基于PlC和变频器改造龙门刨床中的应用设计

用PLC改造龙门刨床电气控制系统摘要：本文介绍了如何使用PLC改造龙门刨床电气控制系统，提高了其控制性能和生产效率。

通过安装PLC控制器，并配置相应的逻辑控制程序，实现了对龙门刨床的启动、停止、速度调节、工件夹紧等功能的自动化控制，有效地提高了刨床的生产效率和减少了工人劳动强度。

关键词：PLC，龙门刨床，电气控制系统，自动化控制，生产效率正文：一、龙门刨床的电气控制系统简介龙门刨床是一种常用的大型加工设备，广泛应用于各种金属材料的切削加工和形状加工。

龙门刨床的电气控制系统主要由各种控制按钮、电机控制器、传感器和电气控制箱等组成。

目前，大多数龙门刨床的电气控制系统还是基于传统的电路设计，存在操作不方便、控制性能差、产量低等问题。

二、PLC控制器的优势PLC即可编程序控制器，是一种可编程逻辑控制设备，具有高度可靠性、扩展性和灵活性等特点。

使用PLC控制器改造龙门刨床电气控制系统可以有效地提高其控制性能和生产效率，具有以下优势：1、逻辑控制程序可编程，方便灵活。

2、输入输出模块可扩展，支持多种信号采集。

3、通信接口丰富，可与其他设备联网通信。

4、可靠性高，故障率低，维护成本低。

三、PLC改造龙门刨床电气控制系统的具体步骤及实现效果1、安装PLC控制器在龙门刨床电气控制系统中添加PLC控制器，将其与原有的电气控制元件相连。

根据需要，安装多个输入输出模块，用于控制信号的采集和输出。

2、编写逻辑控制程序利用PLC编程软件编写逻辑控制程序，实现龙门刨床的启动、停止、速度调节、工件夹紧等功能。

通过对节点的逻辑运算和电气控制元件的分配，实现龙门刨床的自动化控制。

3、调试和优化将编写好的逻辑控制程序下载到PLC控制器中，并对其进行调试和优化，确保其正常运行。

在实际的车间环境中，根据需求优化控制程序，达到最佳的控制效果。

使用PLC控制器改造龙门刨床电气控制系统后，可以实现龙门刨床的自动化控制，大大提高了生产效率，缩短了生产周期，减轻了工人劳动强度，同时还可以降低故障率和维护成本。

PLC和变频器在龙门刨床控制中的应用石征锦;孙继亮【摘要】Requirements of the main drag control circuit in planer and design methods and procedures with PLC and Inverter are introduced. Then the PLC ladder programming procedures and Inverter parameter settings are presented. Through Machine reconstruction with PLC and Inverter, driving control is move simplified than original machine tool control. A lot of relay components is saved and maintenance and check is easy. The machine works more efficiently.%叙述了龙门刨床主拖动控制线路的控制要求及采用PLC和变频器进行改造设计的方法和步骤,给出PLC编程程序梯形图、变频器参数设置表.通过PLC和变频器对龙门刨床控制系统的改造,简化了原机床控制电路,节省大量的继电器元件,维修方便,使机床的工作效率更高.【期刊名称】《沈阳理工大学学报》【年(卷),期】2011(030)005【总页数】4页(P42-44,49)【关键词】PLC;变频器;龙门刨床;机床改造【作者】石征锦;孙继亮【作者单位】沈阳理工大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳110159;辽宁冶金职业技术学院,辽宁本溪117000【正文语种】中文【中图分类】TM921.51龙门刨床作为机械工业中的主要工作母机之一，在工业生产中占有重要地位。

其生产工艺主要是刨削(或磨削)，加工大型、狭长的机械零件，主运动为刨台频繁的往复运动，往复一个周期中，对速度的控制有一定要求。

课程设计说明书题目：龙门刨床PL C、变频器改造姓名：院系：机电工程学院专业班级：电气工程及其自动化（1）班学号：指导教师：成绩：时间：年月日至年月日目录前言 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。

