PlC和变频器改造龙门刨床中的应用

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。

PLC对龙门刨床的电器改造

绪论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。

就目前而言，我国是世界上机床产量最多的国家，虽然我国科技水平在世界上稍有一席之地，但生产的数控机床的产品竞争力在国际市场中仍处于较低的水平，生产的普通数控机床比重大，生产效率低，大部分采用继电器控制，存在着易故障，难检修等弊端，对加工业的发展有很大的制约和限制性。

随着计算机技术的高速发展，推动了工业科技发展的步伐，给机械制造业带来根本性的变化。

近几年来，我国在普通机床改造方面取得了很大的成就，普通机床的控制系统逐步被PLC控制的高效率，高精度的数控机床所代替，产生了巨大的生产力，然而在机械加工制造中被广泛使用的用来加工大型工件的设备—龙门刨床的改造却少之又少，在一定程度上影响着制造业的发展。

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，很大程度上提高了故障发生率，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。

本设计提出通过采用PLC对其传统的龙门刨床进行电气改造改造是因为PLC很容易实现比较复杂的控制逻辑，与其传统的继电器实现同样的功能则需要大量的控制继电器，在同种要求下，PLC可省去大量的控制继电器，节能降耗，降低运行成本，且改变工艺控制简便易行，而且PLC是无触点电路，反应快、噪音小、寿命长等优点，在实现同样功能的基础上还可以弥补继电器逻辑控制的不足，可以大大提高机床的工作效率，完全可以达到预期电气改造的目的。

1. 龙门刨床的结构龙门刨床主要用于刨削大型工件，也可在工作台上装夹多个零件同时工作，如图（1）所示。

它主要由床身、工作台、立柱、横梁、左右侧及垂直刀架组成，其横梁和立柱组成龙门式框架结构，所以称为龙门刨床。

PLC和变频器在龙门刨床主拖动系统中的应用

（）４工作台要求能够人工点动运行，工作台即“ （）５与刀架、横梁的互锁。刀架与工作台之间、横梁与工作台之间必须有可靠的互锁；
龙门刨床的主运动，是工作台的直线往复运动。早期步进” 工作台步退” 以利于切削前的调整；和“ ，
统；另一种是晶闸管一直流电动机组（ — 系统。ＶＭ）这
ＣＭ — ７４５，其容量为９Ｖ，额定电流为ＩＲＧＢ０５８ｋＡ
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（）６与油泵电动机的互锁。只有在油泵正常供油
才如果在工两种系统的控制电路，普遍采用有触点的继电器控的情况下，允许进行工作台的往复运动；制方式，在经过多年的使用后，系统电气控制器件已作台往复运动过程中，油泵电动机因发生故障而停
ＥｕｐｎＭａｕａｔｎｅｈｏｏｙＮｏ１２１ｑｉｍｅｔｎｆｅｒｇＴｃｎｌｇ．０ｉ１，１
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ＰＣ和变频器在龙门刨床主拖动系统中的应用Ｌ
沈玉梅
（大连职业技术学院，辽宁大连１６３１０５）
摘要：用ＰＣ和变频器对龙门刨床电气主拖动系统进行改造，据龙门刨床电气主拖动系统的控制要求，龙门采Ｌ根对

