龙门刨床电气改造(论文)
大型龙门刨床电气系统的改造
（ 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 ｚ ２型 ５ ９ ｋ Ｗ 直 流 电 动 机 、１ 台１ ０ ０ ｋ Ｗ
ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ
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 Ｊ Ｂ Ｋ ５ －３ ０ ０ Ｖ Ａ变压 器和 １只 ４ ０ Ａ ／ １ ２ ０ ０ Ｖ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 ｚ ２型 ５ ９ ｋ Ｗ 直 流 电动 机 。欧 陆 公司的５ ９ ０ ＋ 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 Ｐ Ｉ Ｄ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 １ ６位高 速 Ｃ Ｐ Ｕ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
龙门刨床电气控制部分改造
龙门刨床电气控制部分改造郭显智【期刊名称】《金属加工：冷加工》【年(卷),期】2010(000)003【总页数】2页(P62-63)【作者】郭显智【作者单位】黄河水利委员会黄河机械厂,河南郑州,450006【正文语种】中文我公司有台HA2020A龙门刨床是20世纪70年代的产品，由床身、工作台、立柱、横梁、垂直刀架及侧刀架等机械部分和电动机、发电机、直流电动机以及电器控制柜等电气部分组成，主要承担大型结构件、箱体等重要零件的加工。
由于使用年限长，电气部分经常出现故障，电气元件根本买不到配件，严重影响到我公司的生产，所以我们对其电气部分进行改造。
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，利用直流电动机放大机进行控制的方式来驱动，功耗较大；且部分电器采用分离元件，可靠性差，故障率较高；另外，该控制系统由于调速范围较窄，因而不能完全发挥该设备的效率，在工作台的运行速度以及控制精度上都受到局限，无法进行提高。
主要故障点有：①电气元件经过近30年的使用，相当部分出现老化，经常出现接触不好、元件损坏等故障。
②控制调整用行程开关，经常损坏，平时每星期都要更换。
③由于电气元件的老化使控制进刀不均匀，有时大有时小。
④回程振动很大，将会加速其他机件的损坏。
⑤减速箱经常损坏，维修周期长。
2.在维修中容易出现的问题（1）使用中由于采用行程开关进行行程控制，调整非常困难。
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。
（2）由于机身以及电控柜上的许多电气元件损坏后，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，严重影响了生产。
（3）减速机由于回程振动较大，经常损坏，而且维修时间较长。
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。
浅议龙门刨床的全数字化改造
辅 助设 备 ， 对它们进行起 动 、 止及调速等控制 。 停
三相 电源 控制
丽
电源控制ｌ ｆ 辅助电机ｌ ｌ 行程及速度检测 ｌ 丁作台直流电机 ｌ
龙 门刨 床是一 种广 泛使 用 的切 削加 工机 床 ， 电 其 力拖动 自动 控制主要包括工 作 台的前 、 后往 复运 动 ； 横 梁 的升 、 降运 动及 夹 紧 、 放松 控制 ； 刀架 的快 速移 动和 自动进 给运 动 及 抬刀 和 落 刀 控制 。在 上 述 三 大运 动
３ 实 际性 能及 经 济 指标 的测 试 分 析
３ １ 概述 ．
欧陆 ５０ ９ 数字直流调速装置对其进行控制。
采用全数字直 流调 速装 置和 Ｐ Ｃ对 Ｂ ２ 门刨 Ｌ ２０龙
床实施 电气改进设 计 ， 克服 了原控 制系统 中的缺点 ， 对 解 决维护 困难 、 高设备运行率 及降低能源消耗 、 提 提升 经济效益起 到了重要作用 。改造 后的控制 系统 有 如下
量 大且 困难 ， 能耗大 、 率低 、 效 同时噪音大 、 污染严重 。 随着社会 的进 步 ， 技 的 发展 ， 些年 ， 论 是设 科 近 无
该 系统采用 先进 的 网络数 字技 术 ， 以串行 通讯 方 式把所 有指令器 件 、 检测 器件 以及 执 行设 备连 接在 一 起 。采 用先进 的数字 式行 程 检测 定位 技术 ， 汰 了原 淘
来用行 程开关检测 刨台 的行程 及控制刨 台换 向的传统 方式 。系统 的主要 控 制 环节 是 由三菱 公 司 Ｆ 系列 Ｘ