1.B2012A型龙门刨床的运动形式及改造要求 (2)1.1龙门刨床的结构 (2)1.龙门刨床简介 (2)2. 刨床工作过程 (3)1.2.龙门刨床电气控制及改造意义 (3)1.3.B2012A型龙门刨床电气控制改造的总体要求 (4)1.总体设计框图 (4)2 龙门刨床改造的总体要求 (4)3PLC与变频器的选型及参数确定 (5)4 变频器选型 (6)1.4 龙门刨床的电气控制改造方案 (7)2.工作台的变频调速及PLC控制 (8)2.1工作台的运动形式即调速要求 (8)1 调速要求 (8)2工作台自动循环控制电路 (9)3 工作台步进，步退控制 (9)4. 刨台运动的机械特性曲线 (9)2.2工作台的调速方案 (9)2.3 工作台电气控制输入、输出地址分配 (10)2.4工作台电气控制接线图 (11)2.5 工作台的PLC程序 (12)3. 刀架变频调速及PLC控制 (13)3.1刀架运动及调速要求 (14)3.2 刀架的调速方案 (15)3.3 刀架电气控制的输入输出地址分配 (15)3.4 刀架电气控制接线图 (16)3.5 刀架电气控制PLC图 (17)4. 横梁及辅助部分运动控制 (19)4.1 横梁运动形式及拖动方式 (19)4.2. 油泵控制 (20)4.3 铣磨头变频调速方案 (20)4.4 横梁及其辅助运动的输入、输出地址分配 (20)4.5横梁及其它辅助接线图 (22)4.6横梁及其它辅助运动PLC控制及程序 (22)5.课程设计总结 (23)5.1龙门刨床电气控制改造意义与可行性分析 (24)5.2 龙门刨床电气改造效果及解决的主要问题................................. 错误！未定义书签。

基于PLC、变频器的龙门刨床控制系统设计要求一、龙门刨床系统介绍龙门刨床是一种广泛使用的金属切削加工机床，是具有门式框架和卧式长床身的刨床，是许多大型企业不可缺少的设备。

龙门刨床主要用于刨削大型工件，也可在工作台上装夹多个零件同时加工，是制造重加工各种平面、斜型设备（如大型轧钢机，汽轮机，发电机，矿山设备等）不可缺少的工作母机，是用来，在机械加工行业加工大型而狭长的工件的机床设备（如机床的床身，箱体，导轨等）面、槽，更适合于里应用十分广泛。

两大组成部分，生产工艺对刨床电力拖动自动控制系统的要求和电气控制龙门刨床主要分为机械控制也越来越高，要使龙门刨床运行在最优状态主要取决于电气控制部分。

:龙门刨床工作时需要控制的对象，自动往复循环运行及速度变换。

进\退)●工作台的运动：工作台的人工点动运行(；刀架的运动：垂直刀架和左、右侧刀架的自动进给、手动快速移动●●横梁升降和夹紧等；1.龙门刨床的基本结构，如机床床身、横梁、，更适合于加工大型而狭长的工件龙门刨床主要用来加工各种平面、斜面、槽所示，主要由以下七个部分组成。

