【正文】 016油泵風(fēng)機(jī)控制KA2X017橫梁夾緊KA3X020橫梁松開SQ7X021橫梁上升SB6X022橫梁下降SB7X023橫梁上限位SQ8X024左側(cè)刀架上限位SQ9X025右側(cè)刀架上限位SQ10X026垂直刀架手動進(jìn)刀SA1X027左側(cè)刀架手動進(jìn)刀SA2X030右側(cè)刀架手動進(jìn)刀SA3X031垂直刀架自動進(jìn)刀SA4X032左側(cè)刀架自動進(jìn)刀SA5X033右側(cè)刀架自動進(jìn)刀SA6X034垂直刀架點動SB8X035左側(cè)刀架點動SB9X036右側(cè)刀架點動SB10X037垂直刀架抬刀SA7X040左側(cè)刀架抬刀SA8X041右側(cè)刀架抬刀SA9X042照明開關(guān) EL X043故障復(fù)位 SB11 X044主回路通電KA4 X045變頻器故障KA5 PLC I/O輸出點數(shù)分配表表（3） PLC I/O輸出點數(shù)分配PLC輸出接口功能動作元件Y001主回路通電指示HL1Y002工作臺運行退指示HL2Y003橫梁運行指示HL3Y004油泵運行指示HL4Y005變頻器正常指示HL5Y006油泵運行KM2Y007風(fēng)機(jī)運行KM3Y010橫梁夾緊KM4Y011橫梁放松KM5Y012橫梁上升KM6Y013橫梁下降KM7Y014垂直刀架進(jìn)刀KM8Y015左側(cè)刀架進(jìn)刀KM10Y016右側(cè)刀架進(jìn)刀KM12Y017垂直刀架退刀KM9Y020左側(cè)刀架退刀KM11Y021右側(cè)刀架退刀KM13Y022垂直刀架抬刀輔助繼電器KA1Y023左側(cè)刀架抬刀輔助繼電器KA2Y024右側(cè)刀架抬刀輔助繼電器KA3Y025工作臺前進(jìn)Y026工作臺后退Y027故障復(fù)位Y030轉(zhuǎn)速指令1（減速）Y031轉(zhuǎn)速指令2（前進(jìn)）Y032轉(zhuǎn)速指令3（后退）Y033工作臺點進(jìn)Y034工作臺點退Y035照明中間繼電器KA0 PLC控制接線圖[9] [10]圖7 PLC輸入輸出外部接線圖5. PLC的控制程序設(shè)計 PLC程序設(shè)計概述 設(shè)計PLC程序有三種方法：經(jīng)驗設(shè)計法、繼電器電路轉(zhuǎn)換法和順序控制設(shè)計。 FX2N80MR001的電源電壓為AC220V，有40個開關(guān)量輸入點和40個繼電器型開關(guān)量輸出點。 本設(shè)計通過以上幾方面的考慮和比較，根據(jù)所需PLC的輸入/輸出點數(shù)，并留有一定的余地，選擇PLC的基本單元的型號為FX2N80MR001。 （2）對存儲容量的選擇 一般按估算容量的50％～100％留有裕量，對缺乏經(jīng)驗的設(shè)計者選擇容量時留有裕量要大一些。 PLC的選型及輸入輸出點的分配 PLC的選型[8] 目前，國內(nèi)外眾多生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的PLC產(chǎn)品，但不管選擇那種系列的PLC，要以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨，不可以盲目貪大求全，以免造成投資和設(shè)備資源的浪費。圖6 變頻器的基本運行配線端子功能介紹：FAM 為頻率表輸出，輸出頻率范圍：500Hz～10kHz/24V；PGP 為開關(guān)量端子碼盤供電電源，+24V，最大輸出電流100mA；A+、A 為碼盤信號A，差動輸入時碼盤電源電壓范圍：+8～24V，最高輸入頻率120kHz； B+、B 為碼盤信號B，差動輸入時碼盤電源電壓范圍：+8～24V，最高輸入頻率120kHz； P(+) 為外接直流電抗器預(yù)留端子(連接電抗器可以改善功率因數(shù))；(+)、() 外接制動單元預(yù)留端子(一般情況下,電機(jī)進(jìn)行制動時,由于電機(jī)內(nèi)部存在損耗可產(chǎn)生約20%電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的制動轉(zhuǎn)矩，若損耗轉(zhuǎn)矩不夠使用,則需要在(+)、()端外接制動電阻)， (+)、()分別是直流母線的正、負(fù)輸出端子。交流輸入電抗器選擇TDL4A010550，當(dāng)電網(wǎng)波形畸變嚴(yán)重時，它可以提高變頻器輸入側(cè)的功率因數(shù)，滿足變頻器和電源之間高次諧波的影響。根據(jù)以上介紹，電機(jī)、變頻系統(tǒng)選型如下：主拖動：55KW交流變頻電機(jī)選用TD30004T0550G變頻器；主拖動制動單元：兩臺TDB4C010300控制單元，兩只10歐/10KW制動電阻. 主拖動與變頻器的連接主拖動與變頻器的連接如圖（5）所示。 