不同输送方式对变频器的应用要求

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在转接工位、旋转工位以及过渡工位，通常需要使用变频器进行控制。根据用户对成本控制、系统架构和维护的考虑，应用于辊床输送的变频器通常分为柜内集中控制方式和现场分布式控制方式。柜内集中控制方式成本更低，而且可以通过“一卡多机”的方式使用共享通讯模块，进一步降低成本。由于辊床输送控制方式简单，采用ABPowerFlex40系列小型变频器就能胜任，但是它需要单独增加通讯卡用于现场总线控制。最新推出的PowerFlex525变频器已经内置了EtherNet/IP通讯网卡，比原来额外添加通讯模块更为便宜，因此将在今后的项目中得到广泛应用。现场分布式控制方式是将IP67防护等级的变频器就近安装在电机附近，同时将所需的传感器信号接入到变频器中。目前，ABArmorStart284D系列防护型变频器已经被大量应用。

1高速辊床输送方式

在车身车间，由于焊接工位输送时间占用节拍较长，已经成为制约生产效率的瓶颈。在提供辊床输送速度的同时，还要提高定位控制精度，使其满足焊接要求。传统的辊床控制方式，通过传感器进行减速、停止信号采集，通过PLC可编程逻辑控制器进行逻辑判断与控制，已经不能满足这一应用要求。现在，普遍的方式是将编码尺安装在橇体上，位置读取头安装在辊床上，实时读取雪橇的位置数据，将其通过SSI格式反馈给ABPowerFlex755变频器的绝对值编码器反馈卡中，并将电机的转速信息传输给变频器的增量式编码器，从而实现速度环和位置环的双重控制，通常电机功率为5.5KW，变频器选择7.5KW或11KW。由于雪橇要从一个工位输送到另外一个工位，变频器有一段时间并不能检测到橇体的编码尺，这样就需要利用PowerFlex755内部DeviceLogix程序进行就地控制，在不能检测到编码尺或者不需要位置控制时，切换到速度控制方式。基于变频器内部逻辑的控制，大大提高了系统的相应速度，是传统PLC控制无法实现的。以轿车焊装线为例，PowerFlex755高速辊床输送速度为5秒，定位精度为0.8mm，而传统控制方式需要12秒以上，还需要通过额外的夹头或定位机构进行定位。

2升降机输送方式

无论是链式输送线的吊具升降机，还是雪橇线的升降机，升降机的运行节拍通常是整个输送线的瓶颈。另外，升降机电机何时能够松开抱闸，关系到整个系统的安全性，也是控制的难点。过去，通常利用PLC控制升降机电机的抱闸，在电机运行后，让它滞后一段时间松开抱闸，这样会对抱闸造成一定的磨损，不利于升降机的长期运行，而且一旦变频器出现问题，或者抱闸时间掌握不准确，就会出现升降机“飞车”运行的危险。为了解决这一难题，ABPowerFlex40或者PowerFlex525变频器，已经具备EMBrake电气-机械联动抱闸功能，可以通过变频器直接控制电机抱闸，无需编码器反馈信号，就能实现平稳运行，很好地解决了抱闸联动问题。针对高速、高精度控制升降机，也可以采用编码尺的方式反馈升降机位置，利用ABPowerFlex755变频器进行全程位置控制。同时，利用TorqueProveTM转矩校验功能，验证变频器对电机控制的转矩是否已经建立，如果确认转矩建立无误，才将电机抱闸释放。这一功能比EMBrake电气-机械联动抱闸效果更好，响应速度更快。

3输送线对变频器安全控制的要求

在汽车制造过程中，存在大量的人机交互过程，如何保护人员和设备不受到变频器意外起动的伤害，或者能够在出现危险情况时，及时可靠地关断变频器的输出，已经成为设计人员必须考虑的问题。过去，通常在变频器进线或出现侧安装安全接触器，从而实现对变频器输出的关断，这一方式不仅需要占用较多I/O点，而且接线麻烦，容易造成故障。目前，在常规应用中，PowerFlex525变频器已经内置了安全关断功能，PowerFlex755则需要添加额外的选项卡，通过Safe-Torque-Off安全转矩关断卡，直接切断变频器内部IGBT的触发电路，从而实现变频器的安全关断。

4结束语

本文简要介绍了不同输送形式对变频器的要求，列举了ABPowerFlex系列变频器在输送线中的应用情况。随着用户对输送工艺要求的不断提高，厂家新产品的不断推出，将为变频器在汽车行业输送线中的应用带来更为丰富的选择。

作者：王强单位：中国汽车工业工程公司自控工程院