B220A 型龙门刨床电气控制系统技术改造

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大型龙门刨床电气系统的改造

调整。
（５）尽可能减少高能耗电器件的使用，保留原
直流抬刀电磁线圈。
３．改造方案的确定和说明１．改造前基本情况
该龙门刨床电气系统包括：电气控制柜、悬挂按钮站、两台ｚ２型５９ｋＷ直流电动机、１台１００ｋＷ
ｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄ
Ｉ设备与维修
制，由于改造中去掉了励磁机，所以抬刀线圈的电
源用１只ＪＢＫ５－３００ＶＡ变压器和１只４０Ａ／１２００Ｖ整
测速机反馈和编码器反馈。龙门刨床常用测速机反
速系统和两台串联的ｚ２型５９ｋＷ直流电动机。欧陆公司的５９０＋全数字直流调速装置是基于计算机的全数字化产品，它利用电脑程序模拟ＰＩＤ调节器，可完美地实现直流电动机的二象限或四象限精确调速运行，能完全满足龙门刨床工作台拖动要求，且具
多的数字式直流调速驱动装置，该装置主要有以下特点：
（１）具有１６位高速ＣＰＵ实现全数字控制，所有
（１）保持按钮功能和机床操作习惯基本不变，
各限位开关的功能和位置不变。
功能均能通过系统参数设定完成，操作简单，使用
方便。
（２）整个电路简单、安全、可靠便于维护且要

龙门刨床PLC、变频器控制系统改造

通过对B2012A型国产龙门刨床进行PLC改造，以及变频技术的改造以适应现代化的生产要求，改造中涉及PLC的技术应用，变频技术的应用从而使龙门刨床适应现阶段的生产需要，改造中涉及电机的速度的平滑性，电机的正反转龙门刨床的基本结构，以及龙门刨床的总体性能基本要求：1. 改造后的龙门刨床应能正确执行操作步骤进行工件加工。

2. 工作台能实现自动循环工作和点动,可实时精确调节工作台速度,平稳换向,并有自动和点动工作时的极限保护.3．垂直刀架可方便地在水平和垂直两个方向快速移动和进刀, 并能进行快速移动和自动进给的切换.左右侧刀架可在上、下方向快速移动和进刀,能进行快移/自动切换.并有左右侧刀架限位开关,防止其向上移动时与横梁碰撞.4.横梁可方便地上下移动和夹紧放松,加紧程度可调;横梁下降时有回升延时,延时时间可调.5.改造后用的变频技术，应有较好对手滑行和广泛的调速空间。

6.改造后的刨床应能达到价格低廉和应用广泛。

7.改变中不能改变其基本的操作步骤，不能改变龙门刨床的设计要求。

8.通过改造进一步熟悉和掌握各种刨床的改造工艺和改造过程及改造的注意事项。

主要参考资料：1田春霞数控加工工艺机械工业出版社2于立彪, 郑慕侨, 张英负重轮多体接触问题有限元分析北京理工大学学报3胡学林。

电气控制与plc。

冶金工业出版社4林奕鸿。

机床数控技术及应用。

机械工业出版社5卓迪仕。

数控技术及应用。

国防工业出版社6原魁。

变频器基础及应用。

冶金工业出版社7钟肇新。

可编程控制器原理及应用。

华南理工大学出版社完成期限：2012-6-5指导教师签名：课程负责人签名：2012年 6 月 5 日郑州华信学院课程设计说明书题目：龙门刨床PLC、变频器控制系统改造姓名：苏如如院（系）：机电工程学院专业班级： 09电气工程一班学号： 0902120137指导教师：成绩：时间：年月日至年月日目录1.龙门刨床的运动形式及技术改造 (2)1.1龙门刨床的结构及运动形式 (2)1.1.1结构及特点 (2)1.1.2运动形式 (3)1.2龙门刨床电气控制的目的及意义 (5)1.3龙门刨床电气控制改造的总体要求 (6)1.4龙门刨床电气控制改造方案 (6)2．工作台变频调速及PLC控制 (7)2.1工作台运动及调速要求 (7)2.2工作台调速方案 (7)2.3入输出的确定 (8)2.4工作台电气控制接线图电机设置 (9)3．刀架变频调速及PLC控制 (14)3.1刀架运动及调速要求 (14)3.2刀架调速方案 (15)3.3刀架输入输出分配 (16)3.4 刀架电气控制接线图 (17)4.龙门刨床的横梁、磨头及其他辅助设备 (22)4.1龙门刨床的横梁控制 (22)4.2横梁的输入输出分配 (23)4.3横梁运动形式梯形图 (24)4.3龙门刨床的磨头控制 (25)5．变频技术和PLC在龙门刨床中的应用 (28)5.1变频技术的选型和电机及其他辅助设备的选择和设定 (28)5.2 PLC的选择及应用 (28)5.2.1PLC容量的选择 (28)5.2.2 PLC未来发展前景及改造后的总体样本图 (29)6．B2012A型龙门刨床的改造。

龙门刨床电气控制部分改造

坏。⑤减速箱经常损坏，维修周期长。
１经常出现的故障点．
由于该机型产于２０世纪７０年代，机械部分至今还比较可靠，但电气部分由于采用了交流电动机驱动直流
发电机，再由直流发电机驱动直流电动机，利用直流电
２在维修中容易出现的问题．
（）使用中由于采用行程开关进行行程控制，调整１非常困难。每上一个工件，行程控制调整就需要一两个小时，若同时调整中稍有差别就有可能造成减速机或其他部件损坏。（）由于机身以及电控柜上的许多电气元件损坏２后，因型号已淘汰无法购买，造成生产停工，在万般无奈的情况下，维修电工只能进行临时修改代用，严重影
坏，除正常使用寿命外，基本都与电气控制失效和不足有关，如减速箱损坏、回程振动、进刀失效等。如果要
前进时，抬刀继电器断电，不得抬刀。
（）减速机由于回程振动较大，经常损坏，而且３维修时间较长。该减速机由于型号较老，许多配件只能
靠外协加工获得，曾经出现过一台变速箱维修时间超过
半个月的现象。
（）由于圆锥螺纹塞规基面中径测量时，螺距取的２
Ｐ／２与一的差值越小。如果６点正好取在中径圆锥母线上（图２中的ｄ点的位置）见，则（２Ｐ／）一（一札）：，式（０中的０１）０，这正如用最佳三
针测量中径一样，三针和牙侧的接触点正好落在中径圆
测量结果与三针测量值的可比性较好。ＭＷ
（收稿日期：２０１１）０９０５