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。

项目：龙门刨床工作台调速 PLC与变频器控制系统

教学实施：
一、B2012工作台运行速度控制要求
用PLC、变频器控制电动机按工艺要求（B2012工作台运行速度）运转控制电路，其控制要求：B2012工作台运行速度示意图如图5-1所示。当按下起动按钮SB1时，变频器输出三相电源的频率由 0Hz→15Hz（时间为0→t1），工作台前进启动；时间为t1→t2段为工作台慢速切入；当压下行程开关SQ2时，工作台前进加速，频率由 15Hz→50Hz（时间为t2→t3）；时间为t3→t4段为工作台高速前进；当压下行程开关SQ3时，工作台前进减速，频率由50Hz→15Hz（时间为 t4→t5）；当压下行程开关SQ4时，工作台反接制动并后退加速，频率由15Hz→-70Hz（时间为t5→t6→t7）；时间为t7→t8段为工作台高速后退；当后退压下行程开关SQ2时，工作台后退减速，频率由-70Hz→-25Hz（时间为t8→t9）；当压下行程开关SQ1时，工作台反接制动停止，频率由-25Hz→0Hz（时间为t9→t10）。
图5-3 变频器不同频率段按顺序输出部分的状态转移图
图5-4 变频器不同频率段按顺序输出部分的梯形图
任务2 MM420通用变频器变频器参数设置
1．首先复位为工厂的缺省设置值：P0010=30，P0970=1，时间约为
10s。
2．选择命令源：使P0700=2由端子排输入。
3．频率设定值的选择：使P1000=3固定频率设定。
图5-1 B2012工作台运行速度示意图
二、任务解决步骤任务1 PLC的程序设计
（一）控制要求分析根据上述控制要求，在图5-1中按时间顺序为： 1．0—t2段：Y5为ON，变频器预置的频率为15Hz，转换信号为 SB1（X1）。 2．t2—t4段：Y6为ON，变频器预置的频率为50Hz，转换信号为 SQ2（X7）。 3．t4—t5段：Y5为ON，变频器预置的频率为15Hz，转换信号为 SQ3（X10）。

PLC和变频器在龙门刨床控制中的应用

PLC和变频器在龙门刨床控制中的应用石征锦;孙继亮【摘要】Requirements of the main drag control circuit in planer and design methods and procedures with PLC and Inverter are introduced. Then the PLC ladder programming procedures and Inverter parameter settings are presented. Through Machine reconstruction with PLC and Inverter, driving control is move simplified than original machine tool control. A lot of relay components is saved and maintenance and check is easy. The machine works more efficiently.%叙述了龙门刨床主拖动控制线路的控制要求及采用PLC和变频器进行改造设计的方法和步骤,给出PLC编程程序梯形图、变频器参数设置表.通过PLC和变频器对龙门刨床控制系统的改造,简化了原机床控制电路,节省大量的继电器元件,维修方便,使机床的工作效率更高.【期刊名称】《沈阳理工大学学报》【年(卷),期】2011(030)005【总页数】4页(P42-44,49)【关键词】PLC;变频器;龙门刨床;机床改造【作者】石征锦;孙继亮【作者单位】沈阳理工大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳110159;辽宁冶金职业技术学院,辽宁本溪117000【正文语种】中文【中图分类】TM921.51龙门刨床作为机械工业中的主要工作母机之一，在工业生产中占有重要地位。

其生产工艺主要是刨削(或磨削)，加工大型、狭长的机械零件，主运动为刨台频繁的往复运动，往复一个周期中，对速度的控制有一定要求。

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。

PLC和变频器在B2010A型龙门刨床电气控制系统改造中的应用

１．２改造方案
龙门刨床的运行可分为主运动、进给运动和辅助运动。龙门刨床的主运动是工作台的纵向往复运动。
龙门刨床工作台的自动运行曲线如图１所示。［２］工作台的往复运动可分为以下几个阶段：工作台前进起
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
动和刀具慢速切入阶段（０～ｔ１），切削稳定前进阶段（ｔ１～ｔ２），前进减速退出工作阶段（ｔ２～ｔ３），后退启动和后退稳定速度工作阶段（ｔ３～ｔ４），后退减速退出工作阶段（ｔ４～ｔ５）。由于工作台在工作时需要几种不同阶段的速度，原来的控制系统控制复杂，维修困难，现在变频调速系统技术成熟，使用简单，因此这个部分控制系统重新设计成用ＰＬＣ＋变频器的变频调速控制系统。在变频器的直流端配上制动电阻，用于消耗变频器控制电机减速和制动过程中释放出的多余能量。启动工作台前需要先启动润滑油泵。工作台的动作设有点动控制和自动控制两种运动方式，其中点动控制用来调整工作台；自动循环控制是以ＰＬＣ＋变频器为核心，配合各按钮、加在工作台两端相应位置的限位、保护行程开关和ＰＬＣ用户程序来完成。
了龙门刨床控制系统的改造方案；详细设计了基于ＰＬＣ和变频器的龙门刨床的电气控制系统；最后给出

