一、係統現狀
1 係統概述
一汽集團車身廠油漆線是一條承擔汽車車身表麵的磷化處理、dianyongjinqijimianqipentudenggongyideshengchanxian。youqixiantuiganxuanlianshusongxitongzaizhenggeshengchangongyidangzhongwanchenggegongyijiangongjiandechuandishusongrenwu。tagongbaokuositiaolian、四條快速鏈、九台升降機及一條地麵鏈，其中1#、2#
、3#、7#鏈lian為wei工gong藝yi鏈lian
，此ci外wai滑hua差cha電dian機ji進jin行xing調tiao速su，四si條tiao工gong藝yi鏈lian要yao求qiu同tong步bu運yun行xing
，即ji保bao證zheng各ge工gong藝yi鏈lian之zhi間jian主zhu副fu推tui爪zhao的de空kong間jian相xiang對dui位wei置zhi保bao持chi一yi致zhi
，以yi確que保bao各ge工gong藝yi鏈lian間jian工gong件jian順shun利li傳chuan遞di。
此係統是一個典型的位置隨動係統，其中2#鏈是主鏈，1#、3#、7#鏈是從鏈
，從鏈跟隨主鏈運行，由速度反饋及位置反饋構成一個速度內環位置外環的雙閉環控製係統。

2 存在問題
本係統85年從英國HADEN公司引進，安裝調試後投入運行
，十多年來雖然出現幾次故障
，但是從係統總的運行情況來看還比較穩定。從97nianmokaishi，youyuchanpinhuanxing
，gongjiantijibianda
，zhongliangzengjia

，jiashangyuzhixiangpeitaodediaojudegaizao，shixuanliandezhengtifuhebiyuanlaizengdayibeihaiduo，weiciduixuanlianjiqudongzhanjinxinglegaizao，tigaolehuachadianjidegonglv，huachadianjiyujiansuqizhijiandechuandongyeyouyuanlaidechixingpidaigaichengwushengliantiaolaizengjiachuanshuliju，danshiyinciyegeihuachadianjitiaosuxitongdailailezhimingde、wufaxiaochudewenti。huachadianjidechuandongchilunyuwushengliantiaozaigaosuxuanzhuandeqingkuangxiajinxingniehe
，daliangdetiexiebeimosunxialai，bingbeixirucixinghenqiangdedianshuyucijizhijian，youyudianshushikaowoliuchanshengcichang，tabenshenyoushiyigefareti，yincibeixirudetiexieyukongqizhongdehuichenyouwuzaigaowendezuoyongxiahenkuaijiuzhanjiezaidianshuyucijishang，badianshuyucijizhansierbunengtiaosu，zhucongliandetongbusuoxiezhuangtaibeipohuai，fashenggongjianchuandiguzhang
，shixitongbunengzhengchanggongzuo。

二
、改造方案
1 整體改造方案的確定
zhenduishangshuwenti


，duiqichanshengdeyuanyinjinxingquanmianrenzhendefenxi，zengcaiyonggezhongfangfalaijiejue
，liruyongxiyoujinrun，zaiyongyasuokongqichuixi
，suiranshiyongwentidedaoyidinghuanjie
，danshizhongmeiyouconggenbenshangjiejuewenti，zuihoujingyanjiujuedingduizhetaoxitongjinxingchedidegaizao
，fangqichuantongdehuachadianjitiaosufangshi
，gaiyongbianpinqitiaosu，yuzizhengjiaojijicesufadianjiyiqigouchengshuangbihuanweizhisuidongxitong。

2 係統構成
改造後的位置隨動係統由交流電動機

、變頻器、自整角機

、相敏放大器
、測速發電機及PI調節器構成，係統框圖見圖1。

（圖中隻畫出了1#、2#鏈，3#、7#鏈省略）。

3 控製信號參數的選定
(1) 位置反饋信號
位wei置zhi反fan饋kui信xin號hao由you自zi整zheng角jiao機ji檢jian測ce輸shu出chu，自zi整zheng角jiao機ji給gei出chu的de位wei置zhi偏pian差cha信xin號hao是shi正zheng比bi於yu偏pian差cha角jiao正zheng弦xian的de交jiao流liu電dian壓ya
，相xiang敏min放fang大da器qi把ba正zheng比bi於yu偏pian差cha角jiao的de正zheng弦xian交jiao流liu電dian壓ya轉zhuan換huan成cheng能neng反fan映ying位wei置zhi偏pian差cha極ji性xing（正反相位）的正負直流電壓

