基于plc的普通車床自動化改造(編輯修改稿)
2024-09-06 23:44 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 件下進(jìn)行。在改造過程中,首先進(jìn)行變頻器選型。然后確定具體的改造方案,包括電機電路與控制電路設(shè)計、變頻器外部接線和參數(shù)設(shè)置。 變頻器的容量考慮到車床在低速車削毛坯時，常常出現(xiàn)較大的過載現(xiàn)象，且過載時間可能超過一分。因此，變頻器的容量應(yīng)比正常的配用電動機加大一檔。，額定電流是7A，則選擇：變頻器容量：由于變頻器供給電動機是脈動電流，其脈動值比工頻供電時電流要大。因此變頻器容量要有一定的裕量。一般令變頻器的額定輸出電流（）倍的電動機的額定電流或電動機實際運行中的最大電流。即：式中：――變頻器額定輸出電流（A）； ――電動機額定輸出電流（A）；――電動機實際最大電流。 變頻器控制方式的選擇（1）V/f控制方式。車床除了在車削毛坯時負(fù)荷大小有較大變化外，以后在車削過程中，負(fù)荷的變化通常是很小的。因此，就切削而言，選擇V/F控制方式是能夠滿足要求的。但在低速切削時，需要預(yù)置較大的V/F，在負(fù)載較輕的情況下，電動機的磁路常處于飽和狀態(tài)，勵磁電流較大。（2）無反饋矢量控制方式。新系列變頻器能夠在無反饋矢量控制方式下，所以完全能夠滿足普通車床主拖動系統(tǒng)的要求。目前，國產(chǎn)變頻器只有V/F控制方式，大部分進(jìn)口變頻器即可以有反饋，也可以無反饋，如日本日立SJ300系列。 變頻器型號的選定由上述計算可知，變頻器額定容量為24KVA，升降速時間為1秒，控制方式為V/F的無矢量控制，多級調(diào)速功能由PLC控制實現(xiàn)。從而選擇日立SJ300－075LF。 變頻器的頻率給定變頻器的頻率給定方式可以有多種，我們這里選擇配合PLC的分段調(diào)速給定。在下圖所示中，轉(zhuǎn)速檔由按鈕開關(guān)來選擇，通過PLC控制變頻器外接輸入端子，不同組合，得到8檔控制。而電動機的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)和停止分別由按鈕開頭SF，SR，ST來進(jìn)行。 變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制電路（1）控制電路以采用外接的電位器調(diào)速為例，控制電路如下圖2所示。在圖中，接觸器KM用于接通變頻器的電源，由SB1和SB2控制，繼電器KA2用于正轉(zhuǎn)，由SF和ST控制，KA3用于反轉(zhuǎn)，由SR和ST控制。正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)只有在變頻器接觸器通電后才能進(jìn)行，變頻器只有在正反轉(zhuǎn)都不工作時才能切斷電源。由于車床有點動環(huán)節(jié)，故在電路中增加了點動控制按鈕SJ和KA4。而TB、TA、TC用于故障信號輸入。 圖3 變頻器電路選擇＝20A.1）接觸器KM的額定電流：由式可得：8A 取＝10A2）調(diào)速電位器。選10/1W的多圈電位器。（2）變頻器功能的預(yù)置1）基本頻率與最高頻率?；绢l率在額定電壓之下，把其預(yù)置為50。當(dāng)給定信號達(dá)到最大時，對應(yīng)的最高頻率預(yù)置為100。2）V/F。預(yù)置方法：使車床運行在最低速檔，按最大切削量最大直徑的工件，逐漸加大V/F。直至能正常切削，然后退刀。觀察是否因為電流而跳閘，若不跳閘，則預(yù)置完畢。3）升降速時間。考慮到車螺紋的需要，將升降速時間預(yù)置為1S，由于變頻器容量已經(jīng)加大了一檔，升速時不會跳閘。為了避免降速過程中跳閘，將降速時的直流電壓限值為680V，（過電壓跳閘值通常大于700V）。4）電動機的過載保護。由于所選變頻器容量加大一檔，故必須準(zhǔn)確預(yù)置電子熱保護功能。在正常情況下，變頻器的電流取用比為：5）點動頻率。將點動頻率設(shè)為5?！? 控制部分設(shè)計變頻調(diào)速及PLC控制技術(shù)常應(yīng)用于工業(yè)實際中,如機床自動化控制系統(tǒng),由于系統(tǒng)控制過程較復(fù)雜,要求控制系統(tǒng)恒速可調(diào)可控,節(jié)能可靠,因此采用PLC與變頻調(diào)速控制系統(tǒng)是最佳選擇。這可以大幅度節(jié)約電能,提高系統(tǒng)的自動化程度,并使系統(tǒng)運行可靠穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)簡單,維修、維護、調(diào)整方便,經(jīng)濟實用易配置,取代了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)。 PLC與繼電器控制的比較比較項目繼電器邏輯可編程序控制器控制邏輯體積小，接線復(fù)雜，修改困難存儲邏輯體積小，連線少，控制靈活，易于擴展控制速度通過觸點開閉實現(xiàn)控制作用，動作速度為幾十毫秒易出現(xiàn)觸點抖動由半導(dǎo)體電路實現(xiàn)控制作用，每條指令執(zhí)行時間在微秒級，不會出現(xiàn)觸點抖動限時控制由時間繼電器實現(xiàn)，精度差，易受環(huán)境溫度影響用半導(dǎo)體集成電路實現(xiàn)，精度高，時間設(shè)置方便，不受環(huán)境，溫度影響設(shè)計與施工設(shè)計，施工，調(diào)試必須順序進(jìn)行，周期長，修改困難在系統(tǒng)設(shè)計后，現(xiàn)場施工和程序設(shè)計可同時進(jìn)行，周期短，調(diào)試修改方便可靠性和可維護性壽命短，可靠性和可維護性差壽命長，可靠性高，有自診斷功能，易于維護價格使用機械開關(guān)，繼電器和接觸器等，價格便宜使用大規(guī)模集成電路，初期投資較高 控制系統(tǒng)繼電接觸式控制系統(tǒng)由三個基本部分組成：輸入部分、邏輯部分、和輸出部分，如圖3所示。輸入部分是指各種按鈕、開關(guān)等主令電器。邏輯部分是由各種繼電器、接觸器及其觸點組成的實現(xiàn)一定邏輯功能的控制線路。輸出部分則是包括各種電磁鐵線圈、電動機、信號指示燈等執(zhí)行電器。圖3 繼電接觸式控制系統(tǒng)PLC控制也由輸入部分、邏輯部分和輸出部分組成，如圖4所示。輸入部分收集并保存被控對象實際運行的信息；邏輯部分處理輸入部分所取得的信息，并判斷哪些信息需要做出反應(yīng)；輸出部分提供哪些設(shè)備需要作實時操作處理。輸入部分基本上與繼電器控制系統(tǒng)相同，但為了將不同的電壓或電流形成的信號轉(zhuǎn)換成微處理器所能接受的低電平信號，以及將微處理器控制的低電平信號轉(zhuǎn)換成控制對象所需要的電壓或電流信號，系統(tǒng)中需加入輸入/輸出接口電路。圖4 PLC控制系統(tǒng) 控制邏輯繼電接觸式控制系統(tǒng)采用硬接
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