立柱、导轨和箱体等。

龙门刨床的结构如图9-1龙门刨床的结构图1.1U形导轨，用于安置工作台。

）机座：是一个箱形体，上有（1V形和）工作台：也叫刨台，用于安置工件。

下有传动机构，可顺着床身的导轨作往复运动。

（2 3）立柱：用于安置横梁及刀架。

（）横梁：用于安置垂直刀架，在切削过程中严禁动作，仅在更换工件时移动，用以调整刀架的高（41度。

（5）垂直刀架：横梁上一般装有左右两个垂直刀架，由一台三相交流异步电动机驱动，通过机械结构切换驱动哪个刀架。

垂直刀架具有自动进给和手动快速移动两种工作方式，每种工作方式下垂直刀架都具有垂直上、下，水平左、右移动四个运动方向。

横梁上的刀架，可在横梁导轨上作横向进给运动，以刨削工件的水平面；刀架亦可偏转一定角度以刨削斜面。

（6）左右侧刀架：在两个立柱上还安装有可沿立柱上下移动的左、右侧刀架, 它们各自由一台三相交流异步电动机驱动，左右侧刀架具有自动进给和手动快速移动两种工作方式，每种工作方式下左右侧刀架只具能沿立柱导轨作上、下运动，以刨削垂直面，以扩大加工范围。

郑州华信学院课程设计任务书题目：龙门刨床PLC、变频器控制系统改造专业： 09电气工程一班学号： 0902120137 姓名：苏如如主要内容：通过对B2012A型国产龙门刨床进行PLC改造，以及变频技术的改造以适应现代化的生产要求，改造中涉及PLC的技术应用，变频技术的应用从而使龙门刨床适应现阶段的生产需要，改造中涉及电机的速度的平滑性，电机的正反转龙门刨床的基本结构，以及龙门刨床的总体性能基本要求：1. 改造后的龙门刨床应能正确执行操作步骤进行工件加工。

2. 工作台能实现自动循环工作和点动,可实时精确调节工作台速度,平稳换向,并有自动和点动工作时的极限保护.3．垂直刀架可方便地在水平和垂直两个方向快速移动和进刀, 并能进行快速移动和自动进给的切换.左右侧刀架可在上、下方向快速移动和进刀,能进行快移/自动切换.并有左右侧刀架限位开关,防止其向上移动时与横梁碰撞.4.横梁可方便地上下移动和夹紧放松,加紧程度可调;横梁下降时有回升延时,延时时间可调.5.改造后用的变频技术，应有较好对手滑行和广泛的调速空间。

6.改造后的刨床应能达到价格低廉和应用广泛。

7.改变中不能改变其基本的操作步骤，不能改变龙门刨床的设计要求。

8.通过改造进一步熟悉和掌握各种刨床的改造工艺和改造过程及改造的注意事项。

主要参考资料：1田春霞数控加工工艺机械工业出版社2于立彪, 郑慕侨, 张英负重轮多体接触问题有限元分析北京理工大学学报3胡学林。

电气控制与plc。

冶金工业出版社4林奕鸿。

机床数控技术及应用。

机械工业出版社5卓迪仕。

数控技术及应用。

国防工业出版社6原魁。

变频器基础及应用。

冶金工业出版社7钟肇新。

可编程控制器原理及应用。

华南理工大学出版社完成期限：2012-6-5指导教师签名：课程负责人签名：2012年 6 月 5 日郑州华信学院课程设计说明书题目：龙门刨床PLC、变频器控制系统改造姓名：苏如如院（系）：机电工程学院专业班级： 09电气工程一班学号： 0902120137指导教师：成绩：时间：年月日至年月日目录1.龙门刨床的运动形式及技术改造 (2)1.1龙门刨床的结构及运动形式 (2)1.1.1结构及特点 (2)1.1.2运动形式 (3)1.2龙门刨床电气控制的目的及意义 (5)1.3龙门刨床电气控制改造的总体要求 (6)1.4龙门刨床电气控制改造方案 (6)2．工作台变频调速及PLC控制 (7)2.1工作台运动及调速要求 (7)2.2工作台调速方案 (7)2.3入输出的确定 (8)2.4工作台电气控制接线图电机设置 (9)3．刀架变频调速及PLC控制 (14)3.1刀架运动及调速要求 (14)3.2刀架调速方案 (15)3.3刀架输入输出分配 (16)3.4 刀架电气控制接线图 (17)4.龙门刨床的横梁、磨头及其他辅助设备 (22)4.1龙门刨床的横梁控制 (22)4.2横梁的输入输出分配 (23)4.3横梁运动形式梯形图 (24)4.3龙门刨床的磨头控制 (25)5．变频技术和PLC在龙门刨床中的应用 (28)5.1变频技术的选型和电机及其他辅助设备的选择和设定 (28)5.2 PLC的选择及应用 (28)5.2.1PLC容量的选择 (28)5.2.2 PLC未来发展前景及改造后的总体样本图 (29)6．B2012A型龙门刨床的改造。