富凌变频器在龙门刨床改造中的应用

富凌变频器在龙门刨床改造中的应用摘要：龙门刨床刨台及各个刀架改由变频器来调节，能较好的满足工作台的静，动态特性，刨床的各个动作都是PLC控制，控制功能强，操作方便。

改造后达到了预期效果。

关键词：龙门刨床，富凌变频器，可编程控制器，电位器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三种：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，功率因素低，且对电网和机械的冲击很大，维修麻烦。

80年代后随着变频技术的高速发展和可编程控制器(PLC)的不断更新，它们结合为龙门刨床提供了一种更好的控制系统。

用这种系统控制的龙门刨床不仅克服了以上其它控制系统的各个缺点，还大大提高了控制精度和加工质量，更主要的是节约了大量的能源。

因此，龙门刨床控制系统的变频及PLC改造已成必然的趋势。

一、龙门刨床的控制要求：1.无级调速---调速范围宽，系统运行的平滑性好，动态品质更好。

2.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。

3.起动和制动性能好----快速、平稳的起动和制动，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。

4.高速切削平稳，静差度小。

5.系统简单，安全可靠，便于维修。

6.噪音低，效率高，可靠性好，节能明显。

二、改造的方法1.主运动控制主工作台采用一台富凌牌DZB100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----发电机----电动机组（简称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富凌DZB100系列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。

基于PlC和变频器改造龙门刨床中的应用设计

黑龙江东方学院毕业论文（设计）题目：PlC和变频器改造龙门刨床中的应用学生姓名学号081460320专业电气工程及其自动化班级2008级3班指导教师吴玉祥学部计算机科学与电气工程答辩日期2012年5月19日黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）任务书PlC和变频器改造龙门刨床中的应用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：龙门刨床；PLC；变频器The Design and Realization of Electronic ProductsQuotation WebsiteAbstractDouble 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 which is 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.Keywords：Longmen planer; PLC; frequency converte目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................................. I I 第1章绪论. (1)1.1 开发背景 (1)1.2课题开发的目的和意义 (1)1.2.1开发目的 (1)1.2.2开发意义 (2)第2章PLC与变频器的介绍 (3)2.1 PLC的基本组成和特点 (3)2.1.1PLC概述及组成 (3)2.1.2 PLC的特点 (5)2.2 PLC的发展趋势 (5)2.3 变频器概述 (6)2.3.1 变频器的发展历史 (6)2.3.2 变频器的功能及组成 (6)2.3.3 变频器的工作原理 (7)2.4 本章小结 (8)第3章对龙门刨床的分析 (9)3.1龙门刨床概述 (9)3.1.1龙门刨床的结构 (9)3.1.2龙门刨床的运动分析 (9)3.2本章小结 (12)第4章利用PLC和变频器对龙门刨床的系统设计 (13)4.1龙门刨床电力拖动系统主回路设计 (13)4.2主拖动电机的选型 (14)4.3 变频器的选择 (14)4.3.1调速系统简述 (14)4.3.2变频器选型 (15)4.3.3主拖动与变频器的连接 (16)4.3.4 变频器的基本运行配线图 (17)4.4 PLC的选型及控制接线 (18)4.4.1 龙门刨床PLC控制系统构成 (18)4.4.2PLC的选型及输入输出点的分配 (18)4.4.3PLC I/O输入点数分配表 (19)4.4.4PLC I/O输出点数分配表 (20)4.4.5 PLC 控制接线图 (21)4.5PLC的控制程序设计 (22)4.5.1PLC程序设计概述 (22)4.5.2 梯形图编程语言的特点 (22)4.6 控制程序设计分析 (22)4.6.1工作台控制程序设计分析 (22)4.6.2 风机油泵控制程序设计分析 (23)4.6.3横梁升降控制程序设计分析 (23)4.6.4刀架运行控制程序设计分析 (24)4.7故障控制分析 (24)4.7.1 辅助设备常见故障及措施 (24)4.7.2工作台常见故障及措施 (24)4.7.3横梁常见故障及措施 (25)4.8控制程序梯形图编制 (25)4.9PLC控制程序指令 (28)4.10本章小结 (30)第5章保护和抗干扰措施设计 (31)结论 (33)参考文献 (34)致谢 (35)。

