第一篇：1336系列變頻器在陽極焙燒多功能天車控制系統中應用

1336系列變頻器在陽極焙燒多功能天車控制系統中應用

多功能天車

變頻器

PLC

1引言

中鋁青海公司炭素廠四焙燒車間多功能天車是2005年從國外購進的陽極焙燒生產專用作業設備（如圖1所示），其電氣系統是采用SLC-5000系列可編程序控制器（Logix5550）進行網絡控制，大車、小車行走、碳塊夾具提升、卸料管及吸料管提升均采用1336系列變頻器調速控制，使整車實現了快速陽極運送和超低速在焙燒爐面作業（裝爐、清料和加料）的需要，又實現了準確對位、安全作業和高效率作業的要求，大幅提升了多功能天車綜合性能。通過多年實際應用結果，證明采用Logix5550和1336系列變頻器實現的整車控制系統，很好的解決了焙燒多功能天車運行中存在的多故障、電器件使用壽命短、易老化等實際問題（由于焙燒車間碳粉塵、瀝青煙濃度高，環境溫度高達58℃以上，對天車電氣控制器件工作穩定性及使用壽命影響很大）。6年來該車所采用的電器件均工作良好，主要電氣控制器件均未出現過燒壞、工作性能變差等異常現象。特別是變頻器的耐熱性、PLC的抗噪性及其它電器件的穩定性，充分證明其質量的優越和性價比顯著高的特點。

2控制系統原理及配置

我廠四期陽極焙燒多功能天車是采用Logix5550控制器實現整車控制，大、小車、卸料、吸料管提升采用1336 PLUS II變頻器調速，1#、2#碳塊夾具提升采用1336 Impact變頻器調速，其主機與變頻器通過網絡實現控制和通訊，其整車系統配置如圖2所示。2.1 大車拖動控制系統

焙燒多功能天車大車設計為雙電機（22kW）拖動方式，為更好地滿足天車快速進行陽極運送要求，又能滿足準確定位和微動作業安全的需要，使大車的兩輪同步運行的目的。大車拖動2臺電機采用變頻器“一拖二”控制，變頻器選用1336 PLAS II變頻器，其變頻器控制及接線原理如圖3所示。

圖1 陽極焙燒多功能天車

圖2 多功能天車控制系統配置

圖3 大車變頻器接線原理圖

2.2 小車拖動控制系統

小車也設計為雙電機（11kW）拖動方式，其控制功能、方式和作業要求均與大車相同，其變頻器控制及接線原理如圖4所示。

圖4 小車變頻器接線原理圖

2.3 卸料管、吸料管提升控制系統

多功能天車卸料管和吸料管設計為單電機（5.2kW）拖動方式，由于其工作一般是在陽極焙燒爐上進行吸料或卸料作業，因此其料管升降要求十分緩慢，過快就會出現撞壞或掛壞焙燒爐壁等問題，造成較大破壞和損失。卸料管和吸料管提升拖動電機采用變頻器“一拖一”控制，變頻器為1336 PLAS II變頻器，其變頻器控制及接線原理如圖5所示。

圖5 卸料管/吸料管提升變頻器接線原理圖

2.4 碳塊夾具提升控制系統

多功能天車碳塊夾具分為1#、2#兩套，其夾具提升設計為單電機（45kW）拖動，其每套夾具一次運送6塊碳塊（860kg/塊），且作業面主要是進行陽極焙燒爐裝爐或出爐作業（焙燒爐裝陽極塊或出塊），其夾具升降必須微動作業，過快就會發生撞壞或掛壞爐壁等事故。夾具提升電機采用變頻器“一拖一”控制，變頻器為1336 Impact變頻器，其變頻器控制及接線原理如圖6所示。

圖6 夾具提升變頻器接線原理圖 變頻器配置及參數設定

3.1 大車驅動變頻器型號、配置及主要參數設定

（1）變頻器：1336F-B060-AE-EN（1336-plus II 380，460V）；（2）通訊界面：1202-C10；（3）制動單元：1336-WB110；（4）參數設定，如表1所示。

3.2 小車驅動變頻器型號、配置及主要參數設定

（1）變頻器：1336F-B030-AE-EN（1336-plus II 380/460V）;（2）通訊界面：1202-C10；（3）制動單元：1336-WB035；（4）參數設定，如表2所示。

3.3 吸料/卸料管提升變頻器型號、配置及主要參數設定（1）變頻器：1336F-BRF100-AE（1336-plus II，380V/460V）;（2）通訊界面：1202-C10；（3）制動單元：1336-WB009；（4）參數設定，如表3所示。

3.4 碳塊夾具(1#、2#)提升變頻器型號、配置及主要參數設定（1）變頻器：1336E-B060（1336-Impact 380,460v）;（2）通訊界面：1202-C10；（3）制動單元：1336-WB110；（4）參數設定，如表4所示。效果

