毕业设计论文-基于plc的龙门刨床电气控制系统设计

毕业设计论文-基于plc的龙门刨床电气控制系统设计内容摘要：

W 7 8 2 40 . 3 3 μ F 1 0 μ F0 . 1 μ FU 0＋－C 41 0 0 μ FG N D 图 稳压电源原理图 黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 表 PLC 输出 KM11 油泵 KM3 垂直刀架正转 KM4 垂直 刀架 反转 KM5 右侧刀架正转 KM6 右侧刀架反转 KM7 左侧刀架正转 KM8 左侧刀架反转 KM9 横梁上升 KM10 横梁下升 KM12 横梁夹紧 HL2 横梁运行指示灯 KM1 横梁放松 KM2 后退抬刀继电器 RP3 正向给定 R1 正向减速 RP1 正向点动 RP2 反向点动 R2 反向减速 RP4 反向给定 0 线 0 电位 全数字直流调速器的选择 装置结构及特点 本文采用 SIMOREG 6RA70 系列直流调速装置作为三相交流电 源直接供电的全数字控制装置，其结构紧凑，用于可调速直流电机电枢和励磁供电，装置额定电流范围为 15~2020A，并可通过并联 SIMOREG 整流装置进行扩展。 SIMOREG 6RA70 系列整流装置特点为体积小，结构紧凑。 装置的门内装有一个电子箱，箱内装入调节板，电子箱内可装用于技术扩展和串行接口的附加板。 各个单元很容易拆装使装置维修服务变得简单、易行 [10]。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 表 中间继电器 JI 工作台自动工作 JOH 横梁上升下降控制 JSH 横梁回升延时 1J — 2J — — 横梁夹紧电流继电器对应的中间继电器 — 横梁回升延时电路中间继电器 1Q 后退换向时接通 1H 前进换向时接通 J 减速接通 2H 后退行程抬刀 — 对应于 的中间继电器 — 对应于 的中间继电器 Q 工作台前进 — 工作台工作中间继电器 H 工作台后退 — 横梁放松动作中间继电器 — 横梁夹紧延时中间继电器 — 横梁电气延时 1 秒中间继电器 — 刀架进刀中间继电器 — 刀架退刀中间继电器 — 工作台自动运行互锁中间继电器 外部信号的连接 (开关量输入 /输出，模拟量输入输出，脉冲发生器等 )通过插接端子排实现。 装置软件存放在快闪 (Flash)EPROM 中，使用基本装置的串行接口可以方便地使软件升级。 电枢回路为三相桥式电路，励磁回路采用单相半控桥。 额定电流 15~850A 的装置，电枢和励磁回路的功率部分为电绝缘晶闸管模块。 更大电流或输入电压高的装置，电枢回路的功率部分为平 板式晶闸管。 主要功能 本系统采用具有反电动势控制的无测速机系统。 反电动势控制不需要测速装置，黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 只需测量 SIMOREG 的输出电压，测出的电枢电压经电机内阻压降补偿处理，补偿量的大小在电流调节器优化过程中自动确定。 PLC 接线原理图如图 所示。 0 .0 0 .20 .1G 1 0V0+ 1 0V5KR25KR1R P4R P3R P2R P16V5V4V3V2V1VL+ .11 .00 .73L0 .61 .51 .41 .31 .2 L+ M L+ 1M .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 2M .0 .1 .2 .3 .4 RA AA+M2L0 .3 0 .50 .41 .11 .01M 2M0 .70 .60 .50 .40 .2 0 .30 .10 .01LP LCA C 2 20VA C 2 20VD C2 4VD C2 4VD C2 4VD C2 4VK M2S B1 S B2 S B3S B4 S B5K M 11K M3K M4K M5K M6K M7K M8 K M9K M 10K M 12 K M1H L2S Q4 S Q2 S B6S B7 K M 11S Q6S B8 S B9 S B 10S A6 S Q7主模块 扩展模块模拟输入块直流调速器S A1 图 PLC 接线原理图 转速调节器将转速给定值与实际值进行比较。 