【正文】 增大砂輪公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)半徑來實(shí)現(xiàn)。2 PLC及變頻器在工業(yè)中的應(yīng)用 PLC的發(fā)展和特點(diǎn) PLC的定義PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。” PLC的發(fā)展過程 雖然PLC問世時(shí)間不長(zhǎng)，但是隨著微處理器的出現(xiàn)，大規(guī)模，超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的不斷進(jìn)步，PLC也迅速發(fā)展，其發(fā)展過程大致可分三個(gè)階段： （1）早期的PLC（60年代末—70年代中期） 早期的PLC一般稱為可編程邏輯控制器。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。 （2）中期的PLC（70年代中期—80年代中，后期） 在70年代，微處理器的出現(xiàn)使PLC發(fā)生了巨大的變化。在硬件方面，除了保持其原有的開關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、各種特殊功能模塊。這樣使得PLC軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化。日前，我國(guó)仍以消化吸收和二次開發(fā)國(guó)外產(chǎn)品為主，同時(shí)也積極引進(jìn)國(guó)外的PLC生產(chǎn)線，建立一些合資企業(yè)，并開發(fā)我國(guó)自己的產(chǎn)品。由于外界惡劣環(huán)境如電磁干擾、超高溫、超低溫、過電壓、欠電壓、振動(dòng)等引起的故障。由于元器件不可恢復(fù)的破壞而引起的故障。a 屏蔽——對(duì)電源變壓器、CPU、編程器等主要部件，采用導(dǎo)電、導(dǎo)磁良好的材料進(jìn)行屏蔽，以防外界干擾。e 采用模塊式結(jié)構(gòu)——這種結(jié)構(gòu)有助于在故障情況下短時(shí)修復(fù)。以便及時(shí)進(jìn)行處理。c設(shè)置警戒時(shí)鐘WDT（看門狗）——如果程序每循環(huán)執(zhí)行時(shí)間超過了WDT規(guī)定的時(shí)間，預(yù)示了程序進(jìn)入死循環(huán)，立即報(bào)警。它要求能承受幅值為1000V，上升時(shí)間1nS，脈沖寬度為1μS的干擾脈沖。因此，PLC除應(yīng)用于單機(jī)控制外，在工廠自動(dòng)化中也被大量采用。既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及編程水平，所以非常容易接受和掌握。PLC在執(zhí)行梯形圖程序時(shí)，用解釋程序?qū)⑺g成匯編語言然后執(zhí)行（PLC內(nèi)部增加了解釋程序）。并且，由于PLC的低故障率及很強(qiáng)的監(jiān)視功能，模塊化等等，使維修也極為方便?，F(xiàn)在三菱公司又有FX系列PLC，與其超小型品種F1系列相比：面積為47%,體積為36%，在系統(tǒng)的配置上既固定又靈活，輸入輸出可達(dá)24～128點(diǎn)。 （2）模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。 （6）通信及聯(lián)網(wǎng) PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。從技術(shù)上看，計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上，會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會(huì)進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求；從市場(chǎng)上看，各國(guó)各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇而打破，會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷國(guó)際市場(chǎng)的局面，會(huì)出現(xiàn)國(guó)際通用的編程語言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組成構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。