1336系列变频器在阳极焙烧多功能天车控制系统中应用

第一篇：1336系列变频器在阳极焙烧多功能天车控制系统中应用

1336系列变频器在阳极焙烧多功能天车控制系统中应用

多功能天车

变频器

PLC

1引言

中铝青海公司炭素厂四焙烧车间多功能天车是2005年从国外购进的阳极焙烧生产专用作业设备（如图1所示），其电气系统是采用SLC-5000系列可编程序控制器（Logix5550）进行网络控制，大车、小车行走、碳块夹具提升、卸料管及吸料管提升均采用1336系列变频器调速控制，使整车实现了快速阳极运送和超低速在焙烧炉面作业（装炉、清料和加料）的需要，又实现了准确对位、安全作业和高效率作业的要求，大幅提升了多功能天车综合性能。通过多年实际应用结果，证明采用Logix5550和1336系列变频器实现的整车控制系统，很好的解决了焙烧多功能天车运行中存在的多故障、电器件使用寿命短、易老化等实际问题（由于焙烧车间碳粉尘、沥青烟浓度高，环境温度高达58℃以上，对天车电气控制器件工作稳定性及使用寿命影响很大）。6年来该车所采用的电器件均工作良好，主要电气控制器件均未出现过烧坏、工作性能变差等异常现象。特别是变频器的耐热性、PLC的抗噪性及其它电器件的稳定性，充分证明其质量的优越和性价比显著高的特点。

2控制系统原理及配置

我厂四期阳极焙烧多功能天车是采用Logix5550控制器实现整车控制，大、小车、卸料、吸料管提升采用1336 PLUS II变频器调速，1#、2#碳块夹具提升采用1336 Impact变频器调速，其主机与变频器通过网络实现控制和通讯，其整车系统配置如图2所示。2.1 大车拖动控制系统

焙烧多功能天车大车设计为双电机（22kW）拖动方式，为更好地满足天车快速进行阳极运送要求，又能满足准确定位和微动作业安全的需要，使大车的两轮同步运行的目的。大车拖动2台电机采用变频器“一拖二”控制，变频器选用1336 PLAS II变频器，其变频器控制及接线原理如图3所示。

图1 阳极焙烧多功能天车

图2 多功能天车控制系统配置

图3 大车变频器接线原理图

2.2 小车拖动控制系统

小车也设计为双电机（11kW）拖动方式，其控制功能、方式和作业要求均与大车相同，其变频器控制及接线原理如图4所示。

图4 小车变频器接线原理图

2.3 卸料管、吸料管提升控制系统

多功能天车卸料管和吸料管设计为单电机（5.2kW）拖动方式，由于其工作一般是在阳极焙烧炉上进行吸料或卸料作业，因此其料管升降要求十分缓慢，过快就会出现撞坏或挂坏焙烧炉壁等问题，造成较大破坏和损失。卸料管和吸料管提升拖动电机采用变频器“一拖一”控制，变频器为1336 PLAS II变频器，其变频器控制及接线原理如图5所示。

图5 卸料管/吸料管提升变频器接线原理图

2.4 碳块夹具提升控制系统

多功能天车碳块夹具分为1#、2#两套，其夹具提升设计为单电机（45kW）拖动，其每套夹具一次运送6块碳块（860kg/块），且作业面主要是进行阳极焙烧炉装炉或出炉作业（焙烧炉装阳极块或出块），其夹具升降必须微动作业，过快就会发生撞坏或挂坏炉壁等事故。夹具提升电机采用变频器“一拖一”控制，变频器为1336 Impact变频器，其变频器控制及接线原理如图6所示。

图6 夹具提升变频器接线原理图 变频器配置及参数设定

3.1 大车驱动变频器型号、配置及主要参数设定

（1）变频器：1336F-B060-AE-EN（1336-plus II 380，460V）；（2）通讯界面：1202-C10；（3）制动单元：1336-WB110；（4）参数设定，如表1所示。

3.2 小车驱动变频器型号、配置及主要参数设定

（1）变频器：1336F-B030-AE-EN（1336-plus II 380/460V）;（2）通讯界面：1202-C10；（3）制动单元：1336-WB035；（4）参数设定，如表2所示。

3.3 吸料/卸料管提升变频器型号、配置及主要参数设定（1）变频器：1336F-BRF100-AE（1336-plus II，380V/460V）;（2）通讯界面：1202-C10；（3）制动单元：1336-WB009；（4）参数设定，如表3所示。

3.4 碳块夹具(1#、2#)提升变频器型号、配置及主要参数设定（1）变频器：1336E-B060（1336-Impact 380,460v）;（2）通讯界面：1202-C10；（3）制动单元：1336-WB110；（4）参数设定，如表4所示。效果