此系統安裝投用以來，多功能天車一直運行良好，控制系統穩定，設備故障非常低，從未發生過大的電氣器件燒壞或工作不穩定等異常。6年多的實踐結果，充分證明基于1336系列變頻器實現的天車整車控制、大、小車拖動、卸料管提升、吸料管提升及夾具裝置提升等調速系統，工作十分可靠、穩定，使天車的各項功能真正達到了微動和超低速的控制，大、小車定位更準確，卸料管、吸料管及夾具裝置提升平穩，駕駛人員操作方便，天車作業效率顯著提高（據統計，每班次工作量是國產同類設備的2~2.5倍以上）。其次，變頻器的平穩、低電流的啟動或停車功能，有效地實現了天車柔性工作性能，從而大幅降低了天車機械損壞和沖擊力。尤其是其電氣方面，其效益和效果最為明顯和突出，主要具體如下：

（1）采用Logix5555控制器實現整車電氣控制系統，使硬件結構接線簡單；通過編程實現控制功能、操作臺檔位邏輯互鎖和整車保護措施，使天車操作、作業更加可靠、準確、安全；整車控制電源采用24VDC，使天車的安全性得到充分保障。

（2）大、小車的行走采用變頻調速技術，使得啟、停過程平滑、定位準確，有利于焙燒陽極編組、碳塊裝爐、焙燒爐吸料和填充料添加等作業需要（微動操作和定位準確要求）。

（3）整車電氣系統應用大量的羅克韋爾自動化電機控制變頻器、PLC、顯示器等其它產品，通過網絡控制，使電機調速控制、保護功能和工作信息迅速得到傳輸，實現了操作人員在駕駛室內，就能及時、準確了解到整車工作情況（如設備工作狀態、故障診斷、故障前報警等信息），同時也便于幫助維修人員了解異常信息和處理故障。

（4）1336 pulsⅡ系列變頻器具有調速范圍寬、靜態性好、啟動轉矩平緩、抗干擾能力強，十分適合機械拖動類設備的調速控制；1336 Impact系列變頻器具有啟動轉矩大、抗過載能力強，適合重載提升類設備的調速控制；長期使用效果證明，1336系列變頻器具有適用電網供電不穩或瞬停的移動設備環境的特點。由于天車通常是采用移動滑觸式供電裝置，在較大負載或移動工作情況下，其電源不穩定，會引起許多電器件工作異常問題。

（5）高海拔條件下工作穩定。由于我廠位于2300多米的高海拔地區，許多廠家的變頻器在高海拔環境下，其使用過程中，會出現變頻器過熱、易燒壞和工作不穩定等現象。但1336系列變頻器在長期使用中，卻一直工作穩定、良好。

（6）抗噪性、耐高溫能力均十分顯著。鋁電解陽極焙燒廠房內溫度高（夏季溫度高達58℃以上）、粉塵多（碳粉末、瀝青煙氣）環境惡劣。其次焙燒車間工作連續作業性強。Logix5555控制器和1336系列變頻器長期在這種條件下工作，從未出現過工作異常現象和器件易老化問題。（7）使用過程中，設備維修費用低。投入使用6年來，除了天車上常用器件因機械方面被撞壞或掛壞外，其它電氣控制器件均工作良好，電器件使用壽命很長。據維修費用統計，這臺多功能天車每年平均維修費用只有7.2萬/臺（其中機械方面消耗費用為5.7萬元以上），是國產同類天車維修費用的1/19。結束語

我廠四期陽極焙燒多功能天車采用Logix5550控制器、1336系列變頻器和panel view1000終端顯示器等自動化產品構建的控制系統，其優良的產品和技術，使天車控制和功能更加先進；天車此2005年投運至今，一直工作穩定可靠、故障率低、維護量小；整套系統自動化水平高、操作方便、報警準確等特點，達到了安全控制水平。實踐證明，高性價比的羅克韋爾電氣產品是自動化控制系統及應用領域首選的產品。

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韓敏

第二篇：變頻器DRS2000系列在糖廠的應用

德瑞斯變頻器DRS2000系列在糖廠的應用

(應用行業：其他 閱讀次數：8)【字體：大 中 小】

一、概況

在我國的制糖行業中，變頻器已廣泛地應用在風機、水泵等變轉矩負載，取得了顯著的節能效果。而理平機、蔗刀機、壓榨機作為糖廠重要的生產設備，一直采用傳統的控制方式定速運行。其實從生產工藝和節能兩方面來分析對理平機、蔗刀機、壓榨機進行技術改造不但行之有效而且能大幅提高企業效益。

二、生產工藝分析

眾所周知，壓榨抽出率是影響糖產量的主要因素之一。若壓榨抽出率提高1%，則總收回率提高0.9%左右。影響抽出率的因素很多，主要有以下幾方面原因：

1． 蔗料的破碎度及形態的好壞直接影響第一臺榨機抽出的效率。甘蔗破碎度好，蔗汁易于壓出，效果提高。

2． 蔗渣中的纖維成分受壓后離開榨機出口時又膨脹，此時被壓榨的纖維隨著自身的膨脹在出口處會吸去一部分蔗汁，同時受到機器本身性能的影響，甘蔗中的糖份不可能全部榨出，這就形成了蔗渣中的糖份損失。

