摘要：利用可編程邏輯控制器（PLC）自動(dòng)控制系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)，根據(jù)設(shè)備工藝操作要求，開發(fā)出新一代自控系統(tǒng)，對(duì)傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，滿足現(xiàn)代工業(yè)加工的需要。

一、概述：

深圳柏強(qiáng)工業(yè)控制設(shè)備有限公司是一家以技術(shù)為依托，傾力投入于工業(yè)控制產(chǎn)品的研制和客戶所需的控制系統(tǒng)解決方案應(yīng)用的專業(yè)公司。棉紡織印染服裝面料是安徽華皖集團(tuán)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，是集科研開發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)經(jīng)營為一體的印染企業(yè)，年產(chǎn)燈芯絨系列開毛柸布2000萬米，印染布7000萬米，年銷售額5億元。B2031型3.5米龍門铇床是該集團(tuán)工貿(mào)公司機(jī)修分廠的加工設(shè)備，適用于加工各種零件水平面、垂直面、傾斜面及各種平面組合的導(dǎo)軌面等。是廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)和大型生產(chǎn)單位,擔(dān)當(dāng)著機(jī)配件的加工任務(wù)；是中型以上生產(chǎn)企業(yè)不可或缺的技術(shù)裝備.該機(jī)型床體運(yùn)動(dòng)動(dòng)力源多采用有刷直流電機(jī)作為可調(diào)節(jié)動(dòng)力源, 原電氣控制系統(tǒng)采用繼電器與行程開關(guān)結(jié)合的控制方式。自控方式已較落后。

二、升級(jí)理由：

有刷直流電機(jī)具有調(diào)速范圍廣,較硬的機(jī)械特性；大負(fù)載下起動(dòng)性能良好,且平滑性、經(jīng)濟(jì)性較好。這些性能對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的拖動(dòng)是十分重要的。但有刷直流電機(jī)的可靠運(yùn)行，在很大程度上取決于電機(jī)的起動(dòng)和換向情況。因?yàn)橛兴⒅绷麟姍C(jī)在運(yùn)行時(shí),在電刷和換向器片間會(huì)出現(xiàn)電火花。如果火花超過一定程度，會(huì)使換向器和電刷很快損壞，以至電機(jī)不能繼續(xù)工作。這種火花極易產(chǎn)生在高速起動(dòng)和換向過程之中。如果不加以控制易損傷電機(jī)和造成大負(fù)載下直流電源的損壞。因此要求有刷直流電機(jī)在起動(dòng)和換向時(shí)必須工作在低電壓小電流下。而龍門铇正是工作在:起動(dòng)——->升速——->高速運(yùn)行——->降速——->斷電——->制動(dòng)——->轉(zhuǎn)向——->再起動(dòng)的循環(huán)運(yùn)動(dòng)之中；控制節(jié)點(diǎn)緊湊短暫；加之以前受技術(shù)條件的制約，對(duì)這種較復(fù)雜的控制要求也只能采取繼電器加行程開關(guān)的模式來完成機(jī)器的自動(dòng)需求，使得繼電操控步驟繁瑣、聯(lián)互觸點(diǎn)繁多，老化后經(jīng)常造成控制動(dòng)作失常，經(jīng)常發(fā)生掉軌、失速等現(xiàn)象；連續(xù)運(yùn)行工作不能得到保證，設(shè)備維修難查量大,影響生產(chǎn)加工進(jìn)度。較難滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的需要。

針對(duì)上述種種不利因素，我們提出了相應(yīng)的改造方案，使用比較先進(jìn)的技術(shù)平臺(tái)————-通用型可編程序邏輯控制器（PLC）替換原有的繼電控制回路。

三、系統(tǒng)構(gòu)成：

此設(shè)備直流電源部分為原國標(biāo)版的FKZ-I型可控硅直流電源柜，勵(lì)磁整流電壓為150—220VDC,電樞電壓為半控橋式可控硅電源，觸發(fā)裝置為無需同步信號(hào)的阻容移相觸發(fā)器，電源裝置基本完好；因此，為控制升級(jí)改造成本，改進(jìn)原則是不對(duì)直流電源做出改進(jìn),只對(duì)原繼電控制回路進(jìn)行升級(jí)改造。繼續(xù)使用原機(jī)原有的接觸器配件，全新設(shè)計(jì)控制系統(tǒng),按機(jī)器運(yùn)行特點(diǎn)編制相應(yīng)的應(yīng)用程序。轉(zhuǎn)向、限位反饋信號(hào)選用無接觸式接近開關(guān)，減化操作步驟，系統(tǒng)地完成此設(shè)備自動(dòng)控制的技術(shù)升級(jí)。整個(gè)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖一所示：

在核心應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)編制中，以三位一線前后轉(zhuǎn)向、限位反饋信號(hào)來定位計(jì)算铇床的運(yùn)動(dòng)軌跡，極大地提高了控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性、平滑性，從而提高了設(shè)備的加工能力和生產(chǎn)效率。程序框圖如下:

四、主要技術(shù)特點(diǎn)：

系統(tǒng)構(gòu)成簡明，自動(dòng)化程度提高明顯，性能穩(wěn)定可靠，功能增強(qiáng)，操作簡便直觀，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高了生產(chǎn)效率。

1、操作簡便直觀，維護(hù)方便。

2、工件行程調(diào)節(jié)方便。

五、主要功能：

1、進(jìn)、退刀速度分別連續(xù)可調(diào)。

2、機(jī)器自動(dòng)進(jìn)刀可置。

3、铇床進(jìn)、退運(yùn)行點(diǎn)動(dòng)可控。

4、可做銑床加工。

5、校刀控制。

6、龍門刀架上下點(diǎn)動(dòng)控制。

7、失磁、過流保護(hù)。

8、速度顯示功能。

9、铇床前后速度快慢分別調(diào)節(jié)方便。

10、刀具退程自動(dòng)抬刀。

六、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)：

實(shí)踐證明，PLC控制系統(tǒng)經(jīng)過一年來的使用，軟硬件工作穩(wěn)定,整機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，實(shí)施的升級(jí)改造方案比較成功；生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)量增加，勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本明顯降低,經(jīng)濟(jì)效益顯著；經(jīng)統(tǒng)計(jì)，原年維修費(fèi)和產(chǎn)品加工效能損失費(fèi)在5萬元左右。2005年3月改造后使效能、產(chǎn)量、質(zhì)量效益指標(biāo)提高顯著,加工產(chǎn)能效益提高到每年10萬元左右；改造效果得到好評(píng)。

七、技術(shù)推廣：

自從工業(yè)發(fā)達(dá)國家相繼研制出PLC后;以及微機(jī)技術(shù)的普遍應(yīng)用,使PLC的功能不斷增強(qiáng),應(yīng)用日益廣泛。是現(xiàn)代控制技術(shù)的一次飛躍，具有性能穩(wěn)定、通用性好、體積小、功能強(qiáng)、使用方便、易改變控制過程及節(jié)能等特點(diǎn)；并在與信息技術(shù)的結(jié)合上，在系統(tǒng)監(jiān)控和管理上，越來越被應(yīng)用到現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，是當(dāng)今生產(chǎn)企業(yè)自控技術(shù)升級(jí)與更新的一個(gè)必然的發(fā)展方向。