，電壓變化範圍為-10V ~ 0 ~ +10V。
(2) 速度反饋信號
速度反饋采用交流測速發電機經整流、濾波取得，其輸出值調整為0 ~ 10V。
(3) 變頻器頻率控製信號
變頻器輸出頻率的設定一般分為盤麵按鍵設定及控製端子外部模擬量設定

，模擬量設定又分為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，這裏采用模擬量0 ~ 10V進行設定。

4 PI調節器
根據生產工藝對係統運行時穩態精度及跟隨能力的要求，係統調節器由給定積分、位置調節及速度調節器構成一個二階係統，其中位置調節器為比例調節器


，速度調節器為比例積分調節器。

5 變頻器多級頻率的設定
benxitongyunxingfangshifenweizidongyunxingjishoudongyunxing，liangzhongfangshidesuduyaoqiubutong，diyipinpinlvdingweizidongyunxingpinlv
，caiyongmoniliangkongzhi
，dierpinlvweishoudongyunxingpinlv，youpanmiananjiansheding。

6 變頻器第一加減速及第二加減速時間的設定
係xi統tong在zai啟qi動dong及ji停ting止zhi時shi要yao求qiu平ping穩wen無wu衝chong擊ji，即ji設she備bei起qi車che及ji停ting車che時shi加jia減jian速su有you一yi段duan斜xie坡po時shi間jian
，原yuan控kong製zhi係xi統tong專zhuan門men設she計ji一yi個ge斜xie坡po發fa生sheng器qi
，來lai實shi現xian這zhe一yi功gong能neng。而er采cai用yong變bian頻pin器qi調tiao速su後hou其qi速su度du變bian化hua本ben身shen就jiu有you加jia減jian速su時shi間jian，完wan全quan可ke以yi滿man足zu係xi統tong加jia減jian速su時shi的de要yao求qiu。
另外
，考慮到主鏈及從鏈對係統的穩定性以及跟隨能力的要求不同
，即對於主鏈來說要求抗擾能力強、穩定性好，而對於從鏈則要求其跟隨能力強、快速性好。所以在係統啟動後正常運行時
，其頻率變化加減速時間的設定與係統啟
、停時加減速時間不同。本係統將設備啟、停時的加減速時間定為第一加減速時間，正常運行時速度變化的加減速時間定為第二加減速時間。

三
、係統調試
1 係統調節的快速性
懸(xuan)鏈(lian)係(xi)統(tong)在(zai)運(yun)行(xing)時(shi)，由(you)於(yu)擾(rao)動(dong)的(de)作(zuo)用(yong)，每(mei)條(tiao)懸(xuan)鏈(lian)的(de)速(su)度(du)隨(sui)時(shi)都(dou)在(zai)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)，雖(sui)然(ran)有(you)速(su)度(du)反(fan)饋(kui)環(huan)節(jie)來(lai)穩(wen)定(ding)速(su)度(du)的(de)變(bian)化(hua)，但(dan)當(dang)突(tu)加(jia)擾(rao)動(dong)量(liang)較(jiao)大(da)時(shi)，可(ke)能(neng)造(zao)成(cheng)主(zhu)從(cong)鏈(lian)相(xiang)對(dui)位(wei)置(zhi)偏(pian)差(cha)變(bian)大(da)，而(er)係(xi)統(tong)要(yao)求(qiu)主(zhu)從(cong)鏈(lian)出(chu)現(xian)位(wei)置(zhi)偏(pian)差(cha)時(shi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)進(jin)行(xing)快(kuai)速(su)調(tiao)節(jie)
，使(shi)偏(pian)差(cha)盡(jin)快(kuai)趨(qu)於(yu)零(ling)。在(zai)直(zhi)流(liu)調(tiao)速(su)係(xi)統(tong)中(zhong)，從(cong)理(li)論(lun)上(shang)講(jiang)可(ke)以(yi)采(cai)取(qu)增(zeng)大(da)放(fang)大(da)器(qi)線(xian)性(xing)工(gong)作(zuo)區(qu)來(lai)提(ti)高(gao)係(xi)統(tong)的(de)快(kuai)速(su)性(xing)，但(dan)是(shi)實(shi)際(ji)上(shang)做(zuo)起(qi)來(lai)有(you)很(hen)多(duo)困(kun)難(nan)，而(er)采(cai)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)調(tiao)速(su)卻(que)很(hen)容(rong)易(yi)做(zuo)到(dao)這(zhe)一(yi)點(dian)。在(zai)調(tiao)試(shi)過(guo)程(cheng)中(zhong)
，可(ke)根(gen)據(ju)係(xi)統(tong)運(yun)行(xing)情(qing)況(kuang)，適(shi)當(dang)提(ti)高(gao)從(cong)鏈(lian)變(bian)頻(pin)器(qi)[最高頻率]shedingfanwei
，dangshoukongmoniliangxinhaoyoujiaoxiaobianhuashi
，bianpinqishuchupinlvjiuyoujiaodaxiangying，congertigaolexitongtiaojiedekuaisuxing。benxitongbianpinqipinlvshedingrutu2。

