2654镗床电气改造

基于PLC的镗床电气系统升级改造设计1. 引言1.1 背景介绍随着工业自动化技术的不断发展，PLC（可编程逻辑控制器）作为工业控制领域中的关键技术之一，已在各种生产设备中得到广泛应用。

而在传统的数控加工设备中，电气系统的控制往往采用的是传统的开关控制方式，存在着控制精度低、运行稳定性差、故障检测难等问题。

对于一些老旧的数控设备，进行电气系统升级改造设计，引入PLC技术，已成为提高设备性能和可靠性的重要途径。

本文将以基于PLC的镗床电气系统升级改造设计为研究对象，通过引入PLC技术，重构电气系统的控制架构，提高设备的自动化水平和生产效率。

通过对传统电气系统的分析和对比，设计出更加智能化、可靠性更高的系统架构，并提出相应的改造方案。

结合安全性与稳定性分析，确保改造后的电气系统能够在工业生产环境中稳定运行，并具有较高的安全性。

1.2 研究意义现在让我们来探讨一下本研究的意义。

随着工业自动化的持续发展，生产设备的电气系统升级改造已经成为提高生产效率和质量的重要手段。

而基于PLC技术的升级改造设计在这一领域中具有重要意义。

PLC作为现代化工业控制系统的核心组成部分，能够实现对设备功能的精确控制和自动化操作，大大提升了生产线的智能化水平。

基于PLC技术的升级改造设计可以有效提高设备的生产效率和稳定性，优化生产流程，降低生产成本，提升企业竞争力。

通过对设备的电气系统进行升级改造，可以实现设备的智能化监控和管理，提升设备的运行效率和可靠性，减少故障率，提高生产线的稳定性和连续性。

1.3 研究目的研究目的是通过基于PLC技术的升级改造设计，提升现有镗床电气系统的性能和可靠性，解决传统电气系统存在的问题和不足。

具体目的包括：一是优化镗床的控制方式，提高生产效率和精度；二是增强系统的实时监测和故障诊断能力，减少停机时间和维护成本；三是提升系统的可编程性和灵活性，适应不同加工需求和生产任务；四是改善系统的安全性和稳定性，减少事故风险和操作误差。

目录第一部分设计任务与调研 (2)第二部分设计说明 (3)第三部分设计成果 (7)第四部分结束语 (15)第五部分致谢 (16)第六部分参考文献 (17)第一部分设计目标与意义1、毕业设计的主要目标实现T68镗床的PLC改造设计。

2、设计的思路、步骤、方法2.1 设计的思路充分运用三年所学专业知识和实践技能，以及相关资料设计以三菱FX2N 系列PLC为核心的T68镗床的改造设计，记录设计过程中所遇到的问题并通过所学知识与相关资料进行故障排除与调试，修订并完善设计，实现T68镗床的PLC 改造设计的成功。

2.2 设计的步骤分析电气控制线路，包括机械结构、运动形式、电力拖动和电气控制特点以及主要技术性能。

对主要电器元件选型，标明其代号、名称、型号与规格、数量、作用及用途，然后绘制元件布局图、PLC外语硬件接线图以及说明常见故障及检修与排除方法。

2.3 设计的方法通过三年所学习的知识，上网查阅各类文献，PLC编程实训的程序调试，向老师和同学咨询自己不明白的地方。

T68镗床的实物图，控制原理图，梯形图以及外部接线图等等。

让自己充分的去理解与分析。

3、调研的目的与总结T68镗床是目前我国机械厂中使用较为普遍的一种镗床，在加工中有比较高的精度要去，但传统T68镗床多采用继电器实现电路控制，可靠性差，故障排除和诊断比较困难，所以针对传统继电器控制的T68镗床存在的缺点，提出PLC 对T68镗床电气控制部分进行改造，提高电气控制系统的工作性能，减少故障排除的工作量，提高设备的使用率，提高T68镗床的生产效率。

通过本次调研培养了我的自主学习能力，也增强了我的探索精神和实践能力，提高了我的综合素质。

第二部分设计说明1、T68镗床的简介1.1 T68镗床的主要结构T68镗床主要由床身，前立柱，镗头架，后立柱，尾座，下溜板，上溜板，工作台等部分组成。

床身是一个整体的铸件，在它的一端固定有前立柱，在前立柱的垂直导轨上装有镗头架，镗头架可沿导轨垂直移动。

变频器在2654镗床大修改造上的应用摘要：通过对2654镗床的改造，解决了此设备变速复杂，经常出现卡齿的故障；并且介绍了KSA23直流调速系统、施耐德ATV-71HD15N4交流变频系统及PLC的相关知识关键词：直流调速装置；变频器；变频电机引言我公司中兴分厂的2654镗床是20世纪50年代原苏联产品。