Ｐ Ｃ、 国欧陆 （ Ｕ Ｏ Ｈ Ｒ ５ ０数 字化直 流调 速器 Ｌ 英 Ｅ Ｒ Ｔ Ｅ Ｍ） ９
龙门刨床工作台电气传动系统的改造
文 献标 识码 ： Ａ 文 章编 号 ：６ １ ７ ２（０ １９０ ９ —４ １ ７ — ９ 一 １ ）． １４０ ４ ２
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｓａ ｔ ｌ ｌｂ ｒ ｔ ｏ ｔ ｓ ｅ Ｓ Ｅ Ｅ ＲＡ７ ｌ ｄ ｇ ｔｌ ｓ ｒ ｃ ： ｉ ｒ ｃｅｅ ａ ｏ ａ ｅｈ ｗ ｕ ｅ ｔ Ｉ Ｍ ＮＳ ６ ｉ ｏ ｈ ０ｆ ｌ ｉｉ ｕ ａ ＤＣ ｐ ｅ ｅ ｕ ａｉ ｇ ｓ ｓ ｍ ｎ ｓ ｅ ｄ ｒ ｇ ｌｔ ｔ ａ ｄ ｎ ｙ ｅ Ｍ ＩＳ Ｔ ＵＢＩ ＨＩＦ Ｎ一 ０ Ｒ Ｌ ｏ ｔａ ｓｏ ｍ ｅ ｅｅ ｔ ｃ ｌ ｒ ｎ ｍ ｉｓｏ ｙ ｔｍ ｆ ｅＬｏ ｇ ｎ ｐ ａ ｅ ｂ ｅ Ｉ 一 Ｓ Ｘ２ ８ Ｍ Ｐ Ｃ ｔ ｎ ｆ ｒ ｔ ｌ ｃｒ ａ ｔａ ｓ ｓ ｉ ｎ ｓ ｓｅ ｏ ｎ ｍｅ ｌ ｎ ｒｔ ｌ ， ｎ ｒ ｈ ｉ ｈ ｔ ａ ￣ｏ ｕ ｅｔ ｅｃ ｍｍｉ ｓｏ ｉｇ ｏ ｄ ｃ ｏ ｈ ｓ ｉ ｎ ｆ ＲＡ７ ｌ ｄ ｇ ｔ ｌ ｐ ｅ ｇ ｌ ｔ ｇ ｓ ｓｅ ｉ ｅａ ｌ ｎ ６ ０ｆ ｌ ｉｉ ｕ ａ ＤＣ ｓ ｅ ｄ ｒ ｕ ａ ｉ ｙ ｔｍ ｄ ｔ ｉ ｅ ｎ ｎ ．
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６ Ａｏ Ｒ ７直流调速装置
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５ 送 电前 检查装 置 和 电机
辅助 电源 系统 送 电检 查 ， 地 线和辅 助 电 源零 接
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１ 和闭环驱 动控 制 及通 讯功 能 由两 台功 能强 大 ． ’
条件具 备 时 Ｋ Ａ３闭合 ； 当整 流 装 置 准备 就 绪 ， 无故 障 ， 已投 入 激磁 时 ＫＡ 闭合 ； Ａ５ＫＡ 并 Ｋ 、 ６继 电器控 制 刨 台慢 进 和 慢 退 ； Ａ 、 Ａ８继 电 器控 制前 进 点 Ｋ ７Ｋ
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。
用PLC改造龙门刨床电气控制系统
用PLC改造龙门刨床电气控制系统摘要：本文介绍了如何使用PLC改造龙门刨床电气控制系统，提高了其控制性能和生产效率。
通过安装PLC控制器，并配置相应的逻辑控制程序，实现了对龙门刨床的启动、停止、速度调节、工件夹紧等功能的自动化控制，有效地提高了刨床的生产效率和减少了工人劳动强度。
关键词：PLC，龙门刨床，电气控制系统，自动化控制，生产效率正文：一、龙门刨床的电气控制系统简介龙门刨床是一种常用的大型加工设备，广泛应用于各种金属材料的切削加工和形状加工。
龙门刨床的电气控制系统主要由各种控制按钮、电机控制器、传感器和电气控制箱等组成。
目前，大多数龙门刨床的电气控制系统还是基于传统的电路设计，存在操作不方便、控制性能差、产量低等问题。
二、PLC控制器的优势PLC即可编程序控制器，是一种可编程逻辑控制设备，具有高度可靠性、扩展性和灵活性等特点。
使用PLC控制器改造龙门刨床电气控制系统可以有效地提高其控制性能和生产效率，具有以下优势：1、逻辑控制程序可编程，方便灵活。
2、输入输出模块可扩展，支持多种信号采集。
3、通信接口丰富，可与其他设备联网通信。
4、可靠性高，故障率低，维护成本低。
三、PLC改造龙门刨床电气控制系统的具体步骤及实现效果1、安装PLC控制器在龙门刨床电气控制系统中添加PLC控制器，将其与原有的电气控制元件相连。
根据需要，安装多个输入输出模块，用于控制信号的采集和输出。
2、编写逻辑控制程序利用PLC编程软件编写逻辑控制程序，实现龙门刨床的启动、停止、速度调节、工件夹紧等功能。
通过对节点的逻辑运算和电气控制元件的分配，实现龙门刨床的自动化控制。
3、调试和优化将编写好的逻辑控制程序下载到PLC控制器中，并对其进行调试和优化，确保其正常运行。
在实际的车间环境中，根据需求优化控制程序，达到最佳的控制效果。
使用PLC控制器改造龙门刨床电气控制系统后，可以实现龙门刨床的自动化控制，大大提高了生产效率，缩短了生产周期，减轻了工人劳动强度，同时还可以降低故障率和维护成本。
龙门刨床改造5
开关磁阻电动机调速系统在龙门刨床上的应用1 引言现有龙门刨床的电气控制系统主要包括工作台的主传动和进给机构的逻辑控制两大部分。
目前，国内龙门刨床主要采用的主传动系统有两种：一种是50年代的电机扩大机——发电机——电动机组（A——G——M）系统，第二种是70年代改型的晶闸管——电动机组（V——M）系统，这两种系统的逻辑控制普遍采用继电器控制，故障率高，低速时损耗大，功率因数低，并且对电网和机械的冲击很大，维修麻烦。