基于PLC的龙门刨床控制系统设计摘要：龙门刨床是一种大型的机械加工设备，有着复杂的机械结构和电气控制系统。

早期老式龙门刨床的主拖动系统采用放大机-发电机-电动机的系统进行驱动，能耗较高，噪音大，损耗大并且维修维护困难。

针对以上问题，本文设计了龙门刨床的电气控制系统。

主拖动系统采用变频器代替老旧系统，采用变频器的控制方式速度调整范围大，相比于老式系统更加节能，噪音小。

采用可编程逻辑控制器（PLC）控制实现中间过程。

本文还对龙门刨床电气控制系统的总体方案、硬件设计、软件设计进行了介绍。

包括PLC、变频器、变频电机等设备的选型，PLC输入输出电路的设计、手动/自动程序的设计等工作。

1.引言我国工业快速发展的今天，龙门刨床作为大型的加工设备，做出的贡献非常的大。

其对电机的制动和起动控制的要求非常的高，为了提高生产的速度，必须尽可能的减少其在制动和起动的动作时间。

PLC的功能强大，维护方便，可靠性高，将PLC应用到龙门刨床的电气系统中，通过PLC的CPU来替代老式的各个模拟单元，大大减少了系统的复杂性2.龙门刨床的主要构造龙门刨床主要是由顶梁、垂直刀架、底座、工作台、侧刀架、横梁、立柱七部分组成，构造图如图2-1所示。

图2-1 龙门刨床的构造示意图工作台固定在底座的导轨上，导轨是前后放置的，工作台可沿导轨前后运动，在底座的两边各有一根立柱。

立柱固定着竖直的导轨，左右侧刀架可沿导轨上下运动。

同时导轨上还有横梁，横梁上放置水平导轨，垂直刀架（主刀架）可通过水平导轨左右移动。

3.硬件选型3.1 PLC的选型在一般情况下，如果我们的系统是单机或者比较小型的系统，我们可以选择控制的点数小于256的PLC，如日本的CQM1和德国西门子的S7-200等PLC，这样的PLC完全足以实现我们想要的功能。

