郑州华信学院
课程设计说明书
题 目： 龙门刨床PLC、变频器改造
姓 名： 张军锋 院 系： 机电工程学院 专业班级： 电气工程及其自动化（1）班 学 号： 0902120140 指导教师： 王仁光 马宪华
成 绩：
时间： 年 月 日至 年 月 日
0
郑州华信学院课程设计
目 录
前言 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。 1.B2012A型龙门刨床的运动形式及改造要求 ............................................................................. 3
1.1龙门刨床的结构 ................................................................................................................. 3
1.龙门刨床简介 ............................................................................................................... 3 2. 刨床工作过程 ............................................................................................................. 4 1.2.龙门刨床电气控制及改造意义 ....................................................................................... 4 1.3.B2012A型龙门刨床电气控制改造的总体要求 .............................................................. 5
1.总体设计框图 ............................................................................................................... 5 2 龙门刨床改造的总体要求 ........................................................................................... 5 3 PLC与变频器的选型及参数确定 ................................................................................ 6 4 变频器选型 ................................................................................................................... 7 1.4 龙门刨床的电气控制改造方案 ....................................................................................... 8 2.工作台的变频调速及PLC控制 .................................................................................................. 9
2.1工作台的运动形式即调速要求 ........................................................................................ 9
1 调速要求 ....................................................................................................................... 9 2工作台自动循环控制电路 .......................................................................................... 10 3 工作台步进，步退控制 ............................................................................................. 10 4. 刨台运动的机械特性曲线 ....................................................................................... 10 2.2工作台的调速方案.......................................................................................................... 