PLC和变频器在龙门刨床控制系统改造中的应用_金燕

［ #］
本文结合变频技术和 KLA 控制，对传统的 O"’#% 龙门刨床控制系统进行改造，有很好的应用价值。
(! 龙门刨床的基本结构与工作特点
( P (! 龙门刨床的基本结构龙门刨床主要由七部分组成，如图 # 所示。其中床身为箱体型零件，其上有 V 形导轨。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，可作往复运动。横梁用于安装垂直刀架，刨削加工时严禁动作，只在工作台停止运动时才能移动，以调整刀架高度。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。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。
・# !!" ・
电动机的功率并没有得到充分利用。同时因为进刀机构采用进刀继电器控制进刀，而继电器铁心和圆盘齿因频繁运动而磨损，使精度下降。 ! $ !" 改造方案基于以上分析，我们采用 %&’ 和变频器对其进行改造。工作台的主运动只需一台 !" () ・ * 交 # 直 # 交、电压型变频器和能量回馈装置作为主拖动控制装置，实现无级变速。工作台换向制动利用变频器自带的能量反馈装置，使制动速度快，能量又反馈到电网中。对于进刀机构可以采用 $ 台 %& ! () ・ * 小变频器分别控制垂直刀架和左右侧刀架 $ 台 ’ $ ’ (+ 异步电动机，实现无级调速，形成了新的进给系统，使进刀量准确，提高了加工精度。另外增加 ( 台 (( (+ 的变频器控制铣刀头，作为附加组件。系统原理图如图 ! 所示。
求，提高了加工质量与效率。如图 % 所示。
#" 控制系统设计
控制部分采用 %&’ 控制，其功能强、速度快、接点数少、可靠性高，这是有触点的继电器系统无法比拟的。全部工艺过程及联锁、信号、报警由 ( 台 %&’ 控制，其控制端子功能及接线图如图 , 所示。

PLC和变频器在龙门刨床控制系统改造中的应用

改装与维修ＲｆｉａｅｅｎｎａｎｃｆｇｄｎｎｉａＭｆｆｉｅ
ＰＣ和变频器在龙ｆｔ床控制系统改造中的应用Ｌ－ａ］ｕ
金燕① 王海平 ②
（ ①常州工程职业技术学院机械工程技术系，江苏常州２３６；Ｉ１１４
② 常州铁道高等职业技术学校机械工程系，苏常州２３１）江１０１
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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。

文献综述-基于PLC和变频器的龙门刨床优化设计

文献综述——基于PLC和变频器的龙门刨床优化设计一、龙门刨床电气控制系统简介龙门刨床是一种广泛使用的金属切割加工机床，是许多大型企业不可缺少的设备。

龙门刨床的电气系统由主拖动和控制系统两部分组成。

主拖动系统可以概括为4类：JF-D调速系统、晶闸管-直流电动机（SCR-D）模拟直流调速系统、全数字直流调速系统和交流变频调速系统。

控制系统有继电器逻辑控制系统或继电器与PLC结合的控制系统。

JF-D调速系统是上世纪60年代在龙门刨床上广泛使用的调速系统，目前该系统在国有大中型企业仍然战友相当大的比重。

JF-D主要由直流发电机、直流电动机和交磁放大机组成。

其工作原理为：通过交磁放大机控制直流发电机的励磁电压，后者控制直流发电机的输出电压，从而控制直流电动机的电枢电压，最终控制直流电动机的转速。

另外还有二台交流电动机和一台直流发电机为该系统服务，大的交流电动机是直流发电机的原动机，晓得交流电动机是交磁放大机的原动机，直流发电机为直流电动机的励磁绕组提供励磁电压。

目前，JF-D型的龙门刨床的电气系统存在下列问题：（1）调速系统占地面积大，噪音大；（2）耗电量大，效率低；（3）惯性大，调速系统动态及静态性能均不理想；（4）故障率高，可靠性差，维护检修工作量大；（5）设备严重老化；（6）电气系统的连线多，判明故障性质和查找故障困难，查找故障的时间较长；（7）工作台频繁地来回运动，继电器盒接触器的触点容易损坏或接触不良。

