VFD－E 系列变频器内置的PLC 控制功能可以取代小型的单片机控制器、计数器以及定时器等，适用于功能要求简单的机床行业。本文从机床功能需求及变频器编程方面，介绍了VFD － E 变频器在钢球加工设备上的成功应用。整个控制线路元器件最少，线路最简单。VFD－E 变频器是台达公司的第三代产品，功能强大，性价比高。如提供了多样化的现场总线通讯模块，内置滤波器、内置PLC、高精度的电流检测、更多的保护等功能。其中内置PLC 控制功能可以取代小型单片机控制器、计数器以及定时器等，用于功能简单的机床行业，可以简化线路，有效降低系统成本。钢球加工设备的加工原理是: 利用一块带有开口的固定盘和另一块转动盘将被加工钢球置于两盘之间的同心圆沟槽中，在压力的作用下，钢球受转动盘的摩擦力作用沿盘沟运动，转动盘、钢球、固定盘三者之间相互作用，使钢球与磨盘表面形成高接触副，受到挤压、摩擦、消耗球坯表面多余的金属，逐渐磨圆成球。

大批量的钢球通过载体料盘的旋转将球输送到转动盘和固定盘之间。机床的主要动作是需要主轴和料盘的旋转，辅助动作有冷却、修整等动作。最初的产品为机械齿轮变速，加工、装配都非常麻烦，有时还会有大的噪音存在。调速的范围只有几档，在运行过程中还需要停机换档，而且高速多为前段大压力整形阶段，主要的加工速度多为低速。变频调速不仅简化了机械结构，无级调速也使用户操作简单，可以随时旋转旋钮调节所需的工艺转速，对不能满足特殊要求的转速也可以很方便调整频率段或更换减速电机来实现，同时也符合节能减排，环保的需要。

1 控制系统设计

钢球设备主电机和料盘的传动均为皮带传动，用久了皮带会变松打滑，会产生电机旋转而终极无旋转的可能。这就需要有转速监控装置，当皮带打滑时报警停机，在没有PLC 控制的情况下，我们常用接近开关和转速继电器控制。在料盘进球口处会有钢球堆积溢出料盘的可能，当检测到堆球时，要先将料盘停转，在设定的时间到了以后如果还不能解除堆球时，将报警停机，此处需要用接近开关和时间继电器。按急停要解除报警。综上所述，三处检测需要用到两个转速继电器和一个时间继电器。而改用E 系列变频器控制后，就可以不用PLC，不用时间继电器，直接将接近开关线接至变频器，通过简单的编程，就可以实现这些保护功能。37 kW 主电机启动时一般会加上小压力，负载相应较大，为安全起见， 37 kW 的电机选配了大一规格的45 kW 变频器。台达VFD－E 系列变频器基本配置有6 个输入点( X) ，2 个输出点( Y) ，通过I /O 卡可以配置9 个输入点，4个输出点; 本设计中基本配置已够使用。控制线路设计如图1 所示: 其中MI1、MI2、MI3 为外部端子运行命令，MI4、MI5、MI6 为PLC 输入接点，并设为常开点。主变频器输入点: 启动KA1 MI1 X0，点动MI3 X2，转速监控MI4 X3，急停MI6 X5; 输出点: RA、RC 报警Y0，M01、MCM 运行Y1; 显示: 转速显示，电流显示。主电机需要两路模拟输出端子，E 系列只有一个，只能将显示速度的数显表并在电位器上，为避免电机不旋转时有数值显示，将变频器输出端子串接到数显表之前，功能设为运行。料盘变频器输入点: 因堆球时要断开电机，所以用SQ2断开MI1 的信号。启动KA2 MI1 X0，正反转MI3 X2，堆球保护MI4 X3 ，转速监控MI5 X4，急停MI6 X5，输出点: RA、RC 报警Y0; 显示: 转速显示。

2 变频器系统程序的编写及执行

VFD－E 变频器内置PLC 控制系统有350 步程序容量; 28 个基本指令，17 个应用指令; 一般用辅助继电器共160 点，100 ms 的定时器16 个( T0 ～ T15) ; 16位的计数器8 个( C0 ～ C7) ， 32 位的计数器1 个( C235) ;能满足普通编程需要。料盘变频器内置PLC 梯形图如图2 所示。

梯形图编完后，VFD－E 变频器可以通过RJ －485 通讯接口，与计算机通过RS485 联机通讯。程序上传和下载时变频器必须处在停止状态，在PLC2 页面下执行。首先按MODE 键到“PLC0”页面，然后按上键切换到“PLC2”，接着按下“ENTER”，成功后会显示“END”，约( 1 ～ 2) s 跳回“PLC2”。在没有下载程序到变频器里面之前，如果出现警告讯息( Plod，PLSv，PLdA)可以不理会。程序下载完毕后，要转到PLC1 画面下，脱离通讯控制PLC，执行PLC 程序。同时也可避免其他人在PLC2 下修改程序。对变频器多功能端子分配功能以后，再对常用参数，如控制方式、电机最高最低操作频率、电机额定电压和额定频率、第一加减速时间、运转命令来源、第一频率指令来源等加以设置，就可以直接运转。

3、结束语

VFD－E 变频器在钢球加工设备上的应用，使整个控制线路元器件最少，线路最简单。VFD － E 系列变频器在产品功能、性能与控制技术上延续了其他已有产品的优点，又加以提升，体积也更小巧，性价比更高，VFD－E 系列变频器将有更广泛的应用。