10 2.3 工作台电气控制输入、输出地址分配 ......................................................................... 11 2.4工作台电气控制接线图.................................................................................................. 12 2.5 工作台的PLC程序 ........................................................................................................ 13 3. 刀架变频调速及PLC控制 ...................................................................................................... 14
3.1刀架运动及调速要求...................................................................................................... 15 3.2 刀架的调速方案............................................................................................................. 16 3.3 刀架电气控制的输入输出地址分配 ............................................................................. 16 3.4 刀架电气控制接线图..................................................................................................... 17 3.5 刀架电气控制PLC图..................................................................................................... 17 4. 横梁及辅助部分运动控制 ...................................................................................................... 20
4.1 横梁运动形式及拖动方式............................................................................................. 20 4.2. 油泵控制 ...................................................................................................................... 20 4.3 铣磨头变频调速方案..................................................................................................... 20 4.4 横梁及其辅助运动的输入、输出地址分配 ................................................................. 21 4.5横梁及其它辅助接线图.................................................................................................. 22 4.6横梁及其它辅助运动PLC控制及程序 .......................................................................... 23 5.课程设计总结 ............................................................................................................................ 24
5.1龙门刨床电气控制改造意义与可行性分析 .................................................................. 24 5.2 龙门刨床电气改造效果及解决的主要问题 ................................. 错误！未定义书签。 5.3课程设计心得与体会...................................................................... 错误！未定义书签。 5.4总程序图 ......................................................................................................................... 25 5.5 结束语 ............................................................................................................................ 29
