Модернизация схемы управления

Обоснование пути модернизации схемы станка

 

Релейно-контакторная схема, используемая для управления станком 7305, обладает следующими недостатками:

- низкая надежность;

- большая потребляемая мощность;

- затраты энергии на срабатывание;

- при длительном хранении катушки реле стареют.

Используемое напряжение 110. В, для цепи управления не отвечает нынешним требованиям и является опасным для работающих на станке.

Контакты реле и пускателей изнашиваются, в них возникает искрение, что может привести к возникновению пожара.

Понижающий трансформатор, используемый для питания цепей управления и местного освещения, а также трансформатор, используемый для питания цепи управления электромагнитными муфтами, уже устарел, нуждается в замене. Они потребляют большую мощность при низком коэффициенте полезного действия.

Минимальная защита от перегрузки двигателя осуществляется автоматическим выключателем, что мало для надёжной работы.

В связи с указанными недостатками возникает необходимость модернизации станка 7305.

Схему управления станком 7305 переводим на программируемый логический контроллер, который будет питаться от источника питания с постоянным напряжением 24В, которое является безопасным для обслуживающего персонала и повышает надежность работы схемы. Силовая цепь питается напряжением 380В, частотой 50Гц. Также для увеличения времени службы двигателя в силовую цепь будет установлено устройство плавного пуска.

В данной схеме в цепи управления применяется большое количество энергоемких магнитных пускателей, что также приводит к большому количеству переключений, из-за чего снижается надежность схемы. Поэтому магнитные пускатели заменяем более надёжными и современными аналогами. В результате их контактная система имеет повышенную износостойкость и надежность контактирования. Контакты не загрязняются и не будут требовать столь тщательного ухода и обслуживания;

Применяем современные конструкции аппаратов управления и защиты. Они обладают более высокой надежностью, меньшим шумом в работе и меньшими габаритами, и массой. Производим замену плавких предохранителей в цепи управления на автоматические выключатели, которые обладают более высокой надежностью и быстродействием.

Также предполагается смена системы заземления станка. Существуют такие разновидности оборудования:

1 TN (включают в себя такие подсистемы, как TN-C, TN-CS и TN-C-S);

2 TT;

3 IT.

Тип TN именно такой тип находится на нашем станке.

Отличается глухой заземленностью нейтрального провода и подключением к ней остальных отводов. Монтаж оборудования рядом с трансформатором предполагает обязательную установку реактора, гасящего дугу, которая появляется в проводке.

1 TN-C – защита электрической системы обеспечивается посредством одного комбинированного отвода. В нем объединены нейтраль и земля. Ввиду легкости установки и универсальности, оборудование широко используется в промышленных объектах и частных домах

2 TN-CS – агрегируется двумя кабелями (заземление и нейтраль), ввиду чего более безопасна для использования в быту. Оборудование соответствует строгим техническим требованиям, поэтому устанавливается даже в новостройках. Монтаж предполагает протягивание системы от трансформатора. Там же происходит заземление

И так было заменено тип TN-C на TN-CS по причине его повышенной надёжности и повышенного потенциала в будущей работе.

 

Программирование плк

 

Программируемый логический контроллер (ПЛК) (англ. Programmable Logic Controller, PLC) – специализированное компьютерное устройство реального времени, используемое для автоматизации технологических процессов. ПЛК предназначены для автономного использования без серьёзного обслуживания и практически без вмешательства человека. Целью программируемого контроллера, способного имитировать работу большого количества реле, была замена электромеханических реле на логические элементы.

ПЛК имеет набор входных клемм, с помощью которых можно контролировать состояние датчиков и выключателей. Также имеются выходные клеммы, которые сообщают «высокий» или «низкий» сигнал индикаторам питания, электромагнитным клапанам, контакторам, небольшим двигателям и другим самоконтролируемым устройствам.

Современная логика системы управления установлена в ПЛК посредством компьютерной программы. Эта программа определяет, какие выходы находятся под напряжением и при каких входных условиях. Хотя сама программа напоминают схему логики реле, в ней не существует никаких контактов переключателя или катушек реле, действующих внутри ПЛК для создания связей между входом и выходом. Эти контакты и катушки мнимые. Программа пишется и просматривается с помощью персонального компьютера, подключенного к порту программирования ПЛК.

Для создания программы управления воспользуемся языком лестничных диаграмм LD в программе CodeSys. Написанная программа выглядит интуитивно понятно, так что любой инженер-электрик сможет легко ее прочитать и понять, ведь логические операции здесь представляются в виде электрической цепи с разомкнутыми и замкнутыми контактами.

Данная программа возможна для использования при работа с продукцией фирмы ОВЕН. Именно поэтому я и возьму один из контроллеров их торговой площадки ПЛК200-04-CS.

Результат логической операции «ЛОЖЬ» или «ИСТИНА» в общем случае имеет под собой соответствующее состояние цепи: если ток течет — «ИСТИНА», «true», если тока нет — «ЛОЖЬ», «false».

При последовательном соединении нескольких контактов логика равноценна операции «И». Параллельно соединенные контакты воспроизводят логическую операцию «монтажное ИЛИ». Цепь замкнута «ON», разомкнута - «OFF», что сказывается на состоянии обмотки реле и на значении логической переменной применительно к обмотке — «ЛОЖЬ» или «ИСТИНА».

-||- контакт нормально-разомкнутый

-|/|- контакт нормально-замкнутый

-()- катушка реле

-(/) - катушка реле инверсная

Теперь представлю созданную программу на языке лест н ичных диаграмм на рисунке 3 и 4, а также смотреть Чертёж 5.

Объяснение программы. У меня по схеме есть 7 входов и 7 выходов за которые я принимаю: за открытые - различные открытые и закрытые контакты кнопок и механических переключателей; за закрытые магнитные пускатели, электромагнитные муфты, лампочки. Их обозначения в программе соответствует их обозначения на схеме, за исключением лампочек.

 

 

Рисунок 3 - Программа контроллера

 

Рисунок 4 - Продолжение программы

 

Из - за ненадобности лампочек H2 и H3 было решено убрать их из модернизированной схемы и далее я дал наименование H2 лампочке H4. Каждый из входов и выходов имеет свой программируемый адрес и в таблице 5 перечисление этих адресов.

 

Таблица 7 - Обозначения адресов контроллера

Наименование элемента	Условное обозначение	Адрес контроллера
Кнопка СТОП	S1	%IX0.0
Кнопка	S2	%IX0.1
Кнопка	S3	%IX0.2
Кнопка	S4	%IX0.3

 

Продолжение таблицы 7

Кнопка ПУСК	S2	%IX0.1
Кнопка	S5	%IX0.4
Кнопка	S6	%IX0.5
Конечный выключатель	S7	%IX0.6
Магнитный пускатель	K1	%QX0.0
Магнитный пускатель	K2	%QX0.1
Муфта электромагнитная	Y1	%QX0.2
Муфта электромагнитная	Y2	%QX0.3
Муфта электромагнитная	Y3	%QX0.4
Лампа сигнальная	H1	%QX0.5
Лампа сигнальная	H2	%QX0.6

 

И так мы имеем программу управления для нашего контроллера. Далее необходимо будит подобрать остальные нужные элементы.