但由于直流電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)比交流電機(jī)高，直流電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中，炭刷接觸產(chǎn)生炭粉而易引起環(huán)火，須經(jīng)常維護(hù)，而且直流調(diào)速系統(tǒng)線路復(fù)雜，維修十分不便。同時(shí)隨著控制理論、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)取得了突破性進(jìn)展，并以其優(yōu)越的調(diào)速性能和良好的節(jié)能效果逐漸取代了直流調(diào)速系統(tǒng)和其他的調(diào)速方式，如變極調(diào)速、串級(jí)調(diào)速、滑差電機(jī)調(diào)速、整流子電機(jī)調(diào)速等。變頻器采用正弦波脈沖寬度調(diào)制，內(nèi)部采用微處理器實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化控制。逆變器功率器件采用IGBT可提高載波頻率，使輸出波形更接近正弦波。 變頻調(diào)速原理 變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。 變頻器的運(yùn)行功能 工作頻率的給定 給定頻率與給定信號(hào)對(duì)應(yīng)的頻率。起動(dòng)時(shí)，按運(yùn)行鍵(RU N或 F WD或REV鍵)，變頻器即自行升速至預(yù)置的給定頻率為止(3) 外接給定從控制接線端上，引入外部的電壓或電流信號(hào)，進(jìn)行頻率給定 。2)最高頻率fmax 當(dāng)頻率給定信號(hào)為最大值時(shí)，變頻器的給定頻率。如果每次在點(diǎn)動(dòng)前后，都要進(jìn)行頻率調(diào)整的話，既比較麻煩，又浪費(fèi)時(shí)間。過電流的原因1) 工作中過電流即拖動(dòng)系統(tǒng)在工作過程中出現(xiàn)過電流。例如由于環(huán)境溫度過高，或逆變器件老化等原因，使逆變器件的參數(shù)發(fā)生變化，導(dǎo)致在交替過程中，一個(gè)器件已經(jīng)導(dǎo)通、而另一個(gè)器件卻還未來得及關(guān)斷，引起同一橋臂的上、下兩個(gè)器件間的“直通”使直流電壓的正、負(fù)極間處于短路的狀態(tài)。因?yàn)?，降速時(shí)間太短，同步轉(zhuǎn)速迅速下降，而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速則因負(fù)載慣性較大，仍維持較高的轉(zhuǎn)速，這也同樣使轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線的速度太快而產(chǎn)生過電流。只有當(dāng)沖擊電流的峰值太大，或防止跳閘措施不能解決問題時(shí)，才迅速跳閘。由于它能實(shí)現(xiàn)和熱繼電器類似的保護(hù)功能，故稱為電子熱保護(hù)器或電子熱繼電器。由于電路中存在著繞組電感和線路分布電感，所以在每一個(gè)脈沖的卜升和下降過程中，可能產(chǎn)生峰值很大的脈沖電壓。b 再生制動(dòng)時(shí)的防止跳閘功能和升速過程中過電流時(shí)的防止跳閘功能一樣，在降速過程中出現(xiàn)的過電壓，也可以采取暫緩降速的方法來防止它跳閘。c 電源缺相。如果由于某種原因，電阻在電源剛合閘后不能及時(shí)切出，負(fù)載電流將得不到及時(shí)的補(bǔ)充，導(dǎo)致直流電壓的下降。對(duì)于整流器件和晶閘管的損壞，應(yīng)注意檢查，及時(shí)更換。所以，逆變器件在工作過程中，絕不允許在放大區(qū)停留。c 驅(qū)動(dòng)電路的直流電源主要特點(diǎn)是:6個(gè)逆變管中，3個(gè)和直流電源的“+”端相連，另3個(gè)和直流電源的“一”端相連，又分別屬于不同的相。所以，驅(qū)動(dòng)電路中，電源的儲(chǔ)能元件的容量很小。b 當(dāng)逆變器件是IGBT，由于驅(qū)動(dòng)電路功耗甚微，故1GBT進(jìn)入放大狀態(tài)的可能性不大，但由于變頻器的輸出電壓不斷下降，將引起電動(dòng)機(jī)的過電流。