此系统安装投用以来，多功能天车一直运行良好，控制系统稳定，设备故障非常低，从未发生过大的电气器件烧坏或工作不稳定等异常。6年多的实践结果，充分证明基于1336系列变频器实现的天车整车控制、大、小车拖动、卸料管提升、吸料管提升及夹具装置提升等调速系统，工作十分可靠、稳定，使天车的各项功能真正达到了微动和超低速的控制，大、小车定位更准确，卸料管、吸料管及夹具装置提升平稳，驾驶人员操作方便，天车作业效率显著提高（据统计，每班次工作量是国产同类设备的2~2.5倍以上）。其次，变频器的平稳、低电流的启动或停车功能，有效地实现了天车柔性工作性能，从而大幅降低了天车机械损坏和冲击力。尤其是其电气方面，其效益和效果最为明显和突出，主要具体如下：

（1）采用Logix5555控制器实现整车电气控制系统，使硬件结构接线简单；通过编程实现控制功能、操作台档位逻辑互锁和整车保护措施，使天车操作、作业更加可靠、准确、安全；整车控制电源采用24VDC，使天车的安全性得到充分保障。

（2）大、小车的行走采用变频调速技术，使得启、停过程平滑、定位准确，有利于焙烧阳极编组、碳块装炉、焙烧炉吸料和填充料添加等作业需要（微动操作和定位准确要求）。

（3）整车电气系统应用大量的罗克韦尔自动化电机控制变频器、PLC、显示器等其它产品，通过网络控制，使电机调速控制、保护功能和工作信息迅速得到传输，实现了操作人员在驾驶室内，就能及时、准确了解到整车工作情况（如设备工作状态、故障诊断、故障前报警等信息），同时也便于帮助维修人员了解异常信息和处理故障。

（4）1336 pulsⅡ系列变频器具有调速范围宽、静态性好、启动转矩平缓、抗干扰能力强，十分适合机械拖动类设备的调速控制；1336 Impact系列变频器具有启动转矩大、抗过载能力强，适合重载提升类设备的调速控制；长期使用效果证明，1336系列变频器具有适用电网供电不稳或瞬停的移动设备环境的特点。由于天车通常是采用移动滑触式供电装置，在较大负载或移动工作情况下，其电源不稳定，会引起许多电器件工作异常问题。

（5）高海拔条件下工作稳定。由于我厂位于2300多米的高海拔地区，许多厂家的变频器在高海拔环境下，其使用过程中，会出现变频器过热、易烧坏和工作不稳定等现象。但1336系列变频器在长期使用中，却一直工作稳定、良好。

（6）抗噪性、耐高温能力均十分显著。铝电解阳极焙烧厂房内温度高（夏季温度高达58℃以上）、粉尘多（碳粉末、沥青烟气）环境恶劣。其次焙烧车间工作连续作业性强。Logix5555控制器和1336系列变频器长期在这种条件下工作，从未出现过工作异常现象和器件易老化问题。（7）使用过程中，设备维修费用低。投入使用6年来，除了天车上常用器件因机械方面被撞坏或挂坏外，其它电气控制器件均工作良好，电器件使用寿命很长。据维修费用统计，这台多功能天车每年平均维修费用只有7.2万/台（其中机械方面消耗费用为5.7万元以上），是国产同类天车维修费用的1/19。结束语

我厂四期阳极焙烧多功能天车采用Logix5550控制器、1336系列变频器和panel view1000终端显示器等自动化产品构建的控制系统，其优良的产品和技术，使天车控制和功能更加先进；天车此2005年投运至今，一直工作稳定可靠、故障率低、维护量小；整套系统自动化水平高、操作方便、报警准确等特点，达到了安全控制水平。实践证明，高性价比的罗克韦尔电气产品是自动化控制系统及应用领域首选的产品。

更多请访问：中国自动化网(http://www.xiexiebang.com)

韩敏

第二篇：变频器DRS2000系列在糖厂的应用

德瑞斯变频器DRS2000系列在糖厂的应用

(应用行业：其他 阅读次数：8)【字体：大 中 小】

一、概况

在我国的制糖行业中，变频器已广泛地应用在风机、水泵等变转矩负载，取得了显著的节能效果。而理平机、蔗刀机、压榨机作为糖厂重要的生产设备，一直采用传统的控制方式定速运行。其实从生产工艺和节能两方面来分析对理平机、蔗刀机、压榨机进行技术改造不但行之有效而且能大幅提高企业效益。

二、生产工艺分析

众所周知，压榨抽出率是影响糖产量的主要因素之一。若压榨抽出率提高1%，则总收回率提高0.9%左右。影响抽出率的因素很多，主要有以下几方面原因：

1． 蔗料的破碎度及形态的好坏直接影响第一台榨机抽出的效率。甘蔗破碎度好，蔗汁易于压出，效果提高。

2． 蔗渣中的纤维成分受压后离开榨机出口时又膨胀，此时被压榨的纤维随着自身的膨胀在出口处会吸去一部分蔗汁，同时受到机器本身性能的影响，甘蔗中的糖份不可能全部榨出，这就形成了蔗渣中的糖份损失。

