【正文】 多，因而可靠性不理想，維護、維修難度較大，現(xiàn)在應用的 三菱 FX 系列及歐陸 590 系列，調(diào)速裝置性能越來越完善，通用性強 ，操作方便，具有自動定相功能，具有電流環(huán)自整定功能，具有自適應尋優(yōu)功能，保證系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài)，具有完善的過流、過壓，缺相，欠磁，超速等保護功能，但諸多企業(yè)在使用中還是采用機械限位開關(guān)或晶體管接近開關(guān)來完成換向，其故障率高，在現(xiàn)場經(jīng)常撞壞 ； 同時操作者要經(jīng)常調(diào)節(jié)標鐵的位置，以改變刨臺的行程，這就給人工操作帶來許多不便，無工作行程數(shù)控定位，本設計將應用系統(tǒng)中先進的數(shù)字定位技術(shù)，能使刨刀及工作臺按設定的行程和速度進行有序的運行，按著刀架進給 → 刀架落刀 → 工作臺前進 → 工作臺加速 → 工作臺速度保持 → 工作臺減速 → 工作臺前進 到位 → 刀架后退 → 工作臺后退到位 → 刀架進給 → 自動循環(huán)工作 → 停機。 2 西華大學畢業(yè) 設計說明書 國內(nèi)、外在大型龍門刨床的電氣控制方面先后也應用了較多的調(diào)速技術(shù)。左右垂直刀架可沿橫梁導軌在水平方向或沿滑板導軌在垂直方向作快速移動或工作進給。工作臺或稱刨臺，下面有齒條與傳動機構(gòu)齒輪相嚙合，可作往復運動。 龍門刨床的結(jié)構(gòu)特點 龍門刨床主要由七部分組成，如圖 所示。龍門刨床是工廠的大型關(guān)鍵設備之一，是制造重型機械不可缺少的工作母機 ， 電氣設備較為復雜，生產(chǎn)工藝對刨床電力拖動自動控制系統(tǒng)的要求也越來越高。本文著重介紹了利用 PLC 及 直流調(diào)速器 對其電氣系統(tǒng)進行的設計。 【關(guān)鍵詞】 編程邏輯控制器 ， 龍門刨床 ， 控制系統(tǒng) ， 直流調(diào)速 ， 刨臺運動控制 2 西華大學畢業(yè) 設計說明書 Abstract The traditional control system of gantry planer has the shortings in reliability, maintenance,processing of quality and efficiency of production. Now as a result of the PLC technology unceasing development, designing the electrical control system with PLC is a simple and feasible paper presents the design of gantry planer with PLC for the electrical control system,which will satisfy the needs of control , under the premise of saveing money it is also simple, stable and easy to maintain operational its hardware is simple and reliable,and its software is rich and movement effect is syste m realizes zerospeed reversing of the work platform and eliminates the impact of original precise potentionmeters are in this system as the speed regulating can regulate the realtime rotational speed of the main electromotor accurately,and the disadvantages of the original system are hurdled in this realtime rotational speed and the armature current of the main electromotor can be shown accurately and digitally. The ways and means that designing gantry planer electrical control system with PLC provide a new approach for improving the machine39。改造后的龍門刨銑床大大提高了機床的性能和加工精度 , 達到了預期效果 ?？刂葡到y(tǒng)選用觸摸屏作人機界面 , 實時顯示龍門刨床的運行狀態(tài)和故障信息。根據(jù)龍門刨床工藝對控制系統(tǒng)的要求 , 對電氣控制系統(tǒng)進行重新設計。系統(tǒng)以數(shù)字顯示輸出主電機實時轉(zhuǎn)速和電樞電流值，顯示準確、直觀。以可編程控制器檢測速度過零為換向條件實現(xiàn)了工作臺的無沖擊換向。本文介紹的用 PLC 設計龍門刨床的電氣控制系統(tǒng)，不但滿足了所需的各種控制功能，而且在節(jié)省資金的前提下，還具有結(jié)構(gòu)簡單，運行穩(wěn)定和便于維護等特點。 1 西華大學畢業(yè) 設計說明書 摘 要 傳統(tǒng)的龍門刨床控制系統(tǒng)可靠性差，維護困難，加工質(zhì) 量及生產(chǎn)效率低。如今 PLC 技術(shù)的不斷發(fā)展，用 PLC 設計電氣控制系統(tǒng)是簡便可行的方法。特別是其硬件簡單可靠 ,軟件豐富靈活 ,運行效果好。以精密電位計為速度給定元件，可手動實時精確地調(diào)節(jié)主電機轉(zhuǎn)速，從根本上克服了龍門刨床換向沖擊大、工作效率不高、耗電量 大等一系列缺點。 利用 PLC 改造老式龍門刨床用的電控部分。主拖動采用調(diào)速范圍寬、節(jié)能效果顯著的變頻器 , 用 PLC 實現(xiàn)開關(guān)量邏輯控制和變頻電動機的轉(zhuǎn)速控制。給出了電力拖動系統(tǒng)的主回路電路圖、 PLC 的外部接線圖。 利用 PLC 對龍門刨床電控系統(tǒng)進行設 計的途徑和方法，為改進機床設計提供了新的思路 , 對促進工業(yè)企業(yè)技術(shù)進步具有一定意義。s design and promote industrial enterprises with a certain sense of technological progress. Keywords： Programmable Logic Controller (PLC)， Gantry Planer， Control System， Direct Current Speed Regulating， Table Movement Control 1 西華大學畢業(yè) 設計說明書 目錄 摘要 ? ????????????????????????????? 1 Abstract ???????????????????????????? 