當(dāng)停電時(shí)間超過T時(shí)，控制電路立即停止輸出信號(hào)，使電動(dòng)機(jī)處于自由制動(dòng)狀態(tài)（1）運(yùn)行數(shù)據(jù)的顯示變頻器在運(yùn)行過程中，可以自行測(cè)量各種運(yùn)行數(shù)據(jù)，如頻率(可轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)速或線速度)、電流、電壓、功率、負(fù)荷率等，并在顯示屏上顯示其測(cè)量結(jié)果。（2）輸入、輸出端子的狀態(tài)顯示變頻器的顯示屏上可以顯示各輸入控制端和輸出控制端的狀態(tài)(即是否有輸入或輸出的信號(hào)), 以檢驗(yàn)變頻器是否已經(jīng)接受外部的控制信號(hào), 或已經(jīng)發(fā)出相關(guān)的輸出信號(hào)。LCD顯示屏則可以直接用文字來表述故障原因。（2）變頻器的鍵盤配置各種變頻器的鍵盤配置及各鍵的名稱差異很大，歸納起來，大致如下:1）模式轉(zhuǎn)換鍵用來更改工作模式，主要有顯示模式、運(yùn)行模式及程序設(shè)定模式等。 3 行星內(nèi)圓磨床的硬件設(shè)計(jì) 根據(jù)行星內(nèi)圓磨床的工藝及操作要求，整個(gè)電氣控制系統(tǒng)分為三大功能，即調(diào)整功能、自動(dòng)功能和顯示功能。而且在此基礎(chǔ)上，根據(jù)磨床加工的實(shí)際需求，在點(diǎn)動(dòng)控制方式中又設(shè)置了“微動(dòng)”這一特殊功能。 為了減輕生產(chǎn)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高行星內(nèi)圓磨床的自動(dòng)化水平，本次設(shè)計(jì)的電氣控制部分設(shè)置了整個(gè)加工過程的自動(dòng)循環(huán)功能。該計(jì)數(shù)器是用來存放通過預(yù)置循環(huán)數(shù)按鈕輸入的實(shí)際循環(huán)數(shù)；同時(shí)，選用了一個(gè)外部可逆計(jì)數(shù)器，與PLC的內(nèi)部計(jì)數(shù)器同步工作。行星內(nèi)圓磨床電氣控制系統(tǒng)中，所有的控制動(dòng)作都設(shè)有指示燈顯示。根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需要，選用FXIN40MR型PLC，它是輸入為24點(diǎn)，輸出為16點(diǎn)的繼電器輸出型PLC。若停止按鈕設(shè)置為常開點(diǎn)，就不會(huì)有上述功能，遇到緊急情況便停不了車，這是很危險(xiǎn)的。變頻器的種類也是多種多樣的，德國(guó)西門子、美國(guó)AB、英國(guó)的CT、日本的三菱等等，考慮到與可編程序控制器PLC的配合使用，選用了三菱公司生產(chǎn)的多功能、通用型FRA500變頻調(diào)速器。行星內(nèi)圓磨床設(shè)計(jì)中。P、 P 、R——連接制動(dòng)電阻。SD——公共輸入端子10——頻率設(shè)定用電源。 變頻器接線圖圖中，KM的作用是接通變頻器電源，不直接控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和停止。（2） 通過接觸器KM切斷電源時(shí)，變頻器己經(jīng)不工作了，電動(dòng)機(jī)將處于自由制動(dòng)狀態(tài) ，不能按預(yù)置的降速時(shí)間來停機(jī)。其中，點(diǎn)動(dòng)功能是這樣實(shí)現(xiàn)的:STF和JOG同時(shí)有效實(shí)現(xiàn)正向點(diǎn)動(dòng)。MMM3為三臺(tái)電機(jī)。通過隔離，可延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命，增強(qiáng)系統(tǒng)工作的可靠性。主軸運(yùn)行、主軸箱升降、工作臺(tái)的前進(jìn)和后退都具備這種功能。它是在點(diǎn)動(dòng)按鈕的基礎(chǔ)上，通過PLC的軟件編程來實(shí)現(xiàn)的一種特殊控制功能。此時(shí)如果X16斷開，則微動(dòng)動(dòng)作完成。 