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1、2018年10月24日,项目四 任务1 安装、运行数控车床主轴控制线路,变频器应用,崇德尚技 博学精工,任务描述项目背景：数控车床一般用于加工回转表面、螺纹等加工。其动作一般是X、Z向的快进、工进、快退；以及在加工过程中，能进行自动和手动、车外圆与车螺纹等转换，并且能进行单步操作。主轴运动是数控车床的一个重要内容，主轴运动的基本控制有正反转、停止、自动换挡和无极调速等。本项目就是采用变频器和PLC，按如下要求对数控机床进行技术改造，以实现对主轴的多种控制。,数控车床示意图,数控车床主轴电机示意图,任务描述控制要求：1）使用PLC和变频器，控制交流电动机，带动数控车床的主轴，可以按照给定的工作转
2、速图7.3，进行连续运转；2）主轴电动机也可按照单独选用的任一级速度恒速运转；3）为利于检修或调整，主轴电动机可以正、反转点动控制，转速为600r/min；4）主轴电动机也可按照给定的工作转速图7.3，自动运行。,。,任务分析1、变频器与PLC构成的数控车床主轴控制线路的安装1）识读、理解变频器与PLC电气控制线路图；2）选择线路安装所需的元器件并对主要元件进行检测；3）绘制元器件分布图，安装元器件，完成电控板的接线；4）按照线路检测步骤，对完成的电控板线路进行检测。2、变频器运行参数的设置，PLC程序的编写；3、主轴电气控制系统的运行调试与故障排查。,知识技能目标：1、掌握变频器与PLC的电
3、气控制原理图；2、熟练完成PLC的控制程序的编程与调试；3、熟练掌握变频器相关参数设置；熟练变频器与PLC电气控制线路的调试。 素质目标：6S教育，良好职业操作规范，良好的团队合作，解决问题的能力。,识读线路图,按图选择器件并检测,元器件布局、安装、连接,线路检查,变频器参数设置，编写PLC 控制程序，写入程序到PLC,调试运行,是,任务实施流程：,1.相关知识的学习 2.任务准备（资料、操作工具等） 3.任务实施 4.知识拓展,相关知识学习,识读变频器与PLC构成的数控车床主轴控制线路图,PLC接线图,第一步：变频器电源通过断路器QF接通，变频器输出直接接控制主轴的电动机 第二步：变频器的输
4、入控制端子由PLC输出信号进行控制。 1.Y0接通STF，控制变频器正转启动，驱动电动机进行正转； 2.Y1接通SFR，控制变频器反转启动，驱动电动机进行反转；,线路图识读步骤：,3.Y2，Y3，Y4分别接通RH,RM,RL,控制变频器根据对参数所设定的频率，按照不同的组合输出相应的频率，使电动机能按车床主轴的运行的速度要求运行； 4.变频器的SD与PLC输出的COM1连接； 5.变频器的输出端子A和B接到PLC输入端的X2和COM，是将变频器的运行故障报警信号输入PLC，使PLC按所编写的程序作出相应的控制。,任务实施,元器件选择与检测：,电控板布板、元器件安装与接线：,线路检查：,工具：万
5、用表 检查步骤： 第一步：检查变频器的输入、输出接线及电动机连接是否正确、牢固。 第二步:检查变频器的接入控制端子与PLC输出端子的接线是否正确、牢固。 第三步：检查接地线是否牢固； 第四步：检查电源电压是否符合标准；,注意： 1.严禁对输入控制端子（STF/STR/RH/RM/RL/SD）施加外界电源，否则会损坏变频器。 2.变频器的输入控制端子与PLC输出端子的接线是采用独立的输出组，严禁与其他有外界电源的输出组混合使用。,设置变频器参数并编写PLC控制程序： 设置变频器基本参数 必须在Pr.79=1的工作模式下进行参数设置，否则设置失败，具体设置如下所示：,X6接M3的热继电器。,设置运
6、行参数，如下表所示：,编写PLC程序： I/O分配表如下所示：,PLC 梯 形 图：,任务拓展：,功能调试 根据实际操作进行功能调试情况，填写下表：,图主轴变频器系统构成示意,图 数控装置与主轴变频器的接线图,故障排除 根据功能调试情况，对数控车床主轴控制系统所出现的故障进行排除，并填写项目评价表。,【问题】机床主轴在传动控制中，在快速制动时经常会发生“过压”现象，这是为什么？如何解决过压问题？ 1. 过压问题的提出 变频器过压故障保护是变频器中间直流电压达到危险程度后采取的保护措施，这是电压型交-直-交变频器设计上的一大缺陷，在变频器实际运行中引起此故障的原因较多，可以采取的措施也较多，在处
7、理此类故障时要分析清楚故障原因，有针对性的采取相应的措施去处理。,2. 变频器过压故障的危害性 变频器过压主要是指其中间直流回路过压，中间直流回路过压主要危害在于： 引起电动机磁路饱和。对于电动机来说，电压主过高必然使电机铁芯磁通增加，可能导致磁路饱和，励磁电流过大，从面引起电机温升过高。 损害电动机绝缘。中间直流回路电压升高后，变频器输出电压的脉冲幅度过大，对电机绝缘寿命有很大的影响。 对中间直流回路滤波电容器寿命有直接影响，严重时会引起电容器爆裂。因而变频器厂家一般将中间直流回路过压值限定在DC800V左右，一旦其电压超过限定值，变频器将按限定要求跳闸保护。,3. 产生变频器过压的原因 一
8、般能引起中间直流回路过压的原因主要来自以下两个方面： （1）来自电源输入侧的过压 正常情况下的电源电压为380V，允许误差为-5%+10%，经三相桥式全波整流后中间直流的峰值为591V，个别情况下电源线电压达到450V，其峰值电压也只有636V，并不算很高，一般电源电压不会使变频器因过压跳闸。电源输入侧的过压主要是指电源侧的冲击过压，如雷电引起的过压、补偿电容在合闸或断开时形成的过压等，主要特点是电压变化率dv/dt和幅值都很大。,4. 过压故障处理对策 对于过压故障的处理，关键一是中间直流回路多余能量如何及时处理;二是如何避免或减少多余能量向中间直流回路馈送，使其过压的程度限定在允许的限值之内。 下面是主要的对策： 在电源输入侧增加吸收装置，减少过压因素 对于电源输入侧有冲击过压、雷电引起的过压、补偿电容在合闸或断开时形成的过压可能发生的情况下，可以采用在输入侧并联浪涌吸收装置或串联电抗器等方法加以解决。,谢谢！,
