基于plc的龍門刨床控制系統(tǒng)設計(定稿)

1、基于PLC的龍門刨床控制系統(tǒng)設計 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。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。特別是其硬件簡單可靠,軟件豐富靈活,運行效果好。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。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。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

2、示準確、直觀。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。關(guān)鍵詞：PLC，龍門刨床，控制系統(tǒng) 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

3、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 p

4、remise 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

5、 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

6、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 wor

7、ds: PLC，cantry planer，control system 目 錄第一章 緒論11.1 選題背景11.2 龍門刨床的結(jié)構(gòu)特點11.3本論文的研究目的及意義2第二章 可編程控制器工作原理42.1 可編程序控制器的定義62.2 國內(nèi)外PLC和變頻技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀9第三章 系統(tǒng)硬件電路設計103.1 系統(tǒng)總體方案和主要硬件配置103.2系統(tǒng)工作流程和控制功能實現(xiàn)133.3 工作臺控制電路設計173.4 PLC控制系統(tǒng)設計19第四章 軟件設計204.1系統(tǒng)流程圖設計204.2系統(tǒng)可靠性分析21第五章 結(jié)論22致謝23參考文獻24附錄25第1章 緒論1.1 選題背景傳統(tǒng)的龍門刨床可靠性差，維

8、護困難，影響了加工質(zhì)量及生產(chǎn)效率。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。本文以龍門刨床的電氣控制系統(tǒng)為研究對象。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。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。1.2 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1所示。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 圖1龍門

9、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。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。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。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。1.3本論文的研究目的及意義在龍門刨床的工作過程中，對起動、制動特性要求很高，由于換向快，正反向起動、制動頻繁，其中有很大一部分時間是工作在過渡過程中，為了提高生產(chǎn)效率，顯然必須盡量縮短換向過渡時間。但是換向的時間愈短，起、制動電流就愈大，這樣又容易損壞電機，而且換向時速度突變使刨床產(chǎn)生

10、較大的機械沖擊，這對工作臺主拖動直流電機和傳動機構(gòu)都有很大的影響，導致傳動部件的快速磨損，降低刨削加工質(zhì)量。而且，由于現(xiàn)有龍門1刨床大多數(shù)采用的是“電機擴大機一發(fā)電機一電動機(K一F一D)”主拖動系統(tǒng)，少數(shù)改進為可控硅直流調(diào)速系統(tǒng)(SCR-D系統(tǒng))，因此都還存在投資大、用料多、耗電量大、占地面積寬、噪音大、難維護等一系列缺點。因此，平滑調(diào)速，提高調(diào)速精度和工作效率，消除換向沖擊，保護主電機和傳動機構(gòu)，并改善操作性能，成為大型龍門刨床期待解決的技術(shù)問題。 龍門刨床如控制和使用得當，不僅能提高效率，節(jié)約成本，還可大大延長使用壽命。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

11、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。在傳統(tǒng)龍門刨床中，這種現(xiàn)象尤其明顯，其機械部分剛性好，精度較高，一般其基本性能可達到現(xiàn)代同類機械的水平，但控制和驅(qū)動部分則顯得不同程度的老化，這對加工性能及成本有很大的影響，有的甚至無法在一些加工要求稍高的工件場合下使用2，本科題通過對原系統(tǒng)以及龍門刨床加工運行性能和要求進行分析研究，設計了一套低成本高性能的控制方案，已成功應用于實踐，可最大限度發(fā)揮龍門刨床的加工潛力，提高可靠性，降低運行成本，對老式龍門刨床的改造提高有很大的實際意義。第2章 可編程控制器工作原理2.1可編程序控制器的定義可編程序控制器（Programmable Contr