1
郑州华信学院课程设计
摘 要
分析了龙门刨床的运动特点，利用PLC和变频技术对B2012A型龙门刨床进行自动化改造，以提高其加工效率和精度。
关键词： 龙门刨床；PLC；变频。
前 言
龙门刨床是机械工业的主要工作母机之一，在工业生产中占有重要的位置。其电气控制系统包括工作台的主传动和进给机构逻辑时序控制两大部分。龙门刨床工作台的行程控制多采用传统的继电器、行程开关控制方式来实现，该方式存在着故障率高、接线复杂、灵活性小、检修不方便等缺点。这对加工性能及成本有很大的影响，有的甚至无法在一些加工要求稍高的工件场合下使用。
但是，目前部分中小型企业及高校仍广泛使用这种传统的继电器控制机床。在资金紧张的情况下，更新机床是不太现实的。因此，对龙门刨床加工性能和要求进行分析研究，设计一套低成本高性能的控制方案，应用于实践，可最大限度发挥龙门刨床的加工潜力，提高可靠性，降低运行成本，对老式龙门刨床的改造提高有很大的实际意义。
随着PLC在工业控制中的迅猛发展，为改变上述缺点提供了有效途径。因此，本文作者将以B2012A型龙门刨床为例，根据龙门刨床的加工工艺特点，采用可编程序控制器(PLC)对其传统控制系统进行改造。
2
郑州华信学院课程设计
1.B2012A型龙门刨床的运动形式及改造要求
1.1龙门刨床的结构
1.龙门刨床简介
龙门刨床是各类机加工厂中较为常见的设备，是具有门式框架和卧式长床身的刨床。龙门刨床主要用于刨削大型工件，也可在工作台上装夹多个零件同时加工。龙门刨床的工作台带着工件通过门式框架作直线往复运动，空行程速度大于工作行程速度。横梁上一般装有两个垂直刀架，刀架滑座可在垂直面内回转一个角度，并可沿横梁作横向进给运动；刨刀可在刀架上作垂直或斜向进给运动；横梁可在两立柱上作上下调整。一般在两个立柱上还安装可沿立柱上下移动的侧刀架,以扩大加工范围工作台回程时能机动抬刀，以免划伤工件表面。机床工作台的驱动可用发电机－电动机组或用可控硅直流调速方式,调速范围较大,在低速时也能获得较大的驱动力。
龙门铣床还有一些变型以适应不同的加工对象。①龙门铣镗床：横梁上装有可铣可镗的铣镗头，其主轴（套筒或滑枕）能作轴向机动进给并有运动微调装置,微调速度可低至5毫米/分。②桥式龙门铣床：加工时工作台和工件不动,而由龙门架移动。其特点是占地面积小，承载能力大，龙门架行程可达20米，便于加工特长或特重的工件 ，其外形与龙门刨床相似，区别在于它的横梁和立柱上装的不是刨刀刀架而是带有主轴箱的铣刀架，并且龙门铣床的纵向工作台的往复运动不是主运动，而是进给运动，而铣刀的旋转运动是主运动。在龙门铣床上可以用多把铣刀同时加工表面，所以生产效率比较高，适用与成批和单件生产，用以加工中型和大型工件。
B2012A型龙门刨床主要由7部分组成，如图1所示，其中床身为箱体型零件，其上有V形导轨。工作台安放在床身上，工作台下面有斜齿条，可以往复运动。横梁用于安装垂直刀架，刨削加工时严禁动作，只有在工作台停止运动时才能移动，以调整刀架高度。两个垂直刀架可沿横梁导轨在水平方向。或沿刀架本身的滑板导轨在垂直方向作快速移动或工作进给。左右侧刀架及进给箱可沿立柱导轨上下快速移动或自动进给
3
郑州华信学院课程设计
图1
2. 刨床工作过程
龙门刨床的刨削过程是工件与刨刀作相对运动的过程。为此，工件必须与工作台一起频繁地进行往复运动，工件的切削加工仅在工作行程中，返回行程是空行程。在切削过程中只有工作台由返回行程转到工作行程的期间刀假才进行一定量的进给。其中，机床的主运动是工作台纵向往复运动，而横梁的上下移动，刀架沿横梁的左右移动，以及侧刀架在立柱的上下往复运动称作往复运动。
1.2.龙门刨床电气控制及改造意义
龙门刨床是 机械工业的主要工作母机之一，在工业生产中占有重要的位置。龙门刨床工作台的行程控制 多采用传统的继电器、行程开关控制方式来实现，该方式存在着故障率高、接线复杂、灵活性小、检修不方便等缺点。这对加工性能及成本有很大的影响，有的甚至无法在一些加工要求稍高的工作场合下使用。
目前部分中小型企业及高校仍广泛使用这种传统的继电器控制机床，在资金紧张的情况下，更新机床是不太现实的。因此，对龙门刨床加工性能和要求进行
4
郑州华信学院课程设计
分析研究，设计一套低成本高性能的控制方案，应用于实践，可最大限度发挥龙门刨床的加工潜力，提高可靠性，降低运行成本，对老式龙门刨床的改造提高有很大的实际意义。
1.3.B2012A型龙门刨床电气控制改造的总体要求
1.总体设计框图
图2 2 龙门刨床改造的总体要求
B2012A型龙门刨床的主拖动系统要求比较高，它不仅要求足够大的切削功率，较大的调速范围，而且能够按照要求实现自动的速度循环。对于刀架的移动、进刀、退刀、抬刀、横梁放松与加紧，横梁上升与下降。工作台步进与步退等各种电动机与控制电器配合实现电器配合实现。B2012A型龙门刨床对电气控制和PLC控制的系统要求综合起来有以下几个方面： （1）要求有宽广的调速范围
