基于plc的ba型龍門刨床的自動化改造-畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 由交流電動機 M2 拖動。直流發電機 G 的主要作用是發出支流電動機 N 所需要的直流電壓，滿足直流電動機 M 拖動刨臺運動的需要。勵磁發電機的主要作用是由交流電動機 M1 拖動，發出直流電壓，向支流電動機 M 的勵磁繞組供給勵磁電源。直流電動機 M 的主要作用是拖動刨臺往返交替作直線運動，對工件進行切削加工。1718192021 各控制電路概述 主拖動機組電動機 M1 控制電路 由交流電動機 M1 拖動直流發電機 G 和勵磁發電機 GE 組成主拖動機組，其控制電路如圖 6（c）所示。其中 33 區中的按鈕 SB2 為交流電動機 M1 的啟動按鈕；按鈕 SN1 為交流電動機 M1 的停止按鈕。當需要主拖動電動機 M1 拖動直流發電機 G 和勵磁發電機 GE 工作時，按下 33 區中的主拖動交流電動機 M1 的啟動按鈕 SB2，33 區中的接觸器 KM1 線圈、35 區中的時間繼電器 KT2 線圈、36 區中的接觸器 KMY 線圈通電吸合，主拖動交流電動機 M1 的定子繞組接成 Y 接法降壓啟動，被拖動的直流勵磁發電機 CE 利用剩磁開始發電。接觸器 KM2 通電閉合自瑣，其在 20 區中的主觸點閉合，接通交流電動機 MM3 的電源，交流電動機 MM3 分別拖動電機放大機 AG 和通風機工作。同時接觸器 KM△通點閉合。此時接觸器 KM1和接觸器 KM△的主觸點將交流電動機 M1 的定子繞組接成△接法全壓運行，交流電動機 M1 拖動發電機 G 和勵磁發電機 GE 全速運行，完成主拖動機組的啟動控制過程。 橫梁控制電路在圖 6（d）中，50 區總共的按鈕 SB6 為橫梁上升啟動按鈕； 51 區中的按鈕 SB7 為橫梁下降啟動按鈕；53 區中的行程開關 ST7 為橫梁上升的上限位行程保護行程開關；55 區中的行程開關 ST8和 ST9 為橫梁下降的下限位保護行程開關； 52 區和 59 區中的行程開關 ST10 為橫梁放松及上升和下降動作行程開關。橫梁的上升控制。當需要橫梁上升時，按下 50 區中的橫梁上升啟動按鈕 SB6，中間繼電器 K2線圈通電閉合，接觸器 KM13 通電閉合并自鎖。橫梁放松、夾緊電動機 M9 通電反轉，使橫梁放松 /此時，行程開關 ST10 在 59 區中的常閉觸點斷開，接觸器 KM13 失電釋放，橫梁放松、夾緊電動機 M9 停止反轉。行程開關 ST10 在 52 區中的常開觸點閉合，接觸器 KM10 通電閉合，交流電動機 M8 正向運轉，帶動橫梁上升。當橫梁上升到要求高度時，松開衡量上升啟動按鈕 SB6，接觸器KM10 線圈失電釋放，橫梁停止上升。繼而接觸器 KM12 閉合，交流電動機 M9 正向啟動運轉，使橫梁夾緊。然后行程開關 ST10 常開觸點復位斷開，59 區中的行程開關 ST10 常閉觸點復位閉合，為下一次橫梁升降控制作準備。橫梁下降控制。當需要橫梁下降時，按下 51 區中的橫梁下降啟動按鈕 SB7，中間繼點器 K2 線圈通電閉合，接觸器 KM13 通電閉合并自鎖。橫梁放松、夾緊電動機 M9 通電反轉，使橫梁放松。22當橫梁放松后，行程開關 ST10 在 59 區中的常開觸點閉合，接觸器 KM11 通電閉合，橫梁升降電動機 M8 反向運轉，帶動衡梁下降。