1　引言
　　φ3500立式機床是一種自動化程度要求較高的機電設(shè)備，一般應(yīng)用于冶金行業(yè)，車制各種大型工件;它通常采用繼電器邏輯控制方式，設(shè)備的電控系統(tǒng)故障率高，檢修周期長。隨著技術(shù)的進(jìn)步，這類控制系統(tǒng)已顯示出越來越多的弊瑞。近年來PLC機在工業(yè)自動控制領(lǐng)域應(yīng)用愈來愈廣，它在控制性能、組機周期和硬件成本等方面所表現(xiàn)出的綜合優(yōu)勢，是其它工控產(chǎn)品*的。如果用PLC控制技術(shù)對這些系統(tǒng)實施改造，則具有普遍的技術(shù)及經(jīng)濟意義。
　　2　方案選擇
　　原設(shè)備為手動操作，根據(jù)使用部門的建議，在改造方案上維持改造前設(shè)備人一機界面的原始性，這樣可以有效減少設(shè)備使用人員的誤操作，不至于使設(shè)備的事故率在技術(shù)改造后有所增加。
　　系統(tǒng)的工作臺變速單二依靠液壓電磁閥來實現(xiàn)，并由機械傳動部件不斷地改變傳輸比，達(dá)到改變工作臺轉(zhuǎn)速目的。其變速操作相當(dāng)繁瑣，必須先讓主機停車，選好速度后，微動使齒輪重新啃合再掛擋，zui后重新啟動。根據(jù)現(xiàn)場負(fù)載計算與理論分析，我們保留主拖動方式，用一臺FRN15G95-4JE電壓型通用變頻器，對工作臺電機進(jìn)行速度換向控制?！　　　RN15G954JE電壓型通用變頻器具有轉(zhuǎn)矩矢量控制、轉(zhuǎn)差補償、電AVR自整定、負(fù)載轉(zhuǎn)矩自適應(yīng)等一系列*功能，在無速度傳感器的開環(huán)運行條件下，采用磁通矢量控制和電機參數(shù)自動測試等功能后，其調(diào)速性能達(dá)到甚至高于傳統(tǒng)晶閘管供電的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。原系統(tǒng)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(qū)動電機連接。左右驅(qū)動電機有Y/△變換，因此有兩級工作進(jìn)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(shù)
　　PLC控制系統(tǒng)的輸入信號包括操作臺控制輸入、工作臺和刀架各速度信號、分布在機床上各部分行程開關(guān)及變頻器投入信號。共有64個輸入點。
　　PLC的控制負(fù)載主要分成三類：一是10臺交流電機正反轉(zhuǎn)主接觸器;二是用于左右刀架調(diào)速的離合器線圈（電磁離合器直接由PLC驅(qū)動）;三是顯示、報警負(fù)載（包括顯示燈、聲光報警器等）;四是工作臺調(diào)速輸出（到變頻器）。共56個輸出點。
　　3.2　PLC選型
　　確定輸入輸出點后，還要進(jìn)行PLC選型，本系統(tǒng)除了與變頻器連接需模擬量外，全部為開關(guān)量，再考慮到性能價格比及輸入輸出點數(shù)，我們選用OMRON C系列H型機C200H一塊母板，C200H為模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)配置靈活，功能強，梯形圖編程*符合控制要求。
　　4　系統(tǒng)設(shè)計
　　4.1　變頻器設(shè)計
　　圖3為變頻器工作原理接線圖
　　系統(tǒng)所有動作都有PLC控制。當(dāng)PLC輸出繼電器00500=ON時，工作臺正轉(zhuǎn);輸出繼電器00501=ON時，工作臺反轉(zhuǎn)。工作臺共有16級速度。操作時，首先將二進(jìn)制值存儲在PLC數(shù)據(jù)區(qū)，當(dāng)正反轉(zhuǎn)時，操作臺輸入速度值，而PLC輸出一路二進(jìn)制值，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換到變頻器的12號輸入端，滿足工作臺調(diào)速要求。當(dāng)00500*00502=O N時，工作臺點動正轉(zhuǎn);當(dāng)00501*00502=ON時，工作臺點動反轉(zhuǎn)。點動速度用變頻器提供的多段速指令選擇。當(dāng)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(jīng)PLC輸入繼電器產(chǎn)生系統(tǒng)故障報警。
　　在快速制動過程中，一但電機反饋“泵升”電壓使變頻器母線電壓達(dá)到800V時，制動單動BU功率模塊立即導(dǎo)通，接入電阻R迅速釋放電機儲能，實現(xiàn)安全快速的制動。
　　4.2　軟件設(shè)計
　　立式車床控制流程圖見圖4
　　PLC通過編程器輸入程序，達(dá)到控制目的。由于PLC工作過程是循環(huán)，程序執(zhí)行速度快，在刀架進(jìn)給雙速電機時，需要通過Y/△變換實現(xiàn)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(shè)置切換延時，定為IS。同樣，在橫梁下降（反轉(zhuǎn)）時，還需要回升（正轉(zhuǎn)），因此也需要設(shè)置切換延時，以防電源短路。
　　5　結(jié)束語
　　實踐證明，用PLC改造傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)是很好的方法。它可以充分發(fā)揮PLC高可靠性、高抗干擾的特點，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系統(tǒng)工作臺啟動調(diào)速性能，有利于節(jié)能（原系統(tǒng)機械變速，低速時電機功率損耗大），提高了效率，為企業(yè)創(chuàng)造較好的經(jīng)濟效益。