一、引言
    在機械加工和制造行業(yè)中,，經(jīng)常需要高精度位置控制,，一般采用直流或者交流伺服來解決,，但是成本較高。本文針對這一情況,，提出了采用艾默生網(wǎng)絡能源有限公司生產(chǎn)的TD3100變頻器的實現(xiàn)方案,。
二、TD3100距離控制原理簡介
    TD3100是我司在高性能矢量變頻器TD3000基礎上開發(fā)的電梯專用變頻器,，深受電梯廠家的青睞,。其中的距離控制功能，實現(xiàn)了樓層距離自學習,、直接高精度?？抗δ埽脩魺o需進行減速點的計算,，簡化了用戶的軟件設計工作量,，在電梯和立體倉庫方面得到了廣泛的應用。變頻器將各個樓層的高度信息通過編碼器學習記憶在存儲器中,，在運行過程中,，如果是給定樓層距離控制，變頻器會自動計算減速點減速停車,。目的樓層信息通過樓層使能端子FLE有效時,，從F1~F6端子獲取。如果是給定REQ請求信號的距離控制，變頻器會自動計算每層的減速點,，可以通過Y1~Y4可編程輸出端子,，提前輸出給控制器，控制器在接收到每層的減速信號后,，如果需要停車,，就給出停車請求信號REQ給變頻器，變頻器就按照減速曲線正常減速停車,。兩種距離控制的時序如圖1所示,。

圖1  TD3100變頻器距離控制時序

三、采用TD3100實現(xiàn)兩點距離固定的定位控制方法
    對于兩點固定的定位控制,，相當于電梯只有兩層樓的情況,，需要在兩個端點安裝限位開關(guān)，只要在兩點之間進行距離自學習,，直接按照給定停車請求的距離控制,。
1、自學習
    自學習連接線路如圖2（a）所示,。將UPL和DWL短接,，左限位與右限位并聯(lián)，當作平層信號輸入到UPL,、DWL,，自學習開始的位置應該從左端或者右端的限位外的位置開始,，如果不能夠離開限位的位置,，可以先自學習后，在正常運行時通過調(diào)整平層距離調(diào)整F4.07或者層高1 F4.09來保證位置精度,。設定F4.00為2,，F(xiàn)4.01根據(jù)位置寬度來設定，用于自動計算分頻系數(shù),。自學習時,，將FWD、SL端子合上,，即開始自學習,，注意在運行到限位開關(guān)動作后，去除FWD命令,，學習完成,。查看F4.08和F4.09的值，看看是否正確記錄,。如果加減速時間太長或者過短,，可以通過調(diào)整F3.11~F3.16來解決。

圖2 采用TD3100實現(xiàn)兩點距離固定的定位控制

2,、正常運行
    根據(jù)式1計算設定F1.07,，式中D為控制線速度處的輥輪直徑,， 為機械減速比。設定F5.00=15,，選擇X1端子為距離控制使能功能,，根據(jù)工序需要的運行效率調(diào)整S曲線。最后通過調(diào)整F3.02和F3.21可以調(diào)整停車的位置精度,。

    根據(jù)圖2（b）接線,，控制FWD、REV,、INS三個命令,，正常運行時只需控制FWD/REV信號。INS為點動命令,，點動運行時,，將INS先有效，然后控制命令FWD/REV有效即可控制點動左運行或右運行,。
3,、在玻屏移載機中的應用
    玻屏移載機的結(jié)構(gòu)如圖3所示，采用2.2kW電機驅(qū)動,，電機額定電壓380V,，額定工作頻率50HZ，額定電流5.0A,，額定轉(zhuǎn)速1420r/m,，減速比1：17，安裝有2個接近開關(guān),，其中1#和2#接近開關(guān)之間距離大約1400~1800毫米,，移載平臺帶負荷約150~170kg左右。移載機要求在兩個限位開關(guān)之間運動和定位,，定位精度誤差要求3毫米以內(nèi),，單行程移動完成時間大約2-3秒，即從1#限位開關(guān)加速到恒速,，再到減速停止在2#限位點的時間要求在2-3秒內(nèi)完成,。