若是我们的系统比较复杂，控制的点数较多，我们一般要选择中型PLC，这种PLC的输入和输出模块都比较齐全，处理信息的速度相对于小型PLC快很多,而且更加稳定。

基于PLC的龙门刨床控制系统设计摘要传统的龙门刨床控制系统可靠性差，维护困难，加工质量及生产效率低。

如今PLC技术的不断发展，用PLC设计电气控制系统是简便可行的方法。

本文介绍的用PLC设计龙门刨床的电气控制系统，不但满足了所需的各种控制功能，而且在节省资金的前提下，还具有结构简单，运行稳定和便于维护等特点。

特别是其硬件简单可靠,软件丰富灵活,运行效果好。

以可编程控制器检测速度过零为换向条件实现了工作台的无冲击换向。

以精密电位计为速度给定元件，可手动实时精确地调节主电机转速，从根本上克服了龙门刨床换向冲击大、工作效率不高、耗电量大等一系列缺点。

系统以数字显示输出主电机实时转速和电枢电流值，显示准确、直观。

利用PLC对龙门刨床电控系统进行设计的途径和方法，为改进机床设计提供了新的思路, 对促进工业企业技术进步具有一定意义。

关键词：PLC，龙门刨床，控制系统Designthe Electric Control Systemof Planers Basedon PLCAbstractThe traditional control system of gantry planer has the shortcomings 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 method.This paper presents the design of gantry planer with PLC for the electrical control system,which will satisfy the needs of control functions.Moreover, under the premise of saveing money it is also simple, stable and easy to maintain operational characteristics.Especially its hardware is simple and reliable,and its software is rich and nimble.The movement effect is good.The system realizes zero-speed reversing of the work platform and eliminates the impact of original system.The precise potentionmeters are in this system as the speed regulating elements.It can regulate the real-time rotational speed of the main electromotor accurately,and the disadvantages of the original system are hurdled in this system.The real-time 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 machines design and promote industrial enterprises with a certain sense of technological progress.Key words: PLC，cantry planer，control system目录第一章绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 龙门刨床的结构特点 (1)1.3本论文的研究目的及意义 (2)第二章可编程控制器工作原理 (3)2.1 可编程序控制器的定义 (3)2.2 国内外PLC和变频技术的发展现状 (4)第三章系统硬件电路设计 (7)3.1 系统总体方案和主要硬件配置 (7)3.2系统工作流程和控制功能实现 (7)3.3 工作台控制电路设计 (8)3.4 PLC控制系统设计 (9)第四章软件设计 (13)4.1系统流程图设计 (13)4.2系统可靠性分析 (13)第五章结论 (19)参考文献 (20)致谢 (21)第一章 绪论1.1 选题背景传统的龙门刨床可靠性差，维护困难，影响了加工质量及生产效率。

目录前言 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。

1.B2012A型龙门刨床的运动形式及改造要求 (2)1.1龙门刨床的结构 (2)1.龙门刨床简介 (2)2. 刨床工作过程 (3)1.2.龙门刨床电气控制及改造意义 (3)1.3.B2012A型龙门刨床电气控制改造的总体要求 (4)1.总体设计框图 (4)2 龙门刨床改造的总体要求 (4)3PLC与变频器的选型及参数确定 (5)4 变频器选型 (6)1.4 龙门刨床的电气控制改造方案 (7)2.工作台的变频调速及PLC控制 (8)2.1工作台的运动形式即调速要求 (8)1 调速要求 (8)2工作台自动循环控制电路 (9)3 工作台步进，步退控制 (9)4. 刨台运动的机械特性曲线 (9)2.2工作台的调速方案 (9)2.3 工作台电气控制输入、输出地址分配 (10)2.4工作台电气控制接线图 (11)2.5 工作台的PLC程序 (12)3. 刀架变频调速及PLC控制 (13)3.1刀架运动及调速要求 (14)3.2 刀架的调速方案 (15)3.3 刀架电气控制的输入输出地址分配 (15)3.4 刀架电气控制接线图 (16)3.5 刀架电气控制PLC图 (16)4. 横梁及辅助部分运动控制 (19)4.1 横梁运动形式及拖动方式 (19)4.2. 油泵控制 (19)4.3 铣磨头变频调速方案 (19)4.4 横梁及其辅助运动的输入、输出地址分配 (20)4.5横梁及其它辅助接线图 (21)4.6横梁及其它辅助运动PLC控制及程序 (22)5.课程设计总结 (23)5.1龙门刨床电气控制改造意义与可行性分析 (23)5.2 龙门刨床电气改造效果及解决的主要问题................................. 错误！未定义书签。

基于PLC和变频器的龙门刨床的工学论文基于PLC和变频器的龙门刨床的工学论文论文关键词：龙门刨床可编程序控制器变频调速能量回馈论文摘要：用可编程序控制器和交流变频调速技术对B220龙门刨床进行改造。

刨床的主传动采用转差频率闭环控制，能较好的满足工作台静、动态特性要求；制动采用了能量回馈制动。

改造后系统达到了预期效果。

龙门刨床的电气控制系统主要包括工作台的主传动和进给机构的逻辑控制两大部分。

目前，国内龙门刨床主要采用的主传动系统有两种：一种是50年代的电机扩大机一发电机一电动机组(K—F—D系统)；一种是80年代少数经过改型的直流可控硅调速系统(SCR—D 系统)。