该设备原有的直流调速采用交磁放大机组供电进行直流调速。

由于交磁放大机组已经淘汰，没有备件，如果损坏很难修复，而且该调速系统调速原理复杂，不稳定，给维护带来很大困难。

特别是该设备的主轴变速由变速电机带动机械变速机构进行变速，经常造成卡齿现象，故障率非常高。

针对这些原因，经过研究决定对此设备进行机械、电气大修改造。

1 改造方案2654镗床主轴旋转原来是由普通的14KW交流机驱动，变速采用变速电机带动机械变速机构进行40档变速。

该机床的主轴箱、镗杆、工作台、前支柱四个进给轴各由一台功率为4.4KW、电枢电压220V、激磁电压为110V的直流电机驱动，径向刀架各由一台2.8KW、电枢电压为220V、激磁电压为110V的直流电机驱动，直流调速系统由原来的交磁放大机组供电进行直流调速。

这台设备的主轴变速卡齿问题是这次改造的难题，经过机械和电气在一起多次研究决定，取消变速电机及其所带的变速机构，机械变速机构进行改造，由原来的40档改为4档，手动搬把进行变速，电气加装四个变速限位，由于档位减少，为了弥补主轴转速的不足，决定主轴电机采用型号为YTSP160L-4 15KW变频调速电机，进行无极调速，主轴调速系统选用施耐德ATV-71HD15N4变频器。

考虑到成本问题，决定五个进给轴共用一台KSA23晶闸管直流调速装置（即V3调速系统）驱动。

用转换开关选择各进给轴，彻底淘汰交磁放大机组。

控制回路采用OMRON 可编程序控制器，PLC的CPU选用CQM1H-CPU21，PLC输入用3块型号为ID212的16点输入卡，共用56个输入点，输出用3块型号为OC222的16点输出卡，共用36个输出点。

基于PLC的镗床电气系统升级改造设计本文分析T168镗床的基本结构和控制要求，对镗床的电气控制系统进行了升级改造，并进行了运行调试。

经过改造后提高了镗床控制系统自动化程度，提高了机床工作的效率和可靠性。

标签：镗床；接触器；PLC；升级改造；运行调试机床数控化再制造可以充分利用原有资源，减少浪费，绿色环保，并达到机床设备更新换代和提高机床性能的目的，而资金投入要比从原材料起步进行制造的新数控机床少得多，对环境污染也少得多。

由于镗床的运动量大，控制逻辑复杂，联锁多，采用传统的继电器控制，需要的继电器也会变多，接线也会更复杂，维修相对困难，费时间又费力气，不但增加了维修费用，还影响到了设备的成型效果。

在此基础上，采用PLC对其电气控制的电路进行改造。

1 T68镗床的电气拖动要求及改造方案（1）T68镗床主电路分析。

T68型卧式镗床电机包括主驱动电机和快速移动电机两个三相异步电机。

熔断器为整个电路起短路保护作用。

主驱动电机装设热继电器进行过载保护，快速移动电机为短时间运转，因此不用装热继电器。

（2）电气拖动要求。

T68镗床主轴驱动电机为△―YY的双速电动机，它不但可以正向转和反向转转的高速和低速启动运行，而且还能反向制动和点动。

电机驱动，电机与机动进给之间有机电连锁保护，快速移动电可以正反向工作。

针对以上的运动对T68型卧式镗床控制的提出以下要求。

1）为了更好的满足每个工件的生产加工要求，主轴转动和进给转动都具备很大的速度调节空间。

所以机床需要使用双速度笼型异步电机当作为主要拖动电动机，并且使用机电联合调节速度，这样不仅使调速范围扩大了还把机床的传动机构简单化。

2）主轴转动能实现正反转控制，并有高速和低速两种工作模式。

高速工作需要先用低速启动，要有必要电气联锁。

3）进给方向均能快速移动，为了符合调整的需求，正反两个方向都可以进行点动和长动控制。

并且还要有制动，本机床使用电磁铁进行制动。

（3）改造方案。

分析T68镗床各硬件部件的接线方式，镗床各机械部件的工作方式和工作原理，对原机械动作（接触器、继电器、按钮等）进行分析研究后，PLC升级改造的具体要求内容：1）原有镗床的加工方法不变；2）主电路不变，主轴的运动和进给运动不变。