毕业设计A系列龙门刨床电控系统的设计.docx

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1、毕业设计A系列龙门刨床电控系统的设计A系列龙门刨床电控系统的设计摘要龙门刨床是常见的大型机械加工设备，老式的龙门刨床的主拖动采用交磁放大机-发电机-电动机(JF-D)调速系统，能量损耗高、噪声大。老式龙门刨床的电控部份采用继电器逻辑控制，线路复杂，故障率高，查找故障困难。设计首先介绍了B2016A型6m龙门刨床的工艺对控制系统的要求，对电气控制系统进行了总体设计。龙门刨床的主拖动采用调速范围宽、节能效果显著的变频器，用PLC(可编程序控制器)实现开关量逻辑控制和变频电动机的转速控制。控制系统用触摸屏作人机界面，触摸屏用各种画面来显示龙门刨床的运行状态和故障信息。设计介绍了控制系统的硬件，根据原

2、有直流调速系统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的型号。给出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。设计介绍了PLC控制程序的顺序控制设计法，用它设计了龙门刨床工作台的自动运行程序和横梁升降控制程序。这种方法易学易用，设计复杂的控制程序可以节约大量的设计时间。设计介绍了变频器接口电路的设计方法和变频器参数的设置方法。关键词：龙门刨床；控制；可编程控制器；变频器Design on A series Planer of Electric Control SystemABSTRACTDouble housing planer is a common

3、 huge machine tool, the main drive of the old planerutilizes amplidyne-generator-electromotor drive, which is noisy and lose much energy. Relaylogic control is used in old planer, and its circuitry is complicated, so the malfunction rate ishigh, and it is difficult to find the malfunction out.The di

4、ssertation firstly introduces requirements of the technology of the B2016A tocontrol the system, and designs an outline of the electric control system. The main drive ofplaner utilizes converter, for it has a wide speed regulation range and well effects in energysaving. The planer utilizes PLC to ac

5、hieve the logic control, and to control the speed ofconverter motor. Touch panel is used as human-machine interface, and it uses screens todisplay the running statuses and fault information of the machine.The dissertation introduces the hardware design of the control system. According to actualspeed

6、 regulation range and loads of the former DC drive, the types of converter motor,converter and encoder to measure the speed are chosen. It presents the circuitry diagram of themain loop of electric drive system and the external wire-connection diagrams of PLC andconverter.The dissertation introduces

7、 the sequential control designing method of PLC controlprogram. It was used to design the work tables automation program and crossbeam,s risingand falling control program of planer. This method is easy to be learned and used. When it isutilized in designing huge complicated control program, it could

8、 shorten designing time a lot.The dissertation presents the design method of converter interface circuit, and settingmethod of converters parameters.Key Words: Double Housing Planer; Control; PLC; Converter第一章绪 论1本文研究的目的及意义1第二章B2012A龙门刨床的基本情况32.1龙门刨床简介和基本规格32.2龙门刨床基本结构52. 3工作过程52. 4运动分析62. 5传动系统8第三章

9、B2012A型龙门刨床的电气控制103.1 系统的总体结构1()3.2 龙门刨床电力拖动系统主回路设计113.3 逻辑控制电路设计12工作台控制电路设计12横梁控制电路设计13刀架控制电路设计14风机油泵控制电路设计14第四章B2012A型龙门刨床PLC控制系统组成154.1 龙门刨床的特点154.2 PLC的基本概念15的由来15的特点16的功能17的基本结构17的工作原理19的分类204.3 3 PLC的选型204. 4西门子S7-200系列PLC234.5 PLC接线图284.6 输入输出I/O分配表344.7 程序设计36控制电路及横梁控制电路流程图36程序38第五章变频器技术445.

10、1 变频技术的优越性445.2 系统对变频器的控制要求455.3 变频器的选型455.4 参数设定485.5 组成框图50第六章应用情况及效果53参考文献54谢 辞55第一章绪论本文研究的目的及意义本题的设计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。龙门刨床主要分为机械和电气控制两大组成部分吗，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

11、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。近几年来在工业自动化，机电一体化，改造传统产业等方面，PLC得到广泛的应用。学习，掌握和应用PLC技术对提高我国工业自动化水平和生产效率具有十分重要的意义。采用可编程序控制器(PLC)对龙门刨床的传统控制系统进行改造，将具有投资小、改造周期短，节能降耗、提高功效显著的优点。图1.1龙门刨床Fig. 1.1.1 Double housing planer图1.2龙门刨床实物图Fig. 1.1.2Physical map of Double housing pl

12、aner第二章B2012A龙门刨床的基本情况2.1龙门刨床简介和基本规格龙门刨床是各类机加工厂中较为常见的设备，是具有门式框架和卧式长床身的刨床。龙门刨床主要用于铳削大型工件，也可以在工作台上装夹多个零件同时加工。龙门刨床的工作台带着工件通过门式框架作直线往复运动，空行程速度大于工作行程速度。横梁上一般装有两个垂直刀架，刀架滑座可在垂直面内回转一个角度，并可沿横梁作横向进给运动；刨刀可在刀架上做垂直或斜向进给运动；横梁可在俩立柱上作上下调整。一般在两个立柱上还安装可沿立柱上下移动的侧刀架，以扩大加工范围工作台回程时能机动抬刀，以免划伤工件表面，机床工作台的驱动可用发电机-电动机组或用可控硅直流

13、调速方式，调速范围较大，在低速时也能获得较大的驱动力。目前我国生产的刨床其主要拖动方式有：做大切削宽度1m以下的刨床采用带传动，而l以上的刨床采用直流发电机一电动机组拖动以及晶闸管一电动机系统。济南第二机床厂设计制造的A系列龙门刨床主拖动是采用以电机扩大机作为励磁调节器的直流发电机一电动机系统，它采用调节直流电动机电压来调节电动机的速度，并采用两级齿轮变速箱变速的机电联合调速方法。济南第二机床厂还设计制造了 E系列龙门刨床，它的晶闸管调速装置是电枢可逆的逻辑无环流双闭环控制系统。由于需要，龙门刨床仍在继续生产，其电气系统在贯彻新的国家标准时作了一系列的改进。A 系列龙门刨床由 B1O1OA B

14、1012A B1016A. B2010A B2012A. B2016A 等六种。型号中B表示刨床。第一个数字1表示单立柱称为单臂，2表示双立柱称为龙门。第二个数字0表示基型。第三第四个数字表示最大刨销宽的1/100,单位为mm,因此10、12、16、分别表示刨销宽度最大为1.0、2 25、1.6m等,他们是成等比级数的,公比为1.25。A表示第一次改型设计。表2.1 A系列龙门刨床主要技术规格Table2.1 A series double housing planer main technical specifications 型号项目B1010AB1012AB1016AB2010AB2012AB2016A工件最大尺寸(0101)长300040006000300040004000/6000宽100012501600100012501600高8001000125080010001250可加工工件最大重量(t)58155810/15工作台齿条上允许的最大拉力(N)V=12-30MMIN49000v=o-20M/MIN62000V=12-30MMIN59000v=o-20M/MIN78500工作台行程速度低速档6-604-406-604-40高速档9-908-809-908-802. 2龙门刨床基本结构龙门刨床加工机床床身、箱体、横梁、立柱、导轨等大型机件的水平面、垂直面以及导轨