这两种系统的逻辑控制普遍采用继电器控制，故障率高，维修困难，生产效率低，因此，采用变频调速系统已成趋势。

作者用交流变频调速技术和可编程序控制器(PLC)改造成功了一台B220龙门刨床，且改造后系统运行可靠稳定。

1 龙门刨床控制系统要求机床型号为B220，产地为济南第二机床厂，要求改造后机床的调速范围为5m／min一60m／min，系统运行的平滑性要好，能实现无级调速，且有很好的起制动性能。

起制动时既能快速启动和制动，又保证机械冲击不过大，不对机械部件造成损害。

能快速实现提速、降速和平稳的调节速度，换向时要减小对齿轮的冲击。

能实现慢速切入，稳速加工，快速换向，点动调节等各种加工工艺要求。

2 系统组成及工作原理2-1 系统组成本系统由VVVF(变电压变频率)变频器、交流电动机(Y280S一8，Pe =37KW ，I。

=78-2A，n。

=740r／min)、测速器组成闭环调速系统。

采用闭环调速系统是为了对负载的波动和电网的波动有较强的抗干扰能力，以保证刨床的稳定运行。

刨床的电机均由PLC 给出的指令进行控制。

设计时，主传动用一台异步电动机代替原K—F—D系统机型，进给机械执行机构则用变频调速器取代原电磁离合器，实现对工作台的各种不同速度的控制和往返换向。

文献综述——基于PLC和变频器的龙门刨床优化设计一、龙门刨床电气控制系统简介龙门刨床是一种广泛使用的金属切割加工机床，是许多大型企业不可缺少的设备。

龙门刨床的电气系统由主拖动和控制系统两部分组成。

主拖动系统可以概括为4类：JF-D调速系统、晶闸管-直流电动机（SCR-D）模拟直流调速系统、全数字直流调速系统和交流变频调速系统。

控制系统有继电器逻辑控制系统或继电器与PLC结合的控制系统。

JF-D调速系统是上世纪60年代在龙门刨床上广泛使用的调速系统，目前该系统在国有大中型企业仍然战友相当大的比重。

JF-D主要由直流发电机、直流电动机和交磁放大机组成。

其工作原理为：通过交磁放大机控制直流发电机的励磁电压，后者控制直流发电机的输出电压，从而控制直流电动机的电枢电压，最终控制直流电动机的转速。

另外还有二台交流电动机和一台直流发电机为该系统服务，大的交流电动机是直流发电机的原动机，晓得交流电动机是交磁放大机的原动机，直流发电机为直流电动机的励磁绕组提供励磁电压。

目前，JF-D型的龙门刨床的电气系统存在下列问题：（1）调速系统占地面积大，噪音大；（2）耗电量大，效率低；（3）惯性大，调速系统动态及静态性能均不理想；（4）故障率高，可靠性差，维护检修工作量大；（5）设备严重老化；（6）电气系统的连线多，判明故障性质和查找故障困难，查找故障的时间较长；（7）工作台频繁地来回运动，继电器盒接触器的触点容易损坏或接触不良。

