【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 (2) 電網(wǎng)電壓處于不正常時(shí)，變頻器可能會(huì)受害。電壓過(guò)高，如對(duì) 380v的線電壓如上升到 450v 就會(huì)造成損壞，因此電網(wǎng)電壓超過(guò)使用手冊(cè)規(guī)定范圍的場(chǎng)合，要使用變壓器調(diào)整，以確保變頻器的安全 (3) 為使變頻器正常的工作，不但要配置標(biāo)準(zhǔn)的 冷卻通風(fēng)系統(tǒng)，而且在選擇上要有所增大，這樣做是為了應(yīng)對(duì)在額定運(yùn)行時(shí)的溫升下降。同時(shí)也考慮了，使用時(shí)溫度一直較高，如果安裝在不能通風(fēng)冷卻良好的機(jī)柜內(nèi)時(shí)，那么變頻器壽命一定會(huì)縮短。更壞的情況是，那些電子精密器件、最典型【精品文檔】世界上，成功的有兩種人，一種人是傻子，一種人是瘋子。傻子是會(huì)吃虧的人，瘋子是會(huì)行動(dòng)的人！ 是電容電解等器件、在大于一定的標(biāo)準(zhǔn)溫度后，壽命會(huì)隨著每升高 10℃而下降一半。 (4) 使用于不同用途時(shí)，選擇變頻器的系列型號(hào)應(yīng)作分析，對(duì)于一般用途的變頻器而采用 v/f 常數(shù)得控制模式已可滿足，但是對(duì)那些數(shù)控機(jī)床等精密傳動(dòng)等所對(duì)應(yīng)的變頻器，顯然就不能滿足了，要采用閉環(huán)控制方式，當(dāng)然也要包含對(duì)應(yīng) 的接口。總體來(lái)說(shuō)這些變頻器變化范圍大，而且要求比較高運(yùn)轉(zhuǎn)精度的時(shí)候，典型的是低速并且要求保持一定的速度和負(fù)載得能力，那就要選擇矢量控制的方式的變頻器。總體來(lái)說(shuō)就要綜合考慮。 (5) 當(dāng)變頻器為降低電動(dòng)機(jī)噪聲而將調(diào)制頻率重新設(shè)置得較高并 高 過(guò)出廠 時(shí) 設(shè)置 的 頻率時(shí) ,那么 會(huì) 使 變頻器 的 損耗 加 大。設(shè)置頻率越高，損耗越大，因此要 適當(dāng)減載，不同公司、不同系列會(huì)有差別，但趨勢(shì)是相似的。如果 一味增加調(diào)制頻率， 則會(huì) 造成變頻器 的 過(guò)熱損壞，或者變頻器輸不出額定功率。 (6)電 動(dòng) 機(jī)容量之和 一定要小于 變頻器 的 容量， 所對(duì)應(yīng)的情況 是 一臺(tái)變頻器 來(lái) 驅(qū)動(dòng) 好幾 臺(tái)電 動(dòng) 機(jī)時(shí) 候， 并且只能選擇 v/f 控制模式，矢量控制模式 不予采用 。 (7) 能夠比較 正確地 運(yùn)用 矢量控制 的方式 ， 那么 驅(qū)動(dòng)前， 對(duì)應(yīng)的 變頻器對(duì) 這些 電機(jī) 的一些 參數(shù)進(jìn)行 自動(dòng) 輸入 或者 自動(dòng)識(shí)別 還是有必要的 。 矢量控制方式 卻 只能對(duì)應(yīng)一臺(tái)變頻器 而 驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電機(jī) ， 電 動(dòng) 機(jī) 的額定 電流 一定不能太大于在實(shí)際運(yùn) 用 的 電流 (不低于變頻器額定電流的 1/8)。 通過(guò)對(duì)各主要生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品的性能價(jià)格比分析，選用無(wú)錫富士電機(jī)公司的變頻器。富士的變頻器有以下 4 種控制方式： (1) 無(wú) PG（脈沖編碼器）矢量控制。 (2) 帶 PG 矢量控制。 (3) 無(wú) PG V/f 控制。 (4) 帶 PG V/f 控制。 