新编基于plc的龙门刨床控制系统设计(定稿

新编基于plc的龙门刨床控制系统设计(定稿内容摘要：

0 路数字量输出，加两路模拟输入。 系统工作流程都由 PLC 通过输入点的状态来控制，两路模拟输入来自直流调速器内部反电动势值，用来实时检测工作台速度。 所有正反向稳定工作速度值及点动 速度值都由PLC 通过调速电位计 (图 32)RP1~RP4 来给定。 二极管 V1~V6 配合 PLC 程序用来控制调速电位计的导通。 G 端为速度给定信号，接至直流调速器模拟量输入端子，直流调速器根据模拟量输入端子地给定信号，经内部补偿运算，自动调节工作台运行速度。 表 1 PLC 输入的定义 表1 PLC 输入 的定义 I0.0 SA1 油泵连续 /自动切换 接常开 I0.1 SB1 左侧刀架快速移动按钮 接常开 I0.2 SA2 垂直刀架快移 /自动转 换开关 接常闭 I0.3 SB2 右侧刀架快速移动按钮 接常开 I0.4 SA3 右侧刀架快移 /自动转换开关 接常闭 I0.5 SB3 左侧刀架快速移动按钮 接常开 I0.6 SA4 左侧刀架快移 /自动转换开关 接常闭 I0.7 SB4 横梁上升按钮 接常开 I1.0 SB5 横梁下降按钮 接常开 I1.1 SQ1 横梁放松行程开关 接常开 I1.2 SQ4 横梁上升限位开关 接常闭 I1.3 SQ3 左侧刀架限位开关 接常开 I1.4 SQ2 右侧刀架限位开关 接常开 I1.5 SB6 工作台停止按钮 接常开 烟台南山学院毕业设计（论文） 第 15 页 I2.1 SB7 工作台步进按钮 接常开 I2.2 KM11 油压继电器触点 接常开 I2.3 SQ5 工作台极限限位行程开关 接常开 I2.4 SQ6 工作台极限限位行程开关 接常开 I2.5 SB8 工作台前进按钮 接常开 I2.6 SB9 工作台后退按钮 接常开 I2.7 SB10 工作台步退按钮 接常开 I3.0 SA5 后退减速 接常开 I3.1 SA6 前进减速 接常开 I3.2 SQ8 步退限位和进刀行程开关 接常开 I3.3 SQ9 步进限位和退刀行程开关 接常开 I3.4 KA 横梁夹紧电流继电 器 接常开 表 PLC 输出的定义 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 烟台南山学院毕业设计（论文） 第 16 页 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 烟台南山学院毕业设计（论文） 第 17 页 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 B2S B3S B4S B5K M 11K M3K M4K M5K M6K M7K M8 K M9K M 10K M 12 K M1H L2S Q4 S Q2 S B6S B7K M 11 S Q6S B8 S B9 S B 10S A6S Q7主模块 扩展模块模拟输入块直流调速器S A1图 3 PLC 接线原理图 烟台南山学院毕业设计（论文） 第 18 页 第 4 章 软件设计 系统流程图设计 系统的主控制程序流程图如图 4 所示 初 始 化是 否 故 障。 故 障 处 理故 障 显 示报 警选 择停 机工作台移动横梁移动刀架移动位 置 调 整自 动 循 环加 工加 工 行 程测 算是否启 动停 机特殊情况位置有误一切正常工 作 状 态 烟台南山学院毕业设计（论文） 第 19 页 图 4 主控制程序流程图 系统可靠性分析 采用接近开关取代原机械撞击式行程开关，利用 PLC 内部逻辑，实现了工作台的零速换向，可消除原工作台非零速换向时产生的冲击现象，能很好地保护电机和传动机构，大大减少了维护成本和工作量。 采用工作可靠，编程灵活、方便的可编程控制器取代原系统众多的中间继电器和时间继电器，能准确无误地控制直流调速系统工作，且系统线路极少，电气原理图简单明了，维护方便。 数据窗口实时显示龙门刨床运行中的特征参数，直观性好，为操作及维护人员掌握刨床的工作状态提供了极大的方便。 可靠性和可维修性高，不仅故障率低，且保护功能强，具有较强的故障诊断能力和显示功能，并容易维修和购买备件。 本系统采用直流调速装置和 PLC 控制，可靠性高，软硬件多层保护，且直流调速器具有故障检测和诊断显示功能。 烟台南山学院毕业设计（论文） 第 20 页 第 5 章 结论 现有的龙门刨床电气控制系统存在可靠性差，维护复杂等一系列问题。 本文主要采用反电动势反馈 的直流调速系统和可编程控制器对龙门刨床的电控系统进行设计，实现了平滑调速和无冲击换向。 本设计完成了以下工作：采用接近开关取代原机械撞击式行程开关，利用PLC 内部逻辑，实现了工作台的零速换向，可消除原工作台零速换向时产生的冲击现象，能很好地保护电机和传动机构，大大减少了维护成本和工作量；采用工作可靠，编程灵活、方便的可编程控制器取代原系统众多的中间继电器和时间继电器，能准确无误地控制直流调速系统工作，且系统线路极少，电气原理图简单明了，维护方便；直流调速装置内部有参数优化功能，对直流电机实行参数优化以后，工 作台速度十分稳定，还可方便地改变慢速切入和慢速退出的时间，大大提高了工作效率和工件表面加工质量。 