艾默生CT PLC與變頻器在臥式鋼球研球機的應用
1 引言
程控變頻鋼球加工機床是我公司主導產(chǎn)品宙彪，產(chǎn)銷量居國內首位贱僚，并批量出口美燕汗、德述加、日榛架、韓箍负、意大利等國。產(chǎn)品設計吸收了國內外多項先進技術唤鳍，本文就電氣傳動控制部分進行闡述。
九十年代以來哨叙，變頻傳動技術日臻完善恕刘，其調速穩(wěn)定，節(jié)能降耗抒倚，方便可靠等優(yōu)點突出褐着，已完全取代原來的滑差調速和直流調速。而可編程序控制器易于編程托呕，易實現(xiàn)傳統(tǒng)的繼電器控制不能實現(xiàn)的許多功能含蓉。PLC與變頻器的系統(tǒng)集成自動化已成為產(chǎn)品設計時的首選解決方案。RS485通訊只需用兩根線项郊，安全可靠且傳輸距離遠被廣泛應用在變頻器和PLC上馅扣，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)品的競爭力着降。
2 工藝過程簡述
研磨機的主要動作為轉動研磨盤由主減速電機經(jīng)一對三角皮帶輪差油，通過卸荷帶輪內的花鍵幅帶動主軸旋轉獲得，輸球料盤由減速電機經(jīng)過一對鏈輪傳遞蝸桿減速箱任洞，減速后由料盤內的直齒輪嚙合帶動料盤旋轉蓄喇。兩者均需要選用不同的轉速來加工不同系列的鋼球，為此均選用變頻調速交掏。為了安全期間偷真，在系統(tǒng)中也加上了機床運轉保護功能。如主軸運行監(jiān)控接近開關精幌，裝在機床的主軸大皮帶輪上熙同，隨時監(jiān)視研磨盤的運動狀態(tài)，防止皮帶打滑造成研磨盤卡死润沸，當轉速低于正常值時潭耙，就停車報警；料盤除設有轉速檢測外燥箍，還加有堆球時快速停機都宅，在設定時間內若恢復正常則重新自動運行的保護。
3 系統(tǒng)硬件設計
3.1 單自動化平臺
艾默生CT的EC10系列小型PLC因其運行速度快朦晋、通訊組網(wǎng)能力強愧橄、編程靈活、仿真模擬運行方便周狱、程序保密性強瘪期、抗干擾能力強赤朽、性能穩(wěn)定可靠，鋼球研球機成為鋼球研球機PLC首選的自動化平臺昆码。根據(jù)工程經(jīng)驗气忠，愛默生EV1000系列變頻器故障率能極低，能實現(xiàn)高轉矩赋咽、寬調速范圍驅動旧噪，有優(yōu)越的防跳閘性能，對惡劣電網(wǎng)脓匿、高溫淘钟、潮濕和粉塵有較大的適應能力，能較好滿足鋼球專用加工設備的多樣化的使用環(huán)境陪毡，可以實現(xiàn)單品牌同平臺技術集成米母，也成為項目設計的首選。由此項目通過選用愛默生的EC10-1614BRA小型PLC及EV1000-4T0055G和EV1000－2S0007G變頻器毡琉，達到了單一自動化平臺技術集成铁瞒，例如EC10系列PLC對艾默生CT系列的變頻器有簡潔的通訊指令，一條指令即可控制變頻器的運行控制绊起。
3.2 電氣原理設計
系統(tǒng)主電機電氣原理（料盤電機控制與主電機同）如圖1所示精拟。為了用戶調速及監(jiān)控運行速度，電動機轉速由電位器調節(jié)箩晦，其數(shù)值由線性數(shù)顯表顯示甫蹄，不通過通訊控制。主令按鈕線直接接于PLC的開關量輸入點上淀甘。PLC——變頻器對電機的啟動缚粮、停止、點動功能采用通訊控制方式风镊，使用雙絞線通過RS485口來實現(xiàn)PLC對變頻器的啟湍遗眩控制，這樣極少占用PLC的輸出點满颂，也無需用接觸器控制学蟀，降低了機床的成本。EV1000的RS485口直接端子連接矛熬，極為方便户虐。但需要注意的是RS485口“+”，“—”極性不能接反鳖群，否則將無動作紊荞。因變頻器本身具備過電流，過電壓袁余，欠電壓擎勘，接地咱揍，過熱和過載等多項保護功能，一旦異常故障發(fā)生棚饵，常開點RA煤裙，RC閉合，變頻器立即停止輸出噪漾，將斷開所有的動作并停車報警积暖，我們將其接入PLC的輸入點來控制。變頻器故障時可查看變頻器屏幕上顯示內容怪与，對照變頻器使用說明書異常原因及處置方法，采用相對應的措施進行處理即可缅疟。變頻器多項對輸出的保護功能使我們無須對電動機另加保護環(huán)節(jié)分别，直接接于變頻器的輸出端子上即可。針對變頻器的輸入端保護相對較為薄弱存淫，在輸入端加上無熔絲斷路器QF實現(xiàn)反時限熱保護耘斩。
