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(gè)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(tái)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(duì)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(gè)典型的位置隨動(dòng)系統(tǒng)，其中2#鏈?zhǔn)侵麈湥?#、3#、7#鏈?zhǔn)菑逆湥瑥逆湼�隨主鏈運(yùn)行，由速度反饋及位置反饋構(gòu)成一個(gè)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(guó)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(duì)懸鏈及驅(qū)動(dòng)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(dòng)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�；�差電機(jī)的傳動(dòng)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(chǎng)，它本身又是一個(gè)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(duì)上述問題，對(duì)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(rùn)，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(duì)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(cè)速發(fā)電機(jī)一起構(gòu)成雙閉環(huán)位置隨動(dòng)系統(tǒng)。

　　2 系統(tǒng)構(gòu)成

　　改造后的位置隨動(dòng)系統(tǒng)由交流電動(dòng)機(jī)、變頻器、自整角機(jī)、相敏放大器、測(cè)速發(fā)電機(jī)及PI調(diào)節(jié)器構(gòu)成。

　　3 控制信號(hào)參數(shù)的選定

　　(1) 位置反饋信號(hào)

　　位置反饋信號(hào)由自整角機(jī)檢測(cè)輸出，自整角機(jī)給出的位置偏差信號(hào)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(hào)
　　速度反饋采用交流測(cè)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(hào)
　　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(duì)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)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(gè)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(jí)頻率的設(shè)定

　　本系統(tǒng)運(yùn)行方式分為自動(dòng)運(yùn)行及手動(dòng)運(yùn)行，兩種方式的速度要求不同，第一頻頻率定為自動(dòng)運(yùn)行頻率，采用模擬量控制，第二頻率為手動(dòng)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(shí)間的設(shè)定

　　系統(tǒng)在啟動(dòng)及停止時(shí)要求平穩(wěn)無沖擊，即設(shè)備起車及停車時(shí)加減速有一段斜坡時(shí)間，原控制系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)一個(gè)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(shí)間，完全可以滿足系統(tǒng)加減速時(shí)的要求。

　　另外，考慮到主鏈及從鏈對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及跟隨能力的要求不同，即對(duì)于主鏈來說要求抗擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好，而對(duì)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(dòng)后正常運(yùn)行時(shí)，其頻率變化加減速時(shí)間的設(shè)定與系統(tǒng)啟、停時(shí)加減速時(shí)間不同。本系統(tǒng)