大成恒業(yè)李海                          大成恒業(yè)李海

一、改造的目的與意義
    目前許多工廠使用的原單臂刨直流傳動(dòng)系統(tǒng)采用的是上世紀(jì)五、六十年代的K-F-D交磁放大機(jī)--直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)。因當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件所限，該系統(tǒng)本身就存在以下先天不足：①調(diào)速范圍達(dá)不到預(yù)期要求；②放大倍數(shù)不夠高，機(jī)械特性硬度不夠；③低速摩擦力增加時(shí)，而且大小不穩(wěn)定，經(jīng)常造成速度不穩(wěn)；④能耗大，效率低；⑤體積龐大，噪音大；⑥維修工作量大。
    近些年，無論是設(shè)備制造廠家，還是使用廠家，都逐漸淘汰了上述調(diào)速控制方式，而采用了更*的全數(shù)字直流調(diào)速裝置?？刂坪诵牟捎糜?jì)算機(jī)，主回路采用晶閘管。
    全數(shù)字控制的晶閘管組成的變流裝置有以下優(yōu)點(diǎn)：
    ⑴ 裝置的功率放大倍數(shù)大，可達(dá)10000以上，與直流發(fā)電機(jī)組相比，要高三個(gè)數(shù)量級(jí)，所以調(diào)速性能指標(biāo)顯著提高；
    ⑵ 快速響應(yīng)好，變流機(jī)組為秒級(jí)而晶閘管為毫秒級(jí)；
    ⑶ 功耗低、效率高，節(jié)能*，一般可節(jié)能達(dá)50%；（每天工作20小時(shí)情況下, 十個(gè)月節(jié)約的電費(fèi)即可收回整個(gè)電氣控制系統(tǒng)改造的投資）.
    ⑷ 它是靜止式電子裝置，體積小、重量輕，無噪聲，無火花磨損，維護(hù)方便，可靠性高；
    ⑸ 帶有人機(jī)對話窗口，可查看豐富的內(nèi)部實(shí)時(shí)參數(shù)和診斷參數(shù)，很容易進(jìn)行故障查找；
    ⑹ 數(shù)字控制的邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速控制，可靠性比較高，體積小，效率高；
    ⑺ 內(nèi)部有大量的數(shù)學(xué)和邏輯模塊，可組態(tài)實(shí)現(xiàn)多種控制需要。
    在電氣控制方面，原設(shè)計(jì)采用接觸器-繼電器控制系統(tǒng)，接線復(fù)雜；可動(dòng)機(jī)構(gòu)多，易出故障且難查找故障；線圈比較多則發(fā)熱耗電多；時(shí)間繼電器老化產(chǎn)生定時(shí)不準(zhǔn)；噪音大等等。
    目前基本上采用可編程序控制器（PLC），取代傳統(tǒng)的接觸器一繼電器控制系統(tǒng)，使控制系統(tǒng)柔性化，易診斷，易維護(hù)，大大地降低了故障率，節(jié)省了空間，減少了配線，易損件大量地節(jié)約。
    所以說，貴重的大型設(shè)備進(jìn)行上述改造后，可使其煥發(fā)出新的生命力，對用戶有著較重要的意義。
    我們采用多臺(tái)ETD790全數(shù)字直流調(diào)速裝置，用于東北地區(qū)的多家機(jī)械廠，機(jī)床廠的單臂刨直流傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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二、單臂刨改造方案          
1、直流傳動(dòng)系統(tǒng)
    我公司目前機(jī)床設(shè)備配套和改造都使用ETD790全數(shù)字直流調(diào)速裝置，交流原動(dòng)機(jī)、擴(kuò)大機(jī)用電動(dòng)機(jī)、交磁擴(kuò)大機(jī)、直流發(fā)電機(jī)不再使用，只保留刨臺(tái)傳動(dòng)直流電機(jī)（或更換新的、效率較高的Z4系列直流電動(dòng)機(jī)）。
    因ETD790全數(shù)字直流調(diào)速裝置是直接三相交流輸入、直流輸出的邏輯無環(huán)流的可逆調(diào)速系統(tǒng)，需要配套三相交流進(jìn)線電抗器、四只快速熔斷器及輸入接觸器。
    ①采用2只10KΩ電位器分別用于前進(jìn)和后退速度設(shè)定，而且速度可無級(jí)調(diào)節(jié)；另外保持正、反向點(diǎn)動(dòng)及加減速的多段速度功能，點(diǎn)動(dòng)速度可用軟件設(shè)定，加減速過程中的多段速度用內(nèi)部數(shù)學(xué)運(yùn)算方式來實(shí)現(xiàn)。
    ②控制柜門上裝有觸摸屏（人機(jī)界面）,用于工作臺(tái)行程設(shè)定（無需操作人員去調(diào)整傳統(tǒng)的行程開關(guān)撞塊）,同時(shí)用于系統(tǒng)故障診斷.采用光電編碼器進(jìn)行速度和位置反饋.
    電動(dòng)機(jī)正、反向換向采用回饋制動(dòng)方式，電能回饋電網(wǎng)；正、反向自動(dòng)多段斜坡加減速，減少機(jī)械沖擊。
    多個(gè)模擬量輸出用于指示電機(jī)電壓、電流、速變等，方便指導(dǎo)控制吃刀量的調(diào)整及工作判斷。
2、電氣控制系統(tǒng)
    原潤滑油泵電機(jī)的起動(dòng)/停止、垂直刀架運(yùn)動(dòng)、側(cè)刀架運(yùn)動(dòng)、橫梁升降電機(jī)的起動(dòng)/停止及自動(dòng)回升的正反轉(zhuǎn)、與工作臺(tái)的保護(hù)聯(lián)鎖、時(shí)間聯(lián)鎖等原由繼電器完成，線路比較復(fù)雜，出現(xiàn)故障不易查找，影響機(jī)床的工作。
    采用可編程序控制器及輸出繼電器模組改造，只保留原設(shè)計(jì)中的幾只交流接觸器（換新的）。
    這樣，使用過程中可通過察看PLC的輸入/輸出指示燈很容易判斷各控制點(diǎn)的工作狀態(tài)，查找故障快捷、方便。
    繼電器輸出模組，帶有輸出指示、保護(hù)熔斷器、熔斷器熔斷指示、阻容吸收保護(hù)，用于隔離PLC輸出與負(fù)載，以及進(jìn)行多重保護(hù)。
    當(dāng)某一輸出繼電器損壞后，用戶只需簡單的插撥更換或改二根線即可，避免用戶因故障修改程序，而PLC的輸出采用高壽命的晶體管形成。
    其它的如抬刀控制、垂直刀架與側(cè)刀架的工進(jìn)與快移仍采用原來的工作方式，只不過也由PLC來完成聯(lián)鎖控制。