上世纪80年代初，许多企业对龙门刨床进行电气改造时，用晶闸管-直流电动机（SCR-D）模拟直流调速系统取代JF-D调速系统。

代表产品是1980年襄樊机床厂设计的SCR模拟直流调速系统。

该系统大大缩小了占地面积，减少了噪音，而且节省能源，效率高，使调速系统的动态和静态品质得到和大改善。

目前，该系统存在下列问题：（1） PID控制电路由分立元件组成，元件参数容易发生变化，使系统静态和动态性能恶化。

（2）众多功能单元之间接插件多，接插件的触点容易出现接触不良的故障，影响了系统的可靠性。

基于PLC变频器控制的龙门刨床复合化智能化改造王宗昌;安丽红【摘要】Composite intelligent remodeling of double-housing planers solves the problems of frequent occurrence of failures,low productivity and high maintenance cost with traditional relay control circuitry.The remodeling scheme is determined after field survey,scheme design, expert argumentation, field simulation and simulation design, and a specific remodeling scheme is then elaborated. After transformation,the machine can perform planing,milling and grounding operations and establish an intelligent man-machine operation interface,so that machiningprocess,machining state and failures can be displayed visually,thus reducing maintenance cost at later stages.After long-time safe operation,the remodeled machine can achieve over 70% energy saving as well as smooth stable speed regulation,and the frequency converter has an additional fault alarm function,thus significantly reducing maintenancecost at later stages.%龙门刨床复合化智能化改造解决了传统继电控制线路故障频发、生产效率低、维护保养成本高的问题。

湖南生物机电职业技术学院毕业设计任务书设计题目龙门刨床PLC变频器改造设计与排故课题类型方案设计类指导教师贺坤辉设计目标、内容与技术要求一、设计目标：将传统继电器控制的龙门刨床改造成由plc与变频器综合控制。

二、主要内容：1. 对龙门刨床的电气控制系统进行总体方案设计；2. 进PLC和变频器的选型及设计外部接线（与实际龙门刨床改造有差别）；3. 根据龙门刨床的工艺流程设计控制梯形图；4. 按照设计图纸，对龙门刨床电气控制柜进行改造；5. 进行通电调试、验证设计改造的控制系统；6. 编写设备改造的相关技术文件及常见故障于排除方法。

三、基本要求:1. 龙门刨床的工艺加工方法不变；2. 在保留主电路的原有原件基础上，不改变原控制系统操作方法；3. 电气控制系统控制元件(包括按钮、行程开关、热继电器、接触器)，作用与原电气线路相同；4. 主轴和进给起动、制动和变速的操作方法不变；5. 统一选用西门子变频器与西门子PLC；６. 改造原继电器控制中的硬件接线，改为PLC编程实现。

四、主要参考资料：1. 刘洪涛，黄海《PLC应用开发从基础到实践》，北京：电子工业出版社，2007年２. 向六昭《龙门刨床电气控制系统的改造设计》，载《中国西部科技》2008年第10期３. 李发海，王岩《电机与拖动基础》，北京:清华大学出版社, 2005年４.蔡红斌《电气与PLC控制技术》，北京：清华大学出版社， 2007年５. 西门子变频器用户手册西门子ＰＬＣ用户手册设计进度09月15日-09月21日，毕业设计动员与选题；09月22日，接受指导老师下达的毕业设计任务书、交流了解毕业设计主要内容；09月22日-09月23日，根据实际，制定毕业设计阶段进度计划；09月23日-09月28日，制定毕业设计提纲，收集毕业设计材料；09月29日-11月03日，进行毕业设计,进行程序调试，完成毕业设计说明书初稿；11月04日-11月06日，修订毕业设计，修改毕业设计说明书，完成第二稿；11月07日-11月09日，完成毕业设计说明书与相关材料；11月10日-11月15日，完成毕业答辩。

BI YE SHE JI（20 届）龙门刨床的PLC电气控制系统设计所在学院专业班级自动化学生姓名学号指导教师职称完成日期年月-Ⅰ-摘要在分析和研究龙门刨床（B2012A）控制原理的基础上，根据生产工艺要求，设计了龙门刨床基于变频调速的PLC控制。

该系统以西门子公司的TD3000为主要调速控制器件，PLC选用西门子公司的S7-200系列的CPU224。

根据刨床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型号；绘制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。