圖1 電氣原理
4 系統(tǒng)軟件設計
EV1000變頻器具有豐富的控制功能。因為研球機的兩控制電機均為減速電機游隅，選擇做靜止自整定圈喻，然后對最高操作頻率，最低操作頻率腊的， JOG點動頻率爸见，加/減速時間，頻率指令來源敷裁，運轉信號來源应攘，停車方式、過載報警檢出及時間等參數(shù)進行設定泌景。針對個別機床的共振現(xiàn)象對載波頻率轧翘，跳躍頻率，電機穩(wěn)定因子等參數(shù)進行設定坑匆。為實現(xiàn)輕壓啟動機床及節(jié)電等性能曙辑，對轉矩提升、自動節(jié)能跌褂、AVR功能等參數(shù)設定來優(yōu)化系統(tǒng)性能母债；對通訊位址，通訊送傳速度胰默，通訊資料格式等參數(shù)進行設定场斑，以使PLC對變頻器實施控制。EC10系列PLC對艾默生CT系列的變頻器有簡潔的通訊指令牵署，一條指令即可控制變頻器的運行漏隐。
通訊協(xié)議采用MODBUS模式喧半，EVFWD為正轉，１為COM1通道(EC10只支持通道1)青责，１為通訊地址挺据，其值必須預先設定，與變頻器通訊地址一致脖隶，“唯一”且不可覆蓋扁耐。EVREV為反轉指令，EVDFWD為正向點動指令产阱，EVSTOP為停止指令婉称。
5 結束語
該系統(tǒng)應用變頻器調速實現(xiàn)無級調速，滿足用戶工藝多樣化的需求构蹬。使用RS485通訊口甩幔，不占用PLC的輸出點，接線最少祠喻，提高了產(chǎn)品的可靠性栽乘。所選艾默生CT變頻器具有較強的自診斷功能，便于維護藤瞪。該系統(tǒng)自投入使用以來挚粱，運行穩(wěn)定，工作可靠媳把，尚未出現(xiàn)故障惊柱，具有很高的性價比。
程控變頻鋼球加工機床是我公司主導產(chǎn)品宙彪，產(chǎn)銷量居國內首位贱僚，并批量出口美燕汗、德述加、日榛架、韓箍负、意大利等國。產(chǎn)品設計吸收了國內外多項先進技術唤鳍，本文就電氣傳動控制部分進行闡述。
九十年代以來哨叙，變頻傳動技術日臻完善恕刘，其調速穩(wěn)定，節(jié)能降耗抒倚，方便可靠等優(yōu)點突出褐着，已完全取代原來的滑差調速和直流調速。而可編程序控制器易于編程托呕，易實現(xiàn)傳統(tǒng)的繼電器控制不能實現(xiàn)的許多功能含蓉。PLC與變頻器的系統(tǒng)集成自動化已成為產(chǎn)品設計時的首選解決方案。RS485通訊只需用兩根線项郊，安全可靠且傳輸距離遠被廣泛應用在變頻器和PLC上馅扣，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)品的競爭力着降。
2 工藝過程簡述
研磨機的主要動作為轉動研磨盤由主減速電機經(jīng)一對三角皮帶輪差油，通過卸荷帶輪內的花鍵幅帶動主軸旋轉獲得，輸球料盤由減速電機經(jīng)過一對鏈輪傳遞蝸桿減速箱任洞，減速后由料盤內的直齒輪嚙合帶動料盤旋轉蓄喇。兩者均需要選用不同的轉速來加工不同系列的鋼球，為此均選用變頻調速交掏。為了安全期間偷真，在系統(tǒng)中也加上了機床運轉保護功能。如主軸運行監(jiān)控接近開關精幌，裝在機床的主軸大皮帶輪上熙同，隨時監(jiān)視研磨盤的運動狀態(tài)，防止皮帶打滑造成研磨盤卡死润沸，當轉速低于正常值時潭耙，就停車報警；料盤除設有轉速檢測外燥箍，還加有堆球時快速停機都宅，在設定時間內若恢復正常則重新自動運行的保護。
3 系統(tǒng)硬件設計
3.1 單自動化平臺
