第一篇：1336系列變頻器在陽(yáng)極焙燒多功能天車控制系統(tǒng)中應(yīng)用

1336系列變頻器在陽(yáng)極焙燒多功能天車控制系統(tǒng)中應(yīng)用

多功能天車

變頻器

PLC

1引言

中鋁青海公司炭素廠四焙燒車間多功能天車是2005年從國(guó)外購(gòu)進(jìn)的陽(yáng)極焙燒生產(chǎn)專用作業(yè)設(shè)備（如圖1所示），其電氣系統(tǒng)是采用SLC-5000系列可編程序控制器（Logix5550）進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)控制，大車、小車行走、碳?jí)K夾具提升、卸料管及吸料管提升均采用1336系列變頻器調(diào)速控制，使整車實(shí)現(xiàn)了快速陽(yáng)極運(yùn)送和超低速在焙燒爐面作業(yè)（裝爐、清料和加料）的需要，又實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確對(duì)位、安全作業(yè)和高效率作業(yè)的要求，大幅提升了多功能天車綜合性能。通過(guò)多年實(shí)際應(yīng)用結(jié)果，證明采用Logix5550和1336系列變頻器實(shí)現(xiàn)的整車控制系統(tǒng)，很好的解決了焙燒多功能天車運(yùn)行中存在的多故障、電器件使用壽命短、易老化等實(shí)際問(wèn)題（由于焙燒車間碳粉塵、瀝青煙濃度高，環(huán)境溫度高達(dá)58℃以上，對(duì)天車電氣控制器件工作穩(wěn)定性及使用壽命影響很大）。6年來(lái)該車所采用的電器件均工作良好，主要電氣控制器件均未出現(xiàn)過(guò)燒壞、工作性能變差等異?，F(xiàn)象。特別是變頻器的耐熱性、PLC的抗噪性及其它電器件的穩(wěn)定性，充分證明其質(zhì)量的優(yōu)越和性價(jià)比顯著高的特點(diǎn)。

2控制系統(tǒng)原理及配置

我廠四期陽(yáng)極焙燒多功能天車是采用Logix5550控制器實(shí)現(xiàn)整車控制，大、小車、卸料、吸料管提升采用1336 PLUS II變頻器調(diào)速，1#、2#碳?jí)K夾具提升采用1336 Impact變頻器調(diào)速，其主機(jī)與變頻器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)控制和通訊，其整車系統(tǒng)配置如圖2所示。2.1 大車拖動(dòng)控制系統(tǒng)

焙燒多功能天車大車設(shè)計(jì)為雙電機(jī)（22kW）拖動(dòng)方式，為更好地滿足天車快速進(jìn)行陽(yáng)極運(yùn)送要求，又能滿足準(zhǔn)確定位和微動(dòng)作業(yè)安全的需要，使大車的兩輪同步運(yùn)行的目的。大車拖動(dòng)2臺(tái)電機(jī)采用變頻器“一拖二”控制，變頻器選用1336 PLAS II變頻器，其變頻器控制及接線原理如圖3所示。

圖1 陽(yáng)極焙燒多功能天車

圖2 多功能天車控制系統(tǒng)配置

圖3 大車變頻器接線原理圖

2.2 小車拖動(dòng)控制系統(tǒng)

小車也設(shè)計(jì)為雙電機(jī)（11kW）拖動(dòng)方式，其控制功能、方式和作業(yè)要求均與大車相同，其變頻器控制及接線原理如圖4所示。

圖4 小車變頻器接線原理圖

2.3 卸料管、吸料管提升控制系統(tǒng)

多功能天車卸料管和吸料管設(shè)計(jì)為單電機(jī)（5.2kW）拖動(dòng)方式，由于其工作一般是在陽(yáng)極焙燒爐上進(jìn)行吸料或卸料作業(yè)，因此其料管升降要求十分緩慢，過(guò)快就會(huì)出現(xiàn)撞壞或掛壞焙燒爐壁等問(wèn)題，造成較大破壞和損失。卸料管和吸料管提升拖動(dòng)電機(jī)采用變頻器“一拖一”控制，變頻器為1336 PLAS II變頻器，其變頻器控制及接線原理如圖5所示。

圖5 卸料管/吸料管提升變頻器接線原理圖

2.4 碳?jí)K夾具提升控制系統(tǒng)

多功能天車碳?jí)K夾具分為1#、2#兩套，其夾具提升設(shè)計(jì)為單電機(jī)（45kW）拖動(dòng)，其每套夾具一次運(yùn)送6塊碳?jí)K（860kg/塊），且作業(yè)面主要是進(jìn)行陽(yáng)極焙燒爐裝爐或出爐作業(yè)（焙燒爐裝陽(yáng)極塊或出塊），其夾具升降必須微動(dòng)作業(yè)，過(guò)快就會(huì)發(fā)生撞壞或掛壞爐壁等事故。夾具提升電機(jī)采用變頻器“一拖一”控制，變頻器為1336 Impact變頻器，其變頻器控制及接線原理如圖6所示。

圖6 夾具提升變頻器接線原理圖 變頻器配置及參數(shù)設(shè)定

3.1 大車驅(qū)動(dòng)變頻器型號(hào)、配置及主要參數(shù)設(shè)定

（1）變頻器：1336F-B060-AE-EN（1336-plus II 380，460V）；（2）通訊界面：1202-C10；（3）制動(dòng)單元：1336-WB110；（4）參數(shù)設(shè)定，如表1所示。

3.2 小車驅(qū)動(dòng)變頻器型號(hào)、配置及主要參數(shù)設(shè)定

（1）變頻器：1336F-B030-AE-EN（1336-plus II 380/460V）;（2）通訊界面：1202-C10；（3）制動(dòng)單元：1336-WB035；（4）參數(shù)設(shè)定，如表2所示。

3.3 吸料/卸料管提升變頻器型號(hào)、配置及主要參數(shù)設(shè)定（1）變頻器：1336F-BRF100-AE（1336-plus II，380V/460V）;（2）通訊界面：1202-C10；（3）制動(dòng)單元：1336-WB009；（4）參數(shù)設(shè)定，如表3所示。

3.4 碳?jí)K夾具(1#、2#)提升變頻器型號(hào)、配置及主要參數(shù)設(shè)定（1）變頻器：1336E-B060（1336-Impact 380,460v）;（2）通訊界面：1202-C10；（3）制動(dòng)單元：1336-WB110；（4）參數(shù)設(shè)定，如表4所示。效果

此系統(tǒng)安裝投用以來(lái)，多功能天車一直運(yùn)行良好，控制系統(tǒng)穩(wěn)定，設(shè)備故障非常低，從未發(fā)生過(guò)大的電氣器件燒壞或工作不穩(wěn)定等異常。6年多的實(shí)踐結(jié)果，充分證明基于1336系列變頻器實(shí)現(xiàn)的天車整車控制、大、小車拖動(dòng)、卸料管提升、吸料管提升及夾具裝置提升等調(diào)速系統(tǒng)，工作十分可靠、穩(wěn)定，使天車的各項(xiàng)功能真正達(dá)到了微動(dòng)和超低速的控制，大、小車定位更準(zhǔn)確，卸料管、吸料管及夾具裝置提升平穩(wěn)，駕駛?cè)藛T操作方便，天車作業(yè)效率顯著提高（據(jù)統(tǒng)計(jì)，每班次工作量是國(guó)產(chǎn)同類設(shè)備的2~2.5倍以上）。其次，變頻器的平穩(wěn)、低電流的啟動(dòng)或停車功能，有效地實(shí)現(xiàn)了天車柔性工作性能，從而大幅降低了天車機(jī)械損壞和沖擊力。尤其是其電氣方面，其效益和效果最為明顯和突出，主要具體如下：