圖3 玻屏移載機結(jié)構(gòu)示意圖

    按照圖2（a）接線，設定F4.00=2,，先通過INS與REV閉合將車開到一側(cè),，再通過FWD與SL端子閉合，完成自學習過程,。為了提高運行效率,，將S曲線有關(guān)參數(shù)設置最大，將抱閘控制延遲時間F7.00、F7.01設置為零,，啟動頻率與啟動等待時間F3.00,、F3.01=0設置為零，S曲線參數(shù)F3.02,、F3.11,、F3.12、F3.14,、F3.15均設定為2.400m/ ,，F(xiàn)3.10、F3.13,、F3.21均設定為2.00m/ ,，F(xiàn)3.02設定為0.3m/ 。結(jié)果是運行平穩(wěn),，完全滿足工藝精度要求,，達到采用伺服控制的定位效果。 
四,、采用TD3100實現(xiàn)多點距離固定的定位控制方法
    對于立體倉庫,、立體車庫這樣需要X、Y,、Z三維多點定位運動控制的場合,，采用TD3100實現(xiàn)，可以大大簡化電路,，降低成本,，提高可靠性。由于最高層數(shù)可以達到128層,，因此采用給定目的樓層的距離控制,，使用異常簡單。采用TD3100立體倉庫的系統(tǒng)如圖4所示,，圖中UPL與DWL信號可以使用用戶的平層開關(guān)信號，也可以直接將UPL與DWL與COM短接,。FLE為目的層使能端子,，當其有效時，F(xiàn)1~F7的給定層信號有效,；INI為當前層初始化端子,，其有效時，恢復當前層為F1~F7的給定層,。從圖中對比可以看出,，采用通信控制，線路簡單，節(jié)省資源,，節(jié)省成本,。需要注意一點的是，目前該功能需要非標定制,。當然該系統(tǒng)在應用前還需要進行層高自學習,，自學習方法同上節(jié)描述，只需要將總層數(shù)F7.00按照實際情況設定即可,。

圖4 采用TD3100變頻器的立體倉庫系統(tǒng)

五,、采用TD3100實現(xiàn)兩點距離變化的定位控制方法
    TD3100在實現(xiàn)兩點距離變化的定位控制的時候，使用方法基本同兩點距離固定的定位控制方法,，唯一的區(qū)別是必須在停車方式下,，手動或者自動改變層高1 F4.09的數(shù)值，然后運行即可,。由于手動更改困難,，一般需要通過上位機進行通信控制來實現(xiàn)。另外,，由于為距離給定控制,，為了防止上下或者左右到位產(chǎn)生機械沖擊，需要兩個限位開關(guān)用于位置到位的判別,。
    該功能的典型應用主要應用在類似智能數(shù)字舞臺控制這樣的多電機多軸高精度距離控制系統(tǒng)中,。采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線控制的現(xiàn)代舞臺驅(qū)動系統(tǒng)如圖5所示。該系統(tǒng)采用PC機控制,，內(nèi)置西門子插卡式PROFIBUS主站控制板CP5611或者CP5412均可,，實現(xiàn)手動和自動控制。適配器采用EMERSON生產(chǎn)的PROFIBUS-DP適配器TDS-PA01與TD3100直接接口,。采用PROFIBUS控制的目的是,，由于舞臺控制電機較多，可以達到較高的實時控制精度和較快的響應時間,，達到既快又準的目的,。

圖5 采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線控制的現(xiàn)代舞臺驅(qū)動系統(tǒng)

六、結(jié)束語 
    TD3100除在電梯方面的應用外,，通過靈活的配置,，可以應用在多種需要定位和距離控制的場合，同時可以有效地減少用戶硬件設計成本和軟件設計工作量,，提高控制系統(tǒng)可靠性,。