V/f 是壓頻比的縮寫(xiě)，變頻器一般用 PG 作為速度反饋裝置，來(lái)實(shí)現(xiàn)速度閉環(huán)控制，其效果比測(cè)速發(fā)電機(jī)好得多，并且價(jià)格適中，安裝方便，測(cè)量精度完全能滿足要求。矢量控制分別獨(dú)立控制磁場(chǎng)電流和力矩電流，可以像直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速一樣，對(duì)電磁力矩進(jìn)行控制。對(duì)調(diào)速范圍要求不高【精品文檔】世界上，成功的有兩種人，一種人是傻子，一種人是瘋子。傻子是會(huì)吃虧的人，瘋子是會(huì)行動(dòng)的人！ 的主拖動(dòng)系統(tǒng)，可以選擇無(wú) PG 的開(kāi)環(huán)控制。調(diào)速范圍要求寬的系統(tǒng)，應(yīng)選擇速度閉環(huán)控制。帶 PG 矢量控制方式的調(diào)速范圍寬廣，速度控制精度高，可以用于各種 伺服驅(qū)動(dòng)、高精度速度控制和力矩控制。但是帶有 PG 矢量控制功能的變頻器的價(jià)格相當(dāng)高，其價(jià)格是沒(méi)有這一功能的系列的價(jià)格的 倍。為減少成本，并且鉆孔攻絲機(jī)床對(duì)于速度的要求不是太高，所以可以用開(kāi)環(huán)控制方式?；谝簧细鞣N因素，本次設(shè)計(jì)決定選取變頻器的型號(hào)為 FRENICMEGA 系列無(wú) PG V/f 控制方式。 變頻器參數(shù)的設(shè)置 本次選取的變頻裝置是用于控制三相異步電動(dòng)機(jī)的變速運(yùn)轉(zhuǎn)裝置。變頻器在控制時(shí)只要對(duì)其參數(shù)進(jìn)行設(shè)定即可，鉆孔攻絲組合機(jī)床所用的參數(shù)設(shè)置如下： （ 1） F00 設(shè)置為 3。功能為有 數(shù)據(jù)保護(hù)，有數(shù)字設(shè)定保護(hù)。 （ 2） F01 頻率設(shè)定為 1。功能為模擬電壓輸入（ DC0－177。 10v）。 （ 3） F02 設(shè)置為 1。外部信號(hào)時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)，操作。 PLC 的選型 PLC的電源應(yīng)選擇 220VAC電源，與國(guó)內(nèi)電源電壓一致。根據(jù)所需的 PLC 的輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)，并留有一定的余地。選擇 PLC 時(shí)，應(yīng)該考慮性能價(jià)格比，輸入輸出點(diǎn)數(shù)對(duì)價(jià)格有直接的影響，每增加一塊輸入輸出卡件就需要增加一定的費(fèi)用，所以在估計(jì)和選擇時(shí)應(yīng)充分考慮這一點(diǎn)。 本次設(shè)計(jì)的機(jī)床所用的輸入為 10 點(diǎn)，輸出為 13 點(diǎn)，選擇 PLC 的基本單元的 型號(hào)為 FX2N32MR001，輸入輸出點(diǎn)數(shù)總和為 32，其中 16 點(diǎn)輸入，16 點(diǎn)輸出， M 是基本單元， R 表示繼電器輸出， 001 表示適用于中國(guó)，選用該型號(hào)的 PLC 已足夠。 控制柜 及控制面板 的設(shè)計(jì) 控制柜的設(shè)計(jì) 根據(jù)控制部分的電路原理圖和所需要的的電氣元件來(lái)組裝電氣控制【精品文檔】世界上，成功的有兩種人，一種人是傻子，一種人是瘋子。傻子是會(huì)吃虧的人，瘋子是會(huì)行動(dòng)的人！ 柜。在組裝過(guò)程中元件的排列順序一定要合理，否則會(huì)使控制系統(tǒng)雜亂無(wú)序，操作和檢修都很困難。 由于可編程序控制器是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心部分，且在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量，所以將可編程序控制器放在控制柜的左上角，裝在這個(gè) 位置除了有利于程序的讀寫(xiě)之外，散熱效果還非常好，降低了 PLC 工作時(shí)產(chǎn)生的熱量。