Цели проекта
Целью проекта является замена физически и морально устаревшего оборудования:
- замена схемы Г-Д с ламповым усилителем электропривода подачи на современный цифровой преобразователь постоянного тока;
- замена релейно-контакторной схемы управления и выбора подвижных органов на логическое устройство топа LOGO.
Описание объекта
Горизонтально-расточной станок 2620В установлен в цехе ЦЛМК ОАО «ЕВРАЗ НТМК». Станок выпущен в 1962 году. Электроснабжение станка выполнено от распределительного пункта РП-10 напряжением 0,4 кВ. Схема ввода питания остаётся неизменной и не полежит реконструкции
в рамках настоящего проекта. Установленная мощность электрооборудования 21 кВт.
В состав станка входят:
- двигатель подачи;
- электромашинный усилитель (ЭМУ);
- двигатель агрегата;
- главный привод вращения шпинделя;
- двигатель насоса смазки механизмов шпиндельной бабки;
- двигатель поворота стола;
- двигатель насоса механизма распределения передач.
Главный привод вращения шпинделя и планшайбы осуществляется от двухскоростного асинхронного двигателя через зубчатый редуктор. Для быстрой остановки и при управлении установочным поворотом используется динамическое торможение.
Привод подачи и установочных перемещений подвижных органов осуществляется от двигателя постоянного тока, работающего по схеме генератор-двигатель (Г-Д) с ламповым усилителем. В качестве генератора используется ЭМУ. Задание на скорость подаётся от независимого источника тока напряжением Uзад = 0,3 -120 В. Для измерения фактической скорости на валу двигателя установлен тахогенератор ПТ-1. Сравнение фактической скорости с заданной производится вычитанием из величины напряжения независимого источника величины напряжения тахогенератора. Полученная разность, пропорциональная отклонению фактической скорости от заданной, подаётся на вход лампового усилителя, к выходу которого подключены две обмотки ЭМУ. Схема управления обеспечивает диапазон регулирования скоростей двигателя подачи 1 - 800, с учётом ослабления потока 1 - 1800. Управление приводом подачи и выбор подвижных органов осуществляется релейно-контакторной схемой управления. Подключение подвижных органов к двигателю подач производится электромагнитными муфтами.
Объем реконструкции:
- Полная замена схемы Г-Д с ламповым усилителем электропривода подачи;
- Замена релейно-контакторной схемы управления и выбора подвижных органов;
При этом используются следующие технические решения:
- существующая схема Г-Д с ламповым усилителем, схема управления и выбора подвижных органов, тахогенератор полностью демонтируются;
- разрабатывается новый шкаф управления электроприводом подачи и управления и выбора подвижных органов (AM), имеющий степень защиты IP54. В шкафу используется современный цифровой преобразователь Sinamics DCM и логические модули LOGO. Шкаф устанавливается рядом с существующим шкафом управления;
- для понижения напряжения в силовой цепи преобразователя используется трансформатор (типа ТСЗП-10), устанавливаемый рядом со шкафом управления AM;
- используются схемные решения, обеспечивающие работу станка согласно паспорту на горизонтально-расточной станок 2620В и не приводящие к изменению способа управления с точки зрения оператора станка.
Описание схемы управления
Электропривод подачи выполнен на базе одного ДПТ типа ПБСГ-42 (1,9 кВт, 220 В, 1500/3600 об/мин, возбуждение 110 В, тахогенератор ПТ-1).
Для питания двигателя используется реверсивный ТП типа Sinamics DCM с номинальным выходным током З0А. В якорной цепи двигателя установлен быстродействующий предохранитель.
Силовое питание преобразователя производится от трансформатора через защитные быстродействующие предохранители и контактор, подключённый к релейному выходу преобразователя. Команду на включение контактора формирует преобразователь при необходимости включения механизма в работу.
Для улучшения динамических свойств электропривода тахогенератор ПТ-1 заменяется на инкрементальный энкодер ЛИР-158А.
Схема управления и выбора подвижных органов реализована на двух логических устройствах LOGO! 24RC с дополнительными модулями расширения LOGO! DM8 24R. Все органы управления и конечные выключатели станка подключаются к 
дискретным входам логических модулей через промежуточные реле. К выходам логических модулей подключаются электромагнитные муфты. Задания на скорость с оператора и вариатора подключаются к тиристорному преобразователю унифицированным сигналом с преобразователей MINI MCR-SL-S-UI (All, А12) и в зависимости от комбинации выходных сигналов модулей LOGO тиристорный преобразователь выбирает нужное задание на скорость.
Все алгоритмы управления реализованы в логических модулях LOGO!. Программирование модулей LOGO производится с встроенной панели или с программатора. Проектом предусмотрен программатор с программным обеспечением Logo!Soft Comfort (для программирования модулей Logo) и Starter (для параметрирования Sinamics DCM). Файлы с пользовательской программой для LOGO передаются на компакт диске.
Достигнутые результаты
В результате внедрения новой системы управления станком и приводом подачи было заменено физически и морально устаревшее оборудование, а также заменено оборудование снятое с производства, что позволило повысить надёжность работы станка, и значительно снизить потребление электроэнергии станком, уменьшила вероятность аварийных и внеплановых остановок. Внедрение обратной связи на базе инкрементного энкодера позволило увеличить точность задания перемещения заготовки. Уменьшилось количество опасных и вредных производственных факторов, таких как подвижные части производственного оборудования, повышенный уровень шума на рабочем месте (демонтирована система Генератор-Двигатель).