（1）采用Logix5555控制器實(shí)現(xiàn)整車電氣控制系統(tǒng)，使硬件結(jié)構(gòu)接線簡(jiǎn)單；通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)控制功能、操作臺(tái)檔位邏輯互鎖和整車保護(hù)措施，使天車操作、作業(yè)更加可靠、準(zhǔn)確、安全；整車控制電源采用24VDC，使天車的安全性得到充分保障。

（2）大、小車的行走采用變頻調(diào)速技術(shù)，使得啟、停過(guò)程平滑、定位準(zhǔn)確，有利于焙燒陽(yáng)極編組、碳?jí)K裝爐、焙燒爐吸料和填充料添加等作業(yè)需要（微動(dòng)操作和定位準(zhǔn)確要求）。

（3）整車電氣系統(tǒng)應(yīng)用大量的羅克韋爾自動(dòng)化電機(jī)控制變頻器、PLC、顯示器等其它產(chǎn)品，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制，使電機(jī)調(diào)速控制、保護(hù)功能和工作信息迅速得到傳輸，實(shí)現(xiàn)了操作人員在駕駛室內(nèi)，就能及時(shí)、準(zhǔn)確了解到整車工作情況（如設(shè)備工作狀態(tài)、故障診斷、故障前報(bào)警等信息），同時(shí)也便于幫助維修人員了解異常信息和處理故障。

（4）1336 pulsⅡ系列變頻器具有調(diào)速范圍寬、靜態(tài)性好、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩平緩、抗干擾能力強(qiáng)，十分適合機(jī)械拖動(dòng)類設(shè)備的調(diào)速控制；1336 Impact系列變頻器具有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、抗過(guò)載能力強(qiáng)，適合重載提升類設(shè)備的調(diào)速控制；長(zhǎng)期使用效果證明，1336系列變頻器具有適用電網(wǎng)供電不穩(wěn)或瞬停的移動(dòng)設(shè)備環(huán)境的特點(diǎn)。由于天車通常是采用移動(dòng)滑觸式供電裝置，在較大負(fù)載或移動(dòng)工作情況下，其電源不穩(wěn)定，會(huì)引起許多電器件工作異常問(wèn)題。

（5）高海拔條件下工作穩(wěn)定。由于我廠位于2300多米的高海拔地區(qū)，許多廠家的變頻器在高海拔環(huán)境下，其使用過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)變頻器過(guò)熱、易燒壞和工作不穩(wěn)定等現(xiàn)象。但1336系列變頻器在長(zhǎng)期使用中，卻一直工作穩(wěn)定、良好。

（6）抗噪性、耐高溫能力均十分顯著。鋁電解陽(yáng)極焙燒廠房?jī)?nèi)溫度高（夏季溫度高達(dá)58℃以上）、粉塵多（碳粉末、瀝青煙氣）環(huán)境惡劣。其次焙燒車間工作連續(xù)作業(yè)性強(qiáng)。Logix5555控制器和1336系列變頻器長(zhǎng)期在這種條件下工作，從未出現(xiàn)過(guò)工作異?，F(xiàn)象和器件易老化問(wèn)題。（7）使用過(guò)程中，設(shè)備維修費(fèi)用低。投入使用6年來(lái)，除了天車上常用器件因機(jī)械方面被撞壞或掛壞外，其它電氣控制器件均工作良好，電器件使用壽命很長(zhǎng)。據(jù)維修費(fèi)用統(tǒng)計(jì)，這臺(tái)多功能天車每年平均維修費(fèi)用只有7.2萬(wàn)/臺(tái)（其中機(jī)械方面消耗費(fèi)用為5.7萬(wàn)元以上），是國(guó)產(chǎn)同類天車維修費(fèi)用的1/19。結(jié)束語(yǔ)

我廠四期陽(yáng)極焙燒多功能天車采用Logix5550控制器、1336系列變頻器和panel view1000終端顯示器等自動(dòng)化產(chǎn)品構(gòu)建的控制系統(tǒng)，其優(yōu)良的產(chǎn)品和技術(shù)，使天車控制和功能更加先進(jìn)；天車此2005年投運(yùn)至今，一直工作穩(wěn)定可靠、故障率低、維護(hù)量小；整套系統(tǒng)自動(dòng)化水平高、操作方便、報(bào)警準(zhǔn)確等特點(diǎn)，達(dá)到了安全控制水平。實(shí)踐證明，高性價(jià)比的羅克韋爾電氣產(chǎn)品是自動(dòng)化控制系統(tǒng)及應(yīng)用領(lǐng)域首選的產(chǎn)品。

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韓敏

第二篇：變頻器DRS2000系列在糖廠的應(yīng)用

德瑞斯變頻器DRS2000系列在糖廠的應(yīng)用

(應(yīng)用行業(yè)：其他 閱讀次數(shù)：8)【字體：大 中 小】

一、概況

在我國(guó)的制糖行業(yè)中，變頻器已廣泛地應(yīng)用在風(fēng)機(jī)、水泵等變轉(zhuǎn)矩負(fù)載，取得了顯著的節(jié)能效果。而理平機(jī)、蔗刀機(jī)、壓榨機(jī)作為糖廠重要的生產(chǎn)設(shè)備，一直采用傳統(tǒng)的控制方式定速運(yùn)行。其實(shí)從生產(chǎn)工藝和節(jié)能兩方面來(lái)分析對(duì)理平機(jī)、蔗刀機(jī)、壓榨機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造不但行之有效而且能大幅提高企業(yè)效益。

二、生產(chǎn)工藝分析

眾所周知，壓榨抽出率是影響糖產(chǎn)量的主要因素之一。若壓榨抽出率提高1%，則總收回率提高0.9%左右。影響抽出率的因素很多，主要有以下幾方面原因：

1． 蔗料的破碎度及形態(tài)的好壞直接影響第一臺(tái)榨機(jī)抽出的效率。甘蔗破碎度好，蔗汁易于壓出，效果提高。

2． 蔗渣中的纖維成分受壓后離開(kāi)榨機(jī)出口時(shí)又膨脹，此時(shí)被壓榨的纖維隨著自身的膨脹在出口處會(huì)吸去一部分蔗汁，同時(shí)受到機(jī)器本身性能的影響，甘蔗中的糖份不可能全部榨出，這就形成了蔗渣中的糖份損失。

3．蔗渣水分的影響。

4． 保證從理平機(jī)、蔗刀機(jī)輸送過(guò)來(lái)的蔗層厚度均勻是提高抽出率的重要因素。如果蔗層過(guò)厚，造成壓榨不徹底，使蔗渣造成浪費(fèi)，而且影響機(jī)器的運(yùn)行；如果蔗層過(guò)薄，壓不干蔗層，蔗渣水分過(guò)高，影響抽出率。