同时，在指导老师的指导下，并与有共同设计内容的同学交流，分析、整理和研究课题，先确立了设计基本思路，遇到问题及时与指导老师沟通，在老师的指点和自己的努力，最后完成了整个设计。 脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我们在这次设计中最大的收益。 我们想这是一次意志的磨练，是对我们实际能力的一次提升，也会对我们未来的学习和工作有很大的帮助。 烟台南山学院毕业设计（论文） 第 21 页 致 谢 论文终于完成了，在这过程中我们不仅 学到了许多知识，而且发现自己的很多不足之处。 首先，我 们 要感谢我 们 的 指导老师邱世广老师。 本论文从提纲到初稿乃至成稿，都经过他精心的指导和修改，提出了严格的要求和许多宝贵的意见。 可以说，我们 的整篇论文凝聚着他的心血。 其次，我 们 要感谢 咱们自动化系的所有老师。 是他们对论文选题、选材、编写格式等方面给予了细心的指导，使本人的毕业论文设计得以有条不紊地进行。 烟台南山学院毕业设计（论文） 第 22 页 参 考文献 [1]李恩林 .龙门刨床自动控制 [M].北京：科学出版社， 1978： 1217. [2]梁述明 .刘惠康，黄开知 .龙门刨床全数字直流调速系统 [J].武汉冶金科技大 学学报， 1998， 21(2)： 6589. [3]刘金琪 .机床电气自动控制 [M].哈尔滨工业大学出版社， 1999： 93106. [4]秦继荣 .沈安俊 .现代直流伺服控制技术及其系统设计 [M].北京：机械工业出版社，1993： 5684. [5]丛望 .郭镇明 .电机学 [M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社， 1996： 6280. [6]钟肇新 .可编程控制器入门教程 [M].广州：华南理工大学出版社， 1999： 124164. [7]王永华 .现代电气控制及 PLC应用 技术 [M].北京：北京航空航天大学出版社， 2020：6498. [8]许成厚 .机床电气线路原理、调整、维修 [M].安徽：科学技术出版社 , 1988：7394. [9]陈伯时 .电力拖动自动控制系统 [M].上海：上海工业大学出版社， 1993：6081. [10]宋银宾 .电机拖动基础 [M].北京：冶金工业出版社， 1993： 124150. 烟台南山学院毕业设计（论文） 第 23 页 附 录 系统程序梯形图 刀 架 进 刀I 3 . 2右 侧 刀 架 正 转右 侧 刀 架 反 转左 侧 刀 架 正 转左 侧 刀 架 反 转横 梁 上 升 下 降 夹 紧 运 行 指 示 灯横 梁 部 分油 泵 自 动 / 连 续 工 作M 0 . 0 I 0 . 0 Q 0 . 0I 0 . 0M 2 . 5I 3 . 3M 2 . 6M 0 . 0 I 0 . 1 I 0 . 2 Q 0 . 2Q 0 . 1垂 直 刀 架 正 转I 0 . 2 M 2 . 5垂 直 刀 架 反 转I 0 . 2 M 2 . 6 Q 0 . 1 Q 0 . 2M 0 . 3M 0 . 4M 0 . 0I 0 . 3 I 0 . 4Q 0 . 4 Q 0 . 3I 0 . 4M 2 . 5M 0 . 3 M 0 . 4M 0 . 0 I 0 . 5 I 0 . 6I 0 . 4 M 2 . 6 Q 0 . 3 Q 0 . 4Q 0 . 5Q 0 . 6M 0 . 3 M 0 . 4I 0 . 6 M 2 . 5M 0 . 3 M 0 . 4 I 0 . 4 M 2 . 6 Q 0 . 3 Q 0 . 4M 0 . 0 I 0 . 7 M 0 . 1I 1 . 0I 1 . 1 I 1 . 0I 1 . 2M 0 . 1Q 1 . 0 Q 0 . 7M 0 . 5Q 1 . 1 M 0 . 2I 0 . 7 M 0 . 1 M 0 . 3 M 0 . 4 Q 0 . 7Q 1 . 0M 0 . 1 Q 2 . 1Q 1 . 1Q 2 . 0M 2 . 0 烟台南山学院毕业设计（论文） 第 24 页 NI NP TT O NI NP TT O NRT 3 2I 1 . 3M 0 . 3I 1 . 4M 0 . 4NSI NP TT O NS+ 1 0 0 0RT 3 2工 作 台 前 进工 作 台 控 制横 梁 夹 紧 控 制横 梁 上 升 时 间 0 . 5 秒P L C 内 部 触 点 实 现 电 气 延 时 1 秒横 梁 下 降 延 时横 梁 放 松I 1 . 1M 0 . 1 Q 2 . 1 Q 2 . 1Q 2 . 1Q 1 . 0M 0 . 6M 0 . 6 M 2 . 31M 2 . 3T 9 6T 9 6 M 0 . 2SM 0 . 2 M 2 . 3R11M 0 . 2M 0 . 2I 1 . 1M 2。