上世纪80年代初，许多企业对龙门刨床进行电气改造时，用晶闸管-直流电动机（SCR-D）模拟直流调速系统取代JF-D调速系统。

代表产品是1980年襄樊机床厂设计的SCR模拟直流调速系统。

该系统大大缩小了占地面积，减少了噪音，而且节省能源，效率高，使调速系统的动态和静态品质得到和大改善。

目前，该系统存在下列问题：（1） PID控制电路由分立元件组成，元件参数容易发生变化，使系统静态和动态性能恶化。

（2）众多功能单元之间接插件多，接插件的触点容易出现接触不良的故障，影响了系统的可靠性。

基于PLC变频器控制的龙门刨床复合化智能化改造

基于PLC变频器控制的龙门刨床复合化智能化改造王宗昌;安丽红【摘要】Composite intelligent remodeling of double-housing planers solves the problems of frequent occurrence of failures,low productivity and high maintenance cost with traditional relay control circuitry.The remodeling scheme is determined after field survey,scheme design, expert argumentation, field simulation and simulation design, and a specific remodeling scheme is then elaborated. After transformation,the machine can perform planing,milling and grounding operations and establish an intelligent man-machine operation interface,so that machiningprocess,machining state and failures can be displayed visually,thus reducing maintenance cost at later stages.After long-time safe operation,the remodeled machine can achieve over 70% energy saving as well as smooth stable speed regulation,and the frequency converter has an additional fault alarm function,thus significantly reducing maintenancecost at later stages.%龙门刨床复合化智能化改造解决了传统继电控制线路故障频发、生产效率低、维护保养成本高的问题。

PLC在龙门刨床中的应用 -管理资料.

PLC在龙门刨床中的应用 -管理资料2019-01-01本次设计中所用的PLC为日本OMRON公司的产品CPM1A,整个设计体现以下两个思想:(1)在控制系统中,大量软件的使用可以使系统硬件接线简单,成本降低,可行性提高;(2)使用CPT软件,直接可以画梯形图,并转换为程序,操作更方便,准确率高，。

一、龙门刨床中的控制工艺刨床是金属切削机床的一种,主要用于加工各种平面和沟槽,表面形成方法是轨迹――轨迹法。

而龙门刨床主要用于中小型生产车间及修理车间,加工大平面,特别是长而窄的平面,如导轨面和泡槽等。

龙门刨床在加工工件之时,工件固定在工作台上作前进或后退的直线往返运动(主运动),而刀具固定在刀架上作垂直于主运动方向的周期性进给运动(相对运动)。

因此工件在加工之前要调整好工件与刀具的相对位置(即对刀)。

龙门刨床刨台主运动由二台直流电动机(容量为2*60KW)拖动,电动机在电气上串连,机械上并联。

龙门刨床在切入工件时,要求刨台作低速运动(Vqj),以便刀具以低速切入工件,而后升速到正向前进速度(Vqo),到前进末,为了防止刀具将工件边缘剥落和减少正向越位,也要前进末减速。

当挡块碰到行程开关QHXK时,刨台经过一定越位(惯性引起,大型龙门刨床越位小于400mm,中型小于 300mm,),从正向进入反向启动,一直升速到后退速度(Vho)。