3．蔗渣水分的影响。

4． 保证从理平机、蔗刀机输送过来的蔗层厚度均匀是提高抽出率的重要因素。如果蔗层过厚，造成压榨不彻底，使蔗渣造成浪费，而且影响机器的运行；如果蔗层过薄，压不干蔗层，蔗渣水分过高，影响抽出率。

5．榨辊的磨损随着机器的运行越来越严重，导致榨辊间的间隙扩大，压榨不彻底，使抽出率下降。

6．电网的供电质量是生产可靠的保证，理平机、蔗刀机、压榨机的电机功率大，瞬间负载大，电网的供电质量直接影响机器的可靠性和连续性。

综上所述，由于压榨机转速固定，从理平机、蔗刀机输送过来的蔗层厚度经常会达不到要求，这样会使蔗汁的平均抽出率下降。抽出率越低说明蔗汁流失越大，从而导致产量变低。如果能对压榨机进行转速调节，当蔗层厚度不够时通过降低压榨机电动机转速的来使蔗层达到正常厚度后再进行压榨，这样压榨会比较充分，平均抽出率将可以有效提高，同时由于转速的降低，从而达到节能省电的目的。德瑞斯DRS2000变频器正是解决此问题的最佳装置。

三、控制方案

本控制方案具有手动/自动功能。

全自动控制：根据对生产工艺的分析，为了提高抽出率，保证蔗层的厚度是非常重要的，即保证电机负载的均匀；从电机的输出电信号来讲，也就是说要使电机的电流波动范围保持在一个较小的范围内。可以通过增加电流变送器检测电机的实际电流，作为变频器的反馈控制信号，变频器根据反馈信号控制电机的实时转速。如果蔗层过厚，电机的电流变大，变频器将把电机的转速按一定比例提升，使蔗层尽快被压榨；如果蔗层过薄，电机的电流变小，变频器将按一定比例把电机的转速降低，以便尽可能将蔗层压榨彻底。这样使电机电流始终在小范围内波动，从而保证蔗层厚度均匀，有助于提高抽出率。

手动控制：当用户需要手动控制时，可通过自动/手动转换开关切换，速度根据用户需要进行调节。

变频节能柜示意图

四、德瑞斯变频器节能柜的特点和优势

1.高可靠性。选自欧美日的高端器件，确保在高温高湿各种恶劣情况下万无一失。

2.本地化服务,24小时到位,各种备件齐全。

3.矢量控制,确保更加节能、控制精度更高。

4.变频器对电机实行软启动和软停止，避免了大功率电机启动时由于动电流大对电网造成的瞬时压降，同时也避免了对，的冲击，延长了电机的寿命。

5.由于变频器中间直流回路有大电容作为储能元件，可以提高网侧的功率因数，提高电网质量。

6.变频器具有完善的保护功能，包括过流、过压、欠压、缺相、过载、过热等，保证了生产的可靠性和设备的稳定运行。

7.提高了蔗汁的抽出率，亦即提高了每个榨季的产糖量，使企业的经济效益大幅提高。

8.工频/变频切换功能。德瑞斯变频柜具有完善的工频/变频切换功 能，特殊情况下，万一变频器发生故障，可以切换到工频运行，不影响正常工作。

9.节省电能，降低能耗，节约生产成本。

10.德瑞斯变频柜一旦安装调试完成，上电后它就会自动运行，变频柜的操作方式与改造前相同，操作工不必重新培训。

11．本系统具有手动/自动切换功能。

四、改造后的效益分析

改造单位：山东XX糖业有限公司

1.节电：按保守33%计算：

每榨季(100天)节电：

1300KW/H×30%×24小时×100天×0.7元=65.5万

2.抽出率提高：根据测算，平均抽出率可提高0.3%以上，现在保守估计抽出率提高0.15%，按年榨15万吨蔗，糖份12.5%，煮收86%计算：每个榨季多产糖：

15万吨 x 12.5% x 0.15% x 86%=24.2吨;0按4000元/吨糖计：

24.2吨 x 4000元/吨= 9.68万元;即产量提高使企业每个榨季多创收9.68万元。

3． 投资回报期：整套系统在一个榨季即收回成本。

德瑞斯机构将为您提供最的佳电机解决方案!

第三篇：变频器及控制系统在炼钢厂200吨铸造吊车上的应用

变频器及控制系统在炼钢厂200吨铸造吊车上的应用

作者：罗克韦尔自动化

摘 要：本文介绍了罗克韦尔自动化PowerFlex700S及控制系统在某炼钢厂200吨铸造吊车上的应用，通过实际运行检验，系统运行良好，稳定可靠，完全满足客户的生产需求。

