PLC機床控制技術更具經濟意義

1 背景  

    φ3500立式機床是一種自動化程度要求較高的機電設備，一般應用于冶金行業，車制各種大型工件；它通常采用繼電器邏輯控制方式，設備的電控系統故障率高，檢修周期長。隨著技術的進步，這類控制系統已顯示出越來越多的弊端。近年來PLC機在工業自動控制領域應用愈來愈廣，它在控制性能、組機周期和硬件成本等方面所表現出的綜合優勢，是其它工控產品難以比擬的。如果用PLC控制技術對這些系統實施改造，則具有普遍的技術及經濟意義。  
  
    2 方案選擇  

    原設備為手動操作，根據使用部門的建議，在改造方案上維持改造前設備人一機界面的原始性，這樣可以有效減少設備使用人員的誤操作，不至于使設備的事故率在技術改造后有所增加。  

    系統的工作臺變速單元依靠液壓電磁閥來實現，并由機械傳動部件不斷地改變傳輸比，達到改變工作臺轉速目的。其變速操作相當繁瑣，必須先讓主機停車，選好速度后，微動使齒輪重新啃合再掛擋，最后重新啟動。根據現場負載計算與理論分析，保留主拖動方式，用一臺FRN15G95-4JE電壓型通用變頻器，對工作臺電機進行速度換向控制。FRN15G954JE電壓型通用變頻器具有轉矩矢量控制、轉差補償、電AVR自整定、負載轉矩自適應等一系列先進功能，在無速度傳感器的開環運行條件下，采用磁通矢量控制和電機參數自動測試等功能后，其調速性能達到甚至高于傳統晶閘管供電的雙閉環直流調速系統。原系統還有左右兩個刀架，可縱向橫向移動，通過電磁離合器與左右驅動電機連接。左右驅動電機有Y/△變換，因此有兩級工作進給速度：I級0.29- 45.6m/min，II級0.58-91.2m/min。改造時，仍維持原方式。  

   3 PLC機型選擇  

   3．1 輸入輸出點數  

    PLC控制系統的輸入信號包括操作臺控制輸入、工作臺和刀架各速度信號、分布在機床上各部分行程開關及變頻器投入信號。共有64個輸入點。  

   PLC的控制負載主要分成三類：一是10臺交流電機正反轉主接觸器；二是用于左右刀架調速的離合器線圈（電磁離合器直接由PLC驅動）；三是顯示、報警負載（包括顯示燈、聲光報警器等）；四是工作臺調速輸出（到變頻器）。共56個輸出點。  

   3．2 PLC選型  

    確定輸入輸出點后，還要進行PLC選型，本系統除了與變頻器連接需模擬量外，全部為開關量，再考慮到性能價格比及輸入輸出點數，選用德維森公司ATCS系列PPC31型機, PPC31為模塊化結構，系統配置靈活，編程功能強，性能價格比高。