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一、電氣技術革新方案
鑒于設備出現的各種問題，我們采用了FX2N可編程控制器(PC)和FR—E540變頻器對它進行了電氣技術革新。FX2N和FR—E540均由日本三菱公司生產，產品質量可靠，性價比高。其中FX2N為一種超小型的PC，超高速程式處理(0.08us／基本指令)，大容量存儲器，內付8K步RAM(最大可達16K)，可在RUN過程中修改程序，豐富的I/O點，同時具有超強的網絡及數據通信功能，可連接到CC—Link、ProifbusDP和DeviceNet。通過對PLC的編程，可省去設備電氣控制用的中間繼電器、時間繼電器、計數器等，使電路中的機械觸點，變成了“無觸點開關”，而且可實現軟件、硬件上的雙重保護，極大提高了設備電氣系統的可靠性，這也成為當今電氣控制的主流。FR—E540是一種小型、高性能的變頻器，它采用磁通矢量控制，PID調節，柔性PWM控制，輸出頻率范圍0.5—400Hz。盡管直流調速具有優良的調速性能，但由于所用直流電動機有碳刷和換向器，易磨損，需經常維護。另外，換向器工作時會產生火花，使直流電動機最高轉速受到限制，也使應用環境受到限制。而且直流電動機結構復雜，制造困難，所用銅鐵材料消耗大，成本高；而變頻調速使用普通的三相異步電動機，則沒有這些缺點，所以近20年來各國都在大力從事變頻調速的開發研究工作，并取得了長足的進步。當然，使用普通的三相異步電動機要避免長期低速運行，否則電機易發熱損壞，需要長期低速運轉的場合應該選用三相變頻電機。
二、電氣系統革新
1、主電路
這部分的革新比較簡單，采用直接移置法，包括砂輪電機、冷卻電機、主軸潤滑泵、機床潤滑泵，以及頂尖模具電機和吸塵器電機，它們幾乎延用原電路，采用接觸器控制，具有短路保護和過載保護；廢除工作臺直流調速部分，革新成變頻器控制電路(如圖1)。在圖1中調整電位器R，即可改變變頻器的輸出頻率f，而電機轉速n=60f／P，所以改變f便能很方便地改變電機轉速，這正是變頻調速的基本原理為了滿足調速系統的低速性能，電路選用的是三相變頻電機，其工作頻率2—120Hz，相的同步轉速為40—2400r／min，因電機轉差率的存在，實際轉速會略低于這個值。另外根據設備所需功能，設置了電機正轉、反轉鏟磨和快速輸入，這些動作都由PC進行控制。同時，當變頻器發生過壓、欠壓、過流和
熱，以及短路等故障時還有報警信號輸出
2．控制電路
這部分的革新是關鍵，革新前要認真分原設備控制電路，了解設備動作情況，理清備控制流程。其基本革新方法和步驟為：
（1）PC輸入、輸出點的確定：
根據設備所的控制元件、檢測元件，如按鈕、行程開關換開關、報警信號、接觸器、電磁閥、信號燈
和PC送給變頻器的各種控制指令，合理確定C的輸入、輸出點。
（2）PC程序編制：
程序編制是革新的重中之重，程序的優劣直接影響革新的效果。PC的編程有多種方法，就設備電氣革新而言，常用直接翻譯法和邏輯化減法相結合的原則，即將確定的輸人、輸出點直接代人原控制電路畫梯形圖，如遇中間繼電器和時間繼電器等則用PC內部的M××、T××等替代，然后結合PC編程規則，分析梯形圖邏輯關系，將非法語句指令和不合理語句指令進行刪減，理順程序指令關系，確保編制的PC程序正確、合理。
（3）PC程序的調試：
程序編制完成后，在PC不接輸出狀態下，對輸人的各種控制，按邏輯動作功能，逐一進行試驗，要求PC輸出
必須與設備要求的各個動作相吻合，否則應立即進行檢查，修改錯誤語句指令直至全部正確，再接上PC輸出進行調試。
三、設備電氣技術革新后的特點
設備經過革新后，取消了所有中間繼電器、時間繼電器，廢除了直流調速系統的電子管放大器和電機擴大機，電氣元件大為減少，使設備電氣控制柜內顯得特別清爽。同時，由于所有的控制均由PC來完成，PC根據輸人信號情況，由內部程序決定輸出，也就是說輸人與輸出的轉換是由PC內部程序決定的。這樣就使設備的硬件連接也變得非常簡單，只需將設備所有的開關、按鈕等接到PC的輸出，將控制各類電機的接觸器線圈、電磁圖閥線圈等接到PC輸出，而不必考慮它們相互間的電氣連接情況和邏輯控制關系，因為這些是由PC程序決定的。此外，變頻器的正轉、反轉、快速和鏟磨都靠PC進行，極大方便的電氣控制。所謂快速和鏟磨，實際上是通過變頻器參數，定義了兩種速度，只要接通變頻器相應的輸人點，它即以該速
度運行，而不再受調速電位器R的控制，從而滿足了各種加工需要。
四、設備電氣革新效果及其意義
設備進行電氣技術革新后，電氣系統工作可靠、穩定，迄今為止幾乎沒再發生過故障，從而大大減少了設備維護工作，節約了維修費用，使“年邁”的設備又煥發了青春，更重要的是提高了生產效率，解決了生產上的瓶頸。當前，我單位的設備狀況總的來說不是很好，據統計還有近50臺六、七十年代，甚至五十年代的設備還在使用。這些設備由于已經嚴重超期“服役”，大都老化嚴重，引起故障率高，維修量大，極大制約了我單位的生產發展，而要一下把它們全部淘汰掉，似乎也不太現實。根據我們的維修經驗，這些設備尤其是一些進口的設備，其機床幾何精度尚未喪失，加工精度也還可以，有的甚至可與新設備媲美，發生故障往往是由于電氣控制技術相對落后，電氣元件老化所至。所以，通過此次電氣技術革新的成功，為我們今后處理類似問題提供了寶貴的經驗，鍛煉了有關工程技術人員和技術工人，可以說具有深遠的現實意義。