5．榨輥的磨損隨著機(jī)器的運(yùn)行越來(lái)越嚴(yán)重，導(dǎo)致榨輥間的間隙擴(kuò)大，壓榨不徹底，使抽出率下降。

6．電網(wǎng)的供電質(zhì)量是生產(chǎn)可靠的保證，理平機(jī)、蔗刀機(jī)、壓榨機(jī)的電機(jī)功率大，瞬間負(fù)載大，電網(wǎng)的供電質(zhì)量直接影響機(jī)器的可靠性和連續(xù)性。

綜上所述，由于壓榨機(jī)轉(zhuǎn)速固定，從理平機(jī)、蔗刀機(jī)輸送過(guò)來(lái)的蔗層厚度經(jīng)常會(huì)達(dá)不到要求，這樣會(huì)使蔗汁的平均抽出率下降。抽出率越低說(shuō)明蔗汁流失越大，從而導(dǎo)致產(chǎn)量變低。如果能對(duì)壓榨機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，當(dāng)蔗層厚度不夠時(shí)通過(guò)降低壓榨機(jī)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的來(lái)使蔗層達(dá)到正常厚度后再進(jìn)行壓榨，這樣壓榨會(huì)比較充分，平均抽出率將可以有效提高，同時(shí)由于轉(zhuǎn)速的降低，從而達(dá)到節(jié)能省電的目的。德瑞斯DRS2000變頻器正是解決此問(wèn)題的最佳裝置。

三、控制方案

本控制方案具有手動(dòng)/自動(dòng)功能。

全自動(dòng)控制：根據(jù)對(duì)生產(chǎn)工藝的分析，為了提高抽出率，保證蔗層的厚度是非常重要的，即保證電機(jī)負(fù)載的均勻；從電機(jī)的輸出電信號(hào)來(lái)講，也就是說(shuō)要使電機(jī)的電流波動(dòng)范圍保持在一個(gè)較小的范圍內(nèi)。可以通過(guò)增加電流變送器檢測(cè)電機(jī)的實(shí)際電流，作為變頻器的反饋控制信號(hào)，變頻器根據(jù)反饋信號(hào)控制電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速。如果蔗層過(guò)厚，電機(jī)的電流變大，變頻器將把電機(jī)的轉(zhuǎn)速按一定比例提升，使蔗層盡快被壓榨；如果蔗層過(guò)薄，電機(jī)的電流變小，變頻器將按一定比例把電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，以便盡可能將蔗層壓榨徹底。這樣使電機(jī)電流始終在小范圍內(nèi)波動(dòng)，從而保證蔗層厚度均勻，有助于提高抽出率。

手動(dòng)控制：當(dāng)用戶需要手動(dòng)控制時(shí)，可通過(guò)自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)切換，速度根據(jù)用戶需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。

變頻節(jié)能柜示意圖

四、德瑞斯變頻器節(jié)能柜的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

1.高可靠性。選自歐美日的高端器件，確保在高溫高濕各種惡劣情況下萬(wàn)無(wú)一失。

2.本地化服務(wù),24小時(shí)到位,各種備件齊全。

3.矢量控制,確保更加節(jié)能、控制精度更高。

4.變頻器對(duì)電機(jī)實(shí)行軟啟動(dòng)和軟停止，避免了大功率電機(jī)啟動(dòng)時(shí)由于動(dòng)電流大對(duì)電網(wǎng)造成的瞬時(shí)壓降，同時(shí)也避免了對(duì)，的沖擊，延長(zhǎng)了電機(jī)的壽命。

5.由于變頻器中間直流回路有大電容作為儲(chǔ)能元件，可以提高網(wǎng)側(cè)的功率因數(shù)，提高電網(wǎng)質(zhì)量。

6.變頻器具有完善的保護(hù)功能，包括過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、缺相、過(guò)載、過(guò)熱等，保證了生產(chǎn)的可靠性和設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

7.提高了蔗汁的抽出率，亦即提高了每個(gè)榨季的產(chǎn)糖量，使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益大幅提高。

8.工頻/變頻切換功能。德瑞斯變頻柜具有完善的工頻/變頻切換功 能，特殊情況下，萬(wàn)一變頻器發(fā)生故障，可以切換到工頻運(yùn)行，不影響正常工作。

9.節(jié)省電能，降低能耗，節(jié)約生產(chǎn)成本。

10.德瑞斯變頻柜一旦安裝調(diào)試完成，上電后它就會(huì)自動(dòng)運(yùn)行，變頻柜的操作方式與改造前相同，操作工不必重新培訓(xùn)。

11．本系統(tǒng)具有手動(dòng)/自動(dòng)切換功能。

四、改造后的效益分析

改造單位：山東XX糖業(yè)有限公司

1.節(jié)電：按保守33%計(jì)算：

每榨季(100天)節(jié)電：

1300KW/H×30%×24小時(shí)×100天×0.7元=65.5萬(wàn)

2.抽出率提高：根據(jù)測(cè)算，平均抽出率可提高0.3%以上，現(xiàn)在保守估計(jì)抽出率提高0.15%，按年榨15萬(wàn)噸蔗，糖份12.5%，煮收86%計(jì)算：每個(gè)榨季多產(chǎn)糖：

15萬(wàn)噸 x 12.5% x 0.15% x 86%=24.2噸;0按4000元/噸糖計(jì)：

24.2噸 x 4000元/噸= 9.68萬(wàn)元;即產(chǎn)量提高使企業(yè)每個(gè)榨季多創(chuàng)收9.68萬(wàn)元。

3． 投資回報(bào)期：整套系統(tǒng)在一個(gè)榨季即收回成本。

德瑞斯機(jī)構(gòu)將為您提供最的佳電機(jī)解決方案!

第三篇：變頻器及控制系統(tǒng)在煉鋼廠200噸鑄造吊車上的應(yīng)用

變頻器及控制系統(tǒng)在煉鋼廠200噸鑄造吊車上的應(yīng)用

作者：羅克韋爾自動(dòng)化

摘 要：本文介紹了羅克韋爾自動(dòng)化PowerFlex700S及控制系統(tǒng)在某煉鋼廠200噸鑄造吊車上的應(yīng)用，通過(guò)實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)，系統(tǒng)運(yùn)行良好，穩(wěn)定可靠，完全滿足客戶的生產(chǎn)需求。

關(guān)鍵詞：羅克韋爾自動(dòng)化 變頻器 煉鋼廠 鑄造吊車

引言

鑄造起重機(jī)用于冶金行業(yè)，其工作任務(wù)是為冶煉爐運(yùn)送鋼水。一般有5大機(jī)構(gòu)：主起升，副起升、大車、主小車、副小車機(jī)構(gòu)。由于起重機(jī)的位能負(fù)荷特性有更為苛刻的安全要求，各機(jī)構(gòu)的大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、短時(shí)工作、頻繁的起制動(dòng)運(yùn)行，對(duì)調(diào)速方案更加苛刻，近十年來(lái)隨著直接力矩控制理論的成熟及大功率矢量變頻器的成功制造，使得變頻調(diào)速技術(shù)在起重機(jī)上得以成功應(yīng)用。但是，當(dāng)采用變頻器傳動(dòng)的起升機(jī)構(gòu)拖動(dòng)位能性負(fù)載下放或平移機(jī)構(gòu)急減速、順風(fēng)運(yùn)行時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)將處于再生發(fā)電狀態(tài)，以往大部分都通過(guò)在中間直流回路設(shè)置電阻器，讓連續(xù)再生能量通過(guò)電阻器以發(fā)熱的形式消耗掉，這種方式稱為動(dòng)力制動(dòng)。本文介紹了采訪羅克韋爾自動(dòng)化PowerFlex 700S變頻器及控制系統(tǒng)在煉鋼廠200噸鑄造吊車上的應(yīng)用，同時(shí)由于采用羅克韋爾自動(dòng)化的集成架構(gòu)控制系統(tǒng)及軟件，設(shè)計(jì)和調(diào)試都變得更簡(jiǎn)單，為用戶節(jié)省了時(shí)間和人力。冶金起重機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