三、ETD790在德國單臂刨的應(yīng)用案例
    國內(nèi)一家生產(chǎn)通風(fēng)機(jī)設(shè)備的企業(yè)，該公司擁有一臺(tái)五十年代德國生產(chǎn)的單臂刨，一九九三年進(jìn)行過一次改造。工作臺(tái)傳動(dòng)采用模擬直流調(diào)速器，進(jìn)給采用FANUC直流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。運(yùn)行十年后，工作臺(tái)直流驅(qū)動(dòng)器和直流伺服驅(qū)動(dòng)器全部老化損壞，而且FAUNC直流伺服驅(qū)動(dòng)器已經(jīng)停產(chǎn)多年，無法維修，造成機(jī)床無法使用。該公司決定對單臂刨電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。在這次改造過程中，公司比較慎重選擇改造的公司。該公司選擇沈陽*的幾家直流傳動(dòng)公司做方案。我公司提出的方案zui終得到的用戶的認(rèn)可。
    電氣控制系統(tǒng)
   在該項(xiàng)目改造中，使用了三臺(tái)ETD790直流調(diào)速器（790/400/0037A、790/400/0037A、790/400/00150A），分別控制機(jī)床進(jìn)給FANUC永磁伺服直流電機(jī)（110V、19.8A）和工作臺(tái)直流電機(jī)（Z4型45KW、440V）.在調(diào)試的過程中，我們發(fā)現(xiàn)直流伺服永磁的電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止電流較大。在正常設(shè)置電機(jī)電流環(huán)的情況下，不能夠滿足其工作要求。開動(dòng)機(jī)床會(huì)出現(xiàn)過電流現(xiàn)象。因此我們對電流環(huán)進(jìn)行了如下操作：
    因ETD790系列全數(shù)字直流調(diào)速器參數(shù)設(shè)置、監(jiān)控,可采用790DriveExplorer軟件操作,該軟件功能強(qiáng)大、操作簡單、監(jiān)控方便，我們使用該軟件進(jìn)行ETD790全數(shù)字直流調(diào)速器參數(shù)設(shè)置、監(jiān)控。
    1.首先通過一條RS232通訊線,將PC機(jī)和790全數(shù)字直流調(diào)速器RS232通訊口聯(lián)接,將PC機(jī)上安裝的“790DriveExplorer”軟件打開，將790全數(shù)字直流調(diào)速器控制電源上電，然后點(diǎn)擊在線圖標(biāo)，建立通訊。
    2.通訊完成后。打開790 DriveExplorer調(diào)試軟件的電流環(huán)，設(shè)置參數(shù)號(hào)15、21、22。如圖所示：
       

    我們這樣做就完*了過電流問題。我們將電流環(huán)放大和增大電流限幅。由于ETD790直流調(diào)速器是采用32位的處理器，響應(yīng)速度非常快，模塊也采用MCC26（和SSD相同規(guī)格型號(hào)的模塊相比都要大一個(gè)檔），這樣即使在瞬間產(chǎn)生很大的電流也不會(huì)對直流調(diào)速器和電機(jī)產(chǎn)生不良影響。
    3．在調(diào)試的過程中，出現(xiàn)了刀花非常不均勻的現(xiàn)象。由于FANUC永磁伺服直流電機(jī)電壓是110V。開始我們采用主電源是三相380V，造成觸發(fā)角過大，低速運(yùn)行時(shí)波形不連續(xù)，電機(jī)動(dòng)態(tài)效果不好。我們通過采用外部同步變壓器將主電源降至130V。很好地解決了這個(gè)問題。

四、  結(jié)論
     ETD790系列全數(shù)字直流調(diào)速器有方便簡易的調(diào)試軟件，能在線修改參數(shù)并監(jiān)控，使的現(xiàn)場調(diào)試時(shí)間大大減少，更加易于診斷，隨著應(yīng)用不斷的熟練，越來越愛使用ETD790系列全數(shù)字直流調(diào)速器了，它的強(qiáng)大的功能和穩(wěn)定也得到廣大用戶的認(rèn)可。

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