也有部分电机采用变频调速系统代原有的主传动系统，但由于变频器存在低速下性能不好的情况，因此也不能完全解决存在的问题。
因此需要采用一种新的动力系统来取代现有的龙门刨床的传动系统，以提升龙门刨床的性能。
随着电力电子技术和计算机、微电子技术的发展，一种新型的传动系统——开关磁阻电动机调速系统产生了，由于其具有独有的优秀性能，使得其可以代替龙门刨床原有的动力系统，结合可编程控制器(PLC)可以为龙门刨床提供一种新的、更好的控制系统。
使用这种控制系统，龙门刨床不仅克服了以上其它控制系统的缺点，还大为提高了控制精度和加工质量，节约了能源。
2 开关磁阻电动机调速系统简介开关磁阻电动机调速系统由电机及控制器两大部分组成，开关磁阻电机与传统电机差别很大，为双凸极结构，其定、转子均由普通硅钢片叠压而成，转子上既无绕组也无永磁体，定子齿极上绕有集中绕组。
控制器包括嵌入式微处理器、可编程逻辑器件、IGBT驱动电路、电力电子器件、软件及通信接口，完成电动机的驱动与控制。
如图1、图2所示。
电机装有位置传感器，位置信号反馈给控制器，控制器按程序数字化控制电机运转。
如图2所示，当绝缘栅双极晶体管（IGBT）S1、S2导通时，A相绕组从直流电源U吸收电能，而当S1、S2关断时，绕组电流经续流二极管D1、D2继续流通，并回馈给电源U。
因此，SRD的特点是具有再生作用，系统节电、效率高。
因此开关磁阻电动机调速系统可以数字化控制设备的工作执行机构，属于数控调速和数控伺服系统。
龙门刨床论文
（论文）标题：B2012A型龙门刨床的PLC改造系别：专业：学号：姓名：指导教师：2006 年5 月20 日摘要本文首先介绍了PLC的工作原理及其软件的设计方法，分析了B2012A型龙门刨床的工作原理和控制系统的组成，进而利用PLC对龙门刨床进行控制系统的改造，并根据继电器控制电路的工作原理，进行程序设计，采用PLC对B2012A型龙门刨床工作台进行电气控制，确定了PLC的输入输出点数，并进行PLC型号选择，I/O地址分配及I/O接线。
系统结构简单，运行平稳可靠，快速，灵活，提高了动、静态性能。
从而完成用PLC实现对主拖动刨台，左右刀架，垂直刀架等三相电动机的变频起动、制动、调速、正反向控制以及过载断相保护。
关键词：B2012A型龙门刨床，PLC，控制系统改造目录摘要 (II)ABSTRACT.................................................................................................. 错误！未定义书签。
目录.. (III)引言 (1)1 PLC的工作原理及其软件的设计方法 (2)1.1可编程控制器的由来及特点 (2)1.2可编程控制器的硬件结构与工作原理 (2)1.2.1可编程控制器的基本结构 (2)1.2.2可编程控制器的工作原理 (3)1.2.3可编程控制器的顺序控制法与顺序功能图 (3)1.3梯形图的设计方法（以转换为中心的编程方法） (4)2龙门刨床的工作原理 (5)2.1龙门刨床的组成 (5)2.2龙门刨床的工作过程分析原理 (5)2.3电动机的起制动和调速 (9)2.3.1电动机的起制动 (9)2.3.2电动机的调速 (9)2.3.3电动机的选择 (10)2.4其他主要电器的选择 (11)3 B2012A型龙门刨床电气控制系统的PLC改造设计 (12)3.1可编程控制器控制系统的设计 (12)3.1.1 PLC控制系统的设计基本原则与主要内容 (12)3.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤 (13)3.2电气控制软硬件系的设计 (14)3.2.1主电路图及各元件说明 (14)3.2.2 变频器的选型 (17)3.2.3 PLC控制系统硬件的配置选择 (18)3.2.4长条形工件平面的加工过程以及顺序功能图 (25)结束语 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录 (29)引言目前，由于我国区域经济的不平衡发展，许多企业与我公司一样，所使用的是老式机床，这些设备大多已老化，工作时易发生冲击，这对刀具的使用寿命影响很大。
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。
龙门刨床电器控制的改进
龙门刨床电器控制的改进
周家健
【期刊名称】《设备管理与维修》
【年(卷),期】2001(000)010
【摘要】@@ 60年代以前生产的龙门刨床,其电气拖动系统大多采用交磁扩大机-直流发电机-直流电动机调速系统,电器控制部分很复杂,元件又多,已经老化,多属淘汰产品.给维修带来很大麻烦.近年来由于大功率的可控硅整流装置的应用,为这些老式龙门刨床的技术改造提供了可能性,但可控硅整流器价格不菲,改装一台龙门刨床的费用要十多万元,我厂有两台BQ2020型(刨台长6m)龙门刨床就是属于这种情况.我们决定自己动手对刨床的电器控制部分进行技术改造.具体内容如下:
【总页数】1页(P19)
【作者】周家健
【作者单位】长沙汽车电器厂动力分厂
【正文语种】中文
【中图分类】TG55
【相关文献】
1.龙门刨床联轴器的改进 [J], 姚桂芳;孙安治;郑重;李峰
2.开关磁阻调速系统在龙门刨床改进设计中的应用 [J], 郭红珍
3.A系列龙门刨床主电机电路分析与改进 [J], 孙青淼
4.龙门刨床若干关键技术指标的改进 [J], 葛动元;姚锡凡;蒋寿生
5.龙门刨床自动化控制系统改进研究 [J], 卢小平;贾建平;张建忠
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基于PLC对龙门刨床的电气改造毕业设计论文
基于PLC对龙门刨床的电气改造摘要龙门刨床主要用来加工大型工件的各种平面、斜面、凹槽等，特别适应于加工大型的、狭长的机械零件，是常见的大型机械加工设备。
传统的龙门刨床的主拖动采用电机扩大机-发电机-电动机（A-G-M）调速系统，电控部分采用继电器逻辑控制，线路复杂，故障率高，检修、维修困难。
本论文根据B2010A型3m龙门刨床的工艺对控制系统的要求，对电气控制系统进行总体的设计。
主拖动采用调速范围宽、节能效果显著的变频器，用PLC取代传统继电器控制方式，实现开关量逻辑控制和变频电动机的转速控制，充分发挥PLC可靠性高、功耗低、维修方便等优势，对龙门刨床进行电气改造，以达到投资小、改造周期短、降低能量损耗等目的，弥补继电器控制方式的不足和缺点，以提高龙门刨床的生产效率，满足加工工艺的要求。
通过对B2010A龙门刨床进行PLC电气改造设计，大大提高了刨床的效率和加工精度，加强了刨床的可靠性和稳定性。
关键词可编程序控制器，龙门刨床，变频器，电气改造ABSTRACTDouble housing planer is a common huge machine tool, which mainly used in processing huge workpieces, various plane, bevel face, notch, etc, especially adapts to process huge and long and narrow machine spare part. The main drive of the traditional planer utilizes amplidyne-generator-electromotor drive whichis noisy, energy-consuming room-taking. Relay logic control is used in traditional planer, and its circuitry is complicated, so the malfunction rate is high, and it is difficult to find out the malfunction.The dissertation designs an outline of the electric control system based on the requirement of the technology of the B2010A planer for the control system. The main drive of the planer’s converter, for it has a wide speed regulation range and well effect in saving energy. The planer utilizes PLC instead of the traditional relay controlling way to achieve the logical control, and to control the speed of converter motor. Giving full play to PLC ability of the advantage of high reliability, low energy consumption and convenient maintenance. Transforming electric of the planer to achieve small investment, short transformation cycle and reduced energy consumption, make up the disadvantage and weakness of relay controlling way to improve