1 引言

　　程控變頻鋼球加工機(jī)床是我公司主導(dǎo)產(chǎn)品，產(chǎn)銷量居國內(nèi)首位，并批量出口美、德、日、韓、意大利等國。產(chǎn)品設(shè)計(jì)吸收了國內(nèi)外多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，本文就電氣傳動(dòng)控制部分進(jìn)行闡述。

　　九十年代以來，變頻傳動(dòng)技術(shù)日臻完善，其調(diào)速穩(wěn)定，節(jié)能降耗，方便可靠等優(yōu)點(diǎn)突出，已完全取代原來的滑差調(diào)速和直流調(diào)速。而可編程序控制器易于編程，易實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的繼電器控制不能實(shí)現(xiàn)的許多功能。plc與變頻器的系統(tǒng)集成自動(dòng)化已成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)的首選解決方案。rs485通訊只需用兩根線，安全可靠且傳輸距離遠(yuǎn)被廣泛應(yīng)用在變頻器和plc上，這就使變頻器與可編程序控制器通訊極為便利，低廉的成本也提高了產(chǎn)品的競爭力。

2 工藝過程簡述

　　研磨機(jī)的主要?jiǎng)幼鳛檗D(zhuǎn)動(dòng)研磨盤由主減速電機(jī)經(jīng)一對三角皮帶輪，通過卸荷帶輪內(nèi)的花鍵幅帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)獲得，輸球料盤由減速電機(jī)經(jīng)過一對鏈輪傳遞蝸桿減速箱，減速后由料盤內(nèi)的直齒輪嚙合帶動(dòng)料盤旋轉(zhuǎn)。兩者均需要選用不同的轉(zhuǎn)速來加工不同系列的鋼球，為此均選用變頻調(diào)速。為了安全期間，在系統(tǒng)中也加上了機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù)功能。如主軸運(yùn)行監(jiān)控接近開關(guān)，裝在機(jī)床的主軸大皮帶輪上，隨時(shí)監(jiān)視研磨盤的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，防止皮帶打滑造成研磨盤卡死，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于正常值時(shí)，就停車報(bào)警；料盤除設(shè)有轉(zhuǎn)速檢測外，還加有堆球時(shí)快速停機(jī)，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)若恢復(fù)正常則重新自動(dòng)運(yùn)行的保護(hù)。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　3.1 單自動(dòng)化平臺(tái)

　　艾默生ct的ec10系列小型plc因其運(yùn)行速度快、通訊組網(wǎng)能力強(qiáng)、編程靈活、仿真模擬運(yùn)行方便、程序保密性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定可靠，鋼球研球機(jī)成為鋼球研球機(jī)plc首選的自動(dòng)化平臺(tái)。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，愛默生ev1000系列變頻器故障率能極低，能實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)矩、寬調(diào)速范圍驅(qū)動(dòng)，有優(yōu)越的防跳閘性能，對惡劣電網(wǎng)、高溫、潮濕和粉塵有較大的適應(yīng)能力，能較好滿足鋼球?qū)Ｓ眉庸ぴO(shè)備的多樣化的使用環(huán)境，可以實(shí)現(xiàn)單品牌同平臺(tái)技術(shù)集成，也成為項(xiàng)目設(shè)計(jì)的首選。由此項(xiàng)目通過選用愛默生的ec10-1614bra小型plc及ev1000-4t0055g和ev1000－2s0007g變頻器，達(dá)到了單一自動(dòng)化平臺(tái)技術(shù)集成，例如ec10系列plc對艾默生ct系列的變頻器有簡潔的通訊指令，一條指令即可控制變頻器的運(yùn)行控制。

　　3.2 電氣原理設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)主電機(jī)電氣原理（料盤電機(jī)控制與主電機(jī)同）如圖1所示。為了用戶調(diào)速及監(jiān)控運(yùn)行速度，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由電位器調(diào)節(jié)，其數(shù)值由線性數(shù)顯表顯示，不通過通訊控制。主令按鈕線直接接于plc的開關(guān)量輸入點(diǎn)上。plc——變頻器對電機(jī)的啟動(dòng)、停止、點(diǎn)動(dòng)功能采用通訊控制方式，使用雙絞線通過rs485口來實(shí)現(xiàn)plc對變頻器的啟停控制，這樣極少占用plc的輸出點(diǎn)，也無需用接觸器控制，降低了機(jī)床的成本。ev1000的rs485口直接端子連接，極為方便。但需要注意的是rs485口“+”，“—”極性不能接反，否則將無動(dòng)作。因變頻器本身具備過電流，過電壓，欠電壓，接地，過熱和過載等多項(xiàng)保護(hù)功能，一旦異常故障發(fā)生，常開點(diǎn)ra，rc閉合，變頻器立即停止輸出，將斷開所有的動(dòng)作并停車報(bào)警，我們將其接入plc的輸入點(diǎn)來控制。變頻器故障時(shí)可查看變頻器屏幕上顯示內(nèi)容，對照變頻器使用說明書異常原因及處置方法，采用相對應(yīng)的措施進(jìn)行處理即可。變頻器多項(xiàng)對輸出的保護(hù)功能使我們無須對電動(dòng)機(jī)另加保護(hù)環(huán)節(jié)，直接接于變頻器的輸出端子上即可。針對變頻器的輸入端保護(hù)相對較為薄弱，在輸入端加上無熔絲斷路器qf實(shí)現(xiàn)反時(shí)限熱保護(hù)。

　　圖1 電氣原理