12、oller，簡稱 PLC 或 PC）是以微電子技術(shù)為基礎的、專為工業(yè)環(huán)境下應用而設計的一種通用型工業(yè)控制設備。它內(nèi)部具有存儲指令的可編程序的存貯器，允許用戶采用編制程序的手段來設置控制功能從而滿足對被控生產(chǎn)設備的不同要求。 1968 年，美國最大的汽車制造商通用汽車公司（GM）為建立柔性生產(chǎn)體系、取代落后的繼電器控制系統(tǒng)而提出了研制 PLC 的基本設想。1969 年，美國數(shù)字設備公司（DEC）研制出了世界上第一臺 PLC。特別是上世紀 70 年代初出現(xiàn)的微處理器很快被應用于 PLC，使這項技術(shù)得到了迅速發(fā)展5 10。 上世紀 70 年代后期和 80 年代初期，隨著微處理器技術(shù)的日趨成熟，單片微

13、處理器和半導體存儲器進入了工業(yè)化生產(chǎn)，大規(guī)模集成電路開始普遍應用。PLC 開始向多處理器發(fā)展，其功能和處理速度大為增強，具有了算、三角函數(shù)、列表、查表等，自診斷和容錯技術(shù)也得到迅速發(fā)展。 上世紀 80 年代后期到 90 年代中期，伴隨著計算機和網(wǎng)絡技術(shù)的普及應用，超大規(guī)模集成電路、門陣列以及專用集成電路的迅速發(fā)展，PLC 的 CPU 已發(fā)展為由 16 位或 32 位微處理器構(gòu)成，處理速度得到很大提高，中斷、PID、高速計數(shù)、運動控制等功能引入了可編程序控制器。這使得 PLC 已完全取代了傳統(tǒng)的邏輯控制裝置、模擬量儀表控制裝置和以小型機為核心的直接數(shù)字控制（DDC）裝置，能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)過程的各

14、個領(lǐng)域6。由于聯(lián)網(wǎng)功能的增強，PLC 既可與上位計算機聯(lián)網(wǎng)，也可以下掛FLEX I/O或遠程I/O，能夠比較容易組成分布式控制系統(tǒng)（DCS）。同時，在這一時期內(nèi)，PLC 的梯型圖語言、語句表語言完全成熟并基本上標準化，順序功能圖（SFC）語言逐步普及，專用編程器逐漸被個人計算機和相應編程軟件所替代，人機界面裝置日趨完善，已能實現(xiàn)對整個工廠的監(jiān)控和管理，并發(fā)展了冗余技術(shù)，使 PLC 的可靠性大大提高。 進入 21 世紀以來，PLC 仍保持旺盛的發(fā)展勢頭，其應用領(lǐng)域不斷擴大，如為用戶構(gòu)成柔性制造系統(tǒng)（FMS）和計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）等。目前，PLC主要向兩個方向擴展：一是綜合化控制系統(tǒng)9。

15、它把工廠生產(chǎn)過程控制與信息管理系統(tǒng)緊密結(jié)合起來，甚至向上為 MES 和 ERP 系統(tǒng)準備了技術(shù)基礎。這種發(fā)展趨勢還會讓舉步為艱的 ERP 系統(tǒng)有了堅實的技術(shù)基礎，從而會帶來工業(yè)控制的一場變革，實現(xiàn)真正意義上的電子信息化工廠。因此，PLC 的綜合化控制趨勢已經(jīng)大大突破了原有可編程序控制器的概念和功能；二是 PLC 的微型化。微型可編程序控制器異軍突起，體積小，價格低廉，但其功能仍可覆蓋單體設備及整個車間的控制功能。這種微型化可編程序控制器的廣泛應用，使得控制系統(tǒng)的觸角延伸到了工廠的各個角落。隨著全球經(jīng)濟一體化進程的不斷加快，發(fā)達國家在發(fā)展技術(shù)的同時，更加注重對可編程序控制器知識產(chǎn)權(quán)的保護4，國際

16、大型 PLC 制造商紛紛加入了可編程控制器的國際標準化組織，利用許多技術(shù)標準建立了符合他們經(jīng)濟利益的知識和技術(shù)保護壁壘。 由于 PLC 至產(chǎn)生以來一直處于發(fā)展的過程中，所以至今尚未對其下最后的定義。國際電工學會（IEC）曾先后于 1982 年 11 月、1985 年 1 月和 1987 年 2 月發(fā)布了可編程序控制器標準草案的第一、二、三稿。在第三稿中，對 PLC 作了如下定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運算78操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字的，模擬的輸入和輸出，控制各種類型

