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一、系統(tǒng)現(xiàn)狀
1 系統(tǒng)概述
一汽集團(tuán)車身廠油漆線是一條承擔(dān)汽車車身表面的磷化處理、電泳浸漆及面漆噴涂等工藝的生產(chǎn)線。油漆線推桿懸鏈輸送系統(tǒng)在整個生產(chǎn)工藝當(dāng)中完成各工藝間工件的傳遞輸送任務(wù)。它共包括四條鏈、四條快速鏈、九臺升降機(jī)及一條地面鏈，其中1#、2#、3#、7#鏈為工藝鏈，此外滑差電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，四條工藝鏈要求同步運(yùn)行，即保證各工藝鏈之間主副推爪的空間相對位置保持一致，以確保各工藝鏈間工件順利傳遞。
此系統(tǒng)是一個典型的位置隨動系統(tǒng)，其中2#鏈?zhǔn)侵麈湥?#、3#、7#鏈?zhǔn)菑逆�，從鏈跟隨主鏈運(yùn)行，由速度反饋及位置反饋構(gòu)成一個速度內(nèi)環(huán)位置外環(huán)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。
2 存在問題
本系統(tǒng)85年從英國HADEN公司引進(jìn)，安裝調(diào)試后投入運(yùn)行，十多年來雖然出現(xiàn)幾次故障，但是從系統(tǒng)總的運(yùn)行情況來看還比較穩(wěn)定。從97年末開始，由于產(chǎn)品換型，工件體積變大，重量增加，加上與之相配套的吊具的改造，使懸鏈的整體負(fù)荷比原來增大一倍還多，為此對懸鏈及驅(qū)動站進(jìn)行了改造，提高了滑差電機(jī)的功率，滑差電機(jī)與減速器之間的傳動也由原來的齒形皮帶改成無聲鏈條來增加傳輸力矩，但是因此也給滑差電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)帶來了致命的、無法消除的問題�；铍姍C(jī)的傳動齒輪與無聲鏈條在高速旋轉(zhuǎn)的情況下進(jìn)行嚙合，大量的鐵屑被磨損下來，并被吸入磁性很強(qiáng)的電樞與磁極之間，由于電樞是靠渦流產(chǎn)生磁場，它本身又是一個發(fā)熱體，因此被吸入的鐵屑與空氣中的灰塵油污在高溫的作用下很快就粘結(jié)在電樞與磁極上，把電樞與磁極粘死而不能調(diào)速，主從鏈的同步縮寫狀態(tài)被破壞，發(fā)生工件傳遞故障，使系統(tǒng)不能正常工作。
二、改造方案
1 整體改造方案的確定
針對上述問題，對其產(chǎn)生的原因進(jìn)行全面認(rèn)真的分析，曾采用各種方法來解決，例如用洗油浸潤，再用壓縮空氣吹洗，雖然使用問題得到一定緩解，但始終沒有從根本上解決問題，最后經(jīng)研究決定對這套系統(tǒng)進(jìn)行徹底的改造，放棄傳統(tǒng)的滑差電機(jī)調(diào)速方式，改用變頻器調(diào)速，與自整角機(jī)及測速發(fā)電機(jī)一起構(gòu)成雙閉環(huán)位置隨動系統(tǒng)。
2 系統(tǒng)構(gòu)成
改造后的位置隨動系統(tǒng)由交流電動機(jī)、變頻器、自整角機(jī)、相敏放大器、測速發(fā)電機(jī)及PI調(diào)節(jié)器構(gòu)成。
3 控制信號參數(shù)的選定
(1) 位置反饋信號
位置反饋信號由自整角機(jī)檢測輸出，自整角機(jī)給出的位置偏差信號是正比于偏差角正弦的交流電壓，相敏放大器把正比于偏差角的正弦交流電壓轉(zhuǎn)換成能反映位置偏差極性（正反相位）的正負(fù)直流電壓，電壓變化范圍為-10V ~ 0 ~ +10V。
(2) 速度反饋信號
速度反饋采用交流測速發(fā)電機(jī)經(jīng)整流、濾波取得，其輸出值調(diào)整為0 ~ 10V。
(3) 變頻器頻率控制信號
變頻器輸出頻率的設(shè)定一般分為盤面按鍵設(shè)定及控制端子外部模擬量設(shè)定，模擬量設(shè)定又分為0 ~ 5V、0 ~ 10V、4 ~ 20mA幾種方式，我們選用的是日本富士FRN7.5G9S-4CE變頻器，這里采用模擬量0 ~ 10V進(jìn)行設(shè)定。
4 PI調(diào)節(jié)器
根據(jù)生產(chǎn)工藝對系統(tǒng)運(yùn)行時穩(wěn)態(tài)精度及跟隨能力的要求，系統(tǒng)調(diào)節(jié)器由給定積分、位置調(diào)節(jié)及速度調(diào)節(jié)器構(gòu)成一個二階系統(tǒng)，其中位置調(diào)節(jié)器為比例調(diào)節(jié)器，速度調(diào)節(jié)器為比例積分調(diào)節(jié)器。
5 變頻器多級頻率的設(shè)定
本系統(tǒng)運(yùn)行方式分為自動運(yùn)行及手動運(yùn)行，兩種方式的速度要求不同，第一頻頻率定為自動運(yùn)行頻率，采用模擬量控制，第二頻率為手動運(yùn)行頻率，由盤面按鍵設(shè)定。
6 變頻器第一加減速及第二加減速時間的設(shè)定
系統(tǒng)在啟動及停止時要求平穩(wěn)無沖擊，即設(shè)備起車及停車時加減速有一段斜坡時間，原控制系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)一個斜坡發(fā)生器，來實(shí)現(xiàn)這一功能。而采用變頻器調(diào)速后其速度變化本身就有加減速時間，完全可以滿足系統(tǒng)加減速時的要求。
另外，考慮到主鏈及從鏈對系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及跟隨能力的要求不同，即對于主鏈來說要求抗擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好，而對于從鏈則要求其跟隨能力強(qiáng)、快速性好。所以在系統(tǒng)啟動后正常運(yùn)行時，其頻率變化加減速時間的設(shè)定與系統(tǒng)啟、停時加減速時間不同。本系統(tǒng)
