河南新機股份有限公司       孔  豔   鄒華海

 

摘　要: 程控變頻鋼球研球機是國家重點新產品
，其中電氣部分的設計利用RS485通訊口，充分應用了PLC和變頻器的通訊功能
，使整個設計最優化。

關鍵詞: 變頻器　可編程控製器　　RS485通訊口　鋼球研球機

 

    程控變頻鋼球加工機床是我公司主導產品，產銷量居國內首位
，並批量出口美、德、日、韓、意大利等國。產品設計吸收了國內外多項先進技術，本文就電氣傳動控製部分進行闡述。

jiushiniandaiyilai，bianpinchuandongjishurizhenwanshan
，qitiaosuwending，jienengjianghao
，fangbiankekaodengyoudiantuchu
，yiwanquanqudaiyuanlaidehuachatiaosuhezhiliutiaosu。erkebianchengxukongzhiqiyiyubiancheng
，yishixianchuantongdejidianqikongzhibunengshixiandexuduogongneng。PLC與變頻器的係統集成自動化已成為產品設計時的首選解決方案。RS485通訊隻需用兩根線，安全可靠且傳輸距離遠被廣泛應用在變頻器和PLC上，這就使變頻器與可編程序控製器通訊極為便利，低廉的成本也提高了產品的競爭力。

    研yan磨mo機ji的de主zhu要yao動dong作zuo為wei轉zhuan動dong研yan磨mo盤pan由you主zhu減jian速su電dian機ji經jing一yi對dui三san角jiao皮pi帶dai輪lun
，通tong過guo卸xie荷he帶dai輪lun內nei的de花hua鍵jian幅fu帶dai動dong主zhu軸zhou旋xuan轉zhuan獲huo得de，輸shu球qiu料liao盤pan由you減jian速su電dian機ji經jing過guo一yi對dui鏈lian輪lun傳chuan遞di蝸wo杆gan減jian速su箱xiang，減jian速su後hou由you料liao盤pan內nei的de直zhi齒chi輪lun齧nie合he帶dai動dong料liao盤pan旋xuan轉zhuan。兩liang者zhe均jun需xu要yao選xuan用yong不bu同tong的de轉zhuan速su來lai加jia工gong不bu同tong係xi列lie的de鋼gang球qiu，為wei此ci均jun選xuan用yong變bian頻pin調tiao速su。為wei了le安an全quan期qi間jian，在zai係xi統tong中zhong也ye加jia上shang了le機ji床chuang運yun轉zhuan保bao護hu功gong能neng。如ru主zhu軸zhou運yun行xing監jian控kong接jie近jin開kai關guan，裝zhuang在zai機ji床chuang的de主zhu軸zhou大da皮pi帶dai輪lun上shang
，隨sui時shi監jian視shi研yan磨mo盤pan的de運yun動dong狀zhuang態tai，防fang止zhi皮pi帶dai打da滑hua造zao成cheng研yan磨mo盤pan卡ka死si，當dang轉zhuan速su低di於yu正zheng常chang值zhi時shi
，就jiu停ting車che報bao警jing；料盤除設有轉速檢測外，還加有堆球時快速停機，在設定時間內若恢複正常則重新自動運行的保護。

3 係統硬件設計

    艾默生CT的EC10係列小型PLC因其運行速度快
、通訊組網能力強、編程靈活
、仿真模擬運行方便
、程序保密性強、抗幹擾能力強、性能穩定可靠，鋼球研球機成為鋼球研球機PLC首選的自動化平台。根據工程經驗
，愛默生EV1000係列變頻器故障率能極低
，能實現高轉矩、寬調速範圍驅動
，有優越的防跳閘性能，對惡劣電網、高溫、潮(chao)濕(shi)和(he)粉(fen)塵(chen)有(you)較(jiao)大(da)的(de)適(shi)應(ying)能(neng)力(li)，能(neng)較(jiao)好(hao)滿(man)足(zu)鋼(gang)球(qiu)專(zhuan)用(yong)加(jia)工(gong)設(she)備(bei)的(de)多(duo)樣(yang)化(hua)的(de)使(shi)用(yong)環(huan)境(jing)，可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)單(dan)品(pin)牌(pai)同(tong)平(ping)台(tai)技(ji)術(shu)集(ji)成(cheng)，也(ye)成(cheng)為(wei)項(xiang)目(mu)設(she)計(ji)的(de)首(shou)選(xuan)。由(you)此(ci)項(xiang)目(mu)通(tong)過(guo)選(xuan)用(yong)愛(ai)默(mo)生(sheng)的(de)EC10-1614BRA小型PLC及EV1000-4T0055G和EV1000－2S0007G變頻器，達到了單一自動化平台技術集成，例如EC10係列PLC對艾默生CT係列的變頻器有簡潔的通訊指令，一條指令即可控製變頻器的運行控製。