并且，对变频器接口电路的设计方法和变频器参数的设置方法也做了详细说明。

刨床各个运动部件采用PLC逻辑控制，根据工艺要求可实现各部分的单独运动及联动。

用可编程控制器进行检测过零为转换条件，实现了工作台的无冲击换向。

以精密电位计为速度给定元件，可手动实时准确地调节主电机的转速，从根本上解决了龙门刨床换向冲击大、工作频率不高、耗电量大等缺点。

关键词：龙门刨床，变频器调速，PLC-Ⅰ-AbstractOn the basis of the analysis and research of the original control system of double housing planer (B2012A), according to the special requirements of production process, designed a system with a the inverter direct current speed control based on PLC control. The system chooses the Siemens TD3000 as the main speed control devices, and the PLC selected the Siemens S7-200 series CPU224.First, the dissertation introduces the hardware design of the control system. According to actual speed regulation range and loads of the original DC drive system, the model of variable frequency induction motor, inverter and encoder to measure the speed are chosen. It presents the main circuit schematics of electric drive system, and the external wire-connection diagrams of PLC and inverter. Furthermore, a description of the interface circuit design fashions and parameters setting of inverter are described.The system use the programmable controller, as to realize zero-speed examining and logical controlling, and the linkage of the motile parts can be achieved according to its process requirements. In this system , zero-speed reversing of the work platform and no impact of original system can be realized. Precise potentiometers are chosen as the speed regulation components in this system, it can regulate the Real-time rotational speed of the main electromotor accurately, and the disadvantages of the original system, such as the large reversing impact of planer, the inadequate operating frequency and too high power consumption, are hurdled in this system.Key words: planer, inverter, PLC-Ⅱ-目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT............................................................................................ . (Ⅱ)目录..................................................................................................... . (Ⅲ)第一章绪论........................................................................................ .. (1)1.1课题的目的和意义 (1)1.1.1本课题的目的 (1)1.1.2本课题的研究意义 (1)1.2龙门刨床电气控制的发展 (1)1.2.1龙门刨床电气控制的历史与现状 (1)1.2.2龙门刨床电气控制的发展 (3)1.3课题设计参数及主要内容 (3)第二章龙门刨床控制系统的设计方案..................................................... .. (5)2.1现有龙门刨床存在的问题 (5)2.2龙门刨床的结构特点 (5)2.3龙门刨床的工艺特点及技术要求 (6)2.4总体设计方案的确定 (9)第三章龙门刨床控制系统的硬件设计 (11)3.1系统逻辑控制程序设计的主要组成 (11)3.2电力拖动系统的主回路设计 (11)3.3PLC的选型及外部接线图 (13)3.3.1 PLC的特点 (13)3.3.2 PLC的选型 (14)3.3.3 PLC的外部接线图 (15)3.4变频装置的选型和硬件配置 (17)3.4.1 电机选型 (17)3.4.2 变频器选型 (17)3.4.3 变频器接口电路设计与参数设置 (19)3.4.4 编码器与PG速度卡选型 (21)3.5传感器的选型 (22)第四章 PLC逻辑控制程序设计 ................................................................ (24)4.1PLC逻辑控制程序设计方法概述 ................................................. (24)4.2工作台控制程序设计 (24)4.2.1工作台点动程序设计 (25)4.2.2工作台自动往返控制程序设计 (27)4.3辅助部分控制程序设计 (30)4.3.1 横梁升降逻辑控制程序设计 (30)4.3.2 刀架运动逻辑控制程序设计 (31)4.3.3 风机、油泵逻辑控制程序设计 (33)4.4 PLC若干技术的实现 (33)4.4.1 工作台无冲击换向技术的实现 (33)4.4.2 多件联动安全性与可靠性的实现 (33)4.4.3 工作台切削过载自动返回的实现 (34)结论..................................................................................................... (35)参考文献 (36)致谢 (37)附录系统PLC逻辑控制程序梯形图 (38)第一章绪论1.1 课题的目的和意义1.1.1 本课题的目的龙门刨床电气设备是一个复杂的工厂大型零件生产的关键设备之一，刨床电气传动自动控制对生产过程的控制系统有很高的要求，并且也在不断提高。