在電氣控制原理圖中，電氣元件的連接是有一定順序的，通常是按照下列順序排列的：保險(xiǎn)、空氣開(kāi)關(guān)、接觸器、中間繼電器、所以只需將上述原件按次序排列。 由于變壓器和變頻器的體積和重量都較大，所以在安裝時(shí)將其安放在控制柜的中間位置。與外界相連接的輸入輸出端子要放在柜子的下側(cè)，這樣有利于這些端子與外界的導(dǎo)線相連。另外輸入、輸出的端子的數(shù)量要多些，以便為公共端留下位置。 在選線時(shí)，為了易于區(qū)分，主電路的配線全部選用黑色。并且線的型號(hào)要根 據(jù)所帶電動(dòng)機(jī)的功率選取，而且還要留有一定的余量，防止當(dāng)有較大電流流過(guò)導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線承受不了而燒壞。在控制回路中，火線采用紅色的；零線采用藍(lán)色的；可編程序控制器上的輸入、輸出為信號(hào)線，一般選用細(xì)藍(lán)線就可以；地線用黃色的。 在接主電路的線路時(shí)，一定要將線頭壓緊，因?yàn)橹麟娐樊a(chǎn)生的電流很大，如果線頭壓的不緊，當(dāng)通電時(shí)可能會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)生的電火花而使該點(diǎn)燒壞。在接 PLC 的輸入 /輸出線時(shí)一定要小心，因?yàn)檫@部分的線很多，如果因粗心而將線接錯(cuò)會(huì)給調(diào)試帶來(lái)很大的困難。在接 PLC 的輸出線時(shí)一定要注意下列因素： 輸如部分 的 +24V 電源端子不能與外界電源相連，否則會(huì)造成 PLC 的燒壞。 (1) 輸出部分的黑點(diǎn)端子代表內(nèi)部公共端子，一定不能與外部相連，否則可能損壞 PLC。 (2) 在配接觸器和中間繼電器的線時(shí)一定要分清常開(kāi)、常閉、線圈端子的位置，如果不清楚一定要查詢說(shuō)明書(shū)，切不可憑感覺(jué)而接線。 根據(jù)電氣原理圖和以上的接線要求，將配電柜即可安裝好。 【精品文檔】世界上，成功的有兩種人，一種人是傻子，一種人是瘋子。傻子是會(huì)吃虧的人，瘋子是會(huì)行動(dòng)的人！ 控制面板的設(shè)計(jì) 本控制面板是根據(jù)加工工藝的過(guò)程以及機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程對(duì)機(jī)床性能的指標(biāo)要求，利用可編程序控制器設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的，整個(gè)控制過(guò)程的設(shè)計(jì)用的是梯形圖程序 的順序控制設(shè)計(jì)法來(lái)完成的?？刂泼姘逶O(shè)置了電源的啟動(dòng)和停止自動(dòng)手動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)及對(duì)應(yīng)的指示燈，各種控制按鈕等輸入輸出信號(hào)。這個(gè)控制面板有利于操作者靈活方便地控制機(jī)床的各種動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的手動(dòng)操作，該控制面板還可以顯示機(jī)床的各個(gè)工作狀態(tài)。 在配置控制面板時(shí)，首先根據(jù)機(jī)床的功能確定所用按鈕的型號(hào)及數(shù)量。其次，要根據(jù) PLC 的地址表及控制柜上的接線，將相應(yīng)的線引到控制面板上的控制按鈕上。在接線時(shí)要嚴(yán)格按照地址表進(jìn)行，否則會(huì)造成控制按鈕所示功能與機(jī)床的實(shí)際功能不符。