17、的機械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關(guān)的外圍設備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴充其功能的原則設計。定義強調(diào)了 PLC 是：（1）數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)也是一種計算機；（2）專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計；（3）面向用戶指令編程方便；（4）邏輯運算、順序控制、定時計算和算術(shù)操作；（5）數(shù)字量或模擬量輸入輸出控制；（6）易與控制系統(tǒng)聯(lián)成一體并易于擴充。2.2國內(nèi)外PLC和變頻技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 第一臺可編程控制器（PLC）于 1969 年問世于美國 DEC 公司。隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，70 年代中期出現(xiàn)的微處理器到了 70 年代后期便應用于PLC 中，使 PLC 的功能大大增

18、強，具有計算機功能，而且做到小型和超小型。 自從 1948 年控制器理論的創(chuàng)始人 N.Winer 提出他的控制論，科學工作者經(jīng)過半個世紀的努力，自動控制裝置（或器件）有了飛速發(fā)展：從時間順序的角度來看，控制器經(jīng)過了繼電器裝置、電子管器件控制裝置、半導體器件控制裝置和可編程控制器的發(fā)展過程。雖然這些控制器目前仍有不同程度的應用，但最年輕的PLC 最具活力和生命力，大有取代其他控制器之勢。 上世紀 80 年代初期，PLC 發(fā)展的主要目標是提高性能和功能，如 I/O 總點數(shù)由幾十點發(fā)展到上千個點。為了滿足一些特殊的要求，PLC 也具備了高速計數(shù)、定位、定時等功能單元。到上世紀 80 年代末期，加強

19、PLC 的聯(lián)網(wǎng)能力卻成了 PLC的發(fā)展趨勢。PLC 的聯(lián)網(wǎng)可分為二類：一類是 PLC 之間的聯(lián)網(wǎng)通信。各制造廠家都有自己專有的聯(lián)網(wǎng)手段，即使數(shù)據(jù)通道各異，但都能構(gòu)成分散控制系統(tǒng)和遠程I/O 系統(tǒng)。另一類是 PLC 與計算機之間的通信聯(lián)網(wǎng)，也可構(gòu)成拓撲結(jié)構(gòu)。 由于大規(guī)模集成工藝和計算機技術(shù)在上世紀 80 年代得到快速發(fā)展，使 PLC 獲得了發(fā)展和推廣應用的黃金時期。這一時期也是我國發(fā)展應用 PLC 技術(shù)的初期階段，各高等院校、科研院所與企業(yè)廠家聯(lián)合開發(fā) PLC 項目，有的集團公司干脆直接與日本、美國、德國等發(fā)達國家的有名 PLC 廠家合作3，對我國自動化、數(shù)字化技術(shù)進步起到積極推動作用。上世紀

20、90 年代以來，對 PLC 的發(fā)展主要表現(xiàn)在更快的處理速度，多 PLC 結(jié)構(gòu)的容錯系統(tǒng)，故障診斷和 PLC 的編程語言與編程工具向標準化和高級化發(fā)展。 我國自動化研究和運用起步較晚，上個世紀 50 年代主要采用繼電器接觸器控制，速度調(diào)節(jié)主要采用直流調(diào)速裝置控制；從 70 年代末才開始有少數(shù)生產(chǎn)線中采用 PLC 進行控制；到了上世紀 80 年代，PLC 和變頻器在我國才逐步得到廣泛應用，越來越多的生產(chǎn)線采用了 PLC 和交流調(diào)速控制，這使我國工業(yè)控制的自動化水平得到較快的提高，生產(chǎn)線的控制精度、故障率等明顯改善。但是 PLC 還以邏輯控制為主，信息處理功能相對較差，而調(diào)速器功能也比較單調(diào)，還需要