當橫梁下降到要求高度時，松開橫梁下降啟動按鈕 SB7，衡量停止下降。接觸器 KM12 接通橫梁放松、夾緊電動機 M9 的正轉電源，交流電動機 M9 正向啟動運轉，使橫梁夾緊。繼而接觸器 KM10 通電閉合，電動機 M8 啟動正向旋轉，帶動橫梁作短暫的回升后停止上升，然后橫梁的進一步夾緊。特性曲線分為如圖 3 所示兩段。 工作臺自動循環控制電路工作臺自動循環控制電路分為慢速切入控制、工作臺工進速度前進控制、工作臺前進減速運動控制、工作臺后退返回控制、工作臺返回減速控制、工作臺返回結束并轉入慢速控制等。工作臺自動循環控制主要由安裝在龍門刨床工作臺側面上的四個撞塊 A、B 、C、D 按一定的規律撞擊安裝在機床床身上的四個行程開關 STSTSTST4，使行程開關ST ST STST4 的觸點按照一定的規律閉合或斷開，從而控制工作臺按預定運動的要求進行運動。 工作臺步進，步退控制工作臺的步進、步退控制主要用于在加工工件設計調整機床工作臺的位置。當需要工作臺步進時，按下 62 區中的工作臺補進啟動按鈕 SB8，工作臺即可努進；松開工作臺步進啟動按鈕 SB8，工作臺即可迅速制動停止。當需要工作臺步退時，按下 68 區中的工作臺步退啟動按鈕 SB12，工作臺即可步退；松開工作臺步退啟動按鈕 SB12，工作臺即可迅速制動停止。 刀架控制電路在龍門刨床上裝有左側刀架、右側刀架和垂直刀架，分別由交流電動機 MM6 、M5 拖動。各刀架可實現自動進給運動和快速移動運動，由裝在刀架進刀箱上的機械手柄來進行控制。刀架的自動進給采用撥叉盤裝置來實現，撥叉盤由交流電動機拖動，依靠改變旋轉撥叉盤角度的大小來控制每次的進倒量。在每次進刀完成后，讓拖動刀架的電動機反向旋轉，使撥叉盤復位，以便為第二次自動進刀作準備。刀架控制電路由自動進刀控制、刀架快速移動控制電路組成。第五章 變頻技術 變頻技術的優越性 所謂變頻，簡單說就是改變電源頻率。變頻技術的核心是它的變頻器，變頻器是20世紀80年23代問世的一種高新技術產品，它通過對電流的轉換來實現電動機運轉頻率的自我調節，把固定的電網頻率改為可變化的頻率，同時還可以將電源電壓范圍擴大。在B2022A型龍門刨床上使用變頻器主要有以下優點：（1）變頻器調速范圍寬達4 0： 1， 更 換 不 同 的 工 作 組 件 就 可 使 刨 床 用 于 刨 、 銑 、 磨 ， 一 機 三 用 。 為 提高 加工 精 度 ， 工 作 臺 的 速 度 不 隨 切 削量 的 變 化 而 變 化 ， 靜 差 度 小 于3%， 自 動 調速，達到速度曲線的要求，提高加工質量與效率。（2）.變頻器調速控制系統的保護功能強 變頻調速以其體積小、通用性強、動態響應快、工作頻率高、保護性能完善、可靠性好、使用方便等卓越的性能而優于以往的任何調速方式； 使用變頻器控制電機的運行控制，可以進行電機的軟啟動，而讓電機具有很快的動態響應并且實現無級調速；另外對電機的一些參數做到補償；對電源的缺相、欠壓、過壓、過流等都能做到很及時很準確的檢測而自動采取應變措施保護電機；（3）工作可靠性顯著提高，主要有以下幾個方面： 原拖動系統是在運動的狀態下進行抱閘的，采用變頻調速后，可以在基本停住的狀態下進行抱閘，閘皮的磨損情況大為改善； 2..操作手柄不易損壞 原系統的操作手柄因常常受力過大，屬于易損件。