用PLC改造龙门刨床电气控制系统

1、用PLC改造龙门刨床电气控制系统一、绪论从世界上第一台可编程控器（PLC）诞生的30多年时间里，可 编程控器的应用技术得到了迅猛的发展，利用PLC改造龙门刨床电气控制系统是一种典型的机电一体化系统的实际应用， 也是一 种典型的可编程控器（PLC）技术的实际应用，它是通过可编程控 器, 以实现龙门刨床工作台的步进，步退，自动前进，自动后退。 横梁的升降， 以及刀架的进给一系列动作的控制。 本系统采用日 本松下FX1系列的PLC编程语言进行系统编程。二、龙门刨床加工及控制过程介绍 在着手看龙门刨床电气控制线路图之前， 首先应该了解龙门 刨床的生产工艺及它对电气控制系统提出的要求。B2012A龙门刨

2、床对电气控制系统的要求，综合起来大约有 以下几点：（ 1）宽广的调速范围。由于加工不同的零件和使用 不同的刀具， 就要求机床具有不同的速度， 以满足生产工艺的要 求。B2012A龙门刨床采用了电机放大机作为直流发电机励磁调 节器的直流发电机 -电动机系统，从而保证工作台调速范围达到 20：1。工作台在低速档的速度为 6-60 米/分。在高速档为 9-90 米/ 分。在低速档或高速档范围内，能够实现电气的无级调速， 以便能选择最合理的切削速度。（ 2）工作台能按照需要实现自 动的往返循环。在高速切削时，为了减小对刀具的冲击，应使刀具慢速切入工件。 在工作台前进与返回行程末尾， 工作台能自动 减速

3、，以保证刀具慢速离开工件，防止工件边缘剥裂，同时可减 小工作台反向时的冲程和对电机、机械的冲击。（3）工作台前进与返回行程的速度，能分别地做无级调整，不必停车。用于磨 削时，工作台应能降低速度为 1米/ 分。（4）刀架能自动进给和 快速移动。（ 5）系统的机械特性应具有一定的硬度（静差度小 于 10%），以避免因切削负荷的变化引起工作台速度过大的波动， 而影响到加工表面的质量。 同时，系统的机械特性应具有下垂特 性，当负荷过大时，能使拖动工作台的直流电动机的转速下降， 以致停止，从而达到保护电机及机械部分的目的。（6）因为工作台经常运行在过渡过程状态， 因此要求过渡过程快， 传动平稳。 （7）

4、有必须的联锁保护。三、用可编程序控制器（PLC改造龙门刨床电气控制系统（一）如何利用PLC替代龙门刨床的接触器在利用PLC改造龙门刨床电气控制系统的工作过程中，我将 龙门刨床的电气控制系统分为四大块， 逐个改造， 最后整合在一 起，修改整个程序的不成熟之处，这四大块分别是 1）主拖动机 组的控制 2）工作台的控制 3）刀架的控制 4）横梁升降的控制。 下面就先从主拖动机组的控制讲起。（ 1）主拖机组的控制Y-起动机组的起动按钮（2A）和停止按钮（1A），在程序 中由输入开关x1和x0来代替，接触器CA Y、C-B都采用内部继电器来编写，接触器在程序中作为外部继电器处理，时间继电器SJ-A和SJ

5、- 采用TM指令处理。其中SJ- 的动作要先于 SJ-A，因为当按下启动按钮x1（2A）后C-A吸合，并联在x1下的 常开触点将启动按钮自锁， 这时交流电动机被接通， 励磁机产生 励磁，只有励磁机（自励）产生足够的电压，SJ- 才能接通，而后SJ-A，C-B、Y等接触器才能吸合。但用 PLC程序设计结合 显示板做模拟显示实验时， 省去了励磁机， 这里只能以电压作为 度量值的SJ- 时间继电器，做成以时间为度量值的处理。SJ- 的第二个作用是利用它的常闭延时闭合触点闭合时的延时保证 接触器Y形释放后形才吸合。在程序中 SJ- 的常闭延时闭合 触点由TM指令的常闭触点代替。各条支路互锁、自锁触点则

6、是 由相应的内部或外部继电器的常开或常闭触点构成的。（2）工作台的控制在编程中将这部分内容分为步进、 步退和工作台自动工作两 部分。当电机组Y- 起动成功，串接在工作台控制线路中的外 部继电器的常开触点闭合， 这时才可以进行步进、 步退或自动 运行操作。工作台步进、步退、前进、后退的起动按钮由输入开 关x7、x8、x10、x11来编写，总停止由输入开关 x9来编写。为 了便于工作台停止按钮的控制，加入了内部继电器R26,步进、步退及自动运行控制的支路中都串入了R26的常开触点进行互锁。结合显示板，将接触器 Q、 H、 JI 都作为外部继电器处理， 当步进或步退操作时 Q H所对应的小灯亮，当工

7、作台自动运行时，JI继电器对应的小灯亮，同时若工作台处于前进状态，Q继电器对应的小灯也亮，若处于后退状态JI和H分别对应的小灯同时亮。在工作台前进， 后退。自动运行以及慢速切入等功能的线路 中，都用到行程开关。A系列龙门刨床电气原理图中的行程开关 多达 6 个，本程序采用了带自锁的输入点的方式来编写，为了在显示板中显示出某个行程开关的具体动作情况这六个行程开关 分别连接六个输出继电器， 并配以小灯表示其动作情况。 工作台 的前进减速， 后退减速， 慢速切入控制由于与交磁扩大机中的电 阻 b-Q ,b-H 相连，而本文后面将对交磁扩大机调速环节做直流 可控硅调速系统的改造， 所以在编写程序里没有做任何改变， 也 没将其删去。 程序中所用到的自锁、 互锁都是由内部继电器和外 部继电器的常开或常闭触点在电路中并联或串联来实现的。（3）刀架的控制 刀架控制程序分为三个部分，垂直刀架，左侧刀架，每个程 序又分为自动运行和刀架快速移动两个方面。以垂直刀架为例， 垂直刀架电动机的