productivity of the planer, and to sactisfy the need of processing workpieces.After the electrical rebuilding and improvement with PLC of B2010A frame planer, the efficiency and processing accuracy are greatly improved and the reliability and stability of the planer is enhanced.Key Words: PLC, Frame planer, Frequency Converter, Electrical rebuilding目录1. 绪论 (4)1.1 课题的研究背景及意义 (4)1.2 课题的提出 (4)1.3 PLC与继电器控制系统的比较 (5)1.4 龙门刨床控制系统的发展 (6)1.5 论文的主要工作 (7)2. 龙门刨床的结构及电气分析 (7)2.1 刨床的作用及分类 (7)2.2 龙门刨床的结构 (8)2.3 龙门刨床的加工工艺特点 (9)2.4 龙门刨床的工艺流程对控制系统的要求 (9)3. 龙门刨床的主回路设计及变频器的选择 (11)3.1 龙门刨床电力拖动系统主回路设计 (11)3.2 主拖动电机的选型 (12)3.3 变频器的选择 (13)3.3.1 调速系统简述 (13)3.3.2 变频器选型 (14)3.3.3 主拖动与变频器的连接 (14)3.3.4 变频器的基本运行配线图 (16)4. PLC的选型及控制接线 (17)4.1 龙门刨床PLC控制系统构成 (17)4.2 PLC的选型及输入输出点的分配 (17)4.2.1 PLC的选型 (17)4.2.2 PLC I/O输入点数分配表 (18)4.2.3 PLC I/O输出点数分配表 (20)4.3 PLC控制接线图 (22)5. PLC的控制程序设计 (24)5.1 PLC程序设计概述 (24)5.2 梯形图编程语言的特点 (24)5.3 控制程序设计分析 (25)5.3.1 工作台控制程序设计分析 (25)5.3.2 风机油泵控制程序设计分析 (26)5.3.3 横梁升降控制程序设计分析 (26)5.3.4 刀架运行控制程序设计分析 (27)5.4 故障控制分析 (27)5.4.1 辅助设备常见故障及措施 (28)5.4.2 工作台常见故障及措施 (28)5.4.3 横梁常见故障及措施 (28)5.5 控制程序梯形图编制 (29)5.6 PLC控制程序指令 (32)6. 保护和抗干扰措施设计 (35)7. 结论和展望 (37)7.1 论文总结 (37)7.2 展望 (38)参考文献 (39)致谢 (40)1. 绪论1.1 课题的研究背景及意义随着工业科技的飞速发展，数控技术的发展在一定程度上代表了一个国家先进的科学技术水平。
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。
基于 PLC的龙门刨床改造
基于 PLC的龙门刨床改造李玉婉【摘要】Aiming at the existing problem of large-scale B2025 gantry plane, a comprehensive transformation is applied to its electricity control system, increasing the milling capabilities in order to adapt to the processing requirements.With Siemens programmable logic controller as the control core and human-machine interface as control interface, the switch logic control, rotational speed control, workbench intelligent regulation and human-machine interface are accomplished; and the Siemens 6RA80 DC speed governor is to achieve planing control system transformation; while the Siemens converter MM440 is to a-chieve milling functions.The result of reconstruction shows that it improves the reliability and stability of machine, and the op-eration interface is simple and user-friendly.The performance satisfies the requirements of production process.%针对大型龙门刨床B2025目前存在的问题，对其电气控制系统进行全面的技术改造，增加铣削功能以适应各种加工要求。