本起重機(jī)為“冶金鑄造起重機(jī)”，代號(hào)為“YZ200/65t-19m A7”。主鉤負(fù)荷200噸，副鉤負(fù)荷65噸，跨度為19m，為四梁結(jié)構(gòu)，分上下小車。

主起升部分包括兩臺(tái)250kW電機(jī)，三臺(tái)減速機(jī)；每一臺(tái)電機(jī)有兩個(gè)制動(dòng)器，制動(dòng)器形式為液壓推桿式；此主起升機(jī)構(gòu)的減速機(jī)為冶金鑄造用棘輪棘爪減速機(jī)，兩臺(tái)電機(jī)輸出到棘輪棘爪減速機(jī)，再通過(guò)棘輪棘爪減速機(jī)輸出到兩臺(tái)普通減速機(jī)，通過(guò)兩臺(tái)普通減速機(jī)控制兩臺(tái)鋼絲繩卷筒，每個(gè)卷筒上安裝兩根鋼絲繩，總計(jì)四根，通過(guò)四根鋼絲繩帶動(dòng)下面的吊具（吊鋼包的板鉤）。副起升為一臺(tái)160kW電機(jī)驅(qū)動(dòng)，利用兩臺(tái)液壓推桿減速機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。

主小車部分為兩臺(tái)22kW電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)兩邊的減速機(jī)以帶動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)，通過(guò)每臺(tái)電機(jī)一個(gè)液壓推桿制動(dòng)器進(jìn)行制動(dòng)。副小車運(yùn)行電機(jī)為一臺(tái)15kW電機(jī)帶動(dòng)一臺(tái)減速機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)兩邊的車輪進(jìn)行工作，通過(guò)一個(gè)制動(dòng)器進(jìn)行制動(dòng)。大車部分為四角四臺(tái)45kW電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)四臺(tái)減速機(jī)，帶動(dòng)各部分的車輪進(jìn)行工作，每個(gè)電機(jī)上面一臺(tái)制動(dòng)器。羅克韋爾自動(dòng)化PowerFlex 700S變頻器

PowerFlex700S是羅克韋爾自動(dòng)化公司推出的高性能系統(tǒng)型變頻器，它采用書(shū)本式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，零間距安裝（Zero Stacking?)，大大減少了變頻器安裝空間，從而節(jié)省大量的盤柜安裝空間，節(jié)約成套成本和安裝成本。內(nèi)置了輸入EMC濾波器，直流母線電抗器和輸出共模濾波器，同時(shí)160kW以下變頻器內(nèi)置了制動(dòng)單元，大大方便了用戶的選型。因現(xiàn)場(chǎng)故障而需更換變頻器時(shí)，PowerFlex700S的可插拔控制端子排可以幫助客戶輕而易舉地恢復(fù)控制線路。虛擬背板概念使得程序具有可移植其他Logix平臺(tái)的能力，實(shí)現(xiàn)NetLinx?體系結(jié)構(gòu)的無(wú)縫集成和直接通訊驅(qū)動(dòng)。

PowerFlex 700S采用是自有專利的、FORCETM磁通矢量控制技術(shù)，加上速度閉環(huán)控制，確保負(fù)載始終處于受控狀態(tài)。PowerFlex 700S具有TorqProveTM力矩校驗(yàn)功能，TorqProveTM確保停車后機(jī)械報(bào)閘可靠的控制負(fù)載，和當(dāng)收到運(yùn)行命令，機(jī)械抱閘打開(kāi)時(shí)變頻器能控制負(fù)載；TorqProveTM and Force TechnologyTM幫助消除人們對(duì)V/F標(biāo)量型、傳統(tǒng)矢量型變頻器在抱閘時(shí)控制的不定因素的擔(dān)憂，并可以解決起重應(yīng)用中的關(guān)鍵問(wèn)題：

（1）溜鉤保護(hù)

當(dāng)負(fù)載移動(dòng)停止，機(jī)械抱閘閉合，變頻器將斜坡降低輸出轉(zhuǎn)矩，同時(shí)監(jiān)測(cè)編碼器反饋，確認(rèn)負(fù)載被控制。如果監(jiān)測(cè)到編碼器反饋有變化(溜鉤)，變頻器會(huì)馬上增加輸出轉(zhuǎn)矩，重新控制負(fù)載，按照預(yù)先設(shè)定的速度下放負(fù)載。變頻器會(huì)重復(fù)以上的周期，直到抱閘能控制負(fù)載或負(fù)載安全下放到地面。

（2）速度偏離保護(hù)（失速保護(hù)）

變頻器會(huì)連續(xù)的監(jiān)測(cè)速度命令和速度反饋，比較其偏差，如果偏差超出所允許的范圍，那么變頻器將變?yōu)楣收蠣顟B(tài)，同時(shí)，抱閘投入工作。

（3）輸出缺相保護(hù)

三相輸出接線端被監(jiān)測(cè)，確保輸出每有缺相。一旦TorqProve 使能，這項(xiàng)功能不能被屏閉。

（4）編碼器丟失

變頻器會(huì)連續(xù)的監(jiān)測(cè)編碼器反饋，確保編碼器工作正常。只要出現(xiàn)編碼器丟失變頻器馬上變?yōu)楣收蠣顟B(tài)，同時(shí)，抱閘投入工作。一旦TorqProve使能，這項(xiàng)功能必需使能.（5）基于負(fù)載大小的速度限制

允許高于基速運(yùn)行（輕載時(shí)更快運(yùn)行）；在基速時(shí)測(cè)量負(fù)載大小，若低于額定負(fù)載，則可超速。

PowerFlex 700S變頻器的力矩校驗(yàn)時(shí)序圖如圖1所示。

以上所有的時(shí)間設(shè)置的分辯率為0.1秒

圖1 力矩校驗(yàn)時(shí)序圖 冶金起重機(jī)系統(tǒng)控制方案

本系統(tǒng)全部采用羅克韋爾自動(dòng)化公司生產(chǎn)的PowerFlex 700S變頻器，它采用ForceTM磁通矢量控制方式。這種控制方式采用實(shí)時(shí)計(jì)算的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速構(gòu)成轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)系統(tǒng)，其動(dòng)、靜態(tài)精度高（速度控制精度高達(dá)±0.001%，轉(zhuǎn)矩控制精度高達(dá)±2%）；在轉(zhuǎn)矩響應(yīng)方面，比非ForceTM控制方式變頻器快許多（轉(zhuǎn)矩響應(yīng)響應(yīng)時(shí)間≤5ms），并克服了傳統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)和轉(zhuǎn)矩開(kāi)環(huán)變頻器低速段輸出轉(zhuǎn)矩不足的問(wèn)題，其零速轉(zhuǎn)矩可達(dá)200%。這些特點(diǎn)充分保證了位能性負(fù)載的要求。

