MM420變頻器在定長切料系統(tǒng)中的應(yīng)用

馬中秋

(黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電學(xué)院，湖北 黃岡 438002)

MM420變頻器在定長切料系統(tǒng)中的應(yīng)用

馬中秋

(黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電學(xué)院，湖北 黃岡 438002)

為解決傳統(tǒng)的鋼坯鋸切下料存在的切面不平整、效率低、工作強(qiáng)度大、加工質(zhì)量難以保證等問題，設(shè)計(jì)了采用MM420變頻器來控制進(jìn)料電動(dòng)機(jī)的定長切料系統(tǒng)。經(jīng)試驗(yàn)證明，該定長切料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，工作過程平穩(wěn)可靠，進(jìn)料速度可以根據(jù)加工狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，滿足企業(yè)生產(chǎn)對(duì)不同速度的要求，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

MM420；切料系統(tǒng)；應(yīng)用研究

隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，針對(duì)傳統(tǒng)的鋼坯鋸切下料存在切面不平整、效率低、工作強(qiáng)度大、加工質(zhì)量難以保證等問題，設(shè)計(jì)了定長切料系統(tǒng)。本文介紹了定長切料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理、MM420的結(jié)構(gòu)與工作原理、MM420在定長切料系統(tǒng)中應(yīng)用的電氣連接、參數(shù)設(shè)置、運(yùn)行調(diào)試等。經(jīng)試驗(yàn)證明，該定長切料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，工作過程平穩(wěn)可靠，進(jìn)料速度可以根據(jù)加工狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，滿足企業(yè)生產(chǎn)對(duì)不同速度的要求，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

1 定長切料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 定長切料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

定長切料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由座、工作滑臺(tái)、工料、切割氣缸、進(jìn)料滾輪、滑臺(tái)電動(dòng)機(jī)、編碼器、切斷壓板、壓緊氣缸、鋸片、次品分揀氣缸、次品推板和正品傳送帶、工料檢測傳感器等組成。

1.2 定長切料系統(tǒng)的工作原理

定長切料系統(tǒng)的工作過程如下：系統(tǒng)啟動(dòng)后，首先進(jìn)料電機(jī)啟動(dòng)帶動(dòng)工料連續(xù)送出，當(dāng)工料檢測傳感器檢測到有物料時(shí)，系統(tǒng)開始計(jì)算工料的長度。當(dāng)工料達(dá)到切割長度時(shí)，滑臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)滑臺(tái)向右跟隨工料同步運(yùn)行，同時(shí)壓緊氣缸開始工作將工料壓緊，鋸片電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鋸片開始旋轉(zhuǎn)(壓緊氣缸與鋸片均固定在滑臺(tái)上)。當(dāng)鋸片電機(jī)完成Y-Δ切換后，切割氣缸伸出開始切料；工料被切斷后，壓緊氣缸縮回，切割氣缸開始縮回，同時(shí)判斷誤差，若誤差值符合要求，說明所切的工料長度符合要求，則啟動(dòng)正品傳送帶電機(jī)，5s后將正品工料運(yùn)出，否則說明所切料不符合要求，則次品分揀氣缸動(dòng)作將次品推出側(cè)面。當(dāng)切割氣缸和壓緊氣缸縮回到位后，鋸片電動(dòng)機(jī)停止，滑臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)滑臺(tái)向左回到原點(diǎn)，至此一次切料完成。當(dāng)滑臺(tái)電動(dòng)機(jī)回到原點(diǎn)的同時(shí)，工料再次達(dá)到切割長度，滑臺(tái)再次向右運(yùn)行完成下一次切料、分揀等。