由于在加工过程中的材料和零件不同，所使用的刀具也会不同，这就要求机床有不同的速度，以便满足不同加工工艺的要求。
5
郑州华信学院课程设计
B2012A型龙门刨床采用电机放大机作为直流发电机励磁调节器的直流发电机-电动机组系统并加一级机械变速，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——60m/min在高速档的速度为9——90m/min在低速档或高速档范围内，可实现电气的无机调速，一边生产时能选择最合理的切削速度。 （2）电气控制电路能保证机床可靠的自动工作
工作台往复运动一次后，刀架自动进给。后退行程中，刀架自动拾起。工作台在行程末尾可进行减速、反向等运动的自动变换。 （3）工作台能够按照需要实现自动往返循环
切削速度与冲击为刀具所能承受时，利用转换开关，可以取消慢速切入。在工作台前进与返回行程末尾，工作台能自动调速，以保证刀具慢速离开工件，防止工件边沿崩裂，同时可减少工作台反向时的冲程和对电动机及其它机械的冲击。
（4）工作太台速度调整，且无需停车
用于磨削时，工作台应能降低速度至1m/min，以便保持磨削时工件的精度。能自动调速，以保证刀具慢速离开工件，防止工件边缘剥裂，同时减少工作台反向时的冲程和对电动机及其它机械的冲击。
（5）进行加工时，工件装在工作台上，工作台沿床身导轨作直线往复运动。横梁上的垂直刀架和立柱上的侧刀架都可以垂直或水平进给。 （6）系统的机械特性要有一定的硬度
为了避免因切削发生变化引起的工作台速度有较大的波动，以至于影响加工工件表面的质量，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，直至停止，从而达到保护电动机及机械装置的目的。
（7）有必要的联锁保护
3 PLC与变频器的选型及参数确定
1. B2010A型龙门刨床的主拖动采用最初50年代的A-G-M调速系统，即电机扩大
机－直流发电机－直流电动机组系统，,采用的是机械比2：1和电气调速范围为10：1的机电联合调速系统。
电机扩大机-直流发电机-直流电动机（A-G-M）调速系统，它涉及电机多，
占地面积大、噪声污染严重、调速范围很窄，尤其交流电动机拖动发电机浪费电能很严重，而且电控部分采用继电器逻辑控制，线路复杂，故障率高，检修、维修困难。
6
郑州华信学院课程设计
随着科技的进步，电力电子技术和微电子技术得到飞速的发展，以及矢量控制技术的完善，A-G-M调速系统在技术方面远远落后于日新月异的变频调速技术，使得变频调速技术被广泛使用在调速方面。 4 变频器选型
根据前述龙门刨床拖动系统的工作要求，通过查阅有关资料，造多种同类变频器反复比较论证后，决定选用FRA740系列变频器。
FRA740系列变频器是日本研发生产的高品质、多功能、低噪音的矢量控制通用变频器，优越性主要表现在：
（1）有速度传感器矢量控制，调速范围为1：1000，稳态控制精度0.05％；
（2）低频启动转矩10－100rpm时，200％的额定转矩； （3) 启动预励磁，加快矢量控制快速反应；
（4) 动态转矩响应小于150ms；
（5) 零伺服锁定功能，可以保护零速时150％的转矩输出； （6）可靠的转矩限定，防止频繁跳闸；
（7）功能丰富的对话式操作面板，全系列LCD+LED显示中英文可选； （8）具备参数的上传拷贝和下传复写功能；
（9）功能强大的后台调试监控软件，可通过内置RS485接口组网监控。
根据以上介绍，电机、变频系统选型如下：
工作台电动机：75KW交流变频电机选用FR-F740-S75K-CH变频器； 刀架电动机：1.5KW两台FR-F740-1.5K-CH变频器，两只50欧制动电阻. 磨头电动机：7.5KW一台FR-F740-7.5K-CH变频器 5 PLC的选型
目前，国内外众多生产厂家提供了多种系列功能各异的PLC产品，但不管选择那种系列的PLC，要以满足系统功能需要为宗旨，不可以盲目贪大求全，以免造成投资和设备资源的浪费。机型的选择应以几个方面考虑： 1.对输入/输出点的选择
盲目选择点数多的机型会造成一定的浪费，要先弄清控制系统的输入/输出点数，再按实际所需点数的15％～20％留以备用量，为系统的改造留有余地，且一般同时接通的输入点不得超过总输入点的60％。
7
郑州华信学院课程设计
2.对存储容量的选择
一般按估算容量的50％～100％留有裕量，对缺乏经验的设计者选择容量时
留有裕量要大一些。 3.按输入/输出响应时间选择
对开关量的系统，PLC的输入/输出响应时间一般都满足实际工程的要求，可不必考虑响应问题，但对模拟量控制的系统特别是闭环系统就要考虑这个问题。 本设计通过以上几方面的考虑和比较，根据所需PLC的输入/输出点数，并留有一定的余地，选择PLC的基本单元的型号为FX2N-128RM-001。FX2N系列是FX系列中功能最强，速度最高的微型可编程序控制器，它的基本指令执行时间每条0.08us，远远超过许多大型可编程序控制器；用户存储容量可扩展到16K步，最大可扩展到256个I/O点，有多种模拟量输入/输出模块及功能各异的模块。 FX2N-128MR-001的电源电压为AC220V，有64个开关量输入点和64个继电器型开关量输出点。输入电压为DC24V，输入点X0～X7的输入电流为7mA，其余的输入点的输入电流为5mA，当有电阻负载时输出点的额定输出电流为2A/AC220V。
