一、概 述 

深圳柏強工業控制設備有限公司是一家以技術為依托，傾力投入于工業控制產品的研制和客戶所需的控制系統解決方案應用的專業公司。棉紡織印染服裝面料是安徽華皖集團基礎產業之一，是集科研開發、產品設計、生產經營為一體的印染企業，年產燈芯絨系列開毛柸布2000萬米，印染布7000萬米，年銷售額5億元。B2031型3.5米龍門铇床是該集團工貿公司機修分廠的加工設備，適用于加工各種零件水平面、垂直面、傾斜面及各種平面組合的導軌面等，廣泛應用于機械加工行業和大型生產單位,擔當著機配件的加工任務，是中型以上生產企業不可或缺的技術裝備。該機型床體運動動力源多采用有刷直流電機作為可調節動力源，原電氣控制系統采用繼電器與行程開關結合的控制方式，自控方式已較落后。

二、升級理由 有刷直流電機具有調速范圍廣、較硬的機械特性，大負載下起動性能良好，且平滑性、經濟性較好。這些性能對生產機械的拖動是十分重要的，但有刷直流電機的可靠運行，在很大程度上取決于電機的起動和換向情況。因為有刷直流電機在運行時，在電刷和換向器片間會出現電火花，如果火花超過一定程度，會使換向器和電刷很快損壞，以至電機不能繼續工作。這種火花極易產生在高速起動和換向過程之中，如果不加以控制易損傷電機和造成大負載下直流電源的損壞。因此要求有刷直流電機在起動和換向時必須工作在低電壓小電流下，而龍門铇正是工作在：起動→升速→高速運行→降速→斷電→制動→轉向→再起動的循環運動之中，控制節點緊湊短暫；加之以前受技術條件的制約，對這種較復雜的控制要求也只能采取繼電器加行程開關的模式來完成機器的自動需求，使得繼電操控步驟繁瑣、聯互觸點繁多，老化后經常造成控制動作失常，經常發生掉軌、失速等現象；連續運行工作不能得到保證，設備維修難查量大，影響生產加工進度，較難滿足現代工業生產的需要。 針對上述種種不利因素，我們提出了相應的改造方案，使用比較先進的技術平臺——通用型可編程序邏輯控制器（PLC）替換原有的繼電控制回路。

三、系統構成 此設備直流電源部分為原國標版的FKZ-I型可控硅直流電源柜，勵磁整流電壓為150～220VDC，電樞電壓為半控橋式可控硅電源，觸發裝置為無需同步信號的阻容移相觸發器，電源裝置基本完好。因此，為控制升級改造成本，改進原則是不對直流電源做出改進，只對原繼電控制回路進行升級改造。繼續使用原機原有的接觸器配件，全新設計控制系統，按機器運行特點編制相應的應用程序。轉向、限位反饋信號選用無接觸式接近開關，減化操作步驟，系統地完成此設備自動控制的技術升級。整個控制系統結構如圖1所示：

圖1 直流控制系統

在核心應用程序的設計編制中，以三位一線前后轉向、限位反饋信號來定位計算铇床的運動軌跡，極大地提高了控制系統運行的可靠性、穩定性、平滑性，從而提高了設備的加工能力和生產效率。程序框圖如下：

圖2 程序框圖

四、主要技術特點 

系統構成簡明，自動化程度提高明顯，性能穩定可靠，功能增強，操作簡便直觀，降低了勞動強度，大大提高了生產效率。 1、操作簡便直觀，維護方便； 2、工件行程調節方便。

五、主要功能 

1、進、退刀速度分別連續可調； 2、機器自動進刀可置； 3、铇床進、退運行點動可控； 4、可做銑床加工； 5、校刀控制； 6、龍門刀架上下點動控制； 7、失磁、過流保護； 8、速度顯示功能； 9、铇床前后速度快慢分別調節方便； 10、刀具退程自動抬刀。

六、經濟評價 

實踐證明，PLC控制系統經過一年來的使用，軟硬件工作穩定，整機運行穩定可靠，實施的升級改造方案比較成功；生產質量穩定，產量增加，勞動強度和生產成本明顯降低，經濟效益顯著：經統計，原年維修費和產品加工效能損失費在5萬元左右，2005年3月改造后使效能、產量、質量效益指標提高顯著,加工產能效益提高到每年10萬元左右；改造效果得到好評。

七、技術推廣 

自從工業發達國家相繼研制出PLC后，以及微機技術的普遍應用，使PLC的功能不斷增強，應用日益廣泛，是現代控制技術的一次飛躍。具有性能穩定、通用性好、體積小、功能強、使用方便、易改變控制過程及節能等特點；并在與信息技術的結合上，在系統監控和管理上，越來越被應用到現代工業自動控制系統中，是當今生產企業自控技術升級與更新的一個必然的發展方向。