【文章內(nèi)容簡介】 速調(diào)速性能不是很好,為了提高實際使用的變頻器最低頻率,決定選用55KW的8極變頻電動機,。為了解決低速時電動機的散熱問題，變頻電動機上還安裝配備了一個風(fēng)機，變頻電動機工作時風(fēng)機處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)。通過以上計算，55KW的8極變頻電動機的轉(zhuǎn)矩比原來的直流電動機大，能夠滿足系統(tǒng)調(diào)速范圍的要求。 變頻器的選擇 調(diào)速系統(tǒng)簡述 B2010A型龍門刨床的主拖動采用最初50年代的AGM調(diào)速系統(tǒng)，即電機擴大機－直流發(fā)電機－直流電動機組系統(tǒng)，如圖（4）所示。采用的是機械比2：1和電氣調(diào)速范圍為10：1的機電聯(lián)合調(diào)速系統(tǒng)。圖4 AGM調(diào)速系統(tǒng)圖 電機擴大機直流發(fā)電機直流電動機（AGM）調(diào)速系統(tǒng)，它涉及電機多，占地面積大、噪聲污染嚴(yán)重、調(diào)速范圍很窄，尤其交流電動機拖動發(fā)電機浪費電能很嚴(yán)重，而且電控部分采用繼電器邏輯控制，線路復(fù)雜，故障率高，檢修、維修困難。隨著科技的進步，電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)得到飛速的發(fā)展，以及矢量控制技術(shù)的完善，AGM調(diào)速系統(tǒng)在技術(shù)方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于日新月異的變頻調(diào)速技術(shù)，使得變頻調(diào)速技術(shù)被廣泛使用在調(diào)速方面。 變頻器選型[7] 根據(jù)前述龍門刨床拖動系統(tǒng)的工作要求，通過查閱有關(guān)資料，造多種同類變頻器反復(fù)比較論證后，決定選用TD3000系列變頻器。 TD3000系列變頻器是美國EMERSON公司資助研發(fā)生產(chǎn)的高品質(zhì)、多功能、低噪音的矢量控制通用變頻器，優(yōu)越性主要表現(xiàn)在： （1）有速度傳感器矢量控制，調(diào)速范圍為1：1000，％； （2）低頻啟動轉(zhuǎn)矩10－100rpm時，200％的額定轉(zhuǎn)矩； （3) 啟動預(yù)勵磁，加快矢量控制快速反應(yīng)； （4) 動態(tài)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)小于150ms； （5) 零伺服鎖定功能，可以保護零速時150％的轉(zhuǎn)矩輸出； （6）可靠的轉(zhuǎn)矩限定，防止頻繁跳閘； （7）功能豐富的對話式操作面板，全系列LCD+LED顯示中英文可選； （8）具備參數(shù)的上傳拷貝和下傳復(fù)寫功能； （9）功能強大的后臺調(diào)試監(jiān)控軟件，可通過內(nèi)置RS485接口組網(wǎng)監(jiān)控。根據(jù)以上介紹，電機、變頻系統(tǒng)選型如下：主拖動：55KW交流變頻電機選用TD30004T0550G變頻器；主拖動制動單元：兩臺TDB4C010300控制單元，兩只10歐/10KW制動電阻. 主拖動與變頻器的連接主拖動與變頻器的連接如圖（5）所示。圖5 主拖動與變頻器的連接通過參考艾默生TD3000變頻器說明書：輸入、輸出ENI濾波器選擇：EBT系列 5A80A，它可以有效抑制從變頻器電源線發(fā)出的高頻噪聲干擾和變頻器輸出側(cè)產(chǎn)生的干擾噪音和導(dǎo)線漏電流。交流輸入電抗器選擇TDL4A010550，當(dāng)電網(wǎng)波形畸變嚴(yán)重時，它可以提高變頻器輸入側(cè)的功率因數(shù)，滿足變頻器和電源之間高次諧波的影響。 變頻器的基本運行配線圖變頻器的基本運行配線圖如（6）所示。圖6 變頻器的基本運行配線端子功能介紹：FAM 為頻率表輸出，輸出頻率范圍：500Hz～10kHz/24V；PGP 為開關(guān)量端子碼盤供電電源，+24V，最大輸出電流100mA；A+、A 為碼盤信號A，差動輸入時碼盤電源電壓范圍：+8～24V，最高輸入頻率120kHz； B+、B 為碼盤信號B，差動輸入時碼盤電源電壓范圍：+8～24V，最高輸入頻率120kHz； P(+) 為外接直流電抗器預(yù)留端子(連接電抗器可以改善功率因數(shù))；(+)、() 外接制動單元預(yù)留端子(一般情況下,電機進行制動時,由于電機內(nèi)部存在損耗可產(chǎn)生約20%電機額定轉(zhuǎn)矩的制動轉(zhuǎn)矩，若損耗轉(zhuǎn)矩不夠使用,則需要在(+)、()端外接制動電阻)， (+)、()分別是直流母線的正、負(fù)輸出端子。