（神华黄骅港务公司河北沧州061113）
摘要：本文首先对主从控制的工作原理以及变频器的技术特点进行简单介绍，重点分析主从控制的实现方法，了解具体的主从控制方案，在此基础上研究变频器主从控制在港口翻车机中的具体应用，希望能够更好的掌握主从控制的基本方法，更好的利用主从控制原理进行港口翻车机的设计及应用，提高港口翻车机的应用水平。
关键词：主从控制；变频器；港口翻车机
1、前言
随着工程难度及复杂程度的增加，现在在电气工程中使用的电机驱动数量越来越多。许多电气工程为了更好的保证不同电机之间的同步以及电机载荷的分配平衡普遍采用一种主从控制的方式。这种控制方式选取一套驱动控制器作为主驱动，发送设定的运转速度，其他的驱动控制器作为从驱动与主驱动联系在一起，实现不同电机之间负荷的平衡分布，同时能够更好的满足控制精度。本文以港口翻车机的具体应用为例对这种主从控制方式进行简单介绍说明，有利于更全面的了解主从控制的基本原理和具体应用，更好的掌握相关技术，从而有效发挥主从控制在港口翻车机中的作用，提高港口翻车机的经济效益，也可以为后期更好的利用主从控制技术提供参考。
2、主从控制的工作原理
2.1第一种方式是利用传输带等设备把主驱动和从驱动的电机轴进行柔性连接，由于使用的是柔性连接，基本可以保证电机转矩的一致，但是在主驱动和从驱动之间会存在一定的速度差，这就需要进一步对从驱动的速度进行相应的控制，从而保证主驱动电机和从驱动电机的速度相同。
2.2第二种方式是利用齿轮链条等进行固定连接，能够保证主驱动电机和从驱动电机之间速度的一致。这种情况下由主驱动电机进行速度控制，从驱动电机只能采取转矩控制，通过从驱动转矩的输出来平衡主驱动和从驱动电机之间负荷分配。
2.3第三种方式是速度控制与转矩控制结合的方式。在一些特殊工况下不能充分保证电机转速的一致性，可以借助具有主从控制性能的变频器来实现两种控制方式的切换，满足具体的工作需要。
3、变频器的技术特点
变频器功能主要是借助PLC编程来实现，可以通过对电力半导体元器件的通电断电来实现基本的工频电源变化。在港口翻车机中使用的6SE70变频器的技术特点主要有以下几点。
3.1节能效果明显
6SE70变频器能够根据电机具体的负载情况以及预先设定的编程程序对主从控制系统中电机的转动速度以及不同电机需要承担的负荷进行合理的调节匹配，从而降低在系统运行过程中产生的能量损耗。根据相关理论可知，系统能耗与电机转速的立方之间为正比关系，比如说当电机以额定转速的80%运转时，系统功耗可以降低为额定功耗的（0.8）3。
3.2可靠性高
一方面是由于变频器普遍采用软启动，在启动过程中不会产生冲击电流，能够有效实现对于电网运行的安全保护，保证电网运行的安全可靠性；另一方面是由于变频器技术的不断升高使得变频器的运行更加稳定，不会对系统中的电气设备产生谐波干扰，保证其他设备运行的可靠性，同时能够减少在系统中滤波器的安装使用，降低成本。
3.3便于维护
变频器的内部模块普遍使用单元化设计，出现问题的时候能够简单快速的进行故障识别和维修保养，减轻维护工作的负担。
3.4单元旁路的故障体系分析
单元旁路故障体系的设计可以在变频器出现功率故障的时候及时发出报警信号，主系统通过对信号的分析来判断故障类型，同时对系统运行进行合理的调整。另外当某个单元出现故障的时候，该单元旁路故障体系会自动切断与主系统的联系，保证整个生产作业的连续性。
4、主从控制的实现方法
主从控制的关键就是实现将主驱动的相关速度、转矩信号向从驱动的高效精确传送，具体的实现方法往往与产品规格型号以及驱动控制精度的相关要求有关。因此这里选用在港口翻车机中常用的西门子6SE70变频器作为案例具体说明主从控制不同的实现方法以及相应的控制特点。
4.1第一种方式是借助模拟量的输入输出接口来实现，通过主从控制变频器中的模拟量输入输出口把主驱动中的相关速度转矩信号转变为标准的信号，通过模拟量输出口向外输出，然后从驱动通过对应的模拟量输入口接收相应的数据。