3．蔗渣水分的影響。

4． 保證從理平機、蔗刀機輸送過來的蔗層厚度均勻是提高抽出率的重要因素。如果蔗層過厚，造成壓榨不徹底，使蔗渣造成浪費，而且影響機器的運行；如果蔗層過薄，壓不干蔗層，蔗渣水分過高，影響抽出率。

5．榨輥的磨損隨著機器的運行越來越嚴重，導致榨輥間的間隙擴大，壓榨不徹底，使抽出率下降。

6．電網的供電質量是生產可靠的保證，理平機、蔗刀機、壓榨機的電機功率大，瞬間負載大，電網的供電質量直接影響機器的可靠性和連續性。

綜上所述，由于壓榨機轉速固定，從理平機、蔗刀機輸送過來的蔗層厚度經常會達不到要求，這樣會使蔗汁的平均抽出率下降。抽出率越低說明蔗汁流失越大，從而導致產量變低。如果能對壓榨機進行轉速調節，當蔗層厚度不夠時通過降低壓榨機電動機轉速的來使蔗層達到正常厚度后再進行壓榨，這樣壓榨會比較充分，平均抽出率將可以有效提高，同時由于轉速的降低，從而達到節能省電的目的。德瑞斯DRS2000變頻器正是解決此問題的最佳裝置。

三、控制方案

本控制方案具有手動/自動功能。

全自動控制：根據對生產工藝的分析，為了提高抽出率，保證蔗層的厚度是非常重要的，即保證電機負載的均勻；從電機的輸出電信號來講，也就是說要使電機的電流波動范圍保持在一個較小的范圍內。可以通過增加電流變送器檢測電機的實際電流，作為變頻器的反饋控制信號，變頻器根據反饋信號控制電機的實時轉速。如果蔗層過厚，電機的電流變大，變頻器將把電機的轉速按一定比例提升，使蔗層盡快被壓榨；如果蔗層過薄，電機的電流變小，變頻器將按一定比例把電機的轉速降低，以便盡可能將蔗層壓榨徹底。這樣使電機電流始終在小范圍內波動，從而保證蔗層厚度均勻，有助于提高抽出率。

手動控制：當用戶需要手動控制時，可通過自動/手動轉換開關切換，速度根據用戶需要進行調節。

變頻節能柜示意圖

四、德瑞斯變頻器節能柜的特點和優勢

1.高可靠性。選自歐美日的高端器件，確保在高溫高濕各種惡劣情況下萬無一失。

2.本地化服務,24小時到位,各種備件齊全。

3.矢量控制,確保更加節能、控制精度更高。

4.變頻器對電機實行軟啟動和軟停止，避免了大功率電機啟動時由于動電流大對電網造成的瞬時壓降，同時也避免了對，的沖擊，延長了電機的壽命。

5.由于變頻器中間直流回路有大電容作為儲能元件，可以提高網側的功率因數，提高電網質量。

6.變頻器具有完善的保護功能，包括過流、過壓、欠壓、缺相、過載、過熱等，保證了生產的可靠性和設備的穩定運行。

7.提高了蔗汁的抽出率，亦即提高了每個榨季的產糖量，使企業的經濟效益大幅提高。

8.工頻/變頻切換功能。德瑞斯變頻柜具有完善的工頻/變頻切換功 能，特殊情況下，萬一變頻器發生故障，可以切換到工頻運行，不影響正常工作。

9.節省電能，降低能耗，節約生產成本。

10.德瑞斯變頻柜一旦安裝調試完成，上電后它就會自動運行，變頻柜的操作方式與改造前相同，操作工不必重新培訓。

11．本系統具有手動/自動切換功能。

四、改造后的效益分析

改造單位：山東XX糖業有限公司

1.節電：按保守33%計算：

每榨季(100天)節電：

1300KW/H×30%×24小時×100天×0.7元=65.5萬

2.抽出率提高：根據測算，平均抽出率可提高0.3%以上，現在保守估計抽出率提高0.15%，按年榨15萬噸蔗，糖份12.5%，煮收86%計算：每個榨季多產糖：

15萬噸 x 12.5% x 0.15% x 86%=24.2噸;0按4000元/噸糖計：

24.2噸 x 4000元/噸= 9.68萬元;即產量提高使企業每個榨季多創收9.68萬元。

3． 投資回報期：整套系統在一個榨季即收回成本。

德瑞斯機構將為您提供最的佳電機解決方案!

第三篇：變頻器及控制系統在煉鋼廠200噸鑄造吊車上的應用

變頻器及控制系統在煉鋼廠200噸鑄造吊車上的應用

作者：羅克韋爾自動化

摘 要：本文介紹了羅克韋爾自動化PowerFlex700S及控制系統在某煉鋼廠200噸鑄造吊車上的應用，通過實際運行檢驗，系統運行良好，穩定可靠，完全滿足客戶的生產需求。