系統(tǒng)具體配置如下：大車行走機(jī)構(gòu)采用兩臺(tái)變頻器，分別驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。其中一臺(tái)為主機(jī)，另一臺(tái)為從機(jī)。利用主從應(yīng)用軟件，保證兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的速度同步和負(fù)荷平衡，防止大梁扭動(dòng)和啃軌。小車機(jī)構(gòu)變頻器采用一臺(tái)變頻器。主起升機(jī)構(gòu)和副起升機(jī)構(gòu)，分別采用一臺(tái)變頻器，并分別采用一臺(tái)光電編碼器，做速度反饋和控制檢測(cè)用。系統(tǒng)采用能耗制動(dòng)的方式將連續(xù)再生能量消耗點(diǎn)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。所有變頻器配有各類標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線接口。大車和小車的控制系統(tǒng)圖如圖2所示，主鉤和副鉤的控制系統(tǒng)圖如圖3所示。

圖2 大車和小車的控制系統(tǒng)圖

圖3 主鉤和副鉤的控制系統(tǒng)圖

兩臺(tái)主起升變頻器采用主從方式，通過(guò)光纖通訊方式傳遞力矩信號(hào)，采用力矩跟隨的方法保證兩臺(tái)電機(jī)出力均勻。采用力矩跟隨方式作負(fù)荷分配具有力矩分配精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、調(diào)速范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。力矩跟隨方式示意圖如圖4所示。

圖4 力矩跟隨方式示意圖

本系統(tǒng)采用Compact Logix作為核心控制器，采用工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)總線，將PLC、遠(yuǎn)程I/O、各機(jī)構(gòu)變頻器、觸摸屏聯(lián)結(jié)起來(lái)，減少電纜投資，減少接線和維護(hù)工作量，減少故障點(diǎn)。遠(yuǎn)程I/O和觸摸屏安裝于司機(jī)室。接受操作人員的指令，顯示系統(tǒng)各種工況信息，以利于操作人員監(jiān)視、操作和方便維護(hù)人員故障診斷與維修。PLC安裝于控制柜內(nèi)。接收現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)器件的狀態(tài)信息、變頻器等狀態(tài)信息，控制系統(tǒng)運(yùn)行。PLC控制柜、變頻控制柜，以及電阻制動(dòng)柜安放在大梁上。

5結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)采用采用羅克韋爾自動(dòng)化公司的Compact Logix作為核心控制器，與PowerFlex 700S高性能系統(tǒng)型變頻器一起組成一個(gè)高可靠性的系統(tǒng)，該冶金鑄造起重機(jī)經(jīng)一次調(diào)試成功，整機(jī)設(shè)備運(yùn)行良好，完全能夠滿足客戶的生產(chǎn)需求。目前，此系統(tǒng)在實(shí)際工作環(huán)境中運(yùn)行良好，十分穩(wěn)定。(end)

第四篇：PLC-5系列總裝車間電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用

采用羅克韋爾自動(dòng)化公司的PLC-5系列PLC和DeviceNet總線，奇瑞公司輕松地實(shí)現(xiàn)了對(duì)總裝車間復(fù)雜的控制系統(tǒng)的管理和監(jiān)控。

汽車制造廠的輸送線和裝配線的控制系統(tǒng)非常復(fù)雜，它需要控制道岔、停止器、捕捉器、隔離開(kāi)關(guān)、急停開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、傳送機(jī)、張緊器、提升機(jī)、舉升臺(tái)等許多執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在奇瑞公司二期工程總裝車間里，采用兩條裝配線實(shí)現(xiàn)了四種車型的混線生產(chǎn)。整個(gè)控制系統(tǒng)由中央控制室和四個(gè)遠(yuǎn)程控制站組成了一個(gè)全廠工業(yè)局域網(wǎng)，遠(yuǎn)程控制柜PLC通過(guò)以太網(wǎng)將自己所控制區(qū)域內(nèi)的生產(chǎn)情況傳送至中央控制室的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

一、系統(tǒng)選型及特點(diǎn)

在認(rèn)真分析國(guó)際知名控制系統(tǒng)公司的產(chǎn)品基礎(chǔ)上，奇瑞公司根據(jù)自動(dòng)化控制技術(shù)人員在產(chǎn)品實(shí)際應(yīng)用上的經(jīng)驗(yàn)，鑒于一期工程采用羅克韋爾A-B PLC產(chǎn)品的良好運(yùn)行狀況，決定在二期工程中仍采用A-B PLC用來(lái)控制整個(gè)生產(chǎn)車間。

A-B PLC在全球工業(yè)界享有盛名，其PLC-5系列作為A-B品牌家族中旗艦產(chǎn)品擁有許多功能模塊，可以實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜的控制系統(tǒng)。此外，羅克韋爾的軟件眾多，功能強(qiáng)大，能夠給予A-B的產(chǎn)品廣泛的支持。

最終，奇瑞公司確定選用羅克韋爾的PLC-5可編程序控制器、RSLogix 5編程軟件、RSNetWork控制網(wǎng)組態(tài)軟件以及RSView監(jiān)控軟件組成的自控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)總裝車間的整個(gè)生產(chǎn)裝配線的控制。除此之外，奇瑞公司二期工程的焊裝輸送線和涂裝輸送線也采用了羅克韋爾的A-B PLC。PLC-5/40E CPU的特點(diǎn)是內(nèi)存容量大、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大，帶有以太網(wǎng)網(wǎng)口，不需要額外的以太網(wǎng)通訊模塊。PLC-5/40E CPU使用鑰匙開(kāi)關(guān)改變處理器的操作模式：在運(yùn)行模式下，用戶不能創(chuàng)建或刪除程序文件、創(chuàng)建或刪除數(shù)據(jù)文件、或通過(guò)編程軟件改變操作模式；在編程模式時(shí)，用軟件編程不能改變操作模式；通過(guò)編程軟件，在遠(yuǎn)程編程、遠(yuǎn)程測(cè)試、遠(yuǎn)程運(yùn)行模式之間改變。

RSLogix 5編程軟件具有可靠的通訊能力、強(qiáng)大的編程功能以及卓越的診斷能力、監(jiān)控能力、運(yùn)行控制功能。運(yùn)用RSLogix 5梯形邏輯編程軟件可以優(yōu)化系統(tǒng)性能，節(jié)省項(xiàng)目開(kāi)發(fā)時(shí)間，提高生產(chǎn)率。

上位機(jī)監(jiān)控軟件RSView32是羅克韋爾自動(dòng)化公司推出的組態(tài)軟件平臺(tái)，其特點(diǎn)是使用方便，可以構(gòu)造靈活的界面和強(qiáng)大的功能，能夠開(kāi)發(fā)出較強(qiáng)的組合畫(huà)面。利用上位機(jī)監(jiān)控軟件RSView32，坐在中央控制室就可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)情況一目了然，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控生產(chǎn)。

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與配置

羅克韋爾的通訊網(wǎng)絡(luò)分為信息層、控制層和設(shè)備層。信息層應(yīng)用以太網(wǎng)進(jìn)行全廠的數(shù)據(jù)采集和程序維修；控制層應(yīng)用控制網(wǎng)、DH+、DH485、遠(yuǎn)程I/O網(wǎng)絡(luò)；設(shè)備層應(yīng)用DeviceNet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行底層設(shè)備的低成本、高效率信息集成。

羅克韋爾采用基于生產(chǎn)者/客戶模式的通訊技術(shù)控制網(wǎng)，即傳送對(duì)時(shí)間有苛刻要求的控制信息也可同時(shí)傳送其他的信息，但對(duì)時(shí)間無(wú)苛求的信息不會(huì)影響對(duì)時(shí)間苛求信息的傳送。該控制網(wǎng)具有以下特點(diǎn)：

?