艾默生CT的EC10系列小型PLC因其運行速度快朦晋、通訊組網(wǎng)能力強愧橄、編程靈活、仿真模擬運行方便周狱、程序保密性強瘪期、抗干擾能力強赤朽、性能穩(wěn)定可靠，鋼球研球機成為鋼球研球機PLC首選的自動化平臺昆码。根據(jù)工程經(jīng)驗气忠，愛默生EV1000系列變頻器故障率能極低，能實現(xiàn)高轉矩赋咽、寬調速范圍驅動旧噪，有優(yōu)越的防跳閘性能，對惡劣電網(wǎng)脓匿、高溫淘钟、潮濕和粉塵有較大的適應能力，能較好滿足鋼球專用加工設備的多樣化的使用環(huán)境陪毡，可以實現(xiàn)單品牌同平臺技術集成米母，也成為項目設計的首選。由此項目通過選用愛默生的EC10-1614BRA小型PLC及EV1000-4T0055G和EV1000－2S0007G變頻器毡琉，達到了單一自動化平臺技術集成铁瞒，例如EC10系列PLC對艾默生CT系列的變頻器有簡潔的通訊指令，一條指令即可控制變頻器的運行控制绊起。
3.2 電氣原理設計
系統(tǒng)主電機電氣原理（料盤電機控制與主電機同）如圖1所示精拟。為了用戶調速及監(jiān)控運行速度，電動機轉速由電位器調節(jié)箩晦，其數(shù)值由線性數(shù)顯表顯示甫蹄，不通過通訊控制。主令按鈕線直接接于PLC的開關量輸入點上淀甘。PLC——變頻器對電機的啟動缚粮、停止、點動功能采用通訊控制方式风镊，使用雙絞線通過RS485口來實現(xiàn)PLC對變頻器的啟湍遗眩控制，這樣極少占用PLC的輸出點满颂，也無需用接觸器控制学蟀，降低了機床的成本。EV1000的RS485口直接端子連接矛熬，極為方便户虐。但需要注意的是RS485口“+”，“—”極性不能接反鳖群，否則將無動作紊荞。因變頻器本身具備過電流，過電壓袁余，欠電壓擎勘，接地咱揍，過熱和過載等多項保護功能，一旦異常故障發(fā)生棚饵，常開點RA煤裙，RC閉合，變頻器立即停止輸出噪漾，將斷開所有的動作并停車報警积暖，我們將其接入PLC的輸入點來控制。變頻器故障時可查看變頻器屏幕上顯示內容怪与，對照變頻器使用說明書異常原因及處置方法，采用相對應的措施進行處理即可缅疟。變頻器多項對輸出的保護功能使我們無須對電動機另加保護環(huán)節(jié)分别，直接接于變頻器的輸出端子上即可。針對變頻器的輸入端保護相對較為薄弱存淫，在輸入端加上無熔絲斷路器QF實現(xiàn)反時限熱保護耘斩。
圖1 電氣原理
4 系統(tǒng)軟件設計
EV1000變頻器具有豐富的控制功能。因為研球機的兩控制電機均為減速電機游隅，選擇做靜止自整定圈喻，然后對最高操作頻率，最低操作頻率腊的， JOG點動頻率爸见，加/減速時間，頻率指令來源敷裁，運轉信號來源应攘，停車方式、過載報警檢出及時間等參數(shù)進行設定泌景。針對個別機床的共振現(xiàn)象對載波頻率轧翘，跳躍頻率，電機穩(wěn)定因子等參數(shù)進行設定坑匆。為實現(xiàn)輕壓啟動機床及節(jié)電等性能曙辑，對轉矩提升、自動節(jié)能跌褂、AVR功能等參數(shù)設定來優(yōu)化系統(tǒng)性能母债；對通訊位址，通訊送傳速度胰默，通訊資料格式等參數(shù)進行設定场斑，以使PLC對變頻器實施控制。EC10系列PLC對艾默生CT系列的變頻器有簡潔的通訊指令牵署，一條指令即可控制變頻器的運行漏隐。
通訊協(xié)議采用MODBUS模式喧半，EVFWD為正轉，１為COM1通道(EC10只支持通道1)青责，１為通訊地址挺据，其值必須預先設定，與變頻器通訊地址一致脖隶，“唯一”且不可覆蓋扁耐。EVREV為反轉指令，EVDFWD為正向點動指令产阱，EVSTOP為停止指令婉称。
5 結束語
該系統(tǒng)應用變頻器調速實現(xiàn)無級調速，滿足用戶工藝多樣化的需求构蹬。使用RS485通訊口甩幔，不占用PLC的輸出點，接線最少祠喻，提高了產(chǎn)品的可靠性栽乘。所選艾默生CT變頻器具有較強的自診斷功能，便于維護藤瞪。該系統(tǒng)自投入使用以來挚粱，運行穩(wěn)定，工作可靠媳把，尚未出現(xiàn)故障惊柱，具有很高的性價比。
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