關鍵詞：羅克韋爾自動化 變頻器 煉鋼廠 鑄造吊車

引言

鑄造起重機用于冶金行業，其工作任務是為冶煉爐運送鋼水。一般有5大機構：主起升，副起升、大車、主小車、副小車機構。由于起重機的位能負荷特性有更為苛刻的安全要求，各機構的大轉動慣量、短時工作、頻繁的起制動運行，對調速方案更加苛刻，近十年來隨著直接力矩控制理論的成熟及大功率矢量變頻器的成功制造，使得變頻調速技術在起重機上得以成功應用。但是，當采用變頻器傳動的起升機構拖動位能性負載下放或平移機構急減速、順風運行時，異步電動機將處于再生發電狀態，以往大部分都通過在中間直流回路設置電阻器，讓連續再生能量通過電阻器以發熱的形式消耗掉，這種方式稱為動力制動。本文介紹了采訪羅克韋爾自動化PowerFlex 700S變頻器及控制系統在煉鋼廠200噸鑄造吊車上的應用，同時由于采用羅克韋爾自動化的集成架構控制系統及軟件，設計和調試都變得更簡單，為用戶節省了時間和人力。冶金起重機系統簡介

本起重機為“冶金鑄造起重機”，代號為“YZ200/65t-19m A7”。主鉤負荷200噸，副鉤負荷65噸，跨度為19m，為四梁結構，分上下小車。

主起升部分包括兩臺250kW電機，三臺減速機；每一臺電機有兩個制動器，制動器形式為液壓推桿式；此主起升機構的減速機為冶金鑄造用棘輪棘爪減速機，兩臺電機輸出到棘輪棘爪減速機，再通過棘輪棘爪減速機輸出到兩臺普通減速機，通過兩臺普通減速機控制兩臺鋼絲繩卷筒，每個卷筒上安裝兩根鋼絲繩，總計四根，通過四根鋼絲繩帶動下面的吊具（吊鋼包的板鉤）。副起升為一臺160kW電機驅動，利用兩臺液壓推桿減速機進行制動。

主小車部分為兩臺22kW電機分別驅動兩邊的減速機以帶動車輪旋轉，通過每臺電機一個液壓推桿制動器進行制動。副小車運行電機為一臺15kW電機帶動一臺減速機進行驅動兩邊的車輪進行工作，通過一個制動器進行制動。大車部分為四角四臺45kW電機分別驅動四臺減速機，帶動各部分的車輪進行工作，每個電機上面一臺制動器。羅克韋爾自動化PowerFlex 700S變頻器

PowerFlex700S是羅克韋爾自動化公司推出的高性能系統型變頻器，它采用書本式結構設計，零間距安裝（Zero Stacking?)，大大減少了變頻器安裝空間，從而節省大量的盤柜安裝空間，節約成套成本和安裝成本。內置了輸入EMC濾波器，直流母線電抗器和輸出共模濾波器，同時160kW以下變頻器內置了制動單元，大大方便了用戶的選型。因現場故障而需更換變頻器時，PowerFlex700S的可插拔控制端子排可以幫助客戶輕而易舉地恢復控制線路。虛擬背板概念使得程序具有可移植其他Logix平臺的能力，實現NetLinx?體系結構的無縫集成和直接通訊驅動。

PowerFlex 700S采用是自有專利的、FORCETM磁通矢量控制技術，加上速度閉環控制，確保負載始終處于受控狀態。PowerFlex 700S具有TorqProveTM力矩校驗功能，TorqProveTM確保停車后機械報閘可靠的控制負載，和當收到運行命令，機械抱閘打開時變頻器能控制負載；TorqProveTM and Force TechnologyTM幫助消除人們對V/F標量型、傳統矢量型變頻器在抱閘時控制的不定因素的擔憂，并可以解決起重應用中的關鍵問題：

（1）溜鉤保護

當負載移動停止，機械抱閘閉合，變頻器將斜坡降低輸出轉矩，同時監測編碼器反饋，確認負載被控制。如果監測到編碼器反饋有變化(溜鉤)，變頻器會馬上增加輸出轉矩，重新控制負載，按照預先設定的速度下放負載。變頻器會重復以上的周期，直到抱閘能控制負載或負載安全下放到地面。

（2）速度偏離保護（失速保護）

變頻器會連續的監測速度命令和速度反饋，比較其偏差，如果偏差超出所允許的范圍，那么變頻器將變為故障狀態，同時，抱閘投入工作。

（3）輸出缺相保護

三相輸出接線端被監測，確保輸出每有缺相。一旦TorqProve 使能，這項功能不能被屏閉。

（4）編碼器丟失

變頻器會連續的監測編碼器反饋，確保編碼器工作正常。只要出現編碼器丟失變頻器馬上變為故障狀態，同時，抱閘投入工作。一旦TorqProve使能，這項功能必需使能.（5）基于負載大小的速度限制

允許高于基速運行（輕載時更快運行）；在基速時測量負載大小，若低于額定負載，則可超速。

PowerFlex 700S變頻器的力矩校驗時序圖如圖1所示。

以上所有的時間設置的分辯率為0.1秒

圖1 力矩校驗時序圖 冶金起重機系統控制方案

本系統全部采用羅克韋爾自動化公司生產的PowerFlex 700S變頻器，它采用ForceTM磁通矢量控制方式。這種控制方式采用實時計算的電動機轉矩和轉速構成轉矩轉速雙閉環系統，其動、靜態精度高（速度控制精度高達±0.001%，轉矩控制精度高達±2%）；在轉矩響應方面，比非ForceTM控制方式變頻器快許多（轉矩響應響應時間≤5ms），并克服了傳統調速系統和轉矩開環變頻器低速段輸出轉矩不足的問題，其零速轉矩可達200%。這些特點充分保證了位能性負載的要求。