采用變頻調速后，操作手柄的受力將大大的減小，不容易損壞； 原系統是由于十分復雜的接觸器、繼電器系統進行控制的，故障率較高。采用了變頻調速控制系統后，控制系統可大大簡化，可靠性大為提高。 系統對變頻器的控制要求變頻器的正反轉由繼電器 KK2 控制，速度的切換由繼電器 KK4 完成。變頻器故障報警輸出觸點(30A、30C 觸點)用于立即停止高速計數器運行，并由指示燈 HR 指示。 變頻器具有多段速度設定功能，當 KK4 兩個繼電器觸點都斷開時，高速行駛(第一速度)。K3閉合，K4 斷開時，中速行駛(第二速度)。K3 斷開，K4 閉合時，低速行駛(第三速度)。KK4 都閉合時，手動調節行駛(第四速度)。 旋鈕 SF 用于手動/自動切換，并用指示燈 HG1 表示自動狀態。手動時，能夠通過按鈕 SA1(電機正轉)和 SA2(電機反轉)手動調節傳動系統的位置。 按鈕 SA 用于傳動系統在自動狀態下的啟動/停止控制。采用“一鍵開關機”方式實現啟動/停止控制，用指示燈 HG2 表示啟動狀態。 行程開關 SQ 用于自動啟動時，確定傳動系統在原點位置，自動停止時，傳動系統必須返回原點。行程開關 SQSQ2 用于傳動系統的兩端限位，確保傳動系統不能脫離設備。24 變頻器的選型根據前述龍門刨床直流拖動系統工作要求，對于取代直流拖動并超越直流拖動的交流變頻調速來說，選擇高性能可靠矢量型的變頻器尤其關鍵。通過查閱有關資料，深入了解國內外同類變頻器，反復比較論證，從性價比上選擇了美國 EMERSON 公司出產的預磁通矢量控制型變頻器TD2022 系列產品。TD2022 系列變頻器在性能上完全符合 B2022A 型龍門刨床拖動系統的要求。它通過對交流電機磁通電流和轉矩電流的解耦控制，實現了轉矩的快速響應和準確控制，能以很高的控制精度進行寬范圍的調速運行；而且我們還采用了有速度傳感器 PG 反饋矢量控制方式。根據我們在實際應用中確實感到 TD2022 矢量控制變頻器穩定可靠，對于象龍門刨床這種從安全可靠性要求很高的大型設備，選用該矢量控制型變頻器非常合適。TD2022 系列變頻器是美國 EMERSON 公司自主開發生產的高品質、多功能、低噪音的矢量控制通用變頻器。具有電機參數自動調諧、零伺服控制、速度控制和轉矩控制在線切換、轉速跟蹤、內置 PLC、內置 PID 控制器、編碼器和給定及反饋信號斷線監測、掉載保護、內置 PG 接口、故障信號追憶、28 種故障監控、豐富的 I/O 端子和多達十種的速度設定方式，能滿足各類負荷對傳動控制的要求。TD2022 系列變頻器的優越性能主要體現在：（1）高性能：寬電壓工作范圍：額定電壓＋－20%，適應惡劣電網環境；優化的 PWM 算法和死區補償技術：滿轉矩輸出；輸出電流波形好，適合大慣性負載的直接啟動；具有檢測電機轉速和方向的再啟動功能，特別適合對各種風機平滑啟動。 （2）低成本：內置具有 7 段速度的簡易 PLC 功能，每段時間最長達 6 小時，適合紡織機械等的勻降速控制和周期運行控制；自帶脈沖編碼器（PG）反饋卡，適合高精度速度控制的需求； 以下內置制動單元、內置 PI、直接提供 24V 電源，方便組成多種閉環控制系統。 （3）網絡化：標準 RS485 接口或 PROFIBUS 現場總線接口，開放的通信協議，方便地實現網絡化控制。 （4）客戶化：可選中英文液晶操作面板，帶外引和熱插拔功能，操作更方便靈活。容許電網波動范圍：額定電壓177。20%輸出頻率范圍：0400Hz