基于PAC Systems RX3i的多种电机转速控制方法

赵江稳

(山西工程职业技术学院 电气工程系，山西 太原 030009)

基于PAC Systems RX3i的多种电机转速控制方法

赵江稳

(山西工程职业技术学院 电气工程系，山西 太原 030009)

针对系统不同的调速要求，介绍了基于PAC Systems RX3i的多种电机转速的控制方法。主要从系统的组成、调速的基本思路、调速的实现方法、模块硬件的设置、梯形图的编写等展开论述。每种调速方法均在PAC Systems RX3i和MM440的联合平台上进行了测试。对各种调速的优缺点和注意事项及可能遇到的问题进行了阐述说明，最后对整个调速的设计过程进行了总结。

PAC Systems RX3i； 电机； 转速控制

0 引言

PAC Systems RX3i(简称RX3i)是美国通用电气公司(GE)于2004年推出的一种新型可编程自动化控制器。现代自动化系统中将PAC产生的运算控制信号传输给变频器，变频器接收到该信号后驱动异步交流电机来达到各种控制要求。本文通过对这一搭配的分析，建立了基于PAC Systems RX3i的多种不同电机转速控制的方法。

1 多种不同电机转速控制系统基本组成

本系统主要由PAC Systems RX3i、Quick Panel(GE公司的一种触摸屏)、西门子变频器MM440组成，如图1所示。

图1 多种不同电机转速控制系统组成

2 调速的主要思路

变频器MM440有模拟信号输入功能，编程过程中将RX3i的内部AO(模拟量输出模块)值0～50转换成0～10 V电压信号，变频器将这个电压信号对应为电机0转速到额定转速。AO通道线性转换的设置如图2所示。

3 多种不同电机转速控制实现方法

3.1 分段调速

控制柜上的每个操作按钮(开关)代表一种速度给定，在接通情况下将设定的速度信息从PAC内部传输到AO端口，AO端口利用图2的转换功能，在其端口输出0 V～10 V的电压信号。该调速方法能准确达到系统所需要的转速。分段调速的参考梯形图如图3所示。

图2 AO通道线性转换的设置图

图3 分段调速的参考梯形图

其实变频器本身就可以实现分段调速，但是有些项目需要采集、监视这些给定(输入)信号以此来产生报警或者作为其他控制信号，在此情况下利用上述分段调速是一种很好的选择。

3.2 触摸屏调速

分段调速只能实现已设定速度的几种调速，对于速度分段较多的调速系统，则需要通过增加按钮的方式来实现，这样会降低系统的可靠性、增加系统接线的复杂性和资金投入，同时分段调速无法实现平滑调速。

GE公司的Quick Panel可以接收数字输入，它将接收到的数字信息传输给PAC Systems RX3i，用户只需在触摸屏上输入限定范围内(比如0～50)的任意数字，其效果相当于分段调速中接通了某个开关。由于数字量的输入是任意的，因此相对于分段调速而言，该方法能够实现调速的多样性和速度的相对连续。触摸屏数字输入框设置如图4上半部所示。当触摸屏程序和PAC程序下载完成后，在触摸屏上输入所需要的数据，通过MOVE指令从PAC内部直接传输到AO地址，同时具体的转速值还可以显示在触摸屏上(如图4的下半部分)。触摸屏调速的参考梯形图如图5所示。

图4 触摸屏调速设置图

图5 触摸屏调速的参考梯形图

分段调速和触摸屏调速均属于不平滑的转速控制，因此在控制过程中应考虑速度差的影响，尤其是对于大功率、高压电机的启停控制。

3.3 AI-AO调速

在某些项目中需要完全平滑调速，这时可以用PAC Systems RX3i平台中的模拟量输入模块的模拟量信号采集功能来实现。本文以滑动变阻器为例，即由PAC的AI端子采集给定信号，将采集到的给定信

号(0 Ω～4 000 Ω的阻值)转换成PAC内部的数字(0～50，此处定义的是频率值，读者完全可以转换成自己理解的数值)，经过运算后用AO输出。AI通道线性转换的设置如图6所示。

图6 AI通道线性转换的设置图

AI-AO调速方式是一种平滑调速，速度可以是0到额定转速的任意值。AI-AO调速的参考梯形图如图7所示。

图7 AI-AO调速梯形图

有的项目中PAC内部的AI信号和AO信号含义不同，比如AI的含义是频率、而AO的含义是转速。遇到这种情况，编程者应注意工程量和计算量的转换。

另外在系统设计过程中应注意通道和端口的组合应用，例如在PAC Systems RX3i平台AI模块中，电流、电压、电阻所用的每个采集点的通道和采集端口点不同，使用时尤其注意接线。

4 结束语

本文利用PAC Systems RX3i、Quick Panel、MM440、模拟信号采集(滑动变阻器)、输出等设备实现了几种电机转速的控制，同时电机的转速亦可在Quick Panel上显示，在PAC内部实现了对采集到的速度给定信号的判断，使得整个系统可以真正做到无人工干预和调节的完全自动化。数字量转速控制方式能够大大提高转速控制的精确性，读者可以利用此方法实现其他类型的PAC与变频器组合完成对电机转速的控制和调节。

[1] 刘彦良，李夏，付海涛.基于西门子PLC与MM440变频器的多段速控制方法应用[J].电工技术,2011(8)：47-49，76.[2] 程彪，袁佑新，秦岭，等.基于PLC控制的复卷机调速系统[J].电气传动，2003(6)：46-48.

[3] 郁汉琪，王华任，许其清，等.可编程自动化控制器(PAC)技术及应用—基础篇[M].北京：机械工业出版社，2011.

Motor Speed Control Method Based on PAC Systems RX3i

ZHAO Jiang-wen

(Shanxi Engineering Vocational College, Taiyuan 030009, China)

According to the different requirements of control system, this article introduced the motor speed control methods based on PAC Systems RX3i, and put emphasis on the system composition, the basic ideas and realization method of speed control, the control module hardware settings, and the trapezoidal chart compilation. Each control method was tested in PAC Systems RX3i and MM440 platform. This article also described the problems may be encountered in the speed control, and summaried the design process of the speed control system.

PAC Systems RX3i; motor; speed control

1672- 6413(2015)06- 0135- 02

2015- 04- 15；

2015- 10- 19

赵江稳(1978-)，男，山西芮城人，讲师，硕士，研究方向：电气控制、PLC。

TP273

A

山西省教育厅2013年度省级课题(JG2013019)