龙门刨床直流控制系统的更新改造

龙门刨床直流控制系统的更新改造王迎春 (武汉汽轮发电机厂,430074)摘要:本文主要论述双电机拖动龙门刨床的更新改造及电机同步问题。

关键词:同步;平稳;斜坡中图分类号:TP205 文献标识码:B 文章编号:1004-0420(2004)03-0054-021 设备历史状况我厂的一台龙门刨床BQ20313150 8000,控制部分采用以德国西门子技术为基础的数模混合系统V57,经过近十年的运行,最近经常出现故障,造成停机,且该系统维修困难,又无备件,因此计划对其进行改造。

经检测,主要故障点如下:1 创台低速不稳,电机到50rpm左右,就出现冲动,影响床身加工精度。

2 刨台减速,反向过程,刨台冲击力大,机械减速箱发出巨响。

3 拖动刨台的两台同轴电机在性能上出现不同步,刨台挂空挡时,两台电机转速差异大,甚至出现一台电机停转现象。

2 刨台拖动原理该刨台采用两台直流电机(型号ZBD-93 60kW)同轴拖动,电机与刨台之间利用减速箱变速。

两台电机在电气上采用电枢串联,磁场并联方式。

示意图如图1。

由图可见,在更换直流调速装置之前,解决刨台机械噪音,以及电机同步是问题的关键。

3 解决问题方案3 1 刨台机械噪音大首先从机械着手检修齿轮箱,更换磨损的键及齿轮,使其配合达到要求。

3 2 电机转速不同步在维修中发现两台电机电枢端电压分压不一样,且出现转速愈高,分压大的会逐渐吃掉分压小的电压。

这样速度愈高,两台电机出力出现严重不平衡,对刨台平稳运行,尤其是反向,就会造成不利影响。

为此,我们首先进行单台电机实验,排除电机匝间短路故障,然后调整电机刷架,使刷架位于几何中心线上。

继而用电桥测量两台电机参数,进行对比如下:M1磁场R1c=49 1 电枢R1s=0 082M2磁场R2c=50 1 电枢R2s=0 055图1 刨台电控示意图可见两台电机电枢内阻存在较大差异,将两台电机模拟现场,电枢串联,磁场并联空载运行。

测量结果如表1。

龙门刨床控制系统改造与设计

摘要龙门刨床是一种用于加工大型、狭长机械零件的大型加工设备。

刨台在刨削过程中不断地作往复运动每往复一次即为一个周期。

在这一个周期内,刨台的速度是变化的。

在刨刀初接触工件时,要低速,防止刀具崩坏;切削段的速度是操作者选定的切削速度;返回段属于空行程,为了提高工作效率,返回速度尽可能高一点;返回结束前,为了减少冲力,又应将速度降至零后转向进入下一周期。

往复运动的速度变化,由刨台下面的无触点接近开关控制。

辅助部分包括润滑泵、横梁升降、抬刀与进刀、左右刀架、垂直刀架控制回路等。

其电气控制系统主要用于控制工作台按要求速度自动往复循环运动,刀架进刀、退刀、横梁升降以及他们之间的连锁控制。

传统龙门刨床的控制系统通常为继电一接触器控制，该系统连线复杂，体积大，自动化水平低。

因而造成了使用企业的生产率低下，效益差。

现采用PLC改造B2012A系列龙门刨床的电控系统,取得了较好的效果。

ABSTRACTDouble housing planer is a kind of long and narrow mechanical parts used for machining large, large processing equipment. Planer constantly in the process of planing for reciprocating shipment move every reciprocating is a cycle. In this period, the speed of the planer is changing. At the beginning of the cutter contact workpiece, low speed, prevent tool collapse; The operator selected cutting speed isthe speed of the cutting section; Return period belongs to air travel, in order to improve the work efficiency, higher return rate as far as possible; Return before the end, in order to reduce impact, and speed should be reduced to zero after turning into the next cycle. Reciprocating motion velocity changes, the stage by the plane the non-contact proximity switch control. Auxiliary parts including lubrication pump, beam lifting, carrying a knife and feed, left and right tool carrier, rail head control circuit, etc.Its electric control system is mainly used to control the workbench speed automatic reciprocating cycle movement, according to the requirement, recede cutter, tool rest feed beam hoist and chain control between them. The traditional control system of double housing planer is usually a relay contactor control, the system of attachment is complex, large volume, low automation level. Low productivity, and thus caused the use the enterprise benefit. We use PLC series of B2012A gantry planer transformation of the electric control system, good results have been achieved.关键字：龙门刨床控制PLC控制电器控制变频调速目录摘要........................................................................................................................... 第一章绪论...................................................................................................... - 1 -1.1 绪论..................................................................................................... - 1 -1.2本文研究的目的及意义...................................................................... - 3 - 第二章龙门刨床简介.................................................................................... - 5 -2.1 龙门刨床简介..................................................................................... - 5 -2.2 龙门刨床基本结构与运动情况......................................................... - 6 -2.2.1主电路组成............................................................................... - 6 -2.2.2交流控制电路........................................................................... - 7 -2.2.3主拖动调速系统工作原理..................................................... - 13 -2.2.4主拖动的电气控制电路......................................................... - 16 - 第三章龙门刨床改造方案............................................................................ - 20 -3.1龙门刨床对控制系统的要求............................................................ - 20 -3.1.1 要求有宽广的调速范围........................................................ - 20 -3.1.2 电气控制电路能保证机床可靠地自动工作........................ - 21 -3.1.3工作台能够按照需要实现自动往返循环............................. - 21 -3.1.4 工作台速度调整，且无须停车............................................ - 21 -3.1.5 刀架能自动进给和快速移动................................................ - 21 -3.1.6系统的机械特性要有一定的硬度......................................... - 21 -3.1.7有必要的联锁保护................................................................. - 22 -3.2 元件清单........................................................................................... - 22 -3.3 I/O分配表.......................................................................................... - 23 - 第四章龙门刨床PLC控制系统改造........................................................... - 25 -4.1龙门刨床运动特点............................................................................ - 25 -4.2 PLC的类型的选定............................................................................ - 26 -4.2.1 PLC类型的选择..................................................................... - 26 -4.2.2 PLC型号的选定................................................................... - 27 -4.2.3西门子S7-200 PLC ................................................................ - 28 -5.1变频器型号的选定............................................................................ - 29 -5.2变频器的选型.................................................................................... - 30 -5.2.1SIMENS MICROMASTER简介............................................ - 30 -5.2.2 SIMENS MICROMASTER 420的特点................................ - 33 - 第五章程序调试............................................................................................ - 35 -5.1程序流程图........................................................................................ - 35 -5.2 PLC程序......................................................................................... - 35 - 附录................................................................................................................ - 44 -总结.................................................................................................................. - 47 - 答谢辞.............................................................................................................. - 48 - 参考文献.......................................................................................................... - 49 -第一章绪论1.1 绪论龙门刨床是机械工业的主要工作母机之一，在工业生产中占有重要的位置。

