>1　引言
φ3500立式機床是一種自動化程度要求較高的機電設備，一般應用於冶金行業，車製各種大型工件；它通常采用繼電器邏輯控製方式，設備的電控係統故障率高，檢修周期長。隨著技術的進步，這類控製係統已顯示出越來越多的弊瑞。近年來PLC機在工業自動控製領域應用愈來愈廣，它在控製性能、組機周期和硬件成本等方麵所表現出的綜合優勢，是其它工控產品難以比擬的。如果用PLC控製技術對這些係統實施改造，則具有普遍的技術及經濟意義。

　　2　方案選擇

　　原設備為手動操作，根據使用部門的建議，在改造方案上維持改造前設備人一機界麵的原始性，這樣可以有效減少設備使用人員的誤操作，不至於使設備的事故率在技術改造後有所增加。
　　係統的工作台變速單二依靠液壓電磁閥來實現，並由機械傳動部件不斷地改變傳輸比，達到改變工作台轉速目的。其變速操作相當繁瑣，必須先讓主機停車，選好速度後，微動使齒輪重新啃合再掛擋，最後重新啟動。根據現場負載計算與理論分析，我們保留主拖動方式，用一台FRN15G95-4JE電壓型通用變頻器，對工作台電機進行速度換向控製。　　　　FRN15G954JE電壓型通用變頻器具有轉矩矢量控製、轉差補償、電AVR自整定、負載轉矩自適應等一係列先進功能，在無速度傳感器的開環運行條件下，采用磁通矢量控製和電機參數自動測試等功能後，其調速性能達到甚至高於傳統晶閘管供電的雙閉環直流調速係統。原係統還有左右兩個刀架，可縱向橫向移動，通過電磁離合器與左右驅動電機連接。左右驅動電機有Y/△變換，因此有兩級工作進給速度：I級0.29-45.6m/min，II級0.58-91.2m/min。改造時，仍維持原方式。

3　PLC機型選擇

　　3．1　輸入輸出點數
　　PLC控製係統的輸入信號包括操作台控製輸入、工作台和刀架各速度信號、分布在機床上各部分行程開關及變頻器投入信號。共有64個輸入點。
　　PLC的控製負載主要分成三類：一是10台交流電機正反轉主接觸器；二是用於左右刀架調速的離合器線圈（電磁離合器直接由PLC驅動）；三是顯示、報警負載（包括顯示燈、聲光報警器等）；四是工作台調速輸出（到變頻器）。共56個輸出點。

　　3．2　PLC選型
　　確定輸入輸出點後，還要進行PLC選型，本係統除了與變頻器連接需模擬量外，全部為開關量，再考慮到性能價格比及輸入輸出點數，我們選用OMRON C係列H型機C200H一塊母板，C200H為模塊化結構，係統配置靈活，功能強，梯形圖編程完全符合控製要求。

　　4　係統設計

　　4．1　變頻器設計
　　圖3為變頻器工作原理接線圖
　　係統所有動作都有PLC控製。當PLC輸出繼電器00500=ON時，工作台正轉；輸出繼電器00501=ON時，工作台反轉。工作台共有16級速度。操作時，首先將二進製值存儲在PLC數據區，當正反轉時，操作台輸入速度值，而PLC輸出一路二進製值，經D/A轉換到變頻器的12號輸入端，滿足工作台調速要求。當00500*00502=O N時，工作台點動正轉；當00501*00502=ON時，工作台點動反轉。點動速度用變頻器提供的多段速指令選擇。當電機過載缺相時，熱繼電器FR動作，使變頻器THR端子OFF，可在瞬間封鎖U.V.W輸出，同時閉合故障繼電器30A-30C觸點，經PLC輸入繼電器產生係統故障報警。
　　在快速製動過程中，一但電機反饋“泵升”電壓使變頻器母線電壓達到800V時，製動單動BU功率模塊立即導通，接入電阻R迅速釋放電機儲能，實現安全快速的製動。

　　4．2　軟件設計
　　立式車床控製流程圖見圖4
　　PLC通過編程器輸入程序，達到控製目的。由於PLC工作過程是循環，程序執行速度快，在刀架進給雙速電機時，需要通過Y/△變換實現變速，因此為了避免Y/△變換中電源短路，除了用互鎖外，還必須設置切換延時，定為IS。同樣，在橫梁下降（反轉）時，還需要回升（正轉），因此也需要設置切換延時，以防電源短路。

　　5　結束語

　　實踐證明，用PLC改造傳統繼電器控製係統是很好的方法。它可以充分發揮PLC高可靠性、高抗幹擾的特點，壽命長、維修量少、查找外部線路簡單。同時采用變頻器改善了原係統工作台啟動調速性能，有利於節能（原係統機械變速，低速時電機功率損耗大），提高了效率，為企業創造較好的經濟效益。