?

? 連續(xù)性；傳送與梯形邏輯程序的掃描異步；以一個(gè)與用戶在I/O映象表中所設(shè)定的通訊速率相等或更快的速率傳送，充分保證了控

制網(wǎng)中的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠、快速的發(fā)送、傳遞、接受和處理。

總裝車間控制系統(tǒng)是一個(gè)基于DeviceNet網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)由一個(gè)中央控制柜和四個(gè)遠(yuǎn)程控制柜組成，并與上位機(jī)和企業(yè)的以太網(wǎng)相連接。系統(tǒng)的最低層是設(shè)備控制層，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)控制與監(jiān)控；控制網(wǎng)主要是通過(guò)上位機(jī)完成對(duì)全車間生產(chǎn)線的在線監(jiān)測(cè)，并向設(shè)備控制層下達(dá)控制指令；最上層是EtherNet網(wǎng)絡(luò)通過(guò)EtherNet網(wǎng)絡(luò)與公司的企業(yè)資源管理（ERP）系統(tǒng)連接，向ERP系統(tǒng)提供整個(gè)車間的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

1、中央控制室

中央控制室采用RSView32組態(tài)軟件。RSView32是高度集成、基于組件并用于監(jiān)視和控制自動(dòng)化設(shè)備和過(guò)程的人機(jī)界面監(jiān)控軟件，通過(guò)開(kāi)放的技術(shù)擴(kuò)展用戶的視野，能夠?qū)崿F(xiàn)與羅克韋爾其他軟件產(chǎn)品、微軟產(chǎn)品以及第三方應(yīng)用程序的高度兼容。RSView32除了具備高質(zhì)量人機(jī)界面監(jiān)控軟件的功能外，還能夠提供獨(dú)特的系列工具以最大限度地提升生產(chǎn)效率。

中央控制室承擔(dān)了數(shù)據(jù)管理、車間數(shù)據(jù)采集、報(bào)警、趨勢(shì)、數(shù)據(jù)記錄及中文報(bào)表等工作。在中央控制室設(shè)有操作員工作站，操作員通過(guò)操作終端詳細(xì)了解整個(gè)車間的生產(chǎn)運(yùn)行情況，下達(dá)操作控制指令指揮整個(gè)車間的生產(chǎn)，以實(shí)現(xiàn)車間自動(dòng)化控制。

中央控制室主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

(1)控制操作：在中央控制室對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的被控設(shè)備進(jìn)行在線實(shí)時(shí)控制。

(2)顯示功能：用圖形實(shí)時(shí)顯示各PLC站被控設(shè)備的運(yùn)行工況；動(dòng)態(tài)顯示生產(chǎn)線工藝流程圖，并能在流程圖上選擇彈出多級(jí)細(xì)部詳圖；動(dòng)態(tài)顯示各種信號(hào)的數(shù)值和范圍清單。

(3)數(shù)據(jù)管理：建立生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)、操作信息庫(kù)、故障信息庫(kù)。

(4)數(shù)據(jù)處理：利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)計(jì)算主要生產(chǎn)指標(biāo)。

(5)報(bào)警功能：當(dāng)裝配線出現(xiàn)故障時(shí)，工人按下呼人開(kāi)關(guān)和急停開(kāi)關(guān)，裝配線停止運(yùn)行，并把故障信息輸入到報(bào)警表，屏幕顯示報(bào)警信息，打印機(jī)輸出報(bào)警信息，聲光報(bào)警，并可依據(jù)報(bào)警信息推出相應(yīng)的動(dòng)態(tài)畫(huà)面。

(6)報(bào)表功能：包括即時(shí)報(bào)表、日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表。

(7)安全功能：按不同操作級(jí)別分級(jí)加密，并記錄操作人的員工號(hào)和所有操作信息。

(8)打印功能：可以實(shí)現(xiàn)報(bào)表和圖形打印以及各種事件和報(bào)警的實(shí)時(shí)打印。

2、雙行道板式輸送機(jī)系統(tǒng)

總裝車間有兩套雙行道板式輸送機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由四柱叉式提升機(jī)、助推器、回轉(zhuǎn)舉升臺(tái)、傳送機(jī)和接近開(kāi)關(guān)等設(shè)備組成，每套系統(tǒng)由兩條平板輸送線組成。平行回轉(zhuǎn)運(yùn)行是一種非常復(fù)雜的控制技術(shù)，在國(guó)內(nèi)處于技術(shù)領(lǐng)先的地位。該輸送線能夠在很大程度上降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。因此，對(duì)控制系統(tǒng)技術(shù)的要求比較高，難度也比較大。設(shè)備控制和調(diào)試起來(lái)非常困難，要求控制系統(tǒng)的各個(gè)部分互相緊密配合，不能出現(xiàn)半點(diǎn)差錯(cuò)，這是控制中的難點(diǎn)和重點(diǎn)。從四柱叉式提升機(jī)的控制系統(tǒng)中取一個(gè)信號(hào)，用來(lái)控制吊具從寬推桿積放式懸掛輸送鏈到雙行道板式輸送機(jī)上或從雙行道板式輸送機(jī)到寬推桿積放式懸掛輸送鏈上，過(guò)程之間的緊密銜接，以杜絕差錯(cuò)和故障的出現(xiàn)。同時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)有自動(dòng)/手動(dòng)切換箱，以防生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)緊急事故。

3、車型吊具識(shí)別系統(tǒng)

在油漆車身上料點(diǎn)，操作人員將當(dāng)前吊具號(hào)及車的信息輸入到錄入計(jì)算機(jī)中，然后通過(guò)以太網(wǎng)傳送至PLC進(jìn)行堆棧存儲(chǔ)。錄入計(jì)算機(jī)將車的信息通過(guò)識(shí)別系統(tǒng)寫(xiě)頭寫(xiě)入載碼體，通過(guò)以太網(wǎng)將吊具號(hào)及車的信息傳送至上位機(jī)，并在錄入計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)，當(dāng)錄入完畢后向PLC發(fā)送信號(hào)。上位機(jī)做出與輸送線相對(duì)應(yīng)的畫(huà)面及參數(shù)，通過(guò)PLC給出的指針及錄入計(jì)算機(jī)給出的信息進(jìn)行顯示，并與PLC給出的堆棧信息進(jìn)行比較，上位機(jī)根據(jù)信息及要求控制出入庫(kù)的道岔及停止

器。當(dāng)上位機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，操作人員采用人工控制運(yùn)行，待上位機(jī)正常后從PLC調(diào)出堆棧信息恢復(fù)顯示。

在庫(kù)存入口處的識(shí)別系統(tǒng)讀頭讀取載碼體信息通過(guò)以太網(wǎng)傳至上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)庫(kù)存及車的信息控制入庫(kù)區(qū)的道岔及停止器。當(dāng)上位機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，操作人員人工控制運(yùn)行，待上位機(jī)正常后從PLC調(diào)出堆棧信息恢復(fù)顯示。

庫(kù)區(qū)出口處，上位機(jī)根據(jù)計(jì)劃及庫(kù)區(qū)信息通過(guò)以太網(wǎng)控制停止器。當(dāng)上位機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，操作人員人工控制運(yùn)行。