毕业设计--龙门刨床主拖动控制系统的改造

在分析和研究龙门刨床（B2012A）原控制系统的基础上，设计了龙门刨床双闭环直流调速系统。

该系统根据调压调速和自动控制的理论基础，通过改变直流电动机的电枢电流进行调速，从而实现工作台的可逆调速，起制动时既能快速启动和制动，保证机械冲击不过大。

能实现慢速切入，稳速加工，快速换向，点动调节等各种加工工艺要求。

克服了龙门刨床换向冲击大、工作效率不高的一系列缺点。

关键词：龙门刨床；双闭环直流调速系统；调压调速1 概论1.1 龙门刨床的基本情况B2012A型龙门刨床主要有8部分组成，包括床身，工作台，横梁，垂直刀架，侧刀架，立柱，龙门顶梁，刨刀。

如图1-1中刨床左右立柱上托有可上下移动的横梁，横梁上装有可在横梁上横向移动并垂直进给的左右俩个垂直刀架，左右俩立柱上分别设有可上下移动并横向进给的左侧刀架和右侧刀架工作台安装在底座上，可做往复运动。

图1—1 龙门刨床结构示意图龙门刨床的运动分为主运动，进给运动，辅助运动。

图1-1结构示意图主运动是指工作台连续往返的直线运动。

工作台前进时为工作行程，即切削行程，此时带动工作台的电动机有负载；工作台后退时，即返回行程，刀具抬起，主电动机空载运行。

进给运动是指刀架的进给。

当返回行程结束，工作行程将要开始的时候，道具相对于工作台有一个位移，这个位移也叫进刀量。

辅助运动是指横梁的加紧和放松，横梁的上下移动。

刀架的快速移动，以及返回行程时的抬刀运动等。

1.2 龙门刨床自动控制技术的发展历史及趋势在进给系统（如横梁、刀架）中，用交流鼠笼电机拖动，利用皮带、齿轮传动或用电磁离合器来改变进刀和退刀方向。

这种传动方式电气装置简单，但机械结构较复杂并且调速困难，皮带和离合器经常损坏，这是比较古老的龙门刨床。

龙门刨床的电力传动系统，由始至今一般有以下两种方式：1）工作台主传动系统在历史上曾经采用电机扩大机--直流发电机--直流电动机组成的直流调速系统，简称K-F-D系统。

利用这种直流机组传动克服了古老刨床机械结构复杂、难以调速的毛病，系统可靠性相对较高一些，调速范围较宽。

专用龙门刨床电气控制系统的改造

根据前面的分析可知，丁作台的运动有如下几种形式：
点动前进、点动后退、前进、后退、前进减速、后退减速。相应地直流电动机也应具备这六种速度，即前进和后退各
３种。闲此这六种不同的速度由同一台直流调速器提供。直流调速器６Ａ０５６Ｖ２０的控制原理如图１所Ｒ７７Ｄ６ — 示。图中二相电源通过快速熔断器Ｆ１３主接触器Ｕ—、
的作用，使系统不稳定。
机，采用速度反馈控制的数字调速系统。根据工作台传动电
机的型号：Ｚ — ０一ｌ５ｋ４２（３５Ｗ４０１１１０ｔｄｒｎ）４Ｖ４Ａ００ａ／ｉ。ａ
３采用全数字直流调速器的改造方案
，．ｌ４
ｖ－
件，引脚３用作调速器使能，引脚３８９用来控制调速器使电机反转。电机转速的快慢，即直流输出电压的大小，由端子排Ｘ１４中的引脚４上的给定电压的大小来控制。７端子排Ｘ７１１中的引脚４、引脚４６７用作过载报警，引脚４、引脚５８４用作待机信号。端子Ｘ中的引脚１３Ｔ０、引脚１４接直流测速发电机。０
针对Ｂ００２１Ａ龙门刨床的整个电气控制系统的实际情

龙门刨床的PLC电气控制系统设计【毕业作品】

BI YE SHE JI（20 届）龙门刨床的PLC电气控制系统设计所在学院专业班级自动化学生姓名学号指导教师职称完成日期年月-Ⅰ-摘要在分析和研究龙门刨床（B2012A）控制原理的基础上，根据生产工艺要求，设计了龙门刨床基于变频调速的PLC控制。