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。
关于龙门刨床电气控制系统的改造
关于龙门刨床电气控制系统的改造摘要：PLC是整个系统的核心部件，它的工作原理是：通过输入接收来自按钮操作站和转换开关的操作信号及其它设备的状态信息，同时将这些信号经PLC 内部的用户程序运算，根据运算结果通过输出点，控制直流调速器完成主拖动的同时控制各交流电动机的接触器完成辅助拖动。
下面我们将以龙门刨床控制系统为例讲述一下我的个人观点。
关键词：可编程逻辑控制器；龙门刨床；控制系统；直流调速；刨台运动控制Abstract: PLC is the core component of the whole system, its working principle is: by entering receiving signals from button operation station and the operation of the switch ,other equipment state information, while, the signal by the internal user program of PLC, according to the operation results from dots, dc speed governor control to complete the main drag at the same time control of the ac motor contactor complete auxiliary drag. Below we will with double housing planer control system as an example about my personal opinion.Key words: Programmable logic controller; Double housing planer. Control system; Dc speed control; The plane’s motion control前言：传统的龙门刨床控制系统可靠性差，维护困难，加工质量及生产效率低。
基于PLC和变频器的龙门刨床的工学论文
基于PLC和变频器的龙门刨床的工学论文基于PLC和变频器的龙门刨床的工学论文论文关键词：龙门刨床可编程序控制器变频调速能量回馈论文摘要：用可编程序控制器和交流变频调速技术对B220龙门刨床进行改造。
刨床的主传动采用转差频率闭环控制，能较好的满足工作台静、动态特性要求；制动采用了能量回馈制动。
改造后系统达到了预期效果。
龙门刨床的电气控制系统主要包括工作台的主传动和进给机构的逻辑控制两大部分。
目前，国内龙门刨床主要采用的主传动系统有两种：一种是50年代的电机扩大机一发电机一电动机组(K—F—D系统)；一种是80年代少数经过改型的直流可控硅调速系统(SCR—D 系统)。
这两种系统的逻辑控制普遍采用继电器控制，故障率高，维修困难，生产效率低，因此，采用变频调速系统已成趋势。
作者用交流变频调速技术和可编程序控制器(PLC)改造成功了一台B220龙门刨床，且改造后系统运行可靠稳定。
1 龙门刨床控制系统要求机床型号为B220，产地为济南第二机床厂，要求改造后机床的调速范围为5m／min一60m／min，系统运行的平滑性要好，能实现无级调速，且有很好的起制动性能。
起制动时既能快速启动和制动，又保证机械冲击不过大，不对机械部件造成损害。
能快速实现提速、降速和平稳的调节速度，换向时要减小对齿轮的冲击。
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。
2 系统组成及工作原理2-1 系统组成本系统由VVVF(变电压变频率)变频器、交流电动机(Y280S一8，Pe =37KW ，I。
=78-2A，n。
=740r／min)、测速器组成闭环调速系统。
采用闭环调速系统是为了对负载的波动和电网的波动有较强的抗干扰能力，以保证刨床的稳定运行。
刨床的电机均由PLC 给出的指令进行控制。
设计时，主传动用一台异步电动机代替原K—F—D系统机型，进给机械执行机构则用变频调速器取代原电磁离合器，实现对工作台的各种不同速度的控制和往返换向。
龙门刨床电气改造(论文)
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
维修电工技师论文B2012A龙门刨床电气控制系统改造.