根据它们之间的差值输出相应的电流给定值送电流调节器。 通 过参数设定可分别设定正、负转矩极限，最小设定值总是作为当时转矩限幅。 在转矩限幅器之后的可调电流限幅器用来保护整流装置和电机。 最小设定值总是作为电流限幅。 电流实际值通过三相交流侧的电流互感器检铡，经负载电阻，整流，再经模拟、数字变换后送电流调节器。 电流限幅器的输出作为电流给定值。 电流调节器负责调节电枢电流使电流实际值等于给定值。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 通过参数设定可对电流调节器、转速调节器等单元进行参数优化。 装置还设有模拟量和开关量输入输出口，以引 出或输入相关信号。 逻辑控制电路设计 工作台控制电路设计 工作台控制电路包括自动循环工作、步进、步退、以及抬刀电磁铁控制电路，其控制逻辑电路原理图如图 所示。 速 度 为 零 时 接 通（ P L C 内 部 程 序 实 现 ）A C 2 2 04 R LHQS B 7S Q 7J I ( 2 )S B 8 ( 1 )S Q 5S Q 6K M 1 2 K M 1J IS B 9 ( 2 )1 QK M 1 11 HJ I ( 1 )S B 6S A 74 R LJ I ( 4 )1 QS B 8 ( 2 )S B 9 ( 1 )J I ( 3 )S A 5 ( 1 )S A 6 ( 1 )S A 5 ( 2 ) QS A 6 ( 2 )HD C 2 2 0 VH2 H ( 2 )5 R L2 H ( 1 )Q1 K K2 K K3 K K4 K KK M 24 R F 6 V4 T3 R F3 T5 V4 V2 R F2 T1 R F1 T3 V2 H5 R L3 HJ1 H1 QHQ步 进前 进工 作 台 前 进工 作 台 后 退S B 1 0 步 退S Q 8后 退 换 向 时 接 通前 进 换 向 时 接 通减 速 接 通后 退 行 程 抬 刀右 侧 刀 架右 垂 刀 架左 垂 刀 架左 侧 刀 架停 止图 工作台控制逻辑电路原理图 工作台自动循环工作是借助于六个接近开关来实现的。 前进减速开关 SA6，后退减速开关 SA5，前进、步进限位开关 SQ7，后退、步退限位开关 SQ8, 极限限位开关SQ SQ6。 假定系统已得电起动，横梁己夹紧，油泵己上油。 SA7 是横梁夹紧电流黑龙江工程学院本科生毕业设计 16 继 电器的常闭触点，当横梁夹紧到一定程度时动作，夹紧完毕后自动复合。 当按下前进按钮 SB8(1)时，继电器 JI 得电， JI 的常开触点 JI(1)自锁， JI(2)、 JI(3)、 JI(4)均接通。 SB8(1)接通时 SB8(2)断开，因而继电器 H 不能动作，这是为了避免工作台前进控制继电器 Q 与后退控制继电器 H 同时接通引起控制故障。 又因 JI(2)接通，则继电器 Q 得电动作，其所有常闭触点均断开，继电器 H、 2H 不得电，刀具处于放下位置，可编程控制器接通调速回路 (调速电路见下章 )，直流调速器通过调速电位计获得正向给定，工作台开始前进 加速至稳定工作阶段 [11]。 当工作台前进至触发减速接近开关 SA6 时， SA6(1)、 SA6(2)均接通，减速继电器J 动作， PLC 接通调速回路，直流调速器获得零速给定，工作台开始减速。 当可编程控制器检测到工作台速度为零时，继电器 1H 动作，其常闭触点 1H 断开，继电器 Q失电， Q 的所有常闭触点接通，则工作台后退控制继电器 H 得电， H 的常开触点接通，常闭触点断开，所以 H 得电期间，继电器 Q 不能得电。 因继电器 H 的常开触点接通，后退行程抬刀控制继电器 2H 得电，其常开触点 2H (1)自锁， 2H (2)接通，中间继电器KM2 得电 ，其常开触点 KM2 接通，又因所用刀架的手动选择开关 (1KK4KK)早已闭合，则所选刀架的抬刀电磁铁 (1T4T)得电，刀具抬起，同时可编程控制器接通调速回路，直流调速器通过调速电位计获得负向给定，工作台开始后退 [11]。 