ~ 10V进行设定。
4 PI调节器
根据生产工艺对系统运行时稳态精度及跟随能力的要求，系统调节器由给定积分、位置调节及速度调节器构成一个二阶系统，其中位置调节器为比例调节器，速度调节器为比例积分调节器。
5 变频器多级频率的设定
本系统运行方式分为自动运行及手动运行，两种方式的速度要求不同，第一频频率定为自动运行频率，采用模拟量控制，第二频率为手动运行频率，由盘面按键设定。
6 变频器第一加减速及第二加减速时间的设定
系统在启动及停止时要求平稳无冲击，即设备起车及停车时加减速有一段斜坡时间，原控制系统专门设计一个斜坡发生器，来实现这一功能。而采用变频器调速后其速度变化本身就有加减速时间，完全可以满足系统加减速时的要求。