龙门刨床的PLC变频器改造设计与排故.doc

常州工学院学士学位论文PAGE\*MERGEFORMAT16目录第一部分设计任务与调研……………………………………………31.1毕业设计的主要任务…………………………………………………………31.2设计的思路、方法等…………………………………………………………31.3调研的目的和总结……………………………………………………3第二部分设计说明……………………………………………………42.1龙门刨床的简介………………………………………………………………42.2工作台运动及调速……………………………………………………………42.3工作台调速方案………………………………………………………………62.4龙门刨床电气控制系统分析及排故处理……………………………………8第三部分设计成果…………………………………………………103.1工作台电气控制输入、输出确定…………………………………………103.2工作台电气控制接线图……………………………………………………113.3工作台PLC电气控制程序…………………………………………………123.4PLCI/O分配表………………………………………………………………13第四部分结束语……………………………………………………16第五部分致谢…………………………………………………………17第六部分参考文献……………………………………………………18第一部分设计任务与调研1.1毕业设计的主要任务通过对龙门刨床进行PLC改造设计与排故，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。本设计根据龙门刨床的工艺对控制系统的要求，对电气控制系统进行总体的设计。实现开关量逻辑控制和变频电动机的转速控制，充分发挥PLC的优势，对龙门刨床进行电气进行改造，以提高龙门刨床的生产效率，满足加工工艺的要求。1.2设计的思路、方法设计思路：通过变频器对龙门刨床进行改造，不同工件自由调节工作速度，单独调整前进和后退的速度。实现性能好，快速，平稳起动和制动，减小对电网和机械的冲击，很好地实现慢速切入，快速换向等工艺要求。本次用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要求，在保留原始控制功能的前提下，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。方法手段：设备选型、PLC编程、PLC实训室程序调试、文献检索、图书馆借阅、手册查询、排故实训室常见故障及检修与排除。1.3调研的目的和总结以往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。现如今PLC及变频器技术不断发展，用PLC设计电气控制系统是简便可行的方法。从电动机调速理论可知，若采用变频调速，在频率低于额定频率时，电动机调速具有恒转矩输出特性，而在高于额定频率区，电动机电压不能升高，具有恒功率输出特性。比较可知，采用变频调速时，电动机的机械特性曲线刚好与刨台的运动所对应的特性曲线相符。因此，适宜于采用变频调速对龙门刨床主运动系统进行改造，并使电动机的工作频率适当提高至额定频率以上。近几年来在工业自动化，机电一体化，改造传统产业等方面，PLC得到广泛的应用.采用可编程序控制器(PLC)对龙门刨床的传统控制系统进行改造，将具有投资小、改造周期短，节能降耗、提高功效显著的优点。第二部分设计说明2.1龙门刨床的概述2.1.1龙门刨床的主要结构基本结构：龙门刨床包括，床身、工作台、横梁、左右垂直刀架、左右侧刀架、进给箱、立柱、龙门顶等。刨床系指用刨刀加工工件表面的机床。刀具与工件做相对直线运动进行加工，主要用于各种平面与沟槽加工，也可用于直线成形面的加工。即用刨刀对工件的平面、沟槽或成形表面进行刨削的直线运动机床。2.1.2龙门刨床的运动形式图2-1龙门刨床的运动形式在图中具体时间的运动情况解释如下t1段表示刨台起动，刨刀切入工件的阶段。t2段为刨削段，刨台加速至正常的刨削速度，处于中速运行段。t3段为刨刀退出工件段，为防止边缘被崩裂，同样要求速度较低。t4段为返回段，返回过程中，刨刀不切削工件。t5段为缓冲区。返回行程即将结束，再反向到工作速度之前，为减小对传动机械的冲击，应将速度降低，之后进入下一周期。2.2工作台运动及调速要求采用交流变频调速系统，可以通过灵活的预置恒转矩与恒功率调速的转换点，使调速系统的特性更好地满足龙门刨床主拖动负载的调速特性要求，进而降低主拖动电动机的设计功率。调速范围可以达到40:1，静差度小于3%，更换不同的工作组件就可使刨床一机多用。为了提高加工精度，工作台的速度不随切削量的变化而变化，自动调速，达到速度曲线的要求，提高了加工质量与效率。如图4所示。图2-2变频调速的机械特性工作台行程速