国家职业资格全国统一鉴定维修电工技师论文（国家职业资格二级）论文题目：B2012A龙门刨床电气控制系统改造姓名：身份证号：准考证号：所在省市：广东省肇庆市所在单位：肇庆市技师学院摘要：B2012A型龙门刨床主要用来加工大型工件的各种平面、斜面、凹槽等，特别适应于加工大型的、狭长的机械零件，是常见的大型机械加工设备。
传统龙门刨床的电气控制系统控制逻辑采用硬件接线，利用继电器机械触点的串联或并联等组成控制逻辑，为提高龙门刨床的加工精度和生产效率，有必要采用PLC、变频器对传统的龙门刨床控制系统进行改造。
关键词：B2012A型龙门刨床 PLC 变频器电气控制系统改造引言传统龙门刨床的电气控制系统控制逻辑采用硬件接线，利用继电器机械触点的串联或并联等组成控制逻辑，其连线多而复杂，体积大，功耗大，其改造或增加功能较为困难，而且继电器控制系统依靠机械触点的动作实现控制，工作频率低，机械触点还会出现抖动问题，且由于使用大量的机械触点，存在机械磨损、电弧烧伤等问题，寿命短，系统的大量连线使得机床的可靠性和可维护性较差。
龙门刨床采用A-G-M调速系统，它具有占地面积大、噪声污染严重、尤其交流电动机拖动发电机浪费电能很严重。
从工作情况来看，直流电动机的功率并没有得到充分利用，并且维护保养较困难。
目前许多在使用该系统工作的厂家都在想办法解决以上问题。
本设计提出采用PLC、变频器对机加工车间的龙门刨床进行电气改造。
一. B2012A龙门刨床基本情况：1. 刨床的作用及分类刨床系指用刨刀加工工件表面的机床。
刀具与工件做相对直线运动进行加工，主要用于各种平面与沟槽加工，也可用于直线成形面的加工。
即用刨刀对工件的平面、沟槽或成形表面进行刨削的直线运动机床。
按其结构可分为以下类型：悬臂刨床、龙门刨床、牛头刨床、插床(立刨床)。
2．龙门刨床的结构及运动形式1）龙门刨床主要加工大型工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工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。
龙门刨床传动、电器技术改造
龙门刨床传动、电器技术改造摘要：对龙门刨床传动、电器部分进行改造后，使龙门刨床变为刨铣磨多功能机床，既可节约能耗，又可扩大加工范围，提高工作效率，减少故障的发生。
关键词：龙门刨床；工作台；交流电动机；变频器；直流电动机；继电器；减速机1、改造前的情况龙门刨床常用来加工大型工件的各种平面、斜面和槽，特别适用于加工大型的、狭长的机械零件如机床的床身、导轨等，但对于中小型件、非连续面、端面如箱体等等，其加工效率就显得较低。
目前我公司机修车间使用的B2012型龙门刨床属于上世纪70年代产品，由于当时我国科技水平有限，该龙门刨床工作台是由一台60千瓦的直流电动机拖动，控制电机的系统则是采用落后的发电机组驱动，该刨床耗能大（每天工作7小时约耗电910度）、效率低、精度差。
由于设备使用时间长久，电器控件严重老化（调速系统电阻、各种继电器繁多，低速时速度不稳，换向不稳定，常出现爬行越位等故障。
由于各正反馈和负反馈电路较多，所以故障难以判断），设备故障率高，维修费用大，而且造成了电能的巨大浪费，已不能满足现在的生产加工的需要；主传动及控制部分电器操作条件较多（工作台换向及一、二级减速、限位由8个以上开关实现），因此控制复杂，故障点多，难于维修。
不但增加了工作量，也使整个系统可靠性大大降低。
工作台调速范围小，加工件的表面质量差。
占地面积大，噪音高。
同时，随着近年来产品结构的不断调整，各种中小型、非连续的加工零件也越来越多，单靠刨削加工已远远不能适应生产快速发展的需要。
如何让这些当年价格不匪的老设备重新焕发生机，既能适应各种加工要求，又能节能降耗、有效提高加工效率呢？那就是经过传动、电器的综合技术改造，将单一的龙门刨床改为刨、铣、磨多功能机床。
2、改造方案为达到和实现节约能耗、运转可靠、减少故障、提高效率的目的，做到一机多用，我们对B2012型龙门刨床进行了如下改造：（1）龙门刨床传动改造方案：在工作台传动侧增加了一组刨铣变速箱，刨铣变速箱采用两级齿轮变速，输入端连接龙门刨床原有变速箱，输出端同工作台传动轴相连接，使工作台的速度可保留原有刨床的速度，又可通过新添变速箱两级变速手柄换挡，到铣或磨的状态，使机械传动部分的精度稳定，性能可靠，操作简单，维修方便，有效解决了龙门刨床既可刨削又可铣磨的要求。
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国家职业资格全国统一鉴定
维修电工技师论文
（国家职业资格二级）
题目： B2012A 龙门刨床电气改造
姓 名：
张建国
身份证号： 021-35500900 18917161998
准考证号：
பைடு நூலகம்所在省市：
上海市
所在单位： 上海荟格工业自动化有限公司
日 期：
2015 年 1 月 8 日
B2012A 龙门刨床电气改造
II
前言