系統具體配置如下：大車行走機構采用兩臺變頻器，分別驅動一臺電動機。其中一臺為主機，另一臺為從機。利用主從應用軟件，保證兩臺電動機的速度同步和負荷平衡，防止大梁扭動和啃軌。小車機構變頻器采用一臺變頻器。主起升機構和副起升機構，分別采用一臺變頻器，并分別采用一臺光電編碼器，做速度反饋和控制檢測用。系統采用能耗制動的方式將連續再生能量消耗點實現制動。所有變頻器配有各類標準的現場總線接口。大車和小車的控制系統圖如圖2所示，主鉤和副鉤的控制系統圖如圖3所示。

圖2 大車和小車的控制系統圖

圖3 主鉤和副鉤的控制系統圖

兩臺主起升變頻器采用主從方式，通過光纖通訊方式傳遞力矩信號，采用力矩跟隨的方法保證兩臺電機出力均勻。采用力矩跟隨方式作負荷分配具有力矩分配精度高、動態響應快、調速范圍寬等優點。力矩跟隨方式示意圖如圖4所示。

圖4 力矩跟隨方式示意圖

本系統采用Compact Logix作為核心控制器，采用工業控制現場總線，將PLC、遠程I/O、各機構變頻器、觸摸屏聯結起來，減少電纜投資，減少接線和維護工作量，減少故障點。遠程I/O和觸摸屏安裝于司機室。接受操作人員的指令，顯示系統各種工況信息，以利于操作人員監視、操作和方便維護人員故障診斷與維修。PLC安裝于控制柜內。接收現場檢測器件的狀態信息、變頻器等狀態信息，控制系統運行。PLC控制柜、變頻控制柜，以及電阻制動柜安放在大梁上。

5結束語

本系統采用采用羅克韋爾自動化公司的Compact Logix作為核心控制器，與PowerFlex 700S高性能系統型變頻器一起組成一個高可靠性的系統，該冶金鑄造起重機經一次調試成功，整機設備運行良好，完全能夠滿足客戶的生產需求。目前，此系統在實際工作環境中運行良好，十分穩定。(end)

第四篇：PLC-5系列總裝車間電氣控制系統中應用

采用羅克韋爾自動化公司的PLC-5系列PLC和DeviceNet總線，奇瑞公司輕松地實現了對總裝車間復雜的控制系統的管理和監控。

汽車制造廠的輸送線和裝配線的控制系統非常復雜，它需要控制道岔、停止器、捕捉器、隔離開關、急停開關、接近開關、光電開關、傳送機、張緊器、提升機、舉升臺等許多執行機構。在奇瑞公司二期工程總裝車間里，采用兩條裝配線實現了四種車型的混線生產。整個控制系統由中央控制室和四個遠程控制站組成了一個全廠工業局域網，遠程控制柜PLC通過以太網將自己所控制區域內的生產情況傳送至中央控制室的計算機系統。

一、系統選型及特點

在認真分析國際知名控制系統公司的產品基礎上，奇瑞公司根據自動化控制技術人員在產品實際應用上的經驗，鑒于一期工程采用羅克韋爾A-B PLC產品的良好運行狀況，決定在二期工程中仍采用A-B PLC用來控制整個生產車間。

A-B PLC在全球工業界享有盛名，其PLC-5系列作為A-B品牌家族中旗艦產品擁有許多功能模塊，可以實現多種復雜的控制系統。此外，羅克韋爾的軟件眾多，功能強大，能夠給予A-B的產品廣泛的支持。

最終，奇瑞公司確定選用羅克韋爾的PLC-5可編程序控制器、RSLogix 5編程軟件、RSNetWork控制網組態軟件以及RSView監控軟件組成的自控系統來實現對總裝車間的整個生產裝配線的控制。除此之外，奇瑞公司二期工程的焊裝輸送線和涂裝輸送線也采用了羅克韋爾的A-B PLC。PLC-5/40E CPU的特點是內存容量大、數據處理能力強、網絡功能強大，帶有以太網網口，不需要額外的以太網通訊模塊。PLC-5/40E CPU使用鑰匙開關改變處理器的操作模式：在運行模式下，用戶不能創建或刪除程序文件、創建或刪除數據文件、或通過編程軟件改變操作模式；在編程模式時，用軟件編程不能改變操作模式；通過編程軟件，在遠程編程、遠程測試、遠程運行模式之間改變。

RSLogix 5編程軟件具有可靠的通訊能力、強大的編程功能以及卓越的診斷能力、監控能力、運行控制功能。運用RSLogix 5梯形邏輯編程軟件可以優化系統性能，節省項目開發時間，提高生產率。

上位機監控軟件RSView32是羅克韋爾自動化公司推出的組態軟件平臺，其特點是使用方便，可以構造靈活的界面和強大的功能，能夠開發出較強的組合畫面。利用上位機監控軟件RSView32，坐在中央控制室就可對現場的生產情況一目了然，實現監控生產。

二、系統結構與配置

羅克韋爾的通訊網絡分為信息層、控制層和設備層。信息層應用以太網進行全廠的數據采集和程序維修；控制層應用控制網、DH+、DH485、遠程I/O網絡；設備層應用DeviceNet網絡進行底層設備的低成本、高效率信息集成。

羅克韋爾采用基于生產者/客戶模式的通訊技術控制網，即傳送對時間有苛刻要求的控制信息也可同時傳送其他的信息，但對時間無苛求的信息不會影響對時間苛求信息的傳送。該控制網具有以下特點：

?

