艾默生PLC与变频器的卧式钢球研球机.doc

艾默生艾默生 PLCPLC 与变频器的卧式钢球研球机与变频器的卧式钢球研球机程控变频钢球加工机床是我公司主导产品，产销量居国内首位，并批量出口美、德、日、韩、意大利等国。产品设计吸收了国内外多项先进技术，本文就电气传动控制部分进行阐述。九十年代以来，变频传动技术日臻完善，其调速稳定，节能降耗， 方便可靠等优点突出， 已完全取代原来的滑差调速和直流调速。而可编程序控制器易于编程， 易实现传统的继电器控制不能实现的许多功能。plc 与变频器的系统集成自动化已成为产品设计时的首选解决方案。rs485 通讯只需用两根线，安全可靠且传输距离远被广泛应用在变频器和 plc 上，这就使变频器与可编程序控制器通讯极为便利，低廉的成本也提高了产品的竞争力.研磨机的主要动作为转动研磨盘由主减速电机经一对三角皮带轮，通过卸荷带轮内的花键幅带动主轴旋转获得，输球料盘由减速电机经过一对链轮传递蜗杆减速箱， 减速后由料盘内的直齿轮啮合带动料盘旋转。两者均需要选用不同的转速来加工不同系列的钢球，为此均选用变频调速。为了安全起见，在系统中也加上了机床运转保护功能。如主轴运行监控接近开关，装在机床的主轴大皮带轮上，随时监视研磨盘的运动状态，防止皮带打滑造成研磨盘卡死，当转速低于正常值时，就停车报警；料盘除设有转速检测外，还加有堆球时快速停机，在设定时间内若恢复正常则重新自动运行的保护。3.1 单自动化平台艾默生 ct 公司的 ec10 系列小型 plc 因其运行速度快、通讯组网能力强、编程灵活、仿真模拟运行方便、程序保密性强、抗干扰能力强、性能稳定可靠，钢球研球机成为钢球研球机 plc 首选的自动化平台。根据工程经验，爱默生 ev1000 系列变频器故障率能极低，能实现高转矩、 宽调速范围驱动， 有优越的防跳闸性能， 对恶劣电网、高温、潮湿和粉尘有较大的适应能力，能较好满足钢球专用加工设备的多样化的使用环境，可以实现单品牌同平台技术集成，也成为项目设计的首选。由此项目通过选用艾默生的 ec10-1614bra 小型 plc 及ev1000-4t0055g 和 ev1000-2s0007g 变频器，达到了单一自动化平台技术集成， 例如 ec10 系列 plc 对艾默生 ct 系列的变频器有简洁的通讯指令，一条指令即可控制变频器的运行控制。3.2 电气原理设计系统主电机电气原理(料盘电机控制与主电机同)附图所示。为了用户调速及监控运行速度，电动机转速由电位器调节，其数值由线性数显表显示，不通过通讯控制。主令按钮线直接接于 plc 的开关量输入点上。plc变频器对电机的启动、停止、点动功能采用通讯控制方式， 使用双绞线通过 rs485 口来实现 plc 对变频器的启停控制，这样极少占用 plc 的输出点，也无需用接触器控制，降低了机床的成本。ev1000 的 rs485 口直接端子连接，极为方便。但需要注意的是 rs485 口“+”、“-”极性不能接反，否则将无动作。因变频器本身具备过电流、过电压、欠电压、接地、过热和过载等多项保护功能，一旦异常故障发生，常开点 ra、rc 闭合，变频器立即停止输出，将断开所有的动作并停车报警，我们将其接入 plc 的输入点来控制。变频器故障时可查看变频器屏幕上显示内容， 对照变频器使用说明书异常原因及处置方法，采用相对应的措施进行处理即可。变频器多项对输出的保护功能使我们无须对电动机另加保护环节， 直接接于变频器的输出端子上即可。针对变频器的输入端保护相对较为薄弱，在输入端加上无熔丝断路器 qf 实现反时限热保护。ev1000 变频器具有丰富的控制功能。因为研球机的两控制电机均为减速电机，选择做静止自整定，然后对最高操作频率、最低操作频率、jog 点动频率、加/减速时间、频率指令来源、运转信号来源、停车方式、过载报警检出及时间等参数进行设定。针对个别机床的共振现象对载波频率、跳跃频率、电机稳定因子等参数进行设定。为实现轻压启动机床及节电等性能，对转矩提升、自动节能、avr 功能等参数设定来优化系统性能；对通讯位址、通讯送传速度、通讯资料格式等参数进行设定，以使 plc 对变频器实施控制。ec10 系列 plc对艾默生 ct 系列的变频器有简洁的通讯指令，一条指令即可控制变频器的运行。通讯协议采用 modbus 模式， evfwd 为正转， 为 com1 通道(ec-10 只支持通道 1)，为通讯地址，其值必须预先设定，与变频器通讯地址一致，“唯一”且不可覆盖。evrev 为反转指令，evdfwd 为正向点动指令，evstop 为停止指令。该系统应用变频器调速实现无级调速，满足用户工艺多样化的需求。使用 rs485 通讯口，不占用 plc 的输出点，接线最少，提高了产品的可靠性。所选艾默生 ct 变频器具有较强的自诊断功能，便于维护