21、專用裝置進行調(diào)節(jié)。上世紀 90 年代，隨著 PLC 和變頻器技術(shù)的進一步發(fā)展，只需在其外圍增設一些檢測設備就可以構(gòu)成一個較為復雜的控制系統(tǒng)，從而大大提高了系統(tǒng)的性能指標。PLC具有以下特點:（1）可靠性高，抗干擾能力強；（2）配套齊全，功能完善，適用性強；（3）易學易用，深受工程技術(shù)人員歡迎；（4）系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造；（5）體積小，重量輕，能耗低；PLC具有功能強大、使用可靠、維修簡便等許多優(yōu)點。對于傳統(tǒng)的繼電器電路來說，它難以實現(xiàn)復雜邏輯功能的和數(shù)字式控制，而且要實現(xiàn)一定規(guī)模的邏輯控制功能不僅設計繁瑣，難以實現(xiàn)升級，并易發(fā)故障，維修復雜，現(xiàn)在已被大中型設備的控制系統(tǒng)

22、所拋棄。而PLC正被廣泛的應用并且已逐步取代了繼電器電路的邏輯控制。隨著科學技術(shù)不斷的飛躍發(fā)展，PLC也不斷得到完善和強大，同時它的功能也大大超過了邏輯控制的范圍，如聯(lián)網(wǎng)通信功能和自診斷功能等。我國可編程控制器的引進、應用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進設備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設備及產(chǎn)品中不斷擴大了PLC的應用。目前，我國自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的CF系列、杭州機床電器廠生產(chǎn)的DKK及D系列、大連組合機床研究所生產(chǎn)的S系列、蘇州電子計算機廠生產(chǎn)的YZ系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應用。第3章 系

23、統(tǒng)硬件電路設計3.1系統(tǒng)總體方案和主要硬件配置 針對原系統(tǒng)的缺陷和改造要求實現(xiàn)的功能，本文設計了以可編程控制器為核心的直流調(diào)速控制系統(tǒng)，系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)圖見硬件圖所示。系統(tǒng)通過全數(shù)字直流調(diào)速裝置實現(xiàn)對工作臺主拖動直流電機的自動調(diào)速，采用可編程控制器進行運行邏輯控制和工作臺零速換向控制，采用電位計作為調(diào)速元件，用以給定工作臺速度。針對原系統(tǒng)特點，經(jīng)分析和研究，系統(tǒng)采用如下配置：主拖動直流電機采用型號為Z4-200-31，額定電樞電壓為220V，額定直流電流為305A；其余的交流電動機采用型號為JB-2-4，額定電壓為380V；主電機全數(shù)字直流調(diào)速裝置6RA7081，裝置額定直流電壓為420V，額定直

24、流電流為400A；額定功率為168KW，接三相交流380V電源時，額定輸出直流電壓為420V，接三相交流220V電源時，額定輸出直流電壓為220V，控制功能強大，過載能力強，設置使用方便6；可編程控制器采用西門子的S7-200系列，包括主模塊CPU224(AC/DC/繼電器)，數(shù)字量I/0擴展模塊(EM223)和模擬量擴展模塊(EM231)，運行可靠，可在通用計算機系統(tǒng)及WINDOWS平臺上方便編程；電位計采用5K特種導電塑料電位器，調(diào)速線性度好；采用直流三線制電感式接近開關(guān)替代常規(guī)的工作臺行程開關(guān)；用三位半數(shù)字面板表顯示輸出電流、速度，代替常規(guī)的指針式電流、速度表，直觀性好；主回路用變壓器，

25、三相交流 380V/220V；勵磁回路用變壓器兩相交流380V/260V7；設置了主電機出現(xiàn)故障時的聲光報警裝置；其他常規(guī)低壓電器及相關(guān)器件供電電源。3.2系統(tǒng)工作流程和控制功能實現(xiàn)本系統(tǒng)主拖動直流電機的電樞工作電源和勵磁電源都由直流調(diào)速器提供，該裝置具有反電動勢控制的無測速機系統(tǒng)，反電動勢控制不需要測速裝置，只需測量直流調(diào)速器的輸出電樞電壓，測出的電樞電壓經(jīng)電機內(nèi)阻壓降補償處理。補償量的大小在電流調(diào)節(jié)器優(yōu)化過程中自動確定，系統(tǒng)將得到的反電動勢反饋到轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器比較由反電動勢表征的實際速度值與速度給定值的大小，根據(jù)偏差自動調(diào)節(jié)電樞電壓與電流，從而實現(xiàn)平滑調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速。系統(tǒng)采用可編程控