在运行过程中首先借助6SE70变频器中自带的自动模块对主驱动提供的速度数据进行D/A转换，然后进行合理运算，将运算后所得的结果作为从驱动控制器的给定值直接连接到从驱动的相关参数中。如果从驱动使用速度控制，则需要把主驱动的数据转换为K0011,然后把相关数值连接到从驱动的P0443.1中；如果从驱动使用转矩控制，则需要把相关数值连接到从驱动的P0486.1中。
4.2第二种控制方式是借助通讯模块来实现通讯控制。将通讯板插到变频器的扩展槽中，通过光线连接形成回路，利用通讯板实现不同驱动装置的频率同步。这种情况下只需要把主驱动的通讯板设置为整个通讯系统的主站，其余从驱动的设为从站，就可以通过主站的变频器实现对于主从控制中各驱动电机的速度或者转矩的具体分配调节。
由于是借助光纤通讯连接，这种控制方式最大的特点就是强大的抗干扰能力以及超快的反应速度，能够高度保持主从控制的精度、同步性。
4.3第三种控制方式是借助PLC及ProfiBUS通讯模块来实现。在6SE70的控制板上有两个扩展插口，可以将ProfiBUS通讯模块CBP插上使用，这种通讯板通过ProfiBUS通讯协议将不同的驱动装置及控制系统联系在一起。将PLC作为整个主从控制系统的主站，变频器作为从站，从而实现对不同变频器的主从控制。
这种控制方式主要是借助PLC来实现对于主从驱动的速度以及转矩分配。首先根据具体的控制特点计算相应的速度或者转矩，利用PLC将得到的数值周期性的发送到不同的变频器中。然后变频器根据接收到的数据进行速度转矩的控制。由于这种控制方式是以PLC作为主站，具有强大开放性和可开发性，而且现场总线比较耐用，控制精度比较高。但是由于必须借助ProfiBUS通讯模块才能实现，其控制成本相对较高，具体实现比较复杂，而且不能根据负载近实时反应，抗干扰性也比较差，因此比较适用于对于负载稳定的主从控制。
通过以上分析可知，三种不同的控制方式各有特点，模拟量传输控制能够降低成本、光纤通讯能够保证精度及响应速度、PLC控制能够提高自动化及智能化程度，将这三种控制方式结合能够实现对主从控制对最优解决。
5、变频器主从控制在港口翻车机的应用
目前随着经济全球化进程的不断加快，港口运输业逐渐向大型专业化的方向发展。港口生产设备是支撑港口生产作业的基础，港口翻车机是一种用来翻卸铁路散料的设备，可以把有轨的车辆直接进行倾斜翻转完成向皮带输送机的卸料。一般会同时翻卸2-4节车皮，需要用到主从控制来实现对于电机的驱动调节。目前在黄骅港的生产中使用最多的是2节车皮同时翻卸，在驱动减速机上安装相应的齿条传递保证翻车机驱动的同步运转。根据从驱动接收数据的不同可以分为频率控制和转矩控制。
5.1频率控制
传统的生产中是使用频率控制，选用相同的6SE70变频器，给定主驱动一定的转速，通过PLC的控制实现主从控制。
由于这种方式采用开环控制，精度比较低，而且对变频器使用转速控制，不能及时根据驱动力矩的变化进行调整，容易导致力矩分配的不均衡。最终在使用过程中会出现主从驱动力不一致、翻转驱动振动的现象。
5.2转矩控制
根据对实际生产情况的研究分析，对传统的主从控制进行了改进设计，在原有的控制系统中在驱动电机上加装一个简单的测速编码器，电阻值，其计算方法为：。通过对外引地网的接地
电阻值和地网总接地电阻值进行计算得知，其全部符合变电站接地网的接地要求。
4验收情况
在工程施工完成之后，对变电站的地网改造情况进行验收，通过对当地的地网电阻值进行计算得知，本次施工完成之后，接地网的接地电阻值符合施工标准的0.5Ω。
5总结
通过本次工程施工可以得知，对于地网的建设和改造施工，单纯的进行降阻材料的堆积往往很难实现接地网接地电阻值的降低，因此，在进行工程施工的过程中需要不断开发新的施工技术，这样才能保证变电站接地网接地电阻值符合国家施工标准，促进我国的电力系统发展。
参考文献
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