该系统以西门子公司的TD3000为主要调速控制器件，PLC选用西门子公司的S7-200系列的CPU224。

根据刨床的实际调速范围和负荷，选择了变频异步电动机、变频器和测量转速的编码器型号；绘制了电力拖动系统的主回路电路图、PLC和变频器的外部接线图。

并且，对变频器接口电路的设计方法和变频器参数的设置方法也做了详细说明。

刨床各个运动部件采用PLC逻辑控制，根据工艺要求可实现各部分的单独运动及联动。

用可编程控制器进行检测过零为转换条件，实现了工作台的无冲击换向。

以精密电位计为速度给定元件，可手动实时准确地调节主电机的转速，从根本上解决了龙门刨床换向冲击大、工作频率不高、耗电量大等缺点。

关键词：龙门刨床，变频器调速，PLC-Ⅰ-AbstractOn the basis of the analysis and research of the original control system of double housing planer (B2012A), according to the special requirements of production process, designed a system with a the inverter direct current speed control based on PLC control. The system chooses the Siemens TD3000 as the main speed control devices, and the PLC selected the Siemens S7-200 series CPU224.First, the dissertation introduces the hardware design of the control system. According to actual speed regulation range and loads of the original DC drive system, the model of variable frequency induction motor, inverter and encoder to measure the speed are chosen. It presents the main circuit schematics of electric drive system, and the external wire-connection diagrams of PLC and inverter. Furthermore, a description of the interface circuit design fashions and parameters setting of inverter are described.The system use the programmable controller, as to realize zero-speed examining and logical controlling, and the linkage of the motile parts can be achieved according to its process requirements. In this system , zero-speed reversing of the work platform and no impact of original system can be realized. Precise potentiometers are chosen as the speed regulation components in this system, it can regulate the Real-time rotational speed of the main electromotor accurately, and the disadvantages of the original system, such as the large reversing impact of planer, the inadequate operating frequency and too high power consumption, are hurdled in this system.Key words: planer, inverter, PLC-Ⅱ-目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT............................................................................................ . (Ⅱ)目录..................................................................................................... . (Ⅲ)第一章绪论........................................................................................ .. (1)1.1课题的目的和意义 (1)1.1.1本课题的目的 (1)1.1.2本课题的研究意义 (1)1.2龙门刨床电气控制的发展 (1)1.2.1龙门刨床电气控制的历史与现状 (1)1.2.2龙门刨床电气控制的发展 (3)1.3课题设计参数及主要内容 (3)第二章龙门刨床控制系统的设计方案..................................................... .. (5)2.1现有龙门刨床存在的问题 (5)2.2龙门刨床的结构特点 (5)2.3龙门刨床的工艺特点及技术要求 (6)2.4总体设计方案的确定 (9)第三章龙门刨床控制系统的硬件设计 (11)3.1系统逻辑控制程序设计的主要组成 (11)3.2电力拖动系统的主回路设计 (11)3.3PLC的选型及外部接线图 (13)3.3.1 PLC的特点 (13)3.3.2 PLC的选型 (14)3.3.3 PLC的外部接线图 (15)3.4变频装置的选型和硬件配置 (17)3.4.1 电机选型 (17)3.4.2 变频器选型 (17)3.4.3 变频器接口电路设计与参数设置 (19)3.4.4 编码器与PG速度卡选型 (21)3.5传感器的选型 (22)第四章 PLC逻辑控制程序设计 ................................................................ (24)4.1PLC逻辑控制程序设计方法概述 ................................................. (24)4.2工作台控制程序设计 (24)4.2.1工作台点动程序设计 (25)4.2.2工作台自动往返控制程序设计 (27)4.3辅助部分控制程序设计 (30)4.3.1 横梁升降逻辑控制程序设计 (30)4.3.2 刀架运动逻辑控制程序设计 (31)4.3.3 风机、油泵逻辑控制程序设计 (33)4.4 PLC若干技术的实现 (33)4.4.1 工作台无冲击换向技术的实现 (33)4.4.2 多件联动安全性与可靠性的实现 (33)4.4.3 工作台切削过载自动返回的实现 (34)结论..................................................................................................... (35)参考文献 (36)致谢 (37)附录系统PLC逻辑控制程序梯形图 (38)第一章绪论1.1 课题的目的和意义1.1.1 本课题的目的龙门刨床电气设备是一个复杂的工厂大型零件生产的关键设备之一，刨床电气传动自动控制对生产过程的控制系统有很高的要求，并且也在不断提高。

龙门刨床的电气改造

备，一直承担我公司机床床身等零部件的加工任务，该设备是２世纪７年代由济南第一机床厂所生产，自安００
装使用至今，电气部分严重老化，备件缺乏，设备故障率高。为了提高设备的加工能力和工作效率，对该设备
中，为了避免刀具切人工件时的冲击而使工件崩裂，工
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在确定系统的连接和供电部分没有错误后，可对系统通电进行调试，调试主要有两部分的内容。下面分别
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龙门刨床的龟气改造
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动，也就是工作台需频繁换向。在自动往返加工过程
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注：Ｃ后面带 ※为瞬时通电。７

