大理石抛光机的电气控制系统设计参考文本

大理石抛光机的电气控制系统设计参考文本

In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each

Link To Achieve Risk Control And Planning

某某管理中心

XX年XX月

大理石抛光机的电气控制系统设计参考

文本

使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。

由于天然大理石具有不规则性，有缺边，掉角，所以

在很长一段时间内，大理石的表面抛光都采用人手进行抛

光，成本高，效率低。为了更好的解决人力成本与效率的

问题，本文展开对大理石大板抛光机的自动控制系统进行

全面分析，以实现大理石板材的全自动抛光。

在天然石材墙地砖的加工史上，由于石材板面的不规

则性，对加工设备的要求极高，导致很长一段时间内，还

处在落后的人手进行打磨抛光。人工抛光的劳动强度极

大，而且不是流水线作业，生产效率极低，石板材板面

大，容易碎裂，对人生安全构成了一定威胁，固自动化的

抛光生产线需求极大。

虽然我国石材设备制造业已初具规模，但是加工水平依然处于比较初级的阶段。多数设备功能单一，而且依赖造价较高、对环境要求苛刻以及维修维护困难的进口设备。随着电气技术的快速发展，特别是高性能PLC，矢量控制变频器的功能变的更加强大，为更好的适应石材加产业发展，提高石材抛光机的抛光效率，本设计从多方面为石材抛光机配备先进的自动化控制系统。

本机的电气系统主要用于控制皮带传动机构，横梁摆动机构，磨抛电机，磨抛电机升降机构，以及各机构监测和保护，以实现抛光机的全自动控制。电气系统主要采用西门子300系列PLC，安川A1000系列变频器，辅以电子尺、光电传感器、编码器、压力检测开关等低压电气构成。

安川A1000系列变频器

安川A1000系列变频器属于高性能矢量变频器，其具

有出色转矩特性，能够实现高起动转矩，只有0.5HZ的频率输出的情况下都有200%力矩输出。而且采用过励磁制动，有效缩短了减速时间，使机械伤害降到最低。

西门子PLC

本机采用的西门子314C-2DP系列PLC，运行速度快，而且采用profibus-dp通信协议，具有良好的抗干扰能力与通用性。314C系列PLC本身带有4个高速计数器，4个模拟量输入，2个模拟量输出，还有多个数字量输入输出点，具有良好的经济适用性。

进板扫描机构

采用64个光电开关对板材的横向规格进行扫描，再辅以编码器记录板材的纵向规格。两者均进入PLC，可以把在PLC内部把整个板材外形转化成矩阵的形式，记录下矩阵的那个点缺板掉角，就可以很简单的进行数据运算。同时每个抛光磨头的位置也记录在大矩阵当中，当抛光磨头

的矩阵与板材矩阵重叠的时候，就可以判断该板材已经到达该磨头下方，磨头可以降下来磨板。这就能实现板材缺损检测功能，使磨头能够自动避让。

横梁摆动机构

大理石抛光机摆动横梁上挂有16个磨抛电机，负重极大，而且来回摆动，摆动幅度也只有2.1米。要使板材抛光后光洁亮丽，必须高速打磨，固摆动速度与磨头速都要很快。对横梁摆动机构的控制，是一个严酷的要求。

大本机采用安川A1000系列变频器，变频器的选取必须满足PCN≥K1KPM/ηcosΦ

K1:容量过载系数，通常取1.1~1.2倍，

K：电流波形的修正系数，（PWM）方式取1.05~1.1 η：电动机的效率，通常取约0.85

cosΦ：电动机的功率因数，通常约0.75

PM:负载所需求的电动机轴的输出功率（KW）

由于是横梁是短距离来回摆动，固会出现频繁的高速换向，需要选用2个4045B，连接的电阻器型号为

20KW,13.6欧姆，以释放换向时的巨大电流。由于惯性极大，而且刚启动时候要获得较大的起动转距，调试过程中都要实施电机参数自学习，达到最优化的运行模式。

横梁上安装有编码器进行闭环控制，通过PLC的高速计数器模块，可用于记录横梁摆动的位置，通过PLC控制变频器在什么速度，什么位置换向。另外PLC也能通过编码器正确判断磨头是不是在板材上方。磨头在板材上方的时候，磨头才能下来磨板。

皮带传动机机构

皮带传动机构主要用于输送板材，采用变频控制，可以有效适应不同板材的加工工艺要求。传动辊筒上安装有编码器，用于记录板材前行的位置，只有当板材到达该磨头，磨头才能下降。没有板材的时候，磨头自动升起。皮

带传动变频器只采用简单的V/F控制，因为皮带是一直往前走，而且对速度等要求不高。

磨头升降机构与磨头电机

整机上共有16个抛光磨头电机，电机功率为11KW，同时启动的话电流冲击极大。固本系统采用按顺序启动，为防止磨抛效果不好，需要在抛光磨头与横梁都完全启动的情况下才能够使传动皮带转动，板材行走，以使板材行走过程中一定会磨到。

磨头升降采用气缸电磁阀控制，直接通过PLC输出点驱动升降。除了保障输出状态稳定状态外，气缸控制比液压控制，更能避免刚性接触使板材碎裂。

各个磨头上都配有电子尺，采用模拟量输入到PLC，通过线性转换，磨头升降高度20mm对应27648模拟量。磨头配有电子尺就能精确的检测到磨料磨损情况，当磨料用完的时候，报警停机，磨头自动升起，这样就磨头