4. PLC的選型及控制接線 龍門刨床PLC控制系統(tǒng)構(gòu)成 龍門刨床PLC控制系統(tǒng)構(gòu)成主要有：主傳動調(diào)速換向控制，刀架進給、抬刀和快速移動控制，以及橫梁的移動、夾緊、放松、升降等部分組成。 PLC的選型及輸入輸出點的分配 PLC的選型[8] 目前，國內(nèi)外眾多生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的PLC產(chǎn)品，但不管選擇那種系列的PLC，要以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨，不可以盲目貪大求全，以免造成投資和設(shè)備資源的浪費。機型的選擇應(yīng)以幾個方面考慮： （1）對輸入/輸出點的選擇 盲目選擇點數(shù)多的機型會造成一定的浪費，要先弄清控制系統(tǒng)的輸入/輸出點數(shù)，再按實際所需點數(shù)的15％～20％留以備用量，為系統(tǒng)的改造留有余地，且一般同時接通的輸入點不得超過總輸入點的60％。 （2）對存儲容量的選擇 一般按估算容量的50％～100％留有裕量，對缺乏經(jīng)驗的設(shè)計者選擇容量時留有裕量要大一些。 （3）按輸入/輸出響應(yīng)時間選擇 對開關(guān)量的系統(tǒng)，PLC的輸入/輸出響應(yīng)時間一般都滿足實際工程的要求，可不必考慮響應(yīng)問題，但對模擬量控制的系統(tǒng)特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個問題。 本設(shè)計通過以上幾方面的考慮和比較，根據(jù)所需PLC的輸入/輸出點數(shù)，并留有一定的余地，選擇PLC的基本單元的型號為FX2N80MR001。FX2N系列是FX系列中功能最強，速度最高的微型可編程序控制器，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過許多大型可編程序控制器；用戶存儲容量可擴展到16K步，最大可擴展到256個I/O點，有多種模擬量輸入/輸出模塊及功能各異的模塊。 FX2N80MR001的電源電壓為AC220V，有40個開關(guān)量輸入點和40個繼電器型開關(guān)量輸出點。輸入電壓為DC24V，輸入點X0～X7的輸入電流為7mA，其余的輸入點的輸入電流為5mA，當(dāng)有電阻負(fù)載時輸出點的額定輸出電流為2A/AC220V。 PLC I/O輸入點數(shù)分配表表（2） PLC I/O輸入點數(shù)分配 PLC輸入接口功能控制按鈕X000熱繼電器FRFRFR3X001前進終端限位行程SQ1X002后退終端限位行程SQ2X003前進換向行程SQ3X004后退換向行程SQ4X005前進減速行程SQ5X006后退減速行程SQ6X007工作臺點進SB1X010工作臺點退SB2X011工作臺前進SB3X012工作臺后退SB4X013油泵壓力正常KPX014變頻器運行KA1X015工作臺停止SB5X016油泵風(fēng)機控制KA2X017橫梁夾緊KA3X020橫梁松開SQ7X021橫梁上升SB6X022橫梁下降SB7X023橫梁上限位SQ8X024左側(cè)刀架上限位SQ9X025右側(cè)刀架上限位SQ10X026垂直刀架手動進刀SA1X027左側(cè)刀架手動進刀SA2X030右側(cè)刀架手動進刀SA3X031垂直刀架自動進刀SA4X032左側(cè)刀架自動進刀SA5X033右側(cè)刀架自動進刀SA6X034垂直刀架點動SB8X035左側(cè)刀架點動SB9X036右側(cè)刀架點動SB10X037垂直刀架抬刀SA7X040左側(cè)刀架抬刀SA8X041右側(cè)刀架抬刀SA9X042照明開關(guān) EL X043故障復(fù)位 SB11 X044主回路通電KA4 X045變頻器故障KA5 PLC I/O輸出點數(shù)分配表表（3） PLC I/O輸出點數(shù)分配PLC輸出接口功能動作元件Y001主回路通電指示HL1Y002工作臺運行退指示HL2Y003橫梁運行指示HL3Y004油泵運行指示HL4Y005變頻器正常指示HL5Y006油泵運行KM2Y007風(fēng)機運行KM3Y010橫梁夾緊KM4Y011橫梁放松KM5Y012橫梁上升KM6