PLC改造B2012A型龙门刨床控制系统

PLC改造B2012A型龙门刨床控制系统1.改造意义本题的改造目标为利用可编程控制器及变频器实现对龙门刨床的自动控制和平滑调速,消除换向冲击,提高工作效率,减少噪声,取缔原控制系统,从而达到既经济又快捷地运行龙门刨床的目的.而使龙门刨床复杂的电气控制系统变的简单,清晰明了,使龙门刨床处于最佳的工作状态.龙门刨床如控制和使用得当,不仅能提高效率,节约成本,还可大大延长使用寿命.龙门刨床主要分为机械和电气控制两大组成部分,机械部分相对比较稳定,而使龙门刨床运行在最优状态主要取决于电气控制系统控制方式.在传统龙门刨床中,其机械部分刚性好,精度较高,一般其基本性能可达到现代同类机械的水平,但控制和驱动部分则显得不同程度的老化,对老式龙门刨床的改造有很大的实际意义.2.工艺要求本课题的工艺要求为:(1)取消电机扩大机、发电机,以减少噪声,克服诸多控制缺陷.(2)工作台能实现自动循环工作和点动,可实时精确调节工作台速度,平稳换向,并有自动和点动工作时的极限保护.(3)垂直刀架可方便地在水平和垂直两个方向快速移动和进刀,并能进行快速移动和自动进给的切换.(4)左右侧刀架可在上、下方向快速移动和进刀,能进行快移/自动切换.并有左右侧刀架限位开关,防止其向上移动时与横梁碰撞.(5)横梁可方便地上下移动和夹紧放松,加紧程度可调;横梁下降时有回升延时,延时时间可调.(6)润滑泵有连续/自动切换开关,系统一得电,油泵即上油,至一定压力时,油压继电器触点闭合,为工作台工作做准备.(7)有保护环节控制,保证工作台停在后退末了,以免切削过程中发生故障而突然停车造成刀具损坏和影响加工工件表面的光洁度.(8)各回路均有自动空气断路器作短路保护和过载保护.3.工作原理B2012A型龙门刨床接触器--继电器控制电路原理:(1)主拖动机组的启动和停止按主拖动机组的启动按钮SB2后,接触器KM1和KMY吸上.时间继电器KT2线圈得电,经延时它的触点动作.接触器KM1的常开触点(703-705)闭合,实现自保.同时KMY 的常闭触点(702-706)断开KM2与KM△线圈通路,接触器KMY在主拖动机组定子侧的三个常开触点闭合,使主拖动机组接成Y并启动.随着主拖动机组的启动,发电机G和励磁机GE也被拖动运转.当GE输出电压达到正常数值时,直流时间继电器KT1吸上,它的断电延时闭合的常闭触点(705-717)打开,断电延时打开的常开触点(723-725)闭合.由于时间继电器KT2延时时间尚未结束,它的触点(705-717)尚未断开,所以尽管KT1的触点(705-717)已打开,接触器KMY扔维持吸上状态,主拖动机组扔按星形连接运行.当时间继电器KT2的延时结束时,它的通电延时断开的常闭触点(705-717)断开,接触器KMY断电释放,同时KT2的通电延时闭合的常开触点(705-723)和已经闭合的KT1的触点(723-725)共同使接触器KM2通电吸上.KM2有两个常开触点闭合,一个实现自保(705-725),另一个(717-721)为接触器KM△通电做好准备.KM2的两个常闭触点断开,一个(717-719)使KMY彻底失电,另一个KM2的常闭触点(31-51)使KT1线圈失电,在这里KT1是负责Y与△切换的间隔时间,经过整定延时后,KT1的触点(705-717)闭合,触点(723-725)打开.这时KM△线圈得电吸合,KM△在主拖动机组定子侧的三个常开触点闭合,使主拖动机组被连接成三角形运转,同时KM△的常闭触点(702-704)断开KT2与KMY的线圈通路,到此主拖动机组启动完毕.当按下主拖动机组的停止按钮SB1时,接触器KM1、KM△和KM2均断电释放,主拖动机组的电源被切断机床停止工作.(2)工作台的“步进”、“步退”当主拖动机组启动完毕后，接触器KM△的常开触点（101－103）闭合，按工作台“步进”按钮SB8,继电器KA3通电吸合，KA3的常开触点（1－3）闭合，断电延时继电器KT3吸合，KT3的延时闭合的常闭触点（41－270）与（280－281）断开，断开了电机放大机的欠补偿回路和发电机的自消磁回路，同时KT3的延时断开的常开触点（1－201）与（2－204）闭合，使电机放大机控制绕组WC3中加入给定电压。

B220A型龙门刨床电气控制系统技术改造word资料4页

B220A型龙门刨床电气控制系统技术改造0 引言我公司一台B220A型龙门刨床是于1962年购入并使用的，工作台尺寸2米×6米，经过40多年的使用出现了精度降低、调速性差、元器件老化、故障率高等问题，经机械维修人员检查，该机床的机械传动精度仍保持的较好，综合考虑后决定对其电气控制系统进行改造。

1 B220A型龙门刨床原电气系统概述该机床采用继电器、接触器控制，由交流电动机-直流发电机-交磁扩大机组成直流调速系统，即K-F-D系统，驱动直流电机，结合机械传动装置控制工作台的往复运动，床身上装有机械式限位开关，用以反馈工作台的位置，控制各继电器、接触器的动作以实现工作台前进、慢速切入、切出工件、减速、换向、后退的往返运动。

另外还有横梁的升降、刀架的前进和后退、机床机械机构润滑油的供给等一些辅助动作的控制。

2 电气系统改造方案的确定2.1 技改方案的提出为解决机床故障多、停机检修率高的问题，当时我们做了三个技改方案：方案一、保持机床原系统不变，对直流调速系统进行大修，更换部分老化的控制执行器件。

方案二、用数字直流调速系统替换原K-F-D直流调速系统，更换部分老化的控制执行器件。

方案三、用数字直流调速系统替换原K-F-D直流调速系统，并用可编程控制器对逻辑控制电路也进行数字化改造。

2.2 三个技改方案比较我们分别对三个技改方案在技术改造所用时间、技术改造所需费用以及最终的机床改造后的效果进行了比较：①方案1所用技改时间最短，费用最低，改造后可以满足机床的基本使用要求，但并不能根本改变机床维护难、维修难、故障率高的现状。