关键词：罗克韦尔自动化 变频器 炼钢厂 铸造吊车

引言

铸造起重机用于冶金行业，其工作任务是为冶炼炉运送钢水。一般有5大机构：主起升，副起升、大车、主小车、副小车机构。由于起重机的位能负荷特性有更为苛刻的安全要求，各机构的大转动惯量、短时工作、频繁的起制动运行，对调速方案更加苛刻，近十年来随着直接力矩控制理论的成熟及大功率矢量变频器的成功制造，使得变频调速技术在起重机上得以成功应用。但是，当采用变频器传动的起升机构拖动位能性负载下放或平移机构急减速、顺风运行时，异步电动机将处于再生发电状态，以往大部分都通过在中间直流回路设置电阻器，让连续再生能量通过电阻器以发热的形式消耗掉，这种方式称为动力制动。本文介绍了采访罗克韦尔自动化PowerFlex 700S变频器及控制系统在炼钢厂200吨铸造吊车上的应用，同时由于采用罗克韦尔自动化的集成架构控制系统及软件，设计和调试都变得更简单，为用户节省了时间和人力。冶金起重机系统简介

本起重机为“冶金铸造起重机”，代号为“YZ200/65t-19m A7”。主钩负荷200吨，副钩负荷65吨，跨度为19m，为四梁结构，分上下小车。

主起升部分包括两台250kW电机，三台减速机；每一台电机有两个制动器，制动器形式为液压推杆式；此主起升机构的减速机为冶金铸造用棘轮棘爪减速机，两台电机输出到棘轮棘爪减速机，再通过棘轮棘爪减速机输出到两台普通减速机，通过两台普通减速机控制两台钢丝绳卷筒，每个卷筒上安装两根钢丝绳，总计四根，通过四根钢丝绳带动下面的吊具（吊钢包的板钩）。副起升为一台160kW电机驱动，利用两台液压推杆减速机进行制动。

主小车部分为两台22kW电机分别驱动两边的减速机以带动车轮旋转，通过每台电机一个液压推杆制动器进行制动。副小车运行电机为一台15kW电机带动一台减速机进行驱动两边的车轮进行工作，通过一个制动器进行制动。大车部分为四角四台45kW电机分别驱动四台减速机，带动各部分的车轮进行工作，每个电机上面一台制动器。罗克韦尔自动化PowerFlex 700S变频器

PowerFlex700S是罗克韦尔自动化公司推出的高性能系统型变频器，它采用书本式结构设计，零间距安装（Zero Stacking™)，大大减少了变频器安装空间，从而节省大量的盘柜安装空间，节约成套成本和安装成本。内置了输入EMC滤波器，直流母线电抗器和输出共模滤波器，同时160kW以下变频器内置了制动单元，大大方便了用户的选型。因现场故障而需更换变频器时，PowerFlex700S的可插拔控制端子排可以帮助客户轻而易举地恢复控制线路。虚拟背板概念使得程序具有可移植其他Logix平台的能力，实现NetLinx™体系结构的无缝集成和直接通讯驱动。

PowerFlex 700S采用是自有专利的、FORCETM磁通矢量控制技术，加上速度闭环控制，确保负载始终处于受控状态。PowerFlex 700S具有TorqProveTM力矩校验功能，TorqProveTM确保停车后机械报闸可靠的控制负载，和当收到运行命令，机械抱闸打开时变频器能控制负载；TorqProveTM and Force TechnologyTM帮助消除人们对V/F标量型、传统矢量型变频器在抱闸时控制的不定因素的担忧，并可以解决起重应用中的关键问题：

（1）溜钩保护

当负载移动停止，机械抱闸闭合，变频器将斜坡降低输出转矩，同时监测编码器反馈，确认负载被控制。如果监测到编码器反馈有变化(溜钩)，变频器会马上增加输出转矩，重新控制负载，按照预先设定的速度下放负载。变频器会重复以上的周期，直到抱闸能控制负载或负载安全下放到地面。

（2）速度偏离保护（失速保护）

变频器会连续的监测速度命令和速度反馈，比较其偏差，如果偏差超出所允许的范围，那么变频器将变为故障状态，同时，抱闸投入工作。

（3）输出缺相保护

三相输出接线端被监测，确保输出每有缺相。一旦TorqProve 使能，这项功能不能被屏闭。

（4）编码器丢失

变频器会连续的监测编码器反馈，确保编码器工作正常。只要出现编码器丢失变频器马上变为故障状态，同时，抱闸投入工作。一旦TorqProve使能，这项功能必需使能.（5）基于负载大小的速度限制

允许高于基速运行（轻载时更快运行）；在基速时测量负载大小，若低于额定负载，则可超速。

PowerFlex 700S变频器的力矩校验时序图如图1所示。

以上所有的时间设置的分辩率为0.1秒

图1 力矩校验时序图 冶金起重机系统控制方案

本系统全部采用罗克韦尔自动化公司生产的PowerFlex 700S变频器，它采用ForceTM磁通矢量控制方式。这种控制方式采用实时计算的电动机转矩和转速构成转矩转速双闭环系统，其动、静态精度高（速度控制精度高达±0.001%，转矩控制精度高达±2%）；在转矩响应方面，比非ForceTM控制方式变频器快许多（转矩响应响应时间≤5ms），并克服了传统调速系统和转矩开环变频器低速段输出转矩不足的问题，其零速转矩可达200%。这些特点充分保证了位能性负载的要求。