?

? 連續性；傳送與梯形邏輯程序的掃描異步；以一個與用戶在I/O映象表中所設定的通訊速率相等或更快的速率傳送，充分保證了控

制網中的數據準確、可靠、快速的發送、傳遞、接受和處理。

總裝車間控制系統是一個基于DeviceNet網絡的現場總線控制系統。控制系統由一個中央控制柜和四個遠程控制柜組成，并與上位機和企業的以太網相連接。系統的最低層是設備控制層，主要實現對生產設備的現場控制與監控；控制網主要是通過上位機完成對全車間生產線的在線監測，并向設備控制層下達控制指令；最上層是EtherNet網絡通過EtherNet網絡與公司的企業資源管理（ERP）系統連接，向ERP系統提供整個車間的生產數據。

1、中央控制室

中央控制室采用RSView32組態軟件。RSView32是高度集成、基于組件并用于監視和控制自動化設備和過程的人機界面監控軟件，通過開放的技術擴展用戶的視野，能夠實現與羅克韋爾其他軟件產品、微軟產品以及第三方應用程序的高度兼容。RSView32除了具備高質量人機界面監控軟件的功能外，還能夠提供獨特的系列工具以最大限度地提升生產效率。

中央控制室承擔了數據管理、車間數據采集、報警、趨勢、數據記錄及中文報表等工作。在中央控制室設有操作員工作站，操作員通過操作終端詳細了解整個車間的生產運行情況，下達操作控制指令指揮整個車間的生產，以實現車間自動化控制。

中央控制室主要實現以下功能：

(1)控制操作：在中央控制室對整個系統的被控設備進行在線實時控制。

(2)顯示功能：用圖形實時顯示各PLC站被控設備的運行工況；動態顯示生產線工藝流程圖，并能在流程圖上選擇彈出多級細部詳圖；動態顯示各種信號的數值和范圍清單。

(3)數據管理：建立生產數據庫、操作信息庫、故障信息庫。

(4)數據處理：利用實時數據和歷史數據計算主要生產指標。

(5)報警功能：當裝配線出現故障時，工人按下呼人開關和急停開關，裝配線停止運行，并把故障信息輸入到報警表，屏幕顯示報警信息，打印機輸出報警信息，聲光報警，并可依據報警信息推出相應的動態畫面。

(6)報表功能：包括即時報表、日報表、月報表、年報表。

(7)安全功能：按不同操作級別分級加密，并記錄操作人的員工號和所有操作信息。

(8)打印功能：可以實現報表和圖形打印以及各種事件和報警的實時打印。

2、雙行道板式輸送機系統

總裝車間有兩套雙行道板式輸送機系統。該系統由四柱叉式提升機、助推器、回轉舉升臺、傳送機和接近開關等設備組成，每套系統由兩條平板輸送線組成。平行回轉運行是一種非常復雜的控制技術，在國內處于技術領先的地位。該輸送線能夠在很大程度上降低工人的勞動強度，提高生產效率。因此，對控制系統技術的要求比較高，難度也比較大。設備控制和調試起來非常困難，要求控制系統的各個部分互相緊密配合，不能出現半點差錯，這是控制中的難點和重點。從四柱叉式提升機的控制系統中取一個信號，用來控制吊具從寬推桿積放式懸掛輸送鏈到雙行道板式輸送機上或從雙行道板式輸送機到寬推桿積放式懸掛輸送鏈上，過程之間的緊密銜接，以杜絕差錯和故障的出現。同時，在現場設有自動/手動切換箱，以防生產過程中出現緊急事故。

3、車型吊具識別系統

在油漆車身上料點，操作人員將當前吊具號及車的信息輸入到錄入計算機中，然后通過以太網傳送至PLC進行堆棧存儲。錄入計算機將車的信息通過識別系統寫頭寫入載碼體，通過以太網將吊具號及車的信息傳送至上位機，并在錄入計算機內存儲，當錄入完畢后向PLC發送信號。上位機做出與輸送線相對應的畫面及參數，通過PLC給出的指針及錄入計算機給出的信息進行顯示，并與PLC給出的堆棧信息進行比較，上位機根據信息及要求控制出入庫的道岔及停止

器。當上位機出現故障時，操作人員采用人工控制運行，待上位機正常后從PLC調出堆棧信息恢復顯示。

在庫存入口處的識別系統讀頭讀取載碼體信息通過以太網傳至上位機，上位機根據庫存及車的信息控制入庫區的道岔及停止器。當上位機出現故障時，操作人員人工控制運行，待上位機正常后從PLC調出堆棧信息恢復顯示。