    係統主電機電氣原理（料盤電機控製與主電機同）如圖1所示。為了用戶調速及監控運行速度

，電動機轉速由電位器調節
，其數值由線性數顯表顯示，不通過通訊控製。主令按鈕線直接接於PLC的開關量輸入點上。PLC――變頻器對電機的啟動、停止
、點動功能采用通訊控製方式

，使用雙絞線通過RS485口來實現PLC對變頻器的啟停控製，這樣極少占用PLC的輸出點

，也無需用接觸器控製，降低了機床的成本。EV1000的RS485口直接端子連接，極為方便。但需要注意的是RS485口“+”，“―”極(ji)性(xing)不(bu)能(neng)接(jie)反(fan)，否(fou)則(ze)將(jiang)無(wu)動(dong)作(zuo)。因(yin)變(bian)頻(pin)器(qi)本(ben)身(shen)具(ju)備(bei)過(guo)電(dian)流(liu)，過(guo)電(dian)壓(ya)
，欠(qian)電(dian)壓(ya)

，接(jie)地(di)，過(guo)熱(re)和(he)過(guo)載(zai)等(deng)多(duo)項(xiang)保(bao)護(hu)功(gong)能(neng)，一(yi)旦(dan)異(yi)常(chang)故(gu)障(zhang)發(fa)生(sheng)，常(chang)開(kai)點(dian)RA，RC閉合，變頻器立即停止輸出
，將斷開所有的動作並停車報警，我們將其接入PLC的de輸shu入ru點dian來lai控kong製zhi。變bian頻pin器qi故gu障zhang時shi可ke查zha看kan變bian頻pin器qi屏ping幕mu上shang顯xian示shi內nei容rong，對dui照zhao變bian頻pin器qi使shi用yong說shuo明ming書shu異yi常chang原yuan因yin及ji處chu置zhi方fang法fa
，采cai用yong相xiang對dui應ying的de措cuo施shi進jin行xing處chu理li即ji可ke。變bian頻pin器qi多duo項xiang對dui輸shu出chu的de保bao護hu功gong能neng使shi我wo們men無wu須xu對dui電dian動dong機ji另ling加jia保bao護hu環huan節jie，直zhi接jie接jie於yu變bian頻pin器qi的de輸shu出chu端duan子zi上shang即ji可ke。針zhen對dui變bian頻pin器qi的de輸shu入ru端duan保bao護hu相xiang對dui較jiao為wei薄bo弱ruo
，在zai輸shu入ru端duan加jia上shang無wu熔rong絲si斷duan路lu器qiQF實現反時限熱保護。

    EV1000變頻器具有豐富的控製功能。因為研球機的兩控製電機均為減速電機，選擇做靜止自整定，然後對最高操作頻率，最低操作頻率， JOG點動頻率

，加/減速時間，頻率指令來源，運轉信號來源，停車方式、過guo載zai報bao警jing檢jian出chu及ji時shi間jian等deng參can數shu進jin行xing設she定ding。針zhen對dui個ge別bie機ji床chuang的de共gong振zhen現xian象xiang對dui載zai波bo頻pin率lv，跳tiao躍yue頻pin率lv

，電dian機ji穩wen定ding因yin子zi等deng參can數shu進jin行xing設she定ding。為wei實shi現xian輕qing壓ya啟qi動dong機ji床chuang及ji節jie電dian等deng性xing能neng
，對dui轉zhuan矩ju提ti升sheng
、自動節能
、AVR功能等參數設定來優化係統性能；對通訊位址，通訊送傳速度，通訊資料格式等參數進行設定，以使PLC對變頻器實施控製。EC10係列PLC對艾默生CT係列的變頻器有簡潔的通訊指令，一條指令即可控製變頻器的運行。

    通訊協議采用MODBUS模式，EVFWD為正轉，１為COM1通道(EC10隻支持通道1)，１為通訊地址，其值必須預先設定
，與變頻器通訊地址一致，“唯一”且不可覆蓋。EVREV為反轉指令，EVDFWD為正向點動指令，EVSTOP為停止指令。

    該係統應用變頻器調速實現無級調速，滿足用戶工藝多樣化的需求。使用RS485通訊口
，不占用PLC的輸出點
，接線最少，提高了產品的可靠性。所選艾默生CT變頻器具有較強的自診斷功能
，便於維護。該係統自投入使用以來
，運行穩定

，工作可靠
，尚未出現故障，具有很高的性價比。