系统具体配置如下：大车行走机构采用两台变频器，分别驱动一台电动机。其中一台为主机，另一台为从机。利用主从应用软件，保证两台电动机的速度同步和负荷平衡，防止大梁扭动和啃轨。小车机构变频器采用一台变频器。主起升机构和副起升机构，分别采用一台变频器，并分别采用一台光电编码器，做速度反馈和控制检测用。系统采用能耗制动的方式将连续再生能量消耗点实现制动。所有变频器配有各类标准的现场总线接口。大车和小车的控制系统图如图2所示，主钩和副钩的控制系统图如图3所示。

图2 大车和小车的控制系统图

图3 主钩和副钩的控制系统图

两台主起升变频器采用主从方式，通过光纤通讯方式传递力矩信号，采用力矩跟随的方法保证两台电机出力均匀。采用力矩跟随方式作负荷分配具有力矩分配精度高、动态响应快、调速范围宽等优点。力矩跟随方式示意图如图4所示。

图4 力矩跟随方式示意图

本系统采用Compact Logix作为核心控制器，采用工业控制现场总线，将PLC、远程I/O、各机构变频器、触摸屏联结起来，减少电缆投资，减少接线和维护工作量，减少故障点。远程I/O和触摸屏安装于司机室。接受操作人员的指令，显示系统各种工况信息，以利于操作人员监视、操作和方便维护人员故障诊断与维修。PLC安装于控制柜内。接收现场检测器件的状态信息、变频器等状态信息，控制系统运行。PLC控制柜、变频控制柜，以及电阻制动柜安放在大梁上。

5结束语

本系统采用采用罗克韦尔自动化公司的Compact Logix作为核心控制器，与PowerFlex 700S高性能系统型变频器一起组成一个高可靠性的系统，该冶金铸造起重机经一次调试成功，整机设备运行良好，完全能够满足客户的生产需求。目前，此系统在实际工作环境中运行良好，十分稳定。(end)

第四篇：PLC-5系列总装车间电气控制系统中应用

采用罗克韦尔自动化公司的PLC-5系列PLC和DeviceNet总线，奇瑞公司轻松地实现了对总装车间复杂的控制系统的管理和监控。

汽车制造厂的输送线和装配线的控制系统非常复杂，它需要控制道岔、停止器、捕捉器、隔离开关、急停开关、接近开关、光电开关、传送机、张紧器、提升机、举升台等许多执行机构。在奇瑞公司二期工程总装车间里，采用两条装配线实现了四种车型的混线生产。整个控制系统由中央控制室和四个远程控制站组成了一个全厂工业局域网，远程控制柜PLC通过以太网将自己所控制区域内的生产情况传送至中央控制室的计算机系统。

一、系统选型及特点

在认真分析国际知名控制系统公司的产品基础上，奇瑞公司根据自动化控制技术人员在产品实际应用上的经验，鉴于一期工程采用罗克韦尔A-B PLC产品的良好运行状况，决定在二期工程中仍采用A-B PLC用来控制整个生产车间。

A-B PLC在全球工业界享有盛名，其PLC-5系列作为A-B品牌家族中旗舰产品拥有许多功能模块，可以实现多种复杂的控制系统。此外，罗克韦尔的软件众多，功能强大，能够给予A-B的产品广泛的支持。

最终，奇瑞公司确定选用罗克韦尔的PLC-5可编程序控制器、RSLogix 5编程软件、RSNetWork控制网组态软件以及RSView监控软件组成的自控系统来实现对总装车间的整个生产装配线的控制。除此之外，奇瑞公司二期工程的焊装输送线和涂装输送线也采用了罗克韦尔的A-B PLC。PLC-5/40E CPU的特点是内存容量大、数据处理能力强、网络功能强大，带有以太网网口，不需要额外的以太网通讯模块。PLC-5/40E CPU使用钥匙开关改变处理器的操作模式：在运行模式下，用户不能创建或删除程序文件、创建或删除数据文件、或通过编程软件改变操作模式；在编程模式时，用软件编程不能改变操作模式；通过编程软件，在远程编程、远程测试、远程运行模式之间改变。

RSLogix 5编程软件具有可靠的通讯能力、强大的编程功能以及卓越的诊断能力、监控能力、运行控制功能。运用RSLogix 5梯形逻辑编程软件可以优化系统性能，节省项目开发时间，提高生产率。

上位机监控软件RSView32是罗克韦尔自动化公司推出的组态软件平台，其特点是使用方便，可以构造灵活的界面和强大的功能，能够开发出较强的组合画面。利用上位机监控软件RSView32，坐在中央控制室就可对现场的生产情况一目了然，实现监控生产。

二、系统结构与配置

罗克韦尔的通讯网络分为信息层、控制层和设备层。信息层应用以太网进行全厂的数据采集和程序维修；控制层应用控制网、DH+、DH485、远程I/O网络；设备层应用DeviceNet网络进行底层设备的低成本、高效率信息集成。