2 MM420的結(jié)構(gòu)與工作原理

MM420變頻器由微處理器控制，并采用具有現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)作為功率輸出器件。因此，它具有很高的運(yùn)行可靠性和功能的多樣性。其脈沖寬度調(diào)制的開關(guān)頻率是可選的，因而降低了電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的噪聲。全面而完善的保護(hù)功能為變頻器和電動(dòng)機(jī)提供了良好的保護(hù)。另外，MM420具有缺省的工廠設(shè)置參數(shù)，它是給數(shù)量眾多的簡單的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)供電的理想變頻驅(qū)動(dòng)裝置。

MM420變頻器的主電路采用的交-直-交， 即輸入是交流，變成直流，再變成交流輸出，把工頻交流電通過整流變成直流電，然后再把直流電變成頻率、電壓均可控的交流電。接線端子主要有電源輸入端(L1、L2、L3)、電機(jī)接線端(U、V、W)、直流回路端(D+、D-)、模擬信號(hào)輸入端(AIN+、AIN-)、數(shù)字端(DIN1、DIN2、DIN3)、繼電器輸出端(RL1B、RL1C)、模擬信號(hào)輸出端(AOUT+、AOUT-)及串行鏈路端RS485(P+、N+)。

3 MM420在定長切料系統(tǒng)中的應(yīng)用

表1 MM420參數(shù)設(shè)置表

定長切料系統(tǒng)中進(jìn)料電動(dòng)機(jī)為三相異步電動(dòng)機(jī)(不帶速度繼電器)由變頻器控制，要求變頻器速度由PLC輸出模擬量電壓進(jìn)行給定。系統(tǒng)設(shè)有啟動(dòng)/停止(SB1)開關(guān)一個(gè)，西門子模擬量模塊給定變頻器輸出頻率。通過連接變頻器外部端子控制三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)/停止和輸出頻率。打開開關(guān)“SB1”，電動(dòng)機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)0-10V直流可調(diào)電壓源，三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨著0-10V可調(diào)電壓的改變而改變，電氣線路、參數(shù)如表1所示。

按照?qǐng)D2所示，完成PLC、變頻器的接線，認(rèn)真檢查，確保正確無誤后，打開變頻器電源開關(guān)，按照表1MM420參數(shù)設(shè)置表，正確設(shè)置變頻器參數(shù)。PLC在斷電狀態(tài)下，連接好PC/PPI電纜，將撥到STOP運(yùn)行模式，運(yùn)行STEP7 Micro/WIN32 編程軟件，編寫程序，“編譯”程序無誤后，設(shè)置通訊參數(shù)，打開PLC電源將程序下載至PLC中。下載完成后，將PLC運(yùn)行模式“RUN/STOP”開關(guān)撥至“RUN”位置，使PLC處于“RUN”狀態(tài)。打開開關(guān)“SB1”，調(diào)節(jié)0-10V電源，改變PLC模擬量模塊的輸入電壓，觀察三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，效果良好。

圖2 MM420在定長切料系統(tǒng)中電氣連接圖

4 結(jié)論

通過在定長切料系統(tǒng)中采用MM420變頻器來控制進(jìn)料電動(dòng)機(jī)，克服了傳統(tǒng)的鋼坯鋸切下料存在切面不平整、效率低、工作強(qiáng)度大等問題。經(jīng)試驗(yàn)證明，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，工作過程平穩(wěn)可靠，進(jìn)料速度隨意調(diào)節(jié)，滿足企業(yè)生產(chǎn)對(duì)不同速度的要求，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]王建,楊秀雙,劉來員. 變頻器實(shí)用技術(shù)(西門子)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012.

[2]董旭鋒.西門子MM420變頻器在天線伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代制造,2011(27):59-59.

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[責(zé)任編輯：劉良瑞]

2016-11-10

黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院校級(jí)科研項(xiàng)目“PLC應(yīng)用于隧道窯窯車運(yùn)行系統(tǒng)的研發(fā)”(2016C2022119)。

馬中秋，男，山東濟(jì)寧人，講師。研究方向：機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)理論和實(shí)踐教學(xué)研究。

TH122

A

1672-1047(2016)06-0127-02

10.3969/j.issn.1672-1047.2016.06.36