庫區出口處，上位機根據計劃及庫區信息通過以太網控制停止器。當上位機出現故障時，操作人員人工控制運行。

載車吊具入口處，上位機根據識別系統讀頭讀取載碼體信息通過以太網傳至上位機，然后上位機根據車的信息控制道岔及停止器。當上位機出現故障時，操作人員人工控制運行。

在裝配懸鏈整車下線提升機前一工位處（ST48）設置識別系統讀頭，現場儀表板上線處設置顯示計算機及打印機各一臺。當車通過ST48工位時，讀頭將載碼體信息讀入，并在計算機處顯示。

發動機上線完畢后，通過以太網發送一信息，計算機自動消除。計算機能依次顯示3臺車輛的信息，并能打印當天的產量及參數。

4、吊具儲存區

總裝車間吊具存儲區分空吊具存儲區和油漆車身吊具存儲區。其中油漆車身吊具存儲區由九條寬推桿積放式懸掛輸送鏈系統組成，用來存儲不同的車型和同種車型的不同顏色車身的吊具。控制系統需要區分吊具的類型，在吊具進入存儲區和移出存儲區時需要鑒別吊具的類型，并與已經輸入的信息進行比較。然后做出吊具應該進入哪一條懸掛輸送線存儲區，或者哪種吊具從懸掛輸送線存儲區出去的決定。

在空吊具存儲區前有一個壞吊具識別和檢修區，把需要檢修的吊具送入檢修區進行維修，正常的空吊具進入吊具存儲區。

三、結束語

總裝車間控制系統的特點同時也是控制的難點，主要體現在以下兩方面：一是，要切實保證設備運行的安全性，在生產過程中出現任何微小的故障都可能導致重大的安全事故和巨大的經濟損失；二是，控制系統復雜的連鎖關系，從載油漆車身的吊具上線到成品車下線，包括工藝鏈和快速鏈之間的銜接，需要設備的各個環節緊密配合，不能出現絲毫差錯。

總裝車間控制系統自動化程度較高、數據采集量大、控制站多，因此，對系統可靠性的要求較高。通過采用羅克韋爾的產品和技術，系統基本達到設計要求，運行效果較好，運行穩定、可靠，靈活地實現了復雜的連鎖任務，具有較高的機電一體化水平。同時，該系統設計合理、安全可靠，減輕了工人的勞動強度，減少了設備運行的故障率，提高了生產效率。

第五篇：PLC在銑床控制系統中的應用

PLC在銑床控制系統中的應用

謝保雞

摘要：介紹用PLC取代X62W萬能銑床的繼電器控制電路，闡述了PLC的設計方案；根據控制要求，確定PLC的輸入輸出點數，進行PLC型號選擇，對I/O地址進行了分配，并畫出了I/O接線圖；根據控制原理，畫出了梯形圖。

關鍵詞：可編程控制器(PLC)；銑床；控制；

1引言

PLC是將計算機技術應用于工業控制領域的產品，它具有高可靠性、編程簡單、體積小功耗低等優點，在短短的幾十年里得到了迅猛發展，已成為當代工業自動化的主要支柱之一目前，部分中小型企業及高校仍廣泛使用傳統的繼電器控制機床，這些機床經歷了比較長的歷史，雖然它能在一定范圍內滿足單機和自動生產線的需要，但由于它的電控系統是以繼電器、接觸器的硬連接為基礎的，技術上比較落后，特別是其觸點的可靠性問題，直接影響了產品質量，生產效率和生產成本。而用PLC對它進行技術改造，便能取得很好的效果。X62W銑床的電氣控制要求

圖1是X62W銑床控制系統的主電路圖，其中M1是主軸電動機，M2為冷卻泵電動機，M3為進給電動機，FR1—FR3為熱繼電器，FU為熔斷器。

具體控制要求如下：

(1)主軸電動機M1采取空載直接起動，且要求實現正、反轉控制，但由于銑床在加工過程中主軸方向的改變并不頻繁，因此采用了電源相序轉換開關SA3來實現正、反轉。

(2)為防止銑削時，系統發生振動，在主軸傳動系統中裝有慣性輪，但在高速切削后，停車很費時間，故采用電磁離合器YC1制動。

(3)工作臺的縱向、橫向和垂直三個方向的進給運動由進給電動機M 3拖動，三個方向的選擇由操縱手柄改變傳動鏈來實現，每個方向有正、反向運動。要求M3能正、反轉，同時，一個時刻只允許工作臺向一個方向移動，所以三個方向的運動之間應有聯鎖保護裝置。

(4)為了防止刀具和機床的損壞，要求只有主軸旋轉后，才允許有進給運動，而為了減小加工件表面的粗糙度，停車時要求先停進給，然后停主軸。但由于主軸本身具有慣性，因此可 以采用主軸和進給同時停止的方式。