2 1 引言 ????????????????????????????? 1 選題背景 ????????????????????????? 1 龍門刨床的結(jié)構(gòu)特點 ???????????????????? 1 本論文的研究目的及意義 ? ??????? ???????? ?? 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ?????????????????????? 2 本論文的研究方法 ????????????????????? 3 2 改造前原龍門刨床存在的問題及缺點 ??????????????? 4 存在的缺點 ???????????????????????? 4 刨床的機械特性 ?????????????????????? 4 3 系統(tǒng)總體方案設計 ??????????????????????? 6 幾種可行性方案比較 ?????????????? ??? ??? 6 理想的速度運行曲線 ????????????????? 6 實現(xiàn)理想速度運行曲線的幾種方法比較 ????????? 6 總體方案設計 ??????????????????????? 7 PLC 的選型 ?????????????????????? 7 系統(tǒng)總體方案 ????????????????????? 8 系統(tǒng)主要配置和設置 ?????????????????? 8 系統(tǒng)工作流程和控制功能實現(xiàn) ?????????????? 9 本章小結(jié) ????????????????????????? 9 4 系統(tǒng)硬件電路設計 ??????????????????????? 11 電機原理圖設計 ? ????????????????????? 11 電機拖動電路工藝介紹 ? ????? ????????????? 11 電源電路設計 ???????????????????????? 12 DC 電源原理 ?????????????????????? 12 BK 變壓器 ???????????????????????? ? 15 勵磁單元 ?????????????????????????? 16 勵磁電源 ??????????????????????? 16 FXMP25 磁場控制器 ?????????????????? 16 變頻器故障診斷與日常維護 ??????????????? 17 2 西華大學畢業(yè) 設計說明書 直流驅(qū)動器 MENTORII ???????????????????? 18 PLC 可編程控制器 ?????????????????????? 22 PLC 的基本組 ? ??????????? ?????? ??? 23 PLC 的發(fā)展趨勢 ??????????????????? 24 PLC 技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)新的動向 ??????????????? 25 三菱 PLC 的選型方法 ??????????????????? 26 三菱 plc 程序設計 ??????????????????? 27 5 軟件設計部分 ? ??????????????????? ?????? 31 系統(tǒng)流程圖設計 ??????????????????????? 31 程序設計步驟及要點 ???? ????????????????? 31 三菱 PLC 控制系統(tǒng)一般設計方法 ???????????????? 33 橫梁升降控制 ???????????????????????? 34 刀架進給、制動控制 ????????????????????? 35 6 預計改造后變化 ????????????????????????? 37 用 PLC 實現(xiàn)機床的自動控制 ?????????????????? 37 改造后龍門刨控制系統(tǒng)的特點 ????????????????? 37 應用情況及效果 ??????????? ??????????? 37 比較結(jié)果 ??????????????????????? 37 提高效率 ?????????????????? ????? 39 總結(jié) ??????????????????????????????? 40 致謝 ??????????????????????????????? 41 參考文獻 ????????????????????????????? 42 1 西華大學畢業(yè) 設計說明書 1 引 言 選題背景 傳統(tǒng)的龍門刨床可靠性差，維護困難，影響了加工 質(zhì)量及生產(chǎn)效率。 本文以龍門刨床的電氣控制系統(tǒng)為研究對象。龍門刨床主要被用來加工大型狹長平面、斜面或槽 ， 對主拖動系統(tǒng)有很高的要求 ,不僅要求有足夠大的切削功率和較寬的調(diào)速范圍，而且要求其在工作循環(huán)中能自動調(diào)節(jié)速度，以滿足不同的工作需要。 1763524 1— 床身 2— 工作臺 3— 橫梁 4— 左右垂直刀架 5— 左右側(cè)刀架及進給箱 6— 立柱 7— 龍門頂 圖 龍門刨床 結(jié)構(gòu)簡圖 床身是一個箱形體，其上有 V形和 U 形導軌。橫梁平常加工時嚴禁動作，只在更換工件時才移動，以調(diào)整刀架的高度。 左右側(cè)刀架及進給箱 可 沿立柱導軌上下快速移動或自動進給。為了克服 FD 調(diào)速系統(tǒng)的缺點， 70 年代以來出現(xiàn)了晶閘管直流電動機模擬調(diào)速系統(tǒng)(SCRD 調(diào)速系統(tǒng) )，取代 FD 調(diào)速系統(tǒng)，縮小占地面積，減少了噪音，節(jié)能等，但系統(tǒng)性能差，當電阻及電容參數(shù)發(fā)生變化時，系統(tǒng)靜態(tài)及動態(tài)性能惡化 [1]。 本文 研究 目的 主要為 了 龍門刨床的自動控制設計及其相關(guān)理論研究，包括直流調(diào)速系統(tǒng)工作原理及電路設計，可編程控制器工作原理及邏輯控制電路設計與程序?qū)崿F(xiàn)，系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化原理及設置等。龍門刨床主要分為機械和電氣控制兩大組成部分，機械部分相對比較穩(wěn)定，使龍門刨床運行在最優(yōu)狀態(tài)主要取決于電氣控制系統(tǒng)控制方式。 上世紀 80 年代初，許多企業(yè)對龍門刨床進行電氣改造時，用晶閘管 直流電動機 (SCRD)模擬直流調(diào)速系統(tǒng)取代 JFD 調(diào)速系統(tǒng)。 1990 年左右，隨著半導體和計算機技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，工業(yè)先進國家研制出成套的全數(shù)字晶閘管直流調(diào)速裝置，并成功地應用在工業(yè)實踐中。 3 西華大學畢業(yè) 設計說明書 1996 左右，由于變頻器性能的不斷完善和推廣，嘗試將變頻器運用于拖動系統(tǒng)，將 PLC 和變頻器成功地應用于龍門刨床，使龍門刨床的電氣性能和各項技術(shù)指標都得到了極大的改善。龍門刨床的運動