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

一、概述：

深圳柏強工業(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、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)用于機械加工行業(yè)和大型生產(chǎn)單位,擔(dān)當(dāng)著機配件的加工任務(wù)；是中型以上生產(chǎn)企業(yè)不可或缺的技術(shù)裝備.該機型床體運動動力源多采用有刷直流電機作為可調(diào)節(jié)動力源, 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、升級理由：

有刷直流電機具有調(diào)速范圍廣,較硬的機械特性；大負(fù)載下起動性能良好,且平滑性、經(jīng)濟(jì)性較好。這些性能對生產(chǎn)機械的拖動是十分重要的。但有刷直流電機的可靠運行，在很大程度上取決于電機的起動和換向情況。因為有刷直流電機在運行時,在電刷和換向器片間會出現(xiàn)電火花。如果火花超過一定程度，會使換向器和電刷很快損壞，以至電機不能繼續(xù)工作。這種火花極易產(chǎn)生在高速起動和換向過程之中。如果不加以控制易損傷電機和造成大負(fù)載下直流電源的損壞。因此要求有刷直流電機在起動和換向時必須工作在低電壓小電流下。而龍門铇正是工作在:起動——->升速——->高速運行——->降速——->斷電——->制動——->轉(zhuǎn)向——->再起動的循環(huán)運動之中；控制節(jié)點緊湊短暫；加之以前受技術(shù)條件的制約，對這種較復(fù)雜的控制要求也只能采取繼電器加行程開關(guān)的模式來完成機器的自動需求，使得繼電操控步驟繁瑣、聯(lián)互觸點繁多，老化后經(jīng)常造成控制動作失常，經(jīng)常發(fā)生掉軌、失速等現(xiàn)象；連續(xù)運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————-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的阻容移相觸發(fā)器，電源裝置基本完好；因此，為控制升級改造成本，改進(jìn)原則是不對直流電源做出改進(jìn),只對原繼電控制回路進(jìn)行升級改造。繼續(xù)使用原機原有的接觸器配件，全新設(shè)計控制系統(tǒng),按機器運行特點編制相應(yīng)的應(yīng)用程序。轉(zhuǎn)向、限位反饋信號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)備自動控制的技術(shù)升級。整個控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖一所示：

在核心應(yīng)用程序的設(shè)計編制中，以三位一線前后轉(zhuǎn)向、限位反饋信號來定位計算铇床的運動軌跡，極大地提高了控制系統(tǒng)運行的可靠性、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：

系統(tǒng)構(gòu)成簡明，自動化程度提高明顯，性能穩(wěn)定可靠，功能增強，操作簡便直觀，降低了勞動強度，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、機器自動進(jìn)刀可置。

3、铇床進(jìn)、退運行點動可控。

4、可做銑床加工。

5、校刀控制。

6、龍門刀架上下點動控制。

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、刀具退程自動抬刀。

六、經(jīng)濟(jì)評價：

實踐證明，PLC控制系統(tǒng)經(jīng)過一年來的使用，軟硬件工作穩(wěn)定,整機運行穩(wěn)定可靠，實施的升級改造方案比較成功；生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)量增加，勞動強度和生產(chǎn)成本明顯降低,經(jīng)濟(jì)效益顯著；經(jīng)統(tǒng)計，原年維修費和產(chǎn)品加工效能損失費在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。

七、技術(shù)推廣：

自從工業(yè)發(fā)達(dá)國家相繼研制出PLC后;以及微機技術(shù)的普遍應(yīng)用,使PLC的功能不斷增強,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、使用方便、易改變控制過程及節(jié)能等特點；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)自動控制系統(tǒng)中，是當(dāng)今生產(chǎn)企業(yè)自控技術(shù)升級與更新的一個必然的發(fā)展方向。