1 引言
程控變頻鋼球加工機(jī)床是我公司主導(dǎo)產(chǎn)品,產(chǎn)銷量居國(guó)內(nèi)首位,并批量出口美、德、日、韓、意大利等國(guó)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)吸收了國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù),本文就電氣傳動(dòng)控制部分進(jìn)行闡述。
九十年代以來,變頻傳動(dòng)技術(shù)日臻完善,其調(diào)速穩(wěn)定,節(jié)能降耗,方便可靠等優(yōu)點(diǎn)突出,已完全取代原來的滑差調(diào)速和直流調(diào)速。而可編程序控制器易于編程,易實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的繼電器控制不能實(shí)現(xiàn)的許多功能。plc與變頻器的系統(tǒng)集成自動(dòng)化已成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)的首選解決方案。rs485通訊只需用兩根線,安全可靠且傳輸距離遠(yuǎn)被廣泛應(yīng)用在變頻器和plc上,這就使變頻器與可編程序控制器通訊極為便利,低廉的成本也提高了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。
2 工藝過程簡(jiǎn)述
研磨機(jī)的主要?jiǎng)幼鳛檗D(zhuǎn)動(dòng)研磨盤由主減速電機(jī)經(jīng)一對(duì)三角皮帶輪,通過卸荷帶輪內(nèi)的花鍵幅帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)獲得,輸球料盤由減速電機(jī)經(jīng)過一對(duì)鏈輪傳遞蝸桿減速箱,減速后由料盤內(nèi)的直齒輪嚙合帶動(dòng)料盤旋轉(zhuǎn)。兩者均需要選用不同的轉(zhuǎn)速來加工不同系列的鋼球,為此均選用變頻調(diào)速。為了安全期間,在系統(tǒng)中也加上了機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù)功能。如主軸運(yùn)行監(jiān)控接近開關(guān),裝在機(jī)床的主軸大皮帶輪上,隨時(shí)監(jiān)視研磨盤的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),防止皮帶打滑造成研磨盤卡死,當(dāng)轉(zhuǎn)速低于正常值時(shí),就停車報(bào)警;料盤除設(shè)有轉(zhuǎn)速檢測(cè)外,還加有堆球時(shí)快速停機(jī),在設(shè)定時(shí)間內(nèi)若恢復(fù)正常則重新自動(dòng)運(yùn)行的保護(hù)。
3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
3.1 單自動(dòng)化平臺(tái)
艾默生ct的ec10系列小型plc因其運(yùn)行速度快、通訊組網(wǎng)能力強(qiáng)、編程靈活、仿真模擬運(yùn)行方便、程序保密性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定可靠,鋼球研球機(jī)成為鋼球研球機(jī)plc首選的自動(dòng)化平臺(tái)。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),愛默生ev1000系列變頻器故障率能極低,能實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)矩、寬調(diào)速范圍驅(qū)動(dòng),有優(yōu)越的防跳閘性能,對(duì)惡劣電網(wǎng)、高溫、潮濕和粉塵有較大的適應(yīng)能力,能較好滿足鋼球?qū)S眉庸ぴO(shè)備的多樣化的使用環(huán)境,可以實(shí)現(xiàn)單品牌同平臺(tái)技術(shù)集成,也成為項(xiàng)目設(shè)計(jì)的首選。由此項(xiàng)目通過選用愛默生的ec10-1614bra小型plc及ev1000-4t0055g和ev1000-2s0007g變頻器,達(dá)到了單一自動(dòng)化平臺(tái)技術(shù)集成,例如ec10系列plc對(duì)艾默生ct系列的變頻器有簡(jiǎn)潔的通訊指令,一條指令即可控制變頻器的運(yùn)行控制。
3.2 電氣原理設(shè)計(jì)
系統(tǒng)主電機(jī)電氣原理(料盤電機(jī)控制與主電機(jī)同)如圖1所示。為了用戶調(diào)速及監(jiān)控運(yùn)行速度,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由電位器調(diào)節(jié),其數(shù)值由線性數(shù)顯表顯示,不通過通訊控制。主令按鈕線直接接于plc的開關(guān)量輸入點(diǎn)上。plc——變頻器對(duì)電機(jī)的啟動(dòng)、停止、點(diǎn)動(dòng)功能采用通訊控制方式,使用雙絞線通過rs485口來實(shí)現(xiàn)plc對(duì)變頻器的啟停控制,這樣極少占用plc的輸出點(diǎn),也無需用接觸器控制,降低了機(jī)床的成本。ev1000的rs485口直接端子連接,極為方便。但需要注意的是rs485口“+”,“—”極性不能接反,否則將無動(dòng)作。因變頻器本身具備過電流,過電壓,欠電壓,接地,過熱和過載等多項(xiàng)保護(hù)功能,一旦異常故障發(fā)生,常開點(diǎn)ra,rc閉合,變頻器立即停止輸出,將斷開所有的動(dòng)作并停車報(bào)警,我們將其接入plc的輸入點(diǎn)來控制。變頻器故障時(shí)可查看變頻器屏幕上顯示內(nèi)容,對(duì)照變頻器使用說明書異常原因及處置方法,采用相對(duì)應(yīng)的措施進(jìn)行處理即可。變頻器多項(xiàng)對(duì)輸出的保護(hù)功能使我們無須對(duì)電動(dòng)機(jī)另加保護(hù)環(huán)節(jié),直接接于變頻器的輸出端子上即可。針對(duì)變頻器的輸入端保護(hù)相對(duì)較為薄弱,在輸入端加上無熔絲斷路器qf實(shí)現(xiàn)反時(shí)限熱保護(hù)。
圖1 電氣原理