變頻器選型[7] 根據(jù)前述龍門刨床拖動系統(tǒng)的工作要求，通過查閱有關(guān)資料，造多種同類變頻器反復(fù)比較論證后，決定選用TD3000系列變頻器。圖4 AGM調(diào)速系統(tǒng)圖 電機(jī)擴(kuò)大機(jī)直流發(fā)電機(jī)直流電動機(jī)（AGM）調(diào)速系統(tǒng)，它涉及電機(jī)多，占地面積大、噪聲污染嚴(yán)重、調(diào)速范圍很窄，尤其交流電動機(jī)拖動發(fā)電機(jī)浪費電能很嚴(yán)重，而且電控部分采用繼電器邏輯控制，線路復(fù)雜，故障率高，檢修、維修困難。 變頻器的選擇 調(diào)速系統(tǒng)簡述 B2010A型龍門刨床的主拖動采用最初50年代的AGM調(diào)速系統(tǒng)，即電機(jī)擴(kuò)大機(jī)－直流發(fā)電機(jī)－直流電動機(jī)組系統(tǒng)，如圖（4）所示。為了解決低速時電動機(jī)的散熱問題，變頻電動機(jī)上還安裝配備了一個風(fēng)機(jī)，變頻電動機(jī)工作時風(fēng)機(jī)處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)。 通過計算比較,與直流電動機(jī)參數(shù)比較接近的交流電機(jī)式55KW的6極電機(jī),。油泵和風(fēng)機(jī)只有在主拖動電機(jī)啟動運行時才可啟動，其余電機(jī)在正反向運行之間形成電氣互鎖，主回路設(shè)計如圖（3）所示。本設(shè)計將根據(jù)龍門刨床加工工藝的特點，以及控制系統(tǒng)所具備的要求，運用所學(xué)的電氣控制方面的專業(yè)知識，采用PLC對其B2010A型龍門刨床傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)進(jìn)行簡單的改造，以達(dá)到投資小、改造周期短、節(jié)能降耗等目的，彌補繼電器控制的不足，充分發(fā)揮PLC的優(yōu)勢，以提高龍門刨床的生產(chǎn)效率。圖2 龍門刨床工作臺自動運行圖在實際工作中為了提高生產(chǎn)的效率，返回行程的速度大于前進(jìn)切削速度。 龍門刨床的工藝流程對控制系統(tǒng)的要求[4] [5] 龍門刨床對電力拖動的技術(shù)要求－龍門刨床是頻繁往復(fù)運動的生產(chǎn)機(jī)械，它的工作方式為循環(huán)方式。 其加工工藝特點是：被加工的工件固定在工作臺上，工件連同工作臺頻繁地進(jìn)行往復(fù)運動，工件地切削加工僅在工作進(jìn)程內(nèi)進(jìn)行，而返回進(jìn)程只作空運轉(zhuǎn)。從整體上看，工作加工過程較為簡單。工作臺回程時刀架可機(jī)動抬到，以免滑傷工作表面。 7左立柱； 8左側(cè)刀架； 9工作臺； 10機(jī)座 圖1 龍門刨床示意圖龍門刨床的工作臺帶著工件通過門式框架作直線往復(fù)運動，空行程速度大于工作行程速度。1右側(cè)刀架 。 龍門刨床的結(jié)構(gòu) 龍門刨床主要用于刨削大型工件，也可在工作臺上裝夾多個零件同時工作，如圖（1）所示。單臂刨床與龍門刨床的區(qū)別在于前者只有一個立柱，故適用于寬度較大而又不需在整個寬度上加工的工件。刨床主要有牛頭刨床、龍門刨床和單臂刨床。2. 龍門刨床的結(jié)構(gòu)及電氣分析 刨床的作用及分類刨床是用刨刀對加工工件的平面、溝槽或成形表面進(jìn)行刨削的機(jī)床。但變頻調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用于龍門刨床的缺點是低速開環(huán)運行時機(jī)械特性較軟，對維護(hù)人員的水平要求較高。隨著半導(dǎo)體和計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，晶閘管全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)得到推廣并成功地應(yīng)用在工業(yè)實踐中，但由于系統(tǒng)低速性能不好，且所有的電氣參數(shù)均英文顯示，在其應(yīng)用過程中對工作人員的技術(shù)水平提出很高的要求。20世紀(jì)60年代，龍門刨床廣泛采用AGM調(diào)速系統(tǒng)，目前該系統(tǒng)在國有大中型企業(yè)仍占有相當(dāng)大的比重，AGM主要通過交換放大機(jī)控制直流發(fā)電機(jī)的勵磁電壓，勵磁電壓控制直流發(fā)電機(jī)的輸出電壓，從而控制直流電動機(jī)的電樞電壓，以達(dá)到控制直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，但是AGM龍門刨床的電氣系統(tǒng)占地面積大、噪音大、耗電量大、效率低，由