反向末,挡块碰到HSXK行程开关,进入反向末减速(Vhj),当挡块碰行程开关 HQXK时,刨台经反向越位后进入正向低速。

当DQXK复位时,前进初低速段结束转正向速度。

如此反复循环进行。

在刨台反向末,刀具作进给运动。

工作台侧面有二个挡块A和B,它不断碰撞行程开关,实现各种运动的转换。

刨台拖动直流电机是由逻辑无环流可控硅整流装置供电。

改变可控硅的速度给定就可以得到要求的速度波形。

龙门刨床主传动继电器控制线路如下图所示:图中速度给定部分(Vg)是由W1~W6中的一个电位器取得电压信号。

利用变频器和PLC改造龙门刨床

图 - 龙门刨床主拖动调速系统的调速特性
’% 龙门刨床变频调速系统的设计及性能（$）变频调速系统组成工作台的主运动只需一台・2 交—直—交电压型变频器和能量回馈装置作为 %56* 主拖动控制装置，实制动速度快，能量又反
冷加工
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冷加工
&" 结束语在整个机床的改造过程中涉及到了许多测试、调试的问题，在硬件设备安装好后又进行了许多调试工作， /01 程序的编制综合考虑了工艺与加工要求，变频器参数设置也需考虑具体的加工要求。经过如此改造，能大大简化拖动系统，减小维护工作量，提高运行可靠性。
（收稿日期：(,,$,"(!）
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完全符合原操用习惯，如图 " 所示。
图 $ /01 控制端子功能及接线图
图 + 变频调速的机械特性
!" #$% 控制电路及软件流程控制部分采用 /01 可编程控制器控制，其功能强、速度快、接点减少、可靠性高，这是有触点的继电器系统无法比拟的。（*）控制电路全部工艺过程及联锁、信号、报警由 * 台 /01 控制，其控制端子功能及接线图如图 $ 所示。为了操作方便，变频器设置成外部控制状态，实现远控。由 ’*, 和 ’** 按编码组合为 + 种运行速度， ’*( 为点动控制，2*3 为反转控制，2*+ 为停车控制， 45* 6 45+ 来自光电编码盘的反馈输入信号。 /01 的 7, 6 7!$ 为操作和工艺控制的输入信号端，输出端 8, 6 8$ 控制横梁升降、刀架进给及铣、磨头用变频器。（(）/01 编程软件流程龙门刨床工作台的工艺流程由 /01 控制主变频器驱动交流电动机来实现。刨床工作台自动、手动进（退）、点动、转向、速度变换，垂直刀架和左右刀架的自动进给及人工快速移动的控制，横梁升降和夹紧的控制，以及互相的联锁和显示等功能都由 /01 软件来实现。前进和后退速度及加、减速时间可以任意调节。为方便操作，在控制柜面板上装有床身运动速度显示及各种运行指示及报警信号，并且操作箱

B2012a型龙门刨床基于PLC的自动化改造

目录目录_____________________________________________________________________ 0摘要 _________________________________________________________________________ 1前言 _________________________________________________________________________ 11龙门刨床的运动形式及改造要求_________________________________________________ 21.1龙门刨床结构及运动形式___________________________________________________________ 21.2龙门刨床电气控制改造目的及意义___________________________________________________ 21.3龙门刨床电气控制改造总体要求_____________________________________________________ 31.4龙门刨床电气控制改造方案_________________________________________________________ 52工作台变频调速及PLC控制____________________________________________________ 62.1工作台运动及调速要求_____________________________________________________________ 62.2工作台调速方案___________________________________________________________________ 72.3工作台电机变频器接线_____________________________________________________________ 92.4工作台变频器设置_________________________________________________________________ 93.刀架变频调速及PLC控制_____________________________________________________ 103.1刀架运动及调速要求______________________________________________________________ 103.2刀架调速方案____________________________________________________________________ 103.3刀架电机变频器接线及参数________________________________________________________ 114.横梁及辅助运动控制__________________________________________________________ 134.1横梁运动形式及拖动方式__________________________________________________________ 134.2油泵控制________________________________________________________________________ 134.3横梁及油泵电机接线图____________________________________________________________ 144.4铣磨头电机控制__________________________________________________________________ 144.5铣磨头电机变频器接线及参数______________________________________________________ 155.PLC程序及地址分配 _________________________________________________________ 165.1 PLC输入输出地址分配___________________________________________________________ 165.2PLC梯形图程序 __________________________________________________________________ 175.3PLC外接线示意图 ________________________________________________________________ 226.龙门刨床电气改造意义与效果__________________________________________________ 237.课程设计总结________________________________________________________________ 25摘要分析了龙门刨床的运动特点，利用PLC和变频技术对B2012A型龙门刨床进行自动化改造，以提高其加工效率和精度。