26、制器進行邏輯控制和電機反電動勢Ea過零的實時檢測，以實現(xiàn)零速換向?？删幊炭刂破鞯哪M量輸入端口，直接與直流調(diào)速器反電動勢Ea輸出端子連接，以獲得實時信號，并對信號進行實時監(jiān)測。可編程控制器I/O擴展模塊的公共端，用以輸出速度給定控制信號，接至直流調(diào)速器模擬量輸入端子工作臺運行時的速度給定由電位計的預給定通過可編程控制器的控制來提供。調(diào)速電路工作電源由外部電源提供，均接至直流調(diào)速器模擬量輸入端子。當工作臺運行觸發(fā)減速位置開。3.3工作臺控制電路設計工作臺控制電路包括自動循環(huán)工作、步進、步退、以及抬刀電磁鐵控制電路，其控制邏輯電路原理圖如圖2所示。 圖2 工作臺控制邏輯電路原理圖3.4 PLC 控

27、制系統(tǒng)設計針對系統(tǒng)控制特點，KM1、KM3、KM4、KM5、KM6、KM7、KM8、KM9、KM10、KM11、KM12、KM13采用實際接觸器，KM2采用實際繼電器，其余控制繼電器均采用PLC內(nèi)部邏輯繼電器，所有接觸器均只接入一對觸點，作為PLC的輸入，其余觸點均用PLC內(nèi)部邏輯觸點，各個按鈕、開關(guān)(包括接近開關(guān)、行程開關(guān))也均只接入一對點作為PLC的輸入，其余都用PLC邏輯觸點控制8。PLC輸入、輸出分別見表1、表2。主模塊采用的是CPU224，類型為AC/DC繼電器，模塊集成14路輸入、10路輸出共24個數(shù)字量I/O點，可連接7個擴展模塊，最大擴展至168路數(shù)字量I/O點或35路模擬量I

28、/O點。13K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。內(nèi)含6個高速計數(shù)器，其中4個單相計數(shù)器，2個雙向計數(shù)器，都是20kHz時鐘速率。內(nèi)含256個定時器，可方便地通過程序進行延時、計數(shù)控制，處理速度快，準確性高。數(shù)字量擴展模塊采用的是EM223，模塊共16路DC輸入、16路繼電器輸出。數(shù)字量擴展模塊為使用除了主模塊集成的數(shù)字量輸入/輸出點外更多的輸入/輸出提供途徑，靈活性強，很容易擴展I/O點數(shù)，當應用范圍擴大，需要更多輸入/輸出點數(shù)時，PLC可以增加擴展模塊，即可增加I/O點數(shù)。模擬量擴展模塊采用的是EM231，模塊共4路模擬輸入。模擬量擴展模塊具有很好的適應性，可適用于復雜的控制場合，12位的分辨率和多種

29、輸入/輸出范圍使其能夠不用外加放大器而與傳感器和執(zhí)行器直接相連，當實際應用變化時，PLC可以相應地進行擴展，并可非常容易地調(diào)整用戶程序。本系統(tǒng)一共26路數(shù)字量輸入，20路數(shù)字量輸出，加兩路模擬輸入。系統(tǒng)工作流程都由PLC通過輸入點的狀態(tài)來控制，兩路模擬輸入來自直流調(diào)速器內(nèi)部反電動勢值，用來實時檢測工作臺速度。所有正反向穩(wěn)定工作速度值及點動速度值都由PLC通過調(diào)速電位計(圖3-2)RP1RP4來給定。二極管V1V6配合PLC程序用來控制調(diào)速電位計的導通。G端為速度給定信號，接至直流調(diào)速器模擬量輸入端子，直流調(diào)速器根據(jù)模擬量輸入端子地給定信號，經(jīng)內(nèi)部補償運算，自動調(diào)節(jié)工作臺運行速度。表1 PLC輸

