劉江

 ( 上海工程職業技術學院電氣工程系）

 本文通過對這一搭配的分析，建立了基于PAC Systems RX3i的多種不同電機轉速控制的方法。

1  多種不同電機轉速控制系統基本組成

 本系統主要由PAC Systems RX3i、Quick Panel（GE公司的一種觸摸屏）、西門子變頻器MM440組成，如圖1所示。

2調速的主要思路

 變頻器MM440有模擬信號輸入功能，編程過程中將RX31的內部AO（模擬量輸出模塊）值0～50轉換成0～10 V電壓信號，變頻器將這個電壓信號對應為電機0轉速到額定轉速。AO通道線性轉換的設置如圖2所示。

  3  多種不同電機轉速控制實現方法

  3.1  分段調速

 控制柜上的每個操作按鈕（開關）代表一種速度給定，在接通情況下將設定的速度信息從PAC內部傳輸到AO端口，AO端口利用圖2的轉換功能，在其端口輸出0V--10 V的電壓信號。該調速方法能準確達到系統所需要的轉速。分段調速的參考梯形圖如圖3所示。

 其實變頻器本身就可以實現分段調速，但是有些項目需要采集、監視這些給定（輸入）信號以此來產生報警或者作為其他控制信號，在此情況下利用上述分段調速是一種很好的選擇。

3.2  觸摸屏調速

 分段調速只能實現已設定速度的幾種調速，對于速度分段較多的調速系統，則需要通過增加按鈕的方式來實現，這樣會降低系統的可靠性、增加系統接線的復雜性和資金投入，同時分段調速無法實現平滑調速。

 GE公司的Quick Panel可以接收數字輸入，它將接收到的數字信息傳輸給PAC Systems RX3i，用戶只需在觸摸屏上輸入限定范圍內（比如0～50）的任意數字，其效果相當于分段調速中接通了某個開關。由于數字量的輸入是任意的，因此相對于分段調速而言，該方法能夠實現調速的多樣性和速度的相對連續。觸摸屏數字輸入框設置如圖4上半部所示。當觸摸屏程序和PAC程序下載完成后，在觸摸屏上輸入所需要的數據，通過MOVE指令從PAC內部直接傳輸到AO地址，同時具體的轉速值還可以顯示在觸摸屏上（如圖4的下半部分）。觸摸屏調速的參考梯形圖如圖5所示。

 分段調速和觸摸屏調速均屬于不平滑的轉速控制，因此在控制過程中應考慮速度差的影響，尤其是對于大功率、高壓電機的啟停控制。

3.3AI-AO調速

 在某些項目中需要完全平滑調速，這時可以用PAC Systems RX3i平臺中的模擬量輸入模塊的模擬量信號采集功能來實現。本文以滑動變阻器為例，即由PAC的AI端子采集給定信號，將采集到的給定信號(0 Ω～4 000Ω 的阻值）轉換成PAC內部的數字（0～50，此處定義的是頻率值，讀者完全可以轉換成自己理解的數值），經過運算后用AO輸出。AI通道線性轉換的設置如圖6所示。

 AI-AO調速方式是一種平滑調速，速度可以是Q到額定轉速的任意值。AI-AO調速的參考梯形圖如圖7所示。

 有的項目中PAC內部的AI信號和AO信號含義不同，比如AI的含義是頻率、而AO的含義是轉速。遇到這種情況，編程者應注意工程量和計算量的轉換。

 另外在系統設計過程中應注意通道和端口的組合應用，例如在PAC Systems RX3i平臺AI模塊中，電流、電壓、電阻所用的每個采集點的通道和采集端口點不同，使用時尤其注意接線。

4結論

數字量轉速控制方式能夠大大提高轉速控制的精確性，讀者可以利用此方法實現其他類型的PAC與變頻器組合完成對電機轉速的控制和調節。 本文利用PAC Systems RX3i、Quick PaneMM440、模擬信號采集（滑動變阻器）、輸出等設備實現了幾種電機轉速的控制，同時電機的轉速亦可在Quick Panel上顯示，在PAC內部實現了對采集到的速度給定信號的判斷，使得整個系統可以真正做到無人工干預和調節的完全自動化。