②方案2所用时间较长，费用较高，改造后直流调速控制系统的性能将得到较大提高，但是逻辑控制部件多、控制可靠性低的情况依然存在。

③方案3所用时间最长，通过技改中各项工作的交叉进行、合理调配，可以将时间尽量压缩到与方案2相近；技术改造所化费用最高；但是机床改造后将大幅提高加工性能和设备运行的可靠性，减少设备维修保养的时间和费用。

龙门刨床电气部分改造

中国包头职大学报2008年第4期龙门刨床电气部分改造贲威郭绍明(齐齐哈尔二机床集团，黑龙江省齐齐哈尔市161005)摘要：机床改造对于我国制造业升级换代是很必要的。

针对龙门刨床直流调速系统的改造，采用PLc程序化控制。

机床改造后．系统稳定，节能降耗，故障率低，维修方便，各项精度指标达到要求。

关键词：龙门刨床改造；直流调速系统；PL C可编程序控制器控制；节能中图分类号：TG502文献标识码：C文章编号：167l—1440(2008)04—0088—02据全国工业普查的统计资料介绍，截止到2000年底，数量较多涉及面较宽的金属加工机床的拥有量约为384万台，其中役龄在6一15年约为153．2万台．约占39．9％。

役龄在16年以七约为133．3万台，约占34．8％。

这表明我国]：业制造业的装备，乃至各行各业的设备仍有相当大量比较落后．有待改造或更新。

龙门刨床是机械加工车间大型金属切削机床之一，主要加工大型．1=件或同时加工多个工件。

从机床运动上看，龙门刨床的主运动是【作台的直线往复运动，而进给运动则是刨刀的横向或垂直间歇运动，其主要由床身，工作台、立柱、顶梁、横梁、垂直刀架、侧刀架组成。

龙门刨床的工作台沿床身水平导轨做往复运动，它由直流电机带动．并可进行无级凋速，运行平稳。

为防止切入时撞击刨刀和切出时损坏工作边缘，工作台的往复运动是按下述程序自动进行的：工作台向前，使其慢速接近刨刀，．刨刀切人工件后，工作台逐渐增速到规定的切削速度；在工件离开刨刀前。

工作台又降低速度，切出工作台，工作台快速返回。

两个垂直刀架由一台电动机带动，它既可在横梁上做横向进给，也可沿垂直刀架本身导轨做垂直进给，并能旋转一定角度做斜向进给。

侧刀架由单独电动机带动，能沿立柱导轨做垂直进给，也可沿侧刀架本身导轨做水平进给。

横梁可沿立柱垂直升降以适应加工不同高度的工件。

所有刀架在水平和垂直方向都可平动。

龙门刨床主要用来加工大平面，尤其是长而窄的平面，一般龙门刨床可刨削的工件宽度达l米，长度在3米以上。

浅谈用PLC和变频器改造B2012A型龙门刨床

浅谈用PLC和变频器改造B2012A型龙门刨床B2012A型龙门刨床被用于实习教学及加工零部件。

该设备使用日久，出现了精度降低、调速性差、生产效率低等问题，而且故障率高。

一方面为节省费用，另一方面作为实习教学的一项重要课题，笔者及单位相关技术人员决定对此进行一次技术改造。

为了使其达到功耗低、安全可靠、易于维护等要求，采用了变频器结合PLC的改造方法。

一、龙门刨床的控制要求一是无级调速，调速范围宽，系统运行的平滑性好，动态品质更好。

二是能根据不同工件自由调节工作速度，而且前进和后退的速度要单独调整。

三是起动和制动性能好，快速、平稳起动和制动，对电网和机械的冲击小，能很好地实现慢速切入，快速换向等工艺要求。

四是高速切削平稳，静差度小。

五是系统简单，安全可靠，便于维修。

六是噪声低，效率高，可靠性好，节能明显。

二、改造方法1．主运动控制主工作台采用一台三菱的FR系列55KW通用型变频器控制一台45KW鼠笼式异步电动机，代替原来的电机扩大机一发电机一电动机组(A—G—M系统)系统，实现无级调速。

用变频器来实现对工作台的各种不同速度的控制和往返换向。

2．垂直、左右刀架的控制垂直刀架和左右刀架分别由三台3.7kW变频器来驱动2.2kW的刀具电机，实现进刀量的高精度进给。

3．刨床的控制电路刨床的各个动作都由PLC来控制，PLC根据操作指令和现场信号，按照所编制的程序对变频器、横梁、油泵及风冷电机进行人工或自动循环控制。

PLC 选择的基本原则是，在满足要求的前提下，考虑选择最可靠、维护使用方便以及性价比最优的机型，所以，再三考虑采用三菱FX2N-64MR，具有32点输入、32点输出。

根据控制系统的具体要求其输入、输出的点数I／O，留有10％左右的备用。

三、问题及处理方法1．返回过程中的爬行问题在实际的改造的工作中，刨刀返回的过程中由于行程开关从减速到换向阶段的时间很短，所以在变频器参数设定最佳状态时仍有30cm左右的爬行。

龙门刨床改造及排故设计

湖南生物机电职业技术学院毕业设计任务书设计题目龙门刨床PLC变频器改造设计与排故课题类型方案设计类指导教师贺坤辉设计目标、内容与技术要求一、设计目标：将传统继电器控制的龙门刨床改造成由plc与变频器综合控制。

二、主要内容：1. 对龙门刨床的电气控制系统进行总体方案设计；2. 进PLC和变频器的选型及设计外部接线（与实际龙门刨床改造有差别）；3. 根据龙门刨床的工艺流程设计控制梯形图；4. 按照设计图纸，对龙门刨床电气控制柜进行改造；5. 进行通电调试、验证设计改造的控制系统；6. 编写设备改造的相关技术文件及常见故障于排除方法。

三、基本要求:1. 龙门刨床的工艺加工方法不变；2. 在保留主电路的原有原件基础上，不改变原控制系统操作方法；3. 电气控制系统控制元件(包括按钮、行程开关、热继电器、接触器)，作用与原电气线路相同；4. 主轴和进给起动、制动和变速的操作方法不变；5. 统一选用西门子变频器与西门子PLC；６. 改造原继电器控制中的硬件接线，改为PLC编程实现。