自動(dòng)循環(huán)功能的實(shí)現(xiàn)本論文設(shè)計(jì)的行星內(nèi)圓磨床系統(tǒng)希望其自動(dòng)化水平較高，其中自動(dòng)循環(huán)功能的設(shè)置是實(shí)現(xiàn)這一目的重要手段，自動(dòng)循環(huán)功能設(shè)置的主要步驟是： 預(yù)置循環(huán)數(shù) 首先，選擇一個(gè)外部計(jì)數(shù)器JDM724C。根據(jù)實(shí)際加工需要，通過按鈕SB8接通PLC輸入點(diǎn)X10來預(yù)置自動(dòng)循環(huán)數(shù)。又過l00ms后，T22動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)使M57復(fù)位，繼而使Y14復(fù)位，再過100ms后，T23動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)使M58復(fù)位，繼而使Y15復(fù)位，從而完成1次點(diǎn)動(dòng)加計(jì)數(shù)。M58每動(dòng)作一次，C10的暫存器加1, C 10暫存器內(nèi)的數(shù)與外部計(jì)數(shù)器所顯示的數(shù)是一致的。在滿足此條件的前提下，才能通過X10預(yù)置自動(dòng)循環(huán)數(shù)。其常開觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)M23動(dòng)作，起動(dòng)主軸電機(jī)。M58已將計(jì)數(shù)器C10預(yù)置循環(huán)數(shù)，這時(shí)按自動(dòng)起動(dòng)按鈕SB9，使X11接通，進(jìn)而使M90閉合自鎖。 自動(dòng)循環(huán)比較梯形圖程序說明:在對(duì)計(jì)數(shù)器C10, C11及中間繼電器作相應(yīng)的初始化處理后，自動(dòng)循環(huán)中，限位開關(guān)s使x20, x21必有一個(gè)始終處于接通狀態(tài)，并且它們的接通使其相對(duì)應(yīng)的中間繼電器M20, M21接通，它們的動(dòng)作使中間繼電器M53有效，繼而控制M54, M55作減計(jì)數(shù)處理，為外部計(jì)數(shù)器提供信息。又過500ms后，時(shí)間繼電器T18作，驅(qū)動(dòng)M29及YO停止砂輪電機(jī)，從而完成整個(gè)工作過程。也可帶電查，加上信號(hào)后，看電控系統(tǒng)的動(dòng)作情況是否符合設(shè)計(jì)的目的。 看輸入輸出模塊是否正確，工作是否正常。一方面，查看燈壞了沒有，另一方面檢查邏輯關(guān)系是否正確。要查看各個(gè)手動(dòng)控制的輸出點(diǎn)，是否有相應(yīng)的輸出以及與輸出對(duì)應(yīng)的動(dòng)作，然后再看，各個(gè)手動(dòng)控制是否能夠?qū)崿F(xiàn)。調(diào)試時(shí)可一步步推進(jìn)。在完成半自動(dòng)調(diào)試后，可進(jìn)一步調(diào)試自動(dòng)工作。這是系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，首先要調(diào)通的。要耐心調(diào)，參數(shù)也要作多種選擇，再?gòu)闹羞x出最優(yōu)者。但是最好再進(jìn)行一些異常條件檢查。2）按說明書要求進(jìn)行“起動(dòng)”和“停止”等基本操作，觀察變頻器的工作情況是否正常，同時(shí)也要進(jìn)一步熟悉鍵盤的操作。5）檢查三相輸出電壓是否平衡。如方向相反，則予以糾正。（3）拖動(dòng)系統(tǒng)的起動(dòng)和停機(jī)將電動(dòng)機(jī)的輸出軸與機(jī)械的傳動(dòng)裝置聯(lián)接起來，進(jìn)行試驗(yàn)。3) 停機(jī)試驗(yàn)將運(yùn)行頻率調(diào)至最高工作頻率，按停止鍵，觀察拖動(dòng)系統(tǒng)的停機(jī)過程。在此基礎(chǔ)上形成以下結(jié)論:(1)利用可編程序控制器PLC取代繼電器的邏輯控制切實(shí)可靠。尤其是林老師給予了我莫大的關(guān)心和幫助，林老師以其淵博的理論知識(shí)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)本課題的研究進(jìn)行了精心指導(dǎo)，他科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和一絲不茍的工作作風(fēng)是我學(xué)