載車吊具入口處，上位機(jī)根據(jù)識(shí)別系統(tǒng)讀頭讀取載碼體信息通過(guò)以太網(wǎng)傳至上位機(jī)，然后上位機(jī)根據(jù)車的信息控制道岔及停止器。當(dāng)上位機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，操作人員人工控制運(yùn)行。

在裝配懸鏈整車下線提升機(jī)前一工位處（ST48）設(shè)置識(shí)別系統(tǒng)讀頭，現(xiàn)場(chǎng)儀表板上線處設(shè)置顯示計(jì)算機(jī)及打印機(jī)各一臺(tái)。當(dāng)車通過(guò)ST48工位時(shí)，讀頭將載碼體信息讀入，并在計(jì)算機(jī)處顯示。

發(fā)動(dòng)機(jī)上線完畢后，通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送一信息，計(jì)算機(jī)自動(dòng)消除。計(jì)算機(jī)能依次顯示3臺(tái)車輛的信息，并能打印當(dāng)天的產(chǎn)量及參數(shù)。

4、吊具儲(chǔ)存區(qū)

總裝車間吊具存儲(chǔ)區(qū)分空吊具存儲(chǔ)區(qū)和油漆車身吊具存儲(chǔ)區(qū)。其中油漆車身吊具存儲(chǔ)區(qū)由九條寬推桿積放式懸掛輸送鏈系統(tǒng)組成，用來(lái)存儲(chǔ)不同的車型和同種車型的不同顏色車身的吊具?？刂葡到y(tǒng)需要區(qū)分吊具的類型，在吊具進(jìn)入存儲(chǔ)區(qū)和移出存儲(chǔ)區(qū)時(shí)需要鑒別吊具的類型，并與已經(jīng)輸入的信息進(jìn)行比較。然后做出吊具應(yīng)該進(jìn)入哪一條懸掛輸送線存儲(chǔ)區(qū)，或者哪種吊具從懸掛輸送線存儲(chǔ)區(qū)出去的決定。

在空吊具存儲(chǔ)區(qū)前有一個(gè)壞吊具識(shí)別和檢修區(qū)，把需要檢修的吊具送入檢修區(qū)進(jìn)行維修，正常的空吊具進(jìn)入吊具存儲(chǔ)區(qū)。

三、結(jié)束語(yǔ)

總裝車間控制系統(tǒng)的特點(diǎn)同時(shí)也是控制的難點(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下兩方面：一是，要切實(shí)保證設(shè)備運(yùn)行的安全性，在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)任何微小的故障都可能導(dǎo)致重大的安全事故和巨大的經(jīng)濟(jì)損失；二是，控制系統(tǒng)復(fù)雜的連鎖關(guān)系，從載油漆車身的吊具上線到成品車下線，包括工藝鏈和快速鏈之間的銜接，需要設(shè)備的各個(gè)環(huán)節(jié)緊密配合，不能出現(xiàn)絲毫差錯(cuò)。

總裝車間控制系統(tǒng)自動(dòng)化程度較高、數(shù)據(jù)采集量大、控制站多，因此，對(duì)系統(tǒng)可靠性的要求較高。通過(guò)采用羅克韋爾的產(chǎn)品和技術(shù)，系統(tǒng)基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行效果較好，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，靈活地實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的連鎖任務(wù)，具有較高的機(jī)電一體化水平。同時(shí)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、安全可靠，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了設(shè)備運(yùn)行的故障率，提高了生產(chǎn)效率。

第五篇：PLC在銑床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC在銑床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

謝保雞

摘要：介紹用PLC取代X62W萬(wàn)能銑床的繼電器控制電路，闡述了PLC的設(shè)計(jì)方案；根據(jù)控制要求，確定PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，進(jìn)行PLC型號(hào)選擇，對(duì)I/O地址進(jìn)行了分配，并畫(huà)出了I/O接線圖；根據(jù)控制原理，畫(huà)出了梯形圖。

關(guān)鍵詞：可編程控制器(PLC)；銑床；控制；

1引言

PLC是將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的產(chǎn)品，它具有高可靠性、編程簡(jiǎn)單、體積小功耗低等優(yōu)點(diǎn)，在短短的幾十年里得到了迅猛發(fā)展，已成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一目前，部分中小型企業(yè)及高校仍廣泛使用傳統(tǒng)的繼電器控制機(jī)床，這些機(jī)床經(jīng)歷了比較長(zhǎng)的歷史，雖然它能在一定范圍內(nèi)滿足單機(jī)和自動(dòng)生產(chǎn)線的需要，但由于它的電控系統(tǒng)是以繼電器、接觸器的硬連接為基礎(chǔ)的，技術(shù)上比較落后，特別是其觸點(diǎn)的可靠性問(wèn)題，直接影響了產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。而用PLC對(duì)它進(jìn)行技術(shù)改造，便能取得很好的效果。X62W銑床的電氣控制要求

圖1是X62W銑床控制系統(tǒng)的主電路圖，其中M1是主軸電動(dòng)機(jī)，M2為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，M3為進(jìn)給電動(dòng)機(jī)，F(xiàn)R1—FR3為熱繼電器，F(xiàn)U為熔斷器。

具體控制要求如下：

(1)主軸電動(dòng)機(jī)M1采取空載直接起動(dòng)，且要求實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)控制，但由于銑床在加工過(guò)程中主軸方向的改變并不頻繁，因此采用了電源相序轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA3來(lái)實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)。

(2)為防止銑削時(shí)，系統(tǒng)發(fā)生振動(dòng)，在主軸傳動(dòng)系統(tǒng)中裝有慣性輪，但在高速切削后，停車很費(fèi)時(shí)間，故采用電磁離合器YC1制動(dòng)。

(3)工作臺(tái)的縱向、橫向和垂直三個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M 3拖動(dòng)，三個(gè)方向的選擇由操縱手柄改變傳動(dòng)鏈來(lái)實(shí)現(xiàn)，每個(gè)方向有正、反向運(yùn)動(dòng)。要求M3能正、反轉(zhuǎn)，同時(shí)，一個(gè)時(shí)刻只允許工作臺(tái)向一個(gè)方向移動(dòng)，所以三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)之間應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)裝置。

(4)為了防止刀具和機(jī)床的損壞，要求只有主軸旋轉(zhuǎn)后，才允許有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，而為了減小加工件表面的粗糙度，停車時(shí)要求先停進(jìn)給，然后停主軸。但由于主軸本身具有慣性，因此可 以采用主軸和進(jìn)給同時(shí)停止的方式。

(5)主軸運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用變速盤來(lái)進(jìn)行速度選擇，為保證變速時(shí)齒輪進(jìn)入良好的嚙合狀態(tài)，兩種運(yùn)動(dòng)都要求變速時(shí)電機(jī)作瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)。

(6)為操作方便，主軸電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與停止，工作臺(tái)快速移動(dòng)均采用兩地控制。

(7)冷卻泵由電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)，只要求實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)控制。

(8)為了加工螺旋槽，在X62W銑床上安裝了圓工作臺(tái)，但要求圓工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)與工作臺(tái)的上下、左右及前后進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之間有聯(lián)鎖保護(hù)裝置。PLC控制電路