罗克韦尔采用基于生产者/客户模式的通讯技术控制网，即传送对时间有苛刻要求的控制信息也可同时传送其他的信息，但对时间无苛求的信息不会影响对时间苛求信息的传送。该控制网具有以下特点：





 连续性；传送与梯形逻辑程序的扫描异步；以一个与用户在I/O映象表中所设定的通讯速率相等或更快的速率传送，充分保证了控

制网中的数据准确、可靠、快速的发送、传递、接受和处理。

总装车间控制系统是一个基于DeviceNet网络的现场总线控制系统。控制系统由一个中央控制柜和四个远程控制柜组成，并与上位机和企业的以太网相连接。系统的最低层是设备控制层，主要实现对生产设备的现场控制与监控；控制网主要是通过上位机完成对全车间生产线的在线监测，并向设备控制层下达控制指令；最上层是EtherNet网络通过EtherNet网络与公司的企业资源管理（ERP）系统连接，向ERP系统提供整个车间的生产数据。

1、中央控制室

中央控制室采用RSView32组态软件。RSView32是高度集成、基于组件并用于监视和控制自动化设备和过程的人机界面监控软件，通过开放的技术扩展用户的视野，能够实现与罗克韦尔其他软件产品、微软产品以及第三方应用程序的高度兼容。RSView32除了具备高质量人机界面监控软件的功能外，还能够提供独特的系列工具以最大限度地提升生产效率。

中央控制室承担了数据管理、车间数据采集、报警、趋势、数据记录及中文报表等工作。在中央控制室设有操作员工作站，操作员通过操作终端详细了解整个车间的生产运行情况，下达操作控制指令指挥整个车间的生产，以实现车间自动化控制。

中央控制室主要实现以下功能：

(1)控制操作：在中央控制室对整个系统的被控设备进行在线实时控制。

(2)显示功能：用图形实时显示各PLC站被控设备的运行工况；动态显示生产线工艺流程图，并能在流程图上选择弹出多级细部详图；动态显示各种信号的数值和范围清单。

(3)数据管理：建立生产数据库、操作信息库、故障信息库。

(4)数据处理：利用实时数据和历史数据计算主要生产指标。

(5)报警功能：当装配线出现故障时，工人按下呼人开关和急停开关，装配线停止运行，并把故障信息输入到报警表，屏幕显示报警信息，打印机输出报警信息，声光报警，并可依据报警信息推出相应的动态画面。

(6)报表功能：包括即时报表、日报表、月报表、年报表。

(7)安全功能：按不同操作级别分级加密，并记录操作人的员工号和所有操作信息。

(8)打印功能：可以实现报表和图形打印以及各种事件和报警的实时打印。

2、双行道板式输送机系统

总装车间有两套双行道板式输送机系统。该系统由四柱叉式提升机、助推器、回转举升台、传送机和接近开关等设备组成，每套系统由两条平板输送线组成。平行回转运行是一种非常复杂的控制技术，在国内处于技术领先的地位。该输送线能够在很大程度上降低工人的劳动强度，提高生产效率。因此，对控制系统技术的要求比较高，难度也比较大。设备控制和调试起来非常困难，要求控制系统的各个部分互相紧密配合，不能出现半点差错，这是控制中的难点和重点。从四柱叉式提升机的控制系统中取一个信号，用来控制吊具从宽推杆积放式悬挂输送链到双行道板式输送机上或从双行道板式输送机到宽推杆积放式悬挂输送链上，过程之间的紧密衔接，以杜绝差错和故障的出现。同时，在现场设有自动/手动切换箱，以防生产过程中出现紧急事故。

3、车型吊具识别系统

在油漆车身上料点，操作人员将当前吊具号及车的信息输入到录入计算机中，然后通过以太网传送至PLC进行堆栈存储。录入计算机将车的信息通过识别系统写头写入载码体，通过以太网将吊具号及车的信息传送至上位机，并在录入计算机内存储，当录入完毕后向PLC发送信号。上位机做出与输送线相对应的画面及参数，通过PLC给出的指针及录入计算机给出的信息进行显示，并与PLC给出的堆栈信息进行比较，上位机根据信息及要求控制出入库的道岔及停止

器。当上位机出现故障时，操作人员采用人工控制运行，待上位机正常后从PLC调出堆栈信息恢复显示。

在库存入口处的识别系统读头读取载码体信息通过以太网传至上位机，上位机根据库存及车的信息控制入库区的道岔及停止器。当上位机出现故障时，操作人员人工控制运行，待上位机正常后从PLC调出堆栈信息恢复显示。

库区出口处，上位机根据计划及库区信息通过以太网控制停止器。当上位机出现故障时，操作人员人工控制运行。

载车吊具入口处，上位机根据识别系统读头读取载码体信息通过以太网传至上位机，然后上位机根据车的信息控制道岔及停止器。当上位机出现故障时，操作人员人工控制运行。

在装配悬链整车下线提升机前一工位处（ST48）设置识别系统读头，现场仪表板上线处设置显示计算机及打印机各一台。当车通过ST48工位时，读头将载码体信息读入，并在计算机处显示。