2 高次諧波幹擾問題
富士FRN7.5G9S-4CE變頻器采用PWM脈寬調製 方式進行調頻，其載波頻率約在2kHz ~ 10kHz左zuo右you，如ru此ci高gao的de開kai關guan頻pin率lv產chan生sheng的de高gao次ci諧xie波bo將jiang嚴yan重zhong幹gan擾rao其qi他ta電dian子zi設she備bei的de正zheng常chang運yun行xing
，其qi幹gan擾rao對dui設she備bei影ying響xiang較jiao大da的de是shi感gan應ying幹gan擾rao和he輻fu射she幹gan擾rao。在zai設she備bei安an裝zhuang中zhong我wo們men單dan獨du采cai用yong鐵tie管guan對dui變bian頻pin器qi與yu電dian機ji間jian的de配pei線xian進jin行xing屏ping蔽bi，消xiao除chu了le高gao次ci諧xie波bo對duiPLC主zhu控kong製zhi係xi統tong的de幹gan擾rao。但dan是shi在zai運yun行xing中zhong我wo們men還hai是shi發fa現xian主zhu控kong室shi裏li來lai自zi現xian場chang八ba個ge攝she像xiang頭tou傳chuan送song來lai的de監jian控kong畫hua麵mian不bu同tong程cheng度du地di受shou到dao影ying響xiang
，針zhen對dui這zhe種zhong情qing況kuang，我wo們men對dui變bian頻pin器qi載zai波bo頻pin率lv的de控kong製zhi選xuan項xiang進jin行xing調tiao整zheng，降jiang低di了le載zai波bo頻pin率lv，使shi監jian控kong畫hua麵mian完wan全quan消xiao除chu了le幹gan擾rao。

四、改造效果
從87niankaishi，womenjiuluxucaiyongbianpinqiduichangneideshebeijinxingbianpintiaosudegaizaogongzuo
，danshijiangbianpinqiyongyuweizhigensuixitonghaishidiyici，shijianzhengmingzhexianggaizaoshichenggongde，zhuyaobiaoxianzaiyixiajigefangmian。

1 係統的穩定性
采用變頻器改造後

，使係統完全消除了因滑差電機電樞與磁極間粘結而引起鏈速忽快忽慢的現象

，係統的穩定性大大提高。

2 係統的動態聽診能力及同步調整精度
改造後係統的動態調整能力及同步調正精度與原係統相比也大大提高，原係統在主從鏈空間位置相差半個節距時調節時間需30 ~ 40秒，改造後調節時間小於10秒。其同步調整精度在正常情況下可保證主從鏈之間相對同步偏差不大於3度，折算成長度偏差不大於30mm，非正常傳遞故障完全杜絕。

3 直接經濟效益
改造後取消了滑差電機及調速控製板等國外備件
，僅滑差電機每年就需訂購3 ~ 4台備件（98年更換4台）
，一台滑差電機8萬多元，這樣每年可直接節省維修費用30多萬元。
隨sui著zhe變bian頻pin器qi性xing能neng的de不bu斷duan發fa展zhan和he完wan善shan，變bian頻pin器qi的de應ying用yong也ye越yue來lai越yue廣guang泛fan

，我wo廠chang工gong藝yi鏈lian變bian頻pin調tiao速su係xi統tong的de改gai造zao是shi諸zhu多duo成cheng功gong應ying用yong實shi例li中zhong的de一yi例li，希xi望wang我wo們men的de工gong作zuo能neng夠gou對dui國guo內nei同tong行xing有you一yi些xie啟qi示shi和he幫bang助zhu，為wei推tui廣guang變bian頻pin器qi的de應ying用yong起qi到dao一yi定ding的de促cu進jin作zuo用yong。