四、主要参考资料：1. 刘洪涛，黄海《PLC应用开发从基础到实践》，北京：电子工业出版社，2007年２. 向六昭《龙门刨床电气控制系统的改造设计》，载《中国西部科技》2008年第10期３. 李发海，王岩《电机与拖动基础》，北京:清华大学出版社, 2005年４.蔡红斌《电气与PLC控制技术》，北京：清华大学出版社， 2007年５. 西门子变频器用户手册西门子ＰＬＣ用户手册设计进度09月15日-09月21日，毕业设计动员与选题；09月22日，接受指导老师下达的毕业设计任务书、交流了解毕业设计主要内容；09月22日-09月23日，根据实际，制定毕业设计阶段进度计划；09月23日-09月28日，制定毕业设计提纲，收集毕业设计材料；09月29日-11月03日，进行毕业设计,进行程序调试，完成毕业设计说明书初稿；11月04日-11月06日，修订毕业设计，修改毕业设计说明书，完成第二稿；11月07日-11月09日，完成毕业设计说明书与相关材料；11月10日-11月15日，完成毕业答辩。

龙门刨床电气改造(论文)

1.2.2.工作台往复运动的工作特点
1.2.3 刀架、横梁的上下左右运行的工作特点
刀架的运动：龙门刨床的刀架（1）垂直刀架有两个，装在横梁上，由同一台电动机拖动，只能左右移动。（2）侧刀架有两个，左右个一个，装在立柱上，各自有一台电动机拖动，只能上下移动。
对刀架运动的基本要求：（1）刀架既可以自动进给，也可以快速移动，有进刀箱上的机械手柄的位置来决定。快速移动与自动进给不能同时进行。
1.1 龙门刨床结构及工作原理......................................................................................... 2 1.2 龙门刨床的工作过程分析原理.................................................................................. 2 1.3 原龙门刨床电机技术参数......................................................................................... 5 第二章电气改造方案 ............................................................................................................ 6 2.1 主机及 PLC 选择 ........................................................................................................ 6 2.2 改造后系统达到的主要技术性能.............................................................................. 6 第三章电气控制柜、电路图设计 ........................................................................................ 7 3.1 龙门刨床控制系统简图.............................................................................................. 7 3.2 电气元件清单............................................................................................................. 8 3.3 电控柜元件安装布置设计......................................................................................... 9 3.4 电路图设计：........................................................................................................... 10 3.5 PLC 程序及文本显示器界面的设计 ....................................................................... 14 3.6 文本显示器显示异常报警及处理............................................................................ 16 第四章龙门刨改造现场安装调试步骤 .............................................................................. 17 第五章改造后的优越点 ...................................................................................................... 18 结束语 .................................................................................................................................... 18 致谢 ...................................................................................................................................... 19 参考文献 ................................................................................................................................ 20 附录 ........................................................................................................................................ 21

龙门刨床电气控制系统的改造设计

所以，这些检测和发信元什必须作为ＰＣＬ的输入设备。问
时，机床的动作规范要求机床在非自动运行的情况下可以
实现工作台的快速控制，横梁运动、进给运动、抬刀动作等也可单独动作，这些控制信号可以作为ＰＣＬ的输入设备，
ｌ前言
（）土电路设计。本机电路主要由土电动机电路、３进给运动电动机电路、油泵电动机电路、冷却电动机电路
龙门刨床是一种广泛使用的切削加工设备，主要加工
大型工件或同时加Ｔ多个Ｊ件，可加上各种材质的水平：
个中小零件的平面。大型龙门刨床往往附有铣头和磨头等
单，均采用传统接触器控制方式。
部件，这样就可以使件在一次安装后完成刨、铣及磨平面等工作。它对电气控制系统的要求较高。（）动作规范。①ｉ运动：工作台带着工件通过龙 ¨ ２框架所作的直线往复运动。② 进给运动：包括水平刀架的水平运动和左右乖直刀架的垂直运动。⑨ 辅助运动：包括
门刨床的所有刀架在水平和垂直方向都町动。
声污染，节能效果明显等优点，和传统的交磁扩人机调速
或滑差调速等调速方式相比能节能３％右。主电动机调速０左
控制电路见图１。进给运动电动机、油泵电动机、冷却风机
维普资讯
中国西部科技２０年４（旬）第Ｏ卷第１期总第１５０８月上７Ｏ３期

基于直流调速装置和PLC的B220龙门刨床电气改造设计

基于直流调速装置和PLC的B220龙门刨床电气改造设计作者：袁进存路文革来源：《电子技术与软件工程》2015年第24期摘要本文分析了基于直流调速装置和PLC的B220龙门刨床的电力控制改造设计。

使用欧陆590P全新数字直流调速装置和PLC（可编程控制器）取代了原来的龙门刨床里面用到的发电机组和调速装置，扩大了机组的调速系统规模，同时，使用可编程逻辑控制器取代了原来的继电控制电路，将其作为控制的核心，并且在原来的基础上进行了全面的技术改造。

改造之后的B220龙门刨床电力控制系统的硬件结构更加简单，操作更加便捷，运行的安全稳定性和可靠度还得到了大大的提升。

同时还具有投资少、维修方便、直观性强、可靠性强等优点。

【关键词】直流调速装置 PLC 龙门刨床电力控制系统龙门刨床在重型制造业中是不可或缺的工作母机，被广泛的应用在大型工件的切削工作中，龙门刨床的主拖动系统的工作流程主要是刀具和工件的相对运动，因此在切削作业中，刀具和工件会频繁的往复运动，因此长期以往会出现严重的磨损现象。

龙门刨床对工作台的电机拖动系统有着非常高的要求，在要求主机床的切削功率足够大、调速范围足够快的前提下，还要求工作台在工作的过程中能够自行调整速度，要适应不同的工作环境。

