基于PLC对龙门刨床的电气改造

I基于PLC对龙门刨床的电气改造专业：电气工程及其自动化姓名：马宋宋指导教师：马燕、杨成慧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ABSTRACTDoublehousingplanerisacommonhugemachinetool,whichmainlyusedinprocessinghugeworkpieces,variousplane,bevelface,notch,etc,especiallyIIadaptstoprocesshugeandlongandnarrowmachinesparepart.Themaindriveofthetraditionalplanerutilizesamplidyne-generator-electromotordrivewhichisnoisy,energy-consumingroom-taking.Relaylogiccontrolisusedintraditionalplaner,anditscircuitryiscomplicated,sothemalfunctionrateishigh,anditisdifficulttofindoutthemalfunction.ThedissertationdesignsanoutlineoftheelectriccontrolsystembasedontherequirementofthetechnologyoftheB2010Aplanerforthecontrolsystem.Themaindriveoftheplaner’sconverter,forithasawidespeedregulationrangeandwelleffectinsavingenergy.TheplanerutilizesPLCinsteadofthetraditionalrelaycontrollingwaytoachievethelogicalcontrol,andtocontrolthespeedofconvertermotor.GivingfullplaytoPLCabilityoftheadvantageofhighreliability,lowenergyconsumptionandconvenientmaintenance.Transformingelectricoftheplanertoachievesmallinvestment,shorttransformationcycleandreducedenergyconsumption,makeupthedisadvantageandweaknessofrelaycontrollingwaytoimproveproductivityoftheplaner,andtosactisfytheneedofprocessingworkpieces.AftertheelectricalrebuildingandimprovementwithPLCofB2010Aframeplaner,theefficiencyandprocessingaccuracyaregreatlyimprovedandthereliabilityandstabilityoftheplanerisenhanced.KeyWords:PLC,Frameplaner,FrequencyConverter,Electricalrebuilding1目录1.绪论........................................................41.1课题的研究背景及意义.....................................41.2课题的提出..............................................41.3PLC与继电器控制系统的比较...............................51.4龙门刨床控制系统的发展...................................61.5论文的主要工作...........................................72.龙门刨床的结构及电气分析.....................................72.1刨床的作用及分类.........................................72.2龙门刨床的结构...........................................82.3龙门刨床的加工工艺特点...................................92.4龙门刨床的工艺流程对控制系统的要求.......................93.龙门刨床的主回路设计及变频器的选择..........................113.1龙门刨床电力拖动系统主回路设计..........................113.2主拖动电机的选型........................................123.3变频器的选择............................................133.3.1调速系统简述.......................................133.3.2变频器选型.........................................143.3.3主拖动与变频器的连接...............................143.3.4变频器的基本运行配线图.............................164.PLC的选型及控制接线........................................174.1龙门刨床PLC控制系统构成................................1724.2PLC的选型及输入输出点的分配............................174.2.1PLC的选型.........................................174.2.2PLCI/O输入点数分配表.............................184.2.3PLCI/O输出点数分配表.............................204.3PLC控制接线图..........................................225.PLC的控制程序设计..........................................245.1PLC程序设计概述........................................245.2梯形图编程语言的特点....................................245.3控制程序设计分析........................................255.3.1工作台控制程序设计分析.............................255.3.2风机油泵控制程序设计分析...........................265.3.3横梁升降控制程序设计分析...........................265.3.4刀架运行控制程序设计分析...........................275.4故障控制分析............................................275.4.1辅助设备常见故障及措施.............................285.4.2工作台常见故障及措施...............................285.4.3横梁常见故障及措施.................................285.5控制程序梯形图编制......................................295.6PLC控制程序指令........................................326.保护和抗干扰措施设计........................................357.结论和展望.................................................377.1论文总结...............................................3737.2展望...................................................38参考文献......................................................39致谢....................................................4041.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。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任处于较低的水平，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。1.2课题的提出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5PLC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。1.3PLC与继电器控制系统的比较[