当工作台后退至触发减速接近开关 SA5 时， SA5(1)、 SA5(2)均接通，减速继电器J 动作，直流调速器通过 PLC 获得零速给定，工作台开始减速。 当 PLC 检测到工作台速度为零时，继电器 1Q 动作，其常闭触点 1Q 断开，继电器 H 失电， H 的常开触点断开，常闭触点接通，则继电器 Q 得电，其所有常闭触点断 开，继电器 H、 2H 均不得电，刀具放下， PLC 接通调速回路，直流调速器通过调速电位计获得正向给定，工作台又开始前进。 如果要求工作台停止运行，按停止按钮 SB6，即断开工作台控制电路，使继电器 JI 失电，继电器 Q、 H、 J 也相继失电，工作台便迅速制动停车。 步进、步退电路控制电路工作原理 ： 当按下步进按钮 SB7，继电器 Q 得电，工作台以步进速度前进，步进速度由可编程控制器通过调速电位计给定。 由于无自锁触点，故松开按钮，工作台就停止前进 ； 当按下步退按钮 SB10 时，工作台步退，原理同上。 在 JI 继电器回路中，串有 KM12(横 梁夹紧时动作 )、 KM1(横梁放松时动作 )两个常闭触点，在横梁调整时，保证工作台自动循环电路不能接通。 另外还串有 SQ5， SQ6两个正反向极限限位接近开关的常闭触点，工作台一触发接近开关， JI 继电器即失电，工作台停止，防止调试时因操作不当而使工作台冲出去。 横梁控制电路设计 横梁与刀架、润滑泵控制逻辑电路如图 所示。 横梁在移动 (上升或下降 )时工黑龙江工程学院本科生毕业设计 17 作台不准运动。 同时首先必须放松，待上升或下降到所需位置后自动夹紧。 常闭触点JI (1)只在工作台停止运动时才闭合，只有在此种情况下才能操作横梁电路。 3 AS B 2( 1 )( 2 )S B 32 R LX 1S B 1 2J WS B 1 1NQ F 9K M 1 3K M 2J I( 3 )S A 1J IJ I( 2 )( 4 )1 J 2 JJ IS B 4A C 2 2 0 VK M 1 1S A 21 Q1 Q1 H1 HK M 4K M 3K M 6K M 3K M 4K M 5K M 6S A 3K M 5S A 41 Q 1 HK M 8K M 7K M 7K M 8J O HK M 9K M 1 0S Q 1S B 5 J O HK M 1 2 J S HK M 1 06 AS Q 4J O H1 J 2 J K M 9J O H K M 1S A 7K M 1 2J O HK M 1K M 1 2 K M 1J S H1 J2 JS Q 1K M 1 0S Q 3S Q 2H L 2H L 3交 流 电 源 指 示 灯直 流 电 及 供 电 控 制直 流 机 冷 却 风 机油 泵 电 机垂 直 刀 架 控 制右 侧 刀 架 控 制左 侧 刀 架 控 制横 梁 上 升横 梁 下 降K M 1 2横 梁 夹 紧横 梁 运 行 指 示 灯横 梁 放 松横 梁 下 降 回 升 延 时自 动连 续( 2 ) ( 2 )( 2 )( 2 )( 1 )( 1 )( 1 )( 1 )( 1 )( 1 )( 1 )( 1 )( 2 )( 2 )( 2 )( 2 )( 2 )( 2 )( 3 )( 3 )( 2 )( 1 )( 4 )( 1 )( 3 )( 3 )( 2 )( 1 ) 图 横梁与刀架、润滑泵控制逻辑电路 横梁上升时按下按钮 SB4(1)，则继电器 JOH 得电，它的常开触点 JOH(3)闭合，使接触器 KM1 得电。 其串入横梁松紧电机电路的常开触点闭合，横梁松紧电机通电反转，横梁放松。 横梁放松时控制限位开关制子往放松方向移动，到一定程度使 SQ1动作。 SQ1(2)断开， KM1 继电器断电，横梁放松完毕。 横梁放松后， SQ1(1)接通，由于常开触点 JOH(1)已经闭合，所以接触器 KM9 得电，其串入横梁升降电机的常开触点闭合， 横梁升降通电正转，横梁上升，横梁在运动中指示灯 HL2 亮。 移动至需要位置时，松开按钮 SB4, JOH 继电器失电，横梁升降电机停止工作。 限位开关。