发动机上线完毕后，通过以太网发送一信息，计算机自动消除。计算机能依次显示3台车辆的信息，并能打印当天的产量及参数。

4、吊具储存区

总装车间吊具存储区分空吊具存储区和油漆车身吊具存储区。其中油漆车身吊具存储区由九条宽推杆积放式悬挂输送链系统组成，用来存储不同的车型和同种车型的不同颜色车身的吊具。控制系统需要区分吊具的类型，在吊具进入存储区和移出存储区时需要鉴别吊具的类型，并与已经输入的信息进行比较。然后做出吊具应该进入哪一条悬挂输送线存储区，或者哪种吊具从悬挂输送线存储区出去的决定。

在空吊具存储区前有一个坏吊具识别和检修区，把需要检修的吊具送入检修区进行维修，正常的空吊具进入吊具存储区。

三、结束语

总装车间控制系统的特点同时也是控制的难点，主要体现在以下两方面：一是，要切实保证设备运行的安全性，在生产过程中出现任何微小的故障都可能导致重大的安全事故和巨大的经济损失；二是，控制系统复杂的连锁关系，从载油漆车身的吊具上线到成品车下线，包括工艺链和快速链之间的衔接，需要设备的各个环节紧密配合，不能出现丝毫差错。

总装车间控制系统自动化程度较高、数据采集量大、控制站多，因此，对系统可靠性的要求较高。通过采用罗克韦尔的产品和技术，系统基本达到设计要求，运行效果较好，运行稳定、可靠，灵活地实现了复杂的连锁任务，具有较高的机电一体化水平。同时，该系统设计合理、安全可靠，减轻了工人的劳动强度，减少了设备运行的故障率，提高了生产效率。

第五篇：PLC在铣床控制系统中的应用

PLC在铣床控制系统中的应用

谢保鸡

摘要：介绍用PLC取代X62W万能铣床的继电器控制电路，阐述了PLC的设计方案；根据控制要求，确定PLC的输入输出点数，进行PLC型号选择，对I/O地址进行了分配，并画出了I/O接线图；根据控制原理，画出了梯形图。

关键词：可编程控制器(PLC)；铣床；控制；

1引言

PLC是将计算机技术应用于工业控制领域的产品，它具有高可靠性、编程简单、体积小功耗低等优点，在短短的几十年里得到了迅猛发展，已成为当代工业自动化的主要支柱之一目前，部分中小型企业及高校仍广泛使用传统的继电器控制机床，这些机床经历了比较长的历史，虽然它能在一定范围内满足单机和自动生产线的需要，但由于它的电控系统是以继电器、接触器的硬连接为基础的，技术上比较落后，特别是其触点的可靠性问题，直接影响了产品质量，生产效率和生产成本。而用PLC对它进行技术改造，便能取得很好的效果。X62W铣床的电气控制要求

图1是X62W铣床控制系统的主电路图，其中M1是主轴电动机，M2为冷却泵电动机，M3为进给电动机，FR1—FR3为热继电器，FU为熔断器。

具体控制要求如下：

(1)主轴电动机M1采取空载直接起动，且要求实现正、反转控制，但由于铣床在加工过程中主轴方向的改变并不频繁，因此采用了电源相序转换开关SA3来实现正、反转。

(2)为防止铣削时，系统发生振动，在主轴传动系统中装有惯性轮，但在高速切削后，停车很费时间，故采用电磁离合器YC1制动。

(3)工作台的纵向、横向和垂直三个方向的进给运动由进给电动机M 3拖动，三个方向的选择由操纵手柄改变传动链来实现，每个方向有正、反向运动。要求M3能正、反转，同时，一个时刻只允许工作台向一个方向移动，所以三个方向的运动之间应有联锁保护装置。

(4)为了防止刀具和机床的损坏，要求只有主轴旋转后，才允许有进给运动，而为了减小加工件表面的粗糙度，停车时要求先停进给，然后停主轴。但由于主轴本身具有惯性，因此可 以采用主轴和进给同时停止的方式。

(5)主轴运动和进给运动采用变速盘来进行速度选择，为保证变速时齿轮进入良好的啮合状态，两种运动都要求变速时电机作瞬时点动。

(6)为操作方便，主轴电动机的起动与停止，工作台快速移动均采用两地控制。

(7)冷却泵由电动机M2拖动，只要求实现正转控制。

(8)为了加工螺旋槽，在X62W铣床上安装了圆工作台，但要求圆工作台的旋转与工作台的上下、左右及前后进给运动之间有联锁保护装置。PLC控制电路

3.1 I/O地址分配、机型选择及I/O端口接线图为实现上述铣床的控制要求，现选择三菱公司生产的FX2N－48MR型PLC，其I/O地址分配如附表所示。

图2是X62W铣床的PLC输入输出接线图，需注意的是，图中对输入的常闭触点进行了处理，即常闭按钮改用常开按钮，热继电器的常闭触点改用了常开触点。

3.2 PLC梯形图

图3是X62W铣床的PLC梯形图，其中，回路6控制主轴起动和变速，回路7控制主轴制动，回路11控制工作台分别作纵向、横向、垂直、变速等运动以及圆盘运动，回路8控制工作台快速进给。PLC梯形图控制分析