30、入的定義表1 PLC輸入的定義I0.0SA1油泵連續(xù)/自動切換 接常開I0.1SB1左側(cè)刀架快速移動按鈕 接常開I0.2SA2垂直刀架快移/自動轉(zhuǎn)換開關(guān) 接常閉I0.3SB2右側(cè)刀架快速移動按鈕 接常開I0.4SA3右側(cè)刀架快移/自動轉(zhuǎn)換開關(guān) 接常閉I0.5SB3左側(cè)刀架快速移動按鈕 接常開I0.6SA4左側(cè)刀架快移/自動轉(zhuǎn)換開關(guān) 接常閉I0.7SB4橫梁上升按鈕 接常開I1.0SB5橫梁下降按鈕 接常開I1.1SQ1橫梁放松行程開關(guān) 接常開I1.2SQ4橫梁上升限位開關(guān) 接常閉I1.3SQ3左側(cè)刀架限位開關(guān) 接常開I1.4SQ2右側(cè)刀架限位開關(guān) 接常開I1.5SB6工作臺停止按鈕 接常開I2

31、.1SB7工作臺步進按鈕 接常開I2.2KM11油壓繼電器觸點 接常開I2.3SQ5工作臺極限限位行程開關(guān) 接常開I2.4SQ6工作臺極限限位行程開關(guān) 接常開I2.5SB8工作臺前進按鈕 接常開I2.6SB9工作臺后退按鈕 接常開I2.7SB10工作臺步退按鈕 接常開I3.0SA5后退減速 接常開I3.1SA6前進減速 接常開I3.2SQ8步退限位和進刀行程開關(guān) 接常開I3.3SQ9步進限位和退刀行程開關(guān) 接常開I3.4KA橫梁夾緊電流繼電器 接常開表3.2 PLC輸出的定義Q0.0KM11油泵Q0.1KM3垂直刀架正轉(zhuǎn)Q0.2KM4垂直刀架反轉(zhuǎn)Q0.3KM5右側(cè)刀架正轉(zhuǎn)Q0.4KM6右側(cè)刀架

32、反轉(zhuǎn)Q0.5KM7左側(cè)刀架正轉(zhuǎn)Q0.6KM8左側(cè)刀架反轉(zhuǎn)Q0.7KM9橫梁上升Q1.0KM10橫梁下升Q1.1KM12橫梁夾緊Q2.0HL2橫梁運行指示燈Q2.1KM1橫梁放松Q2.4KM2后退抬刀繼電器Q2.5RP3正向給定Q2.6R1正向減速Q(mào)2.7RP1正向點動Q3.0RP2反向點動Q3.1R2反向減速Q(mào)3.2RP4反向給定Q3.30線0電位圖3 PLC接線原理圖第4章 軟件設計4.1系統(tǒng)流程圖設計系統(tǒng)的主控制程序流程圖如圖4所示 圖4 主控制程序流程圖4.2 系統(tǒng)可靠性分析采用接近開關(guān)取代原機械撞擊式行程開關(guān)，利用PLC內(nèi)部邏輯，實現(xiàn)了工作臺的零速換向，可消除原工作臺非零速換向時產(chǎn)生的

33、沖擊現(xiàn)象，能很好地保護電機和傳動機構(gòu)，大大減少了維護成本和工作量。采用工作可靠，編程靈活、方便的可編程控制器取代原系統(tǒng)眾多的中間繼電器和時間繼電器，能準確無誤地控制直流調(diào)速系統(tǒng)工作，且系統(tǒng)線路極少，電氣原理圖簡單明了，維護方便。數(shù)據(jù)窗口實時顯示龍門刨床運行中的特征參數(shù)，直觀性好，為操作及維護人員掌握刨床的工作狀態(tài)提供了極大的方便。可靠性和可維修性高，不僅故障率低，且保護功能強，具有較強的故障診斷能力和顯示功能，并容易維修和購買備件。本系統(tǒng)采用直流調(diào)速裝置和PLC控制，可靠性高，軟硬件多層保護，且直流調(diào)速器具有故障檢測和診斷顯示功能。 第5章 結(jié)論現(xiàn)有的龍門刨床電氣控制系統(tǒng)存在可靠性差，維護復雜等一系列問題。本文主要采用反電動勢反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)和可編程控制器對龍門刨床的電控系統(tǒng)進