(5)主軸運動和進給運動采用變速盤來進行速度選擇，為保證變速時齒輪進入良好的嚙合狀態，兩種運動都要求變速時電機作瞬時點動。

(6)為操作方便，主軸電動機的起動與停止，工作臺快速移動均采用兩地控制。

(7)冷卻泵由電動機M2拖動，只要求實現正轉控制。

(8)為了加工螺旋槽，在X62W銑床上安裝了圓工作臺，但要求圓工作臺的旋轉與工作臺的上下、左右及前后進給運動之間有聯鎖保護裝置。PLC控制電路

3.1 I/O地址分配、機型選擇及I/O端口接線圖為實現上述銑床的控制要求，現選擇三菱公司生產的FX2N－48MR型PLC，其I/O地址分配如附表所示。

圖2是X62W銑床的PLC輸入輸出接線圖，需注意的是，圖中對輸入的常閉觸點進行了處理，即常閉按鈕改用常開按鈕，熱繼電器的常閉觸點改用了常開觸點。

3.2 PLC梯形圖

圖3是X62W銑床的PLC梯形圖，其中，回路6控制主軸起動和變速，回路7控制主軸制動，回路11控制工作臺分別作縱向、橫向、垂直、變速等運動以及圓盤運動，回路8控制工作臺快速進給。PLC梯形圖控制分析

4.1主軸控制電路分析(1)主軸電動機起動

起動前先合上電源開關QF，再把主軸轉換開關SA3扳到所需的旋轉方向，然后按起動按鈕SB1（或SB2)，X0（或X1)閉合，Y0得電，KM1工作，主軸電動機運轉。

(2)主軸電動機的停車制動

按主軸停止按鈕SB5（或SB6)，這時X4（或X5)常閉斷開，M5失電，Y0失電，KM1斷開，主軸電動機失電作慣性運動，接著X4（或X5)常開閉合，Y3得電，電磁離合器YC1工作，對主軸進行制動，待主軸停車后，松開SB5（或SB6)。

(3)主軸換銑刀控制

SA1是主軸換銑刀開關，需換刀時，將SA1扳到“換刀”位置，這時X14常閉斷開，使Y0失電，KM1斷開，主軸電動機失電作慣性運動，接著X14常開閉合，Y3得電，電磁離合器YC1得電工作，對主軸進行制動，使機床無法運行，保證了人身安全。(4)主軸變速沖動控制

主軸變速時的沖動控制是利用變速手柄與沖動行程開關SQ1，通過機械上的聯動機構進行控制，變速時，扳操縱手柄使SQ1動作，這時X6常閉斷開（斷開自鎖回路)，X6常開閉合，使Y0得電，KM1工作，主軸電動機實現點動控制。

4.2進給控制電路分析

轉換開關S A 2是控制圓工作臺的，在不需要圓工作臺工作時，轉換開關SA2扳到“斷開”位置。此時，X15常閉閉合，常開斷開；當需要圓工作臺工作時，轉換開關SA2扳到“接通”位置，此時X15常閉斷開，常開閉合。(1)工作臺左（右)控制

主軸電動機啟動后，將操縱手柄向左（右)扳，其聯動機構壓動位置開關SQ5（SQ6)，使X12（X13)常閉斷開（聯鎖保護)，X12（X13)常開閉合，Y1（Y2)得電，KM2（KM3)工作，進 給電動機實現正（反)轉，通過相應傳動裝置拖動工作臺向左（右)運動。(2)工作臺下、前（上、后)控制

主軸電動機啟動后，將操縱手柄分別向下、前（上、后)扳，其聯動機構壓動位置開關SQ3（SQ4)，使X10（X11)常閉斷開（聯鎖保護)，X10（X11)常開閉合，Y1（Y2)得電，KM2（KM3)工作，進給電動機實現正（反)轉，通過相應傳動裝置拖動工作臺向下、前（上、后)運動。(3)進給變速沖動控制

與主軸變速原理一樣，變速時只需將變速盤往外拉，使進給齒輪松開，待轉動變速盤選擇好速度后，將變速盤向里推，在推進時，檔塊壓動位置開關SQ2，使X7常閉斷開（斷開自鎖回路)，X7常開閉合，Y1得電，KM2工作，進給電動機實現點動控制。(4)工作臺快速移動控制

按下快速點動按鈕SB3（或SB4)，X2（或X3)接通，M9得電，它的一個常開觸點接通進給控制電路，另一個則接通快速進給電磁離合器YC3，常閉觸點切斷正常進給電磁離合器YC2，讓工作臺實現快速進給。松開SB3（或SB4)，X2（或X3)斷開，M9失電，此時YC3失電，YC2得電，工作臺快速移動停止，仍按原方向作正常進給運動(5)圓工作臺的控制

當需要加工螺旋槽時，應將工件安裝在圓工作臺上，調整好銑刀和工件之間的位置，主軸電動機啟動后，將開關SA2扳到“接通”位置，X15常閉斷開（聯鎖保護)，X15常開閉合，Y得電，KM2工作，進給電動機通過相應傳動裝置拖動圓工作臺開始工作值得注意的是，當圓工作臺在運轉過程中，既不要求調速，也不要求反轉

5結束語

用PLC改造后的X62W銑床通過實際使用，生產效率得到了很大提高并能很好的保證其加工精度，自運行以來，系統運行穩定、可靠，完全滿足生產工藝的要求，對同類設備的技術 改造有較大的參考價值。參考文獻：

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