某工厂使用的是一台由武汉重型机床在上世纪七十年代生产的B220型龙门刨床，这一刨床的主拖动系统为K-F-D （电机扩大-发电机-电动机）系统调速，因为研制时期过早，当时技术并不先进，所以该系统具有投资大、功耗大、调速精度低、换向过程中产生的冲击过大等先天的缺陷，经过多年的生产使用之后，已经出现了严重的老化和磨损现象，导致工作台在往复换向的过程中对齿轮箱的撞击非常严重，因此不断的缩短龙门刨床的使用寿命，而在更换了齿轮箱后仍不能从根本上解决这一问题，工作台还是无法正常运行，严重阻碍了工厂的正常生产工作，同时即便工作台仍可以正常运行，但是作业效率低下的还会消耗更多的电能，因此，必须对该刨床的电力控制系统进行升级改造。

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B220A 型龙门刨床电气控制系统技术改造
摘要院本文介绍了B220A 型龙门刨床电气系统的改造方案和系统组成，并对其
电气控制系统改造前后的效果进行了比较，成效显著。

Abstract: This paper introduces the reform scheme and system composition of
B220A double housing planer electric system. Theeffects before and after the reform are compared, showing that the results are good.关键词院龙门刨床；电气控制系统；改造；节能降耗Key words: double housing planer；electrical control system；reform；saving energy and reducing consumption中图分类号院TG55 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）06-0052-020 引言我公司一台B220A 型龙门刨床
是于1962 年购入并使用的，工作台尺寸2 米伊6 米，经过40 多年的使用出现了
精度降低、调速性差、元器件老化、故障率高等问题，经机械维修人员检查，该
机床的机械传动精度仍保持的较好，综合考虑后决定对其电气控制系统进行改造。

1 B220A 型龙门刨床原电气系统概述该机床采用继电器、接触器控制，由交
流电动机原直流发电机原交磁扩大机组成直流调速系统，即K-F-D 系统，驱动直
流电机，结合机械传动装置控制工作台的往复运动，床身上装有机械式限位开关，用以反馈工作台的位置，控制各继电器、接触器的动作以实现工作台前进、慢速
切入、切出工件、减速、换向、后退的往返运动。

另外还有横梁的升降、刀架的前进和后退、机床机械机构润滑油的供给
等一些辅助动作的控制。

2 电气系统改造方案的确定2.1 技改方案的提出为解决机床故障多、停机检
修率高的问题，当时我们做了三个技改方案：方案一、保持机床原系统不变，对
直流调速系统进行大修，更换部分老化的控制执行器件。

方案二、用数字直流调速系统替换原K-F-D 直流调速系统，更换部分老化的
控制执行器件。

方案三、用数字直流调速系统替换原K-F-D 直流调速系统，并用可编程控制
器对逻辑控制电路也进行数字化改造。

2.2 三个技改方案比较我们分别对三个技改方案在技术改造所用时间、技术
改造所需费用以及最终的机床改造后的效果进行了比较：淤方案1 所用技改时间
最短，费用最低，改造后可以满足机床的基本使用要求，但并不能根本改变机床
维护难、维修难、故障率高的现状。

于方案2 所用时间较长，费用较高，改造后直流调速控制系统的性能将得到
较大提高，但是逻辑控制部件多、控制可靠性低的情况依然存在。

盂方案3 所用时间最长，通过技改中各项工作的交叉进行、合理调配，可以
将时间尽量压缩到与方案2 相近；技术改造所化费用最高；但是机床改造后将大
幅提高加工性能和设备运行的可靠性，减少设备维修保养的时间和费用。

2.3 技改方案的确定综合考虑三个技术改造方案的优缺点，结合目前企业的
资金情况，最终决定采用对该龙门刨床的电气控制系统实施全数字化改造的方案。

3 B220A 型龙门刨床电气控制系统改造本次改造采用日本三菱FX2N-80MR 型
可编程控制器作为控制单元，具有40 点输入和40 点继电器输出，完全可以满足
机床各种控制的需要。

直流调速系统采用英国欧陆590 全数字直流调速系统，调
速范围超过40：1，可对工作台直流电机实现无级调速，在直流电机尾端加装测
速发电机，用以反馈电机实际转速，构成半闭环系统，提高了控制精度，静差度
小于源%。

工作台的限位开关选用无触点式电磁感应组合开关，提高了动作的可
靠性和开关的使用寿命。

电气系统连接框图如图1 所示。

图1 中辅助动作电机包括：左右侧刀架进给电机、横梁升降电机、横梁夹紧放松电机、垂直刀架进给电机、油泵电机和风机。

4 结论改造后机床运行平稳，各项电气控制性能均达到或超过原机床性能指标。

改造后机床电气控制系统与原电气控制系统比较，具有明显优点：淤用三菱可编程控制器替代了大量中间继电器控制环节、用欧陆590 直流调速系统替代了发电机组，提高了机床自动化程度和系统运行可靠性，减少了维修工作量，降低了维修成本。

于采用高性能的直流调速系统降低了启动电流，没有了因多台电机能量传递造成的效率损失，且工作间隔期间不消耗电能，而原K-F-D 系统在空载时电流达35 安左右，大大节约了机床运行成本，经测试平均用电量节省30%以上。

盂缩短了工作台换相距离，提高了工作效率。

榆欧陆590 直流调速系统体积很小，可安装在控制柜中，减少了设备的占地面积，提高了场地使用率。

虞减少了工作噪音，实测为75 分贝。

参考文献院[1]李凡,安冀昀,赵光辉.电气控制系统中继保整定及应注意的问题[J].黑龙江科技信息，2009(22).[2]郭春生,王洲.电气控制系统继电保护器的整定与复校[J].科技资讯，2006(18).[3]邹耿.谈继电保护器的整定方法及注意事项[J].黑龙江科技信息，2008(22).。