4.1主轴控制电路分析(1)主轴电动机起动

起动前先合上电源开关QF，再把主轴转换开关SA3扳到所需的旋转方向，然后按起动按钮SB1（或SB2)，X0（或X1)闭合，Y0得电，KM1工作，主轴电动机运转。

(2)主轴电动机的停车制动

按主轴停止按钮SB5（或SB6)，这时X4（或X5)常闭断开，M5失电，Y0失电，KM1断开，主轴电动机失电作惯性运动，接着X4（或X5)常开闭合，Y3得电，电磁离合器YC1工作，对主轴进行制动，待主轴停车后，松开SB5（或SB6)。

(3)主轴换铣刀控制

SA1是主轴换铣刀开关，需换刀时，将SA1扳到“换刀”位置，这时X14常闭断开，使Y0失电，KM1断开，主轴电动机失电作惯性运动，接着X14常开闭合，Y3得电，电磁离合器YC1得电工作，对主轴进行制动，使机床无法运行，保证了人身安全。(4)主轴变速冲动控制

主轴变速时的冲动控制是利用变速手柄与冲动行程开关SQ1，通过机械上的联动机构进行控制，变速时，扳操纵手柄使SQ1动作，这时X6常闭断开（断开自锁回路)，X6常开闭合，使Y0得电，KM1工作，主轴电动机实现点动控制。

4.2进给控制电路分析

转换开关S A 2是控制圆工作台的，在不需要圆工作台工作时，转换开关SA2扳到“断开”位置。此时，X15常闭闭合，常开断开；当需要圆工作台工作时，转换开关SA2扳到“接通”位置，此时X15常闭断开，常开闭合。(1)工作台左（右)控制

主轴电动机启动后，将操纵手柄向左（右)扳，其联动机构压动位置开关SQ5（SQ6)，使X12（X13)常闭断开（联锁保护)，X12（X13)常开闭合，Y1（Y2)得电，KM2（KM3)工作，进 给电动机实现正（反)转，通过相应传动装置拖动工作台向左（右)运动。(2)工作台下、前（上、后)控制

主轴电动机启动后，将操纵手柄分别向下、前（上、后)扳，其联动机构压动位置开关SQ3（SQ4)，使X10（X11)常闭断开（联锁保护)，X10（X11)常开闭合，Y1（Y2)得电，KM2（KM3)工作，进给电动机实现正（反)转，通过相应传动装置拖动工作台向下、前（上、后)运动。(3)进给变速冲动控制

与主轴变速原理一样，变速时只需将变速盘往外拉，使进给齿轮松开，待转动变速盘选择好速度后，将变速盘向里推，在推进时，档块压动位置开关SQ2，使X7常闭断开（断开自锁回路)，X7常开闭合，Y1得电，KM2工作，进给电动机实现点动控制。(4)工作台快速移动控制

按下快速点动按钮SB3（或SB4)，X2（或X3)接通，M9得电，它的一个常开触点接通进给控制电路，另一个则接通快速进给电磁离合器YC3，常闭触点切断正常进给电磁离合器YC2，让工作台实现快速进给。松开SB3（或SB4)，X2（或X3)断开，M9失电，此时YC3失电，YC2得电，工作台快速移动停止，仍按原方向作正常进给运动(5)圆工作台的控制

当需要加工螺旋槽时，应将工件安装在圆工作台上，调整好铣刀和工件之间的位置，主轴电动机启动后，将开关SA2扳到“接通”位置，X15常闭断开（联锁保护)，X15常开闭合，Y得电，KM2工作，进给电动机通过相应传动装置拖动圆工作台开始工作值得注意的是，当圆工作台在运转过程中，既不要求调速，也不要求反转

5结束语

用PLC改造后的X62W铣床通过实际使用，生产效率得到了很大提高并能很好的保证其加工精度，自运行以来，系统运行稳定、可靠，完全满足生产工艺的要求，对同类设备的技术 改造有较大的参考价值。参考文献：

[1]李秀忠.PLC在X62W铣床电气控制电路中的应用 [J].自动化技术与应用,2004,08（23）：29-31.[2]胡俊达.PLC在专用双面铣床电气控制中的应用 [J].组合机床与自动化加工技术,2003,12（05）：35-37 [3]姚道如,汪功明.变频器和PLC在龙门铣床控制中的应用[J].常熟理工学院学报(自然科学),2008,04(04):97-99 [4]俞鸿斌.PLC在龙门刨铣床数控化改造中的应用[J].机电工程, 2007,(7): 97-99.[5]阎占文.PLC在铝锭铣床自动控制上的应用[J].电器时代, 2004,(11): 80-83.[6]余雷声.《电气控制与ＰＬＣ应用》[M].机械工业出版社,2002.6.