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一、电气技术革新方案
鉴于设备出现的各种问题，我们采用了FX2N可编程控制器(PC)和FR—E540变频器对它进行了电气技术革新。FX2N和FR—E540均由日本三菱公司生产，产品质量可靠，性价比高。其中FX2N为一种超小型的PC，超高速程式处理(0.08us／基本指令)，大容量存储器，内付8K步RAM(最大可达16K)，可在RUN过程中修改程序，丰富的I/O点，同时具有超强的网络及数据通信功能，可连接到CC—Link、ProifbusDP和DeviceNet。通过对PLC的编程，可省去设备电气控制用的中间继电器、时间继电器、计数器等，使电路中的机械触点，变成了“无触点开关”，而且可实现软件、硬件上的双重保护，极大提高了设备电气系统的可靠性，这也成为当今电气控制的主流。FR—E540是一种小型、高性能的变频器，它采用磁通矢量控制，PID调节，柔性PWM控制，输出频率范围0.5—400Hz。尽管直流调速具有优良的调速性能，但由于所用直流电动机有碳刷和换向器，易磨损，需经常维护。另外，换向器工作时会产生火花，使直流电动机最高转速受到限制，也使应用环境受到限制。而且直流电动机结构复杂，制造困难，所用铜铁材料消耗大，成本高；而变频调速使用普通的三相异步电动机，则没有这些缺点，所以近20年来各国都在大力从事变频调速的开发研究工作，并取得了长足的进步。当然，使用普通的三相异步电动机要避免长期低速运行，否则电机易发热损坏，需要长期低速运转的场合应该选用三相变频电机。
二、电气系统革新
1、主电路
这部分的革新比较简单，采用直接移置法，包括砂轮电机、冷却电机、主轴润滑泵、机床润滑泵，以及顶尖模具电机和吸尘器电机，它们几乎延用原电路，采用接触器控制，具有短路保护和过载保护；废除工作台直流调速部分，革新成变频器控制电路(如图1)。在图1中调整电位器R，即可改变变频器的输出频率f，而电机转速n=60f／P，所以改变f便能很方便地改变电机转速，这正是变频调速的基本原理为了满足调速系统的低速性能，电路选用的是三相变频电机，其工作频率2—120Hz，相的同步转速为40—2400r／min，因电机转差率的存在，实际转速会略低于这个值。另外根据设备所需功能，设置了电机正转、反转铲磨和快速输入，这些动作都由PC进行控制。同时，当变频器发生过压、欠压、过流和
热，以及短路等故障时还有报警信号输出
2．控制电路
这部分的革新是关键，革新前要认真分原设备控制电路，了解设备动作情况，理清备控制流程。其基本革新方法和步骤为：
（1）PC输入、输出点的确定：
根据设备所的控制元件、检测元件，如按钮、行程开关换开关、报警信号、接触器、电磁阀、信号灯
和PC送给变频器的各种控制指令，合理确定C的输入、输出点。
（2）PC程序编制：
程序编制是革新的重中之重，程序的优劣直接影响革新的效果。PC的编程有多种方法，就设备电气革新而言，常用直接翻译法和逻辑化减法相结合的原则，即将确定的输人、输出点直接代人原控制电路画梯形图，如遇中间继电器和时间继电器等则用PC内部的M××、T××等替代，然后结合PC编程规则，分析梯形图逻辑关系，将非法语句指令和不合理语句指令进行删减，理顺程序指令关系，确保编制的PC程序正确、合理。
（3）PC程序的调试：
程序编制完成后，在PC不接输出状态下，对输人的各种控制，按逻辑动作功能，逐一进行试验，要求PC输出
必须与设备要求的各个动作相吻合，否则应立即进行检查，修改错误语句指令直至全部正确，再接上PC输出进行调试。
三、设备电气技术革新后的特点
设备经过革新后，取消了所有中间继电器、时间继电器，废除了直流调速系统的电子管放大器和电机扩大机，电气元件大为减少，使设备电气控制柜内显得特别清爽。同时，由于所有的控制均由PC来完成，PC根据输人信号情况，由内部程序决定输出，也就是说输人与输出的转换是由PC内部程序决定的。这样就使设备的硬件连接也变得非常简单，只需将设备所有的开关、按钮等接到PC的输出，将控制各类电机的接触器线圈、电磁图阀线圈等接到PC输出，而不必考虑它们相互间的电气连接情况和逻辑控制关系，因为这些是由PC程序决定的。此外，变频器的正转、反转、快速和铲磨都靠PC进行，极大方便的电气控制。所谓快速和铲磨，实际上是通过变频器参数，定义了两种速度，只要接通变频器相应的输人点，它即以该速
度运行，而不再受调速电位器R的控制，从而满足了各种加工需要。
四、设备电气革新效果及其意义
设备进行电气技术革新后，电气系统工作可靠、稳定，迄今为止几乎没再发生过故障，从而大大减少了设备维护工作，节约了维修费用，使“年迈”的设备又焕发了青春，更重要的是提高了生产效率，解决了生产上的瓶颈。当前，我单位的设备状况总的来说不是很好，据统计还有近50台六、七十年代，甚至五十年代的设备还在使用。这些设备由于已经严重超期“服役”，大都老化严重，引起故障率高，维修量大，极大制约了我单位的生产发展，而要一下把它们全部淘汰掉，似乎也不太现实。根据我们的维修经验，这些设备尤其是一些进口的设备，其机床几何精度尚未丧失，加工精度也还可以，有的甚至可与新设备媲美，发生故障往往是由于电气控制技术相对落后，电气元件老化所至。所以，通过此次电气技术革新的成功，为我们今后处理类似问题提供了宝贵的经验，锻炼了有关工程技术人员和技术工人，可以说具有深远的现实意义。