3.1 I/O地址分配、機(jī)型選擇及I/O端口接線圖為實(shí)現(xiàn)上述銑床的控制要求，現(xiàn)選擇三菱公司生產(chǎn)的FX2N－48MR型PLC，其I/O地址分配如附表所示。

圖2是X62W銑床的PLC輸入輸出接線圖，需注意的是，圖中對(duì)輸入的常閉觸點(diǎn)進(jìn)行了處理，即常閉按鈕改用常開(kāi)按鈕，熱繼電器的常閉觸點(diǎn)改用了常開(kāi)觸點(diǎn)。

3.2 PLC梯形圖

圖3是X62W銑床的PLC梯形圖，其中，回路6控制主軸起動(dòng)和變速，回路7控制主軸制動(dòng)，回路11控制工作臺(tái)分別作縱向、橫向、垂直、變速等運(yùn)動(dòng)以及圓盤運(yùn)動(dòng)，回路8控制工作臺(tái)快速進(jìn)給。PLC梯形圖控制分析

4.1主軸控制電路分析(1)主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)

起動(dòng)前先合上電源開(kāi)關(guān)QF，再把主軸轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA3扳到所需的旋轉(zhuǎn)方向，然后按起動(dòng)按鈕SB1（或SB2)，X0（或X1)閉合，Y0得電，KM1工作，主軸電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

(2)主軸電動(dòng)機(jī)的停車制動(dòng)

按主軸停止按鈕SB5（或SB6)，這時(shí)X4（或X5)常閉斷開(kāi)，M5失電，Y0失電，KM1斷開(kāi)，主軸電動(dòng)機(jī)失電作慣性運(yùn)動(dòng)，接著X4（或X5)常開(kāi)閉合，Y3得電，電磁離合器YC1工作，對(duì)主軸進(jìn)行制動(dòng)，待主軸停車后，松開(kāi)SB5（或SB6)。

(3)主軸換銑刀控制

SA1是主軸換銑刀開(kāi)關(guān)，需換刀時(shí)，將SA1扳到“換刀”位置，這時(shí)X14常閉斷開(kāi)，使Y0失電，KM1斷開(kāi)，主軸電動(dòng)機(jī)失電作慣性運(yùn)動(dòng)，接著X14常開(kāi)閉合，Y3得電，電磁離合器YC1得電工作，對(duì)主軸進(jìn)行制動(dòng)，使機(jī)床無(wú)法運(yùn)行，保證了人身安全。(4)主軸變速?zèng)_動(dòng)控制

主軸變速時(shí)的沖動(dòng)控制是利用變速手柄與沖動(dòng)行程開(kāi)關(guān)SQ1，通過(guò)機(jī)械上的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，變速時(shí)，扳操縱手柄使SQ1動(dòng)作，這時(shí)X6常閉斷開(kāi)（斷開(kāi)自鎖回路)，X6常開(kāi)閉合，使Y0得電，KM1工作，主軸電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。

4.2進(jìn)給控制電路分析

轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S A 2是控制圓工作臺(tái)的，在不需要圓工作臺(tái)工作時(shí)，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2扳到“斷開(kāi)”位置。此時(shí)，X15常閉閉合，常開(kāi)斷開(kāi)；當(dāng)需要圓工作臺(tái)工作時(shí)，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2扳到“接通”位置，此時(shí)X15常閉斷開(kāi)，常開(kāi)閉合。(1)工作臺(tái)左（右)控制

主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，將操縱手柄向左（右)扳，其聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)壓動(dòng)位置開(kāi)關(guān)SQ5（SQ6)，使X12（X13)常閉斷開(kāi)（聯(lián)鎖保護(hù))，X12（X13)常開(kāi)閉合，Y1（Y2)得電，KM2（KM3)工作，進(jìn) 給電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正（反)轉(zhuǎn)，通過(guò)相應(yīng)傳動(dòng)裝置拖動(dòng)工作臺(tái)向左（右)運(yùn)動(dòng)。(2)工作臺(tái)下、前（上、后)控制

主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，將操縱手柄分別向下、前（上、后)扳，其聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)壓動(dòng)位置開(kāi)關(guān)SQ3（SQ4)，使X10（X11)常閉斷開(kāi)（聯(lián)鎖保護(hù))，X10（X11)常開(kāi)閉合，Y1（Y2)得電，KM2（KM3)工作，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正（反)轉(zhuǎn)，通過(guò)相應(yīng)傳動(dòng)裝置拖動(dòng)工作臺(tái)向下、前（上、后)運(yùn)動(dòng)。(3)進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)控制

與主軸變速原理一樣，變速時(shí)只需將變速盤往外拉，使進(jìn)給齒輪松開(kāi)，待轉(zhuǎn)動(dòng)變速盤選擇好速度后，將變速盤向里推，在推進(jìn)時(shí)，檔塊壓動(dòng)位置開(kāi)關(guān)SQ2，使X7常閉斷開(kāi)（斷開(kāi)自鎖回路)，X7常開(kāi)閉合，Y1得電，KM2工作，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。(4)工作臺(tái)快速移動(dòng)控制

按下快速點(diǎn)動(dòng)按鈕SB3（或SB4)，X2（或X3)接通，M9得電，它的一個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)接通進(jìn)給控制電路，另一個(gè)則接通快速進(jìn)給電磁離合器YC3，常閉觸點(diǎn)切斷正常進(jìn)給電磁離合器YC2，讓工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)給。松開(kāi)SB3（或SB4)，X2（或X3)斷開(kāi)，M9失電，此時(shí)YC3失電，YC2得電，工作臺(tái)快速移動(dòng)停止，仍按原方向作正常進(jìn)給運(yùn)動(dòng)(5)圓工作臺(tái)的控制

當(dāng)需要加工螺旋槽時(shí)，應(yīng)將工件安裝在圓工作臺(tái)上，調(diào)整好銑刀和工件之間的位置，主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，將開(kāi)關(guān)SA2扳到“接通”位置，X15常閉斷開(kāi)（聯(lián)鎖保護(hù))，X15常開(kāi)閉合，Y得電，KM2工作，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)通過(guò)相應(yīng)傳動(dòng)裝置拖動(dòng)圓工作臺(tái)開(kāi)始工作值得注意的是，當(dāng)圓工作臺(tái)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，既不要求調(diào)速，也不要求反轉(zhuǎn)

5結(jié)束語(yǔ)

用PLC改造后的X62W銑床通過(guò)實(shí)際使用，生產(chǎn)效率得到了很大提高并能很好的保證其加工精度，自運(yùn)行以來(lái)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，完全滿足生產(chǎn)工藝的要求，對(duì)同類設(shè)備的技術(shù) 改造有較大的參考價(jià)值。參考文獻(xiàn)：

[1]李秀忠.PLC在X62W銑床電氣控制電路中的應(yīng)用 [J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2004,08（23）：29-31.[2]胡俊達(dá).PLC在專用雙面銑床電氣控制中的應(yīng)用 [J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù),2003,12（05）：35-37 [3]姚道如,汪功明.變頻器和PLC在龍門銑床控制中的應(yīng)用[J].常熟理工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)),2008,04(04):97-99 [4]俞鴻斌.PLC在龍門刨銑床數(shù)控化改造中的應(yīng)用[J].機(jī)電工程, 2007,(7): 97-99.[5]閻占文.PLC在鋁錠銑床自動(dòng)控制上的應(yīng)用[J].電器時(shí)代, 2004,(11): 80-83.[6]余雷聲.《電氣控制與ＰＬＣ應(yīng)用》[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2002.6.