1.4 龙门刨床的电气控制改造方案
龙门刨床对其主拖动系统的要求比较高， 不仅要求具有足够大的切削功率， 较大的调速范围， 而且能够按照要求实现自动速度循环； 对于刀架的进给、抬刀、退刀和快速移动， 横梁的夹紧、放松和升降以及工作台的步进、步退等功能是通过与控制电器配合来实现。 归纳起来， 改造后的控制系统要求如下：
①工作台主拖动系统具有比较宽的调速范围和较硬的机械特性； ②工作台能根据不同工件自由调节工作速度， 而且前进和后退的速度要单独调整；
③工作台起动和制动快速、平稳， 对电网和机械的冲击小， 能很好地实现慢速切入、快速换向等要求；
④在低速范围内切削力基本保持恒定状态， 加工精度高； ⑤系统效率高， 耗电量小， 节能明显； ⑥控制系统简单， 安全可靠， 便于维修。
⑦改造后应使电路结构简单更能满足加工需要，改造后应能使PLC技术和变频技术得到充分的利用和发挥。
8
郑州华信学院课程设计
⑧改造后的运动平滑性和刀件进给的性能得到提高。
有必要的联锁保护为了使发电机和电动机的换向器不致过大的换向火花而烧坏
2.工作台的变频调速及PLC控制
2.1工作台的运动形式即调速要求
1 调速要求
我国现行生产的龙门刨床其主拖动方式以直流发电机—电动机组及晶闸管—电动机系统为主，以A系列龙门刨床为例，它采用电磁扩大机作为励磁调节器的直流发电机—电动机系统，通过调节直流电动机电压来调节输出速度，并采用两级齿轮变速箱变速的机电联合调节方法。其主运动为刨台频繁的往复运动，在往复一个周期中，对速度的控制有一定要求，如图2所示。
t7 t8 t9 t10 t11 t12 t1 t2 t3 t4 t5 t6 图中：
t1段表示刨台起动，刨刀切入工件的阶段，为了减小刨刀刚切入工件的瞬间，刀具所受的冲击及防止工件被崩坏，此阶段速度较低。
t2段为刨削段，刨台加速至正常的刨削速度
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，为节省时间，提高加工效率，返回速度应尽可能高些。
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
9
郑州华信学院课程设计
小对传动机械的冲击，应将速度降低，之后进入下一周期。
2工作台自动循环控制电路
工作台自动循环控制电路分为慢速切入控制、工作台工进速度前进控制、工作台前进减速运动控制、工作台后退返回控制、工作台返回减速控制、工作台返回结束并转入慢速控制等。
工作台自动循环控制主要由安装在龙门刨床工作台侧面上的四个撞块A、B、C、D按一定的规律撞击安装在机床床身上的四个行程开关ST1、ST2、ST3、ST4，使行程开关ST1、ST2、ST3、ST4的触点按照一定的规律闭合或断开，从而控制工作台按预定运动的要求进行运动。
3 工作台步进，步退控制
工作台的步进、步退控制主要用于在加工工件设计调整机床工作台的位置。 当需要工作台步进时，按下62区中的工作台补进启动按钮SB8，工作台即可努进；松开工作台步进启动按钮SB8，工作台即可迅速制动停止。
当需要工作台步退时，按下68区中的工作台步退启动按钮SB12，工作台即可步退；松开工作台步退启动按钮SB12，工作台即可迅速制动停止。 4. 刨台运动的机械特性曲线
与很多切削机床相同，刨台运动特性分两种情况分析。 （1）低速区
刨台运动速度较低时，此时刨刀允许的切削力由电动机最大转矩决定。电动机确定后，即确定了低速加工时的最大切削力。因此，在低速加工区，电动机为恒转矩输出。 （2）高速区
速度较高时，此时切削力受机械结构的强度限制，允许的最大切削力与速度成反比，因此，电动机为恒功率输出。
由此可得，主拖动系统直流电动机的运行机械特性曲线分为如图3所示两段。
2.2工作台的调速方案
B2012A型龙门刨床工作台速度在25m/min以下时为等切削力区，希望输出转矩恒定，负载具有恒转矩性质，工作台速度在25m/min以上希望输出功率恒
10
郑州华信学院课程设计
定，负载具有恒功率性质。
以B2012A型刨床为例，其最低刨削速度为5m/min，其最高刨削速度为70m/min，调速范围为20
为了提高电动机的工作效率，龙门刨床采用俩级齿轮变速箱变速的电机联合调速方法即25m/min以上为高速档，25m/min以下为低速档
2.3 工作台电气控制输入、输出地址分配
SB1
输入地址
分配
SB2 X0 变频器启动 SB10 X1 工作台启动 SB13 X2 工作台停止 SB14 X3 变频器故障显示 SB15 X4 变频器正常显示 SB8 X5 工作台步进 SB9 X6 工作台正向前进 SQ2 X7 工作台前进减速 SB12 X10 工作台步退 SB11 X11 工作台反向返回 SQ3 X12 工作台反向减速 SQ1 X13 工作台前进换向 SQ4 X14 工作台后退换向 X15 油泵启动
KP
X16
油泵压力线圈
图4
11
输出地址分配 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y10 Y11 Y12