另外，在配線時(shí)，還要留出備用的線，因?yàn)椴僮髅姘迳系男盘?hào)線 是最容易壞的，以便在更換導(dǎo)線時(shí)可以方便的進(jìn)行。為了屏蔽外界信號(hào)的干擾，在連接控制面板和控制柜的接線時(shí)，要選用電纜線，并且要給相應(yīng)的導(dǎo)線用導(dǎo)線管標(biāo)出線號(hào)，以方便檢修。 控制面板部分信號(hào)功能介紹 : 總停：該按鈕控制著整個(gè)操作過(guò)程的電源的接通和斷開(kāi)，當(dāng)控制柜上電后，往上拉下該按鈕，控制面板控制操作過(guò)程上電 。當(dāng)遇到緊急情況時(shí)，按下該按鈕，操作過(guò)程會(huì)立即停止運(yùn)動(dòng)。 電源指示：當(dāng)打開(kāi)操作面板上的總停開(kāi)關(guān)時(shí)，電源指示燈亮。表示系統(tǒng)已經(jīng)上電，可以進(jìn)行加工操作。 手動(dòng) 自動(dòng)：該按鈕在手動(dòng)時(shí)，可以單獨(dú)的 對(duì)機(jī)床的單個(gè)動(dòng)作進(jìn)行操作；在自動(dòng)時(shí)，按下 SB 系統(tǒng)啟動(dòng)，即可完成所有的機(jī)床動(dòng)作。 【精品文檔】世界上，成功的有兩種人，一種人是傻子，一種人是瘋子。傻子是會(huì)吃虧的人，瘋子是會(huì)行動(dòng)的人！ 圖 31 兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床主電路圖 【精品文檔】世界上，成功的有兩種人，一種人是傻子，一種人是瘋子。傻子是會(huì)吃虧的人，瘋子是會(huì)行動(dòng)的人！ I/O 分配 I/O 的分配有助于我們更好的理解工作過(guò)程，使編程簡(jiǎn)單易懂。 表 31: I/O 分配表 輸入元件 輸入點(diǎn)編號(hào) 輸出元件 輸出點(diǎn)編號(hào) 壓力檢測(cè) PV X000 原點(diǎn)指示 HL1 Y000 系統(tǒng)啟動(dòng)鈕 SB X001 液壓泵電機(jī) M1(KM1) Y001 夾緊限位 SQ4 X002 凸輪電機(jī) M2(KM2) Y002 鉆孔滑臺(tái)終點(diǎn) SQ5 X003 夾緊電 磁閥 YV1 Y003 鉆孔滑臺(tái)原位 SQ2 X004 鉆孔動(dòng)力頭 M3(KM3) Y004 攻絲工位 SQ6 X005 工作臺(tái)右移電磁閥 YV2 Y005 攻絲滑臺(tái)終點(diǎn) SQ7 X006 攻絲動(dòng)力頭電機(jī) M4 正轉(zhuǎn)(KM4) Y006 攻絲滑臺(tái)原位 SQ3 X007 制動(dòng) DL Y007 鉆孔工位 SQ1 X010 攻絲動(dòng)力頭電機(jī) M4 反轉(zhuǎn)(KM5) Y010 放松限位 SQ8 X011 工作臺(tái)左移電磁閥 YV3 Y011 液壓泵啟動(dòng) SB1 手動(dòng)控制 放松電磁閥 YV4 Y012 凸輪電機(jī)啟動(dòng) SB2 冷卻泵電機(jī) M5(KM6) Y013 鉆孔 SB3 手動(dòng)控制電源 Y014 攻絲正轉(zhuǎn) SB4 攻絲反轉(zhuǎn) SB5 冷卻泵啟動(dòng) SB6 夾緊 SB7 工作臺(tái)右移 SB8 工作臺(tái)左移 SB9 放松 SB10 【精品文檔】世界上，成功的有兩種人，一種人是傻子，一種人是瘋子。傻子是會(huì)吃虧的人，瘋子是會(huì)行動(dòng)的人！ 硬件接線圖 的 設(shè)計(jì) 由兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床的加工工藝的要求可知，其加工過(guò)程為一順序控制過(guò)程，所以可運(yùn)用狀態(tài)編程的思想，采用步進(jìn)控制法對(duì)其進(jìn)行控制。