随着自动化技术的发展，七八十年代的龙门刨床的电控系统（主要采 用直流发电机组和交磁扩大机组成）已经十分落后，使用时故障频繁，维 修困难，而且效率低，能耗、噪音都很大。对老式龙门刨床的电控系统进 行彻底的技术改造，以将发电机组及扩大机控制的龙门刨床改造成全数字 智能化控制的电气系统非常必要。B2152、B2012、B2012A、B2016A、 BJ2020、B20125Q、B2020 等十几种型号龙门刨床都很适合全数字智能 化控制的电气系统改造。
龙门刨床的刨削过程是工件与刨刀作相对运动的过程。为此，工作台 与工件须频繁的进行往复运动，工件的切削加工仅在工作行程内进行，而
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返回行程只做空运转。在切削过程中没有进给运动，只有在工作台返回行 程转到工作行程的期间内刀架才位移一定的距离。
主运动：龙门刨床的主运动是工作台和工件的纵向往复运动。 辅助运动：是横梁的上下移动以及刀架沿横梁的左右移动，以及侧刀 架在立柱上的上下往复运动。
I
目录
摘要 ...........................................................................................................................................I 目 录 ....................................................................................................................................... II 前 言 ........................................................................................................................................ 1 第一章 龙门刨床结构及工作原理 ........................................................................................ 2
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第一章 龙门刨床结构及工作原理
1.1 龙门刨床结构及工作原理
1.1.1 龙门刨床主要由五大部分组成，见图一、图二。
第一部分：作往复运动的工作台和装有 V 形导轨的床身。工作台安放 在床身上，工作台下面有斜齿条与传动机构齿轮相啮合，主电机通过变速 箱控制工作台前后运动。
第二部分：立柱和横梁机构，用于安装垂直刀架，工作台停止运动时 可以上升下降，以调整刀架的高度。两个垂直刀架可沿横梁导轨在水平方 向，或沿刀架本身的滑板导轨在垂直方向作快速移动或工作进给。
姓名：张建国 单位：上海荟格工业自动化有限公司
摘要
本文首先介绍龙门刨床的基本结构及运行方式，然后讲述如何将发电 机组及扩大机控制的龙门刨床改造成全数字智能化控制的电气系统。内容 包含了柜体的设计、PLC 编程、元件选型、以及安装调试步骤等，最后是 阐述改造后的优越点。 关键字：龙门刨床 改造 PLC 全数字直流调速器 编码器置程
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（2）自动进给在每次刨台后退结束时进行，进刀量的多少由机械结构控制。 （3）在刨台自动循环时，刀架不能快速移动。 （4）刀架的移动都有限位控制，刀架在切削完毕、返回之前，必须“抬刀”， 以免刨刀在返回过程中在工件上留下划痕，影响光洁度。抬刀动作由抬刀 电磁铁来完成。
第三部分：左右两侧侧刀架。左右侧刀架及进给箱可沿立柱导轨上下 快速移动或自动进给。
第四部分：润滑系统。工作台往复运动需要足够的润滑油，润滑系统 故障会造成导轨磨损，严重时可使整个刨床报废。
第五部分：就是我们本次重点讲述的电控系统。
图一 实物图
图二 组成示意图
1.2 龙门刨床的工作过程分析原理
1.2.1 刨床工作过程
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。
电气改造目前有三种模式：常用的模式是去除发电机组和交磁扩大机， 保留原有的 60KW 直流电机，使用全数字直流调速器驱动主机；第二种模 式是在第一种模式的基础上把主机更换为 Z4 系列 55KW 的新电机；第三 种模式是抛弃直流电机，使用矢量型变频器及普通三相异步电机。三种模 式都有改造成功的案例，相比较而言，直流电机比异步电机的启动特性好， 低速时转矩大、调速特性好。另外变频器制动一般采用能耗制动，没有直 流调速器逆变制动节能（变频器也有逆变制动的，但没有直流电机逆变制 动效果好），更换电机在安装上也增加了工作量。所以本文主要介绍第一种 模式，即使用原有的 60KW 直流电机。
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