1 引言
程控变频钢球加工机床是我公司主导产品，产销量居国内首位，并批量出口美、德、日、韩、意大利等国。产品设计吸收了国内外多项先进技术，本文就电气传动控制部分进行阐述。
九十年代以来，变频传动技术日臻完善，其调速稳定，节能降耗，方便可靠等优点突出，已完全取代原来的滑差调速和直流调速。而可编程序控制器易于编程，易实现传统的继电器控制不能实现的许多功能。plc与变频器的系统集成自动化已成为产品设计时的首选解决方案。rs485通讯只需用两根线，安全可靠且传输距离远被广泛应用在变频器和plc上，这就使变频器与可编程序控制器通讯极为便利，低廉的成本也提高了产品的竞争力。
2 工艺过程简述
研磨机的主要动作为转动研磨盘由主减速电机经一对三角皮带轮，通过卸荷带轮内的花键幅带动主轴旋转获得，输球料盘由减速电机经过一对链轮传递蜗杆减速箱，减速后由料盘内的直齿轮啮合带动料盘旋转。两者均需要选用不同的转速来加工不同系列的钢球，为此均选用变频调速。为了安全起见，在系统中也加上了机床运转保护功能。如主轴运行监控接近开关，装在机床的主轴大皮带轮上，随时监视研磨盘的运动状态，防止皮带打滑造成研磨盘卡死，当转速低于正常值时，就停车报警；料盘除设有转速检测外，还加有堆球时快速停机，在设定时间内若恢复正常则重新自动运行的保护。
3 系统硬件设计
3.1 单自动化平台
艾默生ct公司的ec10系列小型plc因其运行速度快、通讯组网能力强、编程灵活、仿真模拟运行方便、程序保密性强、抗干扰能力强、性能稳定可靠，钢球研球机成为钢球研球机plc首选的自动化平台。根据工程经验，爱默生ev1000系列变频器故障率能极低，能实现高转矩、宽调速范围驱动，有优越的防跳闸性能，对恶劣电网、高温、潮湿和粉尘有较大的适应能力，能较好满足钢球专用加工设备的多样化的使用环境，可以实现单品牌同平台技术集成，也成为项目设计的首选。由此项目通过选用艾默生的ec10-1614bra小型plc及ev1000-4t0055g和ev1000-2s0007g变频器，达到了单一自动化平台技术集成，例如ec10系列plc对艾默生ct系列的变频器有简洁的通讯指令，一条指令即可控制变频器的运行控制。
3.2 电气原理设计
系统主电机电气原理(料盘电机控制与主电机同)附图所示。为了用户调速及监控运行速度，电动机转速由电位器调节，其数值由线性数显表显示，不通过通讯控制。主令按钮线直接接于plc的开关量输入点上。plc——变频器对电机的启动、停止、点动功能采用通讯控制方式，使用双绞线通过rs485口来实现plc对变频器的启停控制，这样极少占用plc的输出点，也无需用接触器控制，降低了机床的成本。ev1000的rs485口直接端子连接，极为方便。但需要注意的是rs485口“+”、“-”极性不能接反，否则将无动作。因变频器本身具备过电流、过电压、欠电压、接地、过热和过载等多项保护功能，一旦异常故障发生，常开点ra、rc闭合，变频器立即停止输出，将断开所有的动作并停车报警，我们将其接入plc的输入点来控制。变频器故障时可查看变频器屏幕上显示内容，对照变频器使用说明书异常原因及处置方法，采用相对应的措施进行处理即可。变频器多项对输出的保护功能使我们无须对电动机另加保护环节，直接接于变频器的输出端子上即可。针对变频器的输入端保护相对较为薄弱，在输入端加上无熔丝断路器qf实现反时限热保护。
附图 电气原理
4 系统软件设计
ev1000变频器具有丰富的控制功能。因为研球机的两控制电机均为减速电机，选择做静止自整定，然后对最高操作频率、最低操作频率、jog点动频率、加/减速时间、频率指令来源、运转信号来源、停车方式、过载报警检出及时间等参数进行设定。针对个别机床的共振现象对载波频率、跳跃频率、电机稳定因子等参数进行设定。为实现轻压启动机床及节电等性能，对转矩提升、自动节能、avr功能等参数设定来优化系统性能；对通讯位址、通讯送传速度、通讯资料格式等参数进行设定，以使plc对变频器实施控制。ec10系列plc对艾默生ct系列的变频器有简洁的通讯指令，一条指令即可控制变频器的运行。
通讯协议采用modbus模式，evfwd为正转，１为com1通道(ec -10只支持通道1)，１为通讯地址，其值必须预先设定，与变频器通讯地址一致，“唯一”且不可覆盖。evrev为反转指令，evdfwd为正向点动指令，evstop为停止指令。
5 结束语
该系统应用变频器调速实现无级调速，满足用户工艺多样化的需求。使用rs485通讯口，不占用plc的输出点，接线最少，提高了产品的可靠性。所选艾默生ct变频器具有较强的自诊断功能，便于维护。该系统自投入使用以来，运行稳定，工作可靠，尚未出现故障，具有很高的性价比。
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