雖然該控制為自動(dòng)循環(huán)順序控制，考慮到具體情況，還需要設(shè)置手動(dòng)控制環(huán)節(jié)，為了減少輸出點(diǎn)，簡(jiǎn)化程序，將按鈕或轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) 接在驅(qū)動(dòng)回路上，可實(shí)現(xiàn)各工步的手動(dòng)操作。 在 PLC 外部輸出電路的電源供電線路上裝設(shè)電源接觸器，用按鈕SB21/SB20 控制接通 /斷開(kāi)，當(dāng)外部負(fù)載需要緊急斷開(kāi)時(shí)，只需按下按鈕SB20 就可將電源斷開(kāi)，與 PLC 無(wú)關(guān)。另外，電源在停電后回復(fù)， PLC 不能馬上啟動(dòng)，只有在按下啟動(dòng)按鈕 SB21 才會(huì)啟動(dòng)。當(dāng)輸出端的負(fù)載短路時(shí)，PLC 的輸出元件和印刷電路板將被燒壞，因此應(yīng)該在輸出線路中加裝熔斷器，熔絲電流應(yīng)該選擇適當(dāng)大于負(fù)載電流。當(dāng)輸出端接的是感性元件時(shí)，要加裝保護(hù)，直流輸出時(shí)，元件兩端并接續(xù)流二極管；交流輸出時(shí)，元件兩端并 接阻容吸收電路，這樣可以抑制由于輸出觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)電感線圈感應(yīng)出的尖峰電壓對(duì)輸出觸點(diǎn)的危害及對(duì) PLC 的干擾，電路可選 、100120? 的電阻和 的電容。 【精品文檔】世界上，成功的有兩種人，一種人是傻子，一種人是瘋子。傻子是會(huì)吃虧的人，瘋子是會(huì)行動(dòng)的人！ 【精品文檔】世界上，成功的有兩種人，一種人是傻子，一種人是瘋子。傻子是會(huì)吃虧的人，瘋子是會(huì)行動(dòng)的人！ 圖 31:PLC 的外部接線圖 【精品文檔】世界上，成功的有兩種人，一種人是傻子，一種人是瘋子。傻子是會(huì)吃虧的人，瘋子是會(huì)行動(dòng)的人！ 第四章 PLC 控制程序設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程圖 圖 41： PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 【精品文檔】世界上，成功的有兩種人，一種人是傻子，一種人是瘋子。傻子是會(huì)吃虧的人，瘋子是會(huì)行動(dòng)的人！ PLC 程序設(shè)計(jì)方法 PLC 程序設(shè)計(jì)方法概述 當(dāng)今， PLC 程序的設(shè)計(jì)有 3 種方法：經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、順序控制設(shè)計(jì)法和邏輯設(shè)計(jì)法。 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法是在已有的一些典型圖形圖的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)的具體要求，進(jìn)行不斷的修改和完善，還有反復(fù)調(diào)試梯形圖，最后得到一個(gè)比較滿意的結(jié)果。這種設(shè)計(jì)方法實(shí)際上是沒(méi)有規(guī)律可以遵循的，設(shè)計(jì)者的能力和經(jīng)驗(yàn)關(guān)系到整個(gè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量和所用的時(shí)間，因此這種方法一般只用于一些簡(jiǎn)單的梯形圖設(shè)計(jì)。 根據(jù)繼電器的電路圖設(shè)計(jì)梯形圖的程序是用于將繼電接觸器邏輯控制系統(tǒng)改造為可編程序控制器控制系統(tǒng)。在編輯程序之前要了解被控對(duì)象的加工工藝過(guò)程以及電氣元件的動(dòng)作情況 ，然后再分析繼電接觸器控制系統(tǒng)的電路圖，熟練掌握這種控制系統(tǒng)的工作原理。將這種