变频器km 工作台启动 变频高速 变频中速 变频低速 工作台正转 工作台反转 变频器故障 变频正常 油泵启动 油泵故障
郑州华信学院课程设计
2.4工作台电气控制接线图
图5
12
郑州华信学院课程设计
2.5 工作台的PLC程序
13
郑州华信学院课程设计
图6
14
郑州华信学院课程设计
3. 刀架变频调速及PLC控制
3.1刀架运动及调速要求
图7
B2012A型龙门刨床装有垂直刀架、右侧刀架和左侧刀架，分别由电动机Mc,My,Mz来驱动，其中两个垂直刀架共用一台电动机Mc,通过传动机构分别转动，刀架控制电路能实现刀架的快速移动与自动进刀，刀架的快速移动与自动进刀、刀架运动方向由装在刀架箱上的机械手柄来选择。
(1) 自动进刀。刀架的进给采用的是带紧胀环的进到机构，依靠紧胀环转动角度的大小来控制每次的进刀量。每次进刀完成后，利用刀架驱动电动机反向旋转来使紧胀环复位，为第二次进刀做好准备。
当需要自动进刀时，将刀架移动机械手柄扳倒自动进刀位置，使相应的位置开关SQc,SQy,SQz压下。以垂直刀架为例，压下SQc,当工作台加工行程结束，刀具离开工件，撞块使位置开关SQ2动作，SQ2-b闭合——Kih线圈得电——Khc线圈得电——电动机Mc反转，刀架电机Mc反转带动超越离合器上的拨叉盘复位，为进刀做好准备；SQ2-a断开——Kq线圈失电——Kh线圈得电——K2h线圈得电，接通抬刀电磁铁，刀架自动抬起。同时，工作台制动并迅速返回，返回SQ2复位——Kih失电——Khc失电——电动机 Mc转动。返回至终点时，
15
郑州华信学院课程设计
碰撞位置开关SQ4,SQ4-b闭合——Kiq线圈得电——Kqc线圈得电——电动机Mc正传，刀架电动机Mc带动拨叉盘旋转，刀架进刀；SQ4-a断开——Kh线圈失电——Kq线圈得电——K2h线圈失电，抬刀电磁铁失电，刀架落下，以便切削加工。当工作台重新前进时，SQ4复位，刀架电动机Mc停转，进刀停止。进刀量的大小通过机械方式调整。
3.2 刀架的调速方案
（1）垂直刀架。垂直刀架有两个，装在横梁上，由同一台电机驱动，只能左右
移动，刨刀的进给量为（0.2~25）min/一次，用一个变频器来进行调速，分为正反转与低速、中速、高速，速度分别为：低速为7.5m/min，中速为20m/min，高速为60m/min
（2）左右刀架。左右刀架由两台电动机驱动，分别有两个变频器来调速，刨刀的进给量为（0.4~50）min/一次，分为正反转与高低中速，速度同垂直刀
3.3 刀架电气控制的输入输出地址分配
SB3 SB4 SB5 SQC SQY SQZ KM2 KM2 AC KM2 BC KM2停止 KM3启动 KM3停止
X17 X20 X21 X22 X23 X24 X25 X26 X27 X31 X32 X33
垂直刀返回 右侧刀返回 左侧刀返回 垂直刀行程开关 右侧刀行程开关 左侧刀行程开关 启动 故障显示 正常显示 KM2停止 KM3启动 KM3停止
Y13 Y14 Y15 Y16 Y17 Y20 Y21 Y22 Y23 Y24 Y25 Y26
KM2启动 KM3启动 垂直刀架线圈
左右刀架线圈
垂直刀架正转线圈 垂直刀架反转线圈 左右刀架正转
左右刀架反转
垂直刀架高速线圈 垂直刀架低速线圈 左右刀架高速线圈 左右刀架低速线圈
16
郑州华信学院课程设计
左刀架 右刀架 垂直刀架 KM3故障 KM3正常
X34 X35 X36 X37 X40
选择左刀架 选择右刀架 选择垂直刀
Y27 Y30 Y31 Y32
KM2故障显示
KM2正常显示
KM3故障显示
KM3正常显示
变频器3故障显示 变频器3正常显示
图58
3.4 刀架电气控制接线图
图9
3.5 刀架电气控制PLC图
17
郑州华信学院课程设计
18
郑州华信学院课程设计
图10
19
郑州华信学院课程设计
4. 横梁及辅助部分运动控制
4.1 横梁运动形式及拖动方式
（1）横梁上升。横梁上升时按照“放松——上升——加紧”的次序工作；由电动机Mj控制的加紧与放松，由电动机Mh控制横梁的升降，横梁夹紧的程度采用电流检测的方法进行控制。
按下上升按钮SB6——Kjoh线圈得电——Khj线圈得电——电动机Mj反转——横梁放松——放松到位压下位置开关SQ10，SQ10-b断开——Khj线圈失电——电动机Mj停转——放松完毕；同时SQ10-a闭合——Kqh线圈得电——电动机Mh正转——横梁上升。
上升到位松开SB6——Kjoh线圈失电——Kqh线圈失电——电动机Mh停转——横梁上升停止——Kqj线圈得电——电动机Mj正转——横梁加紧——SQ10复位——加紧电流上升到使电流继电器KA2线圈动作——Kqj线圈失电——电动机Mj停转——横梁加紧结束。
SQ10-b上的Kjoh常开触点和Khj常开触点并联，作用是操作者在横梁放松尚未完毕时，松开按钮，也能保证横梁放送完毕后再自行加紧。按下降按钮SB7即可操作横梁下降，具体控制过程的分析与横梁上升过程类似。
(2) 横梁下降。横梁下降时按照“放松——下降——回升——夹紧”的次序工作，多了一个回升环节。按下下降按钮SB7即可操作横梁下降，具体控制过程的分析与横梁上升过程类似。
4.2. 油泵控制
（1）油泵、风机和变频器必须处于正常状态下工作台才加工运行。在工作台工作之前，这些辅助设备都必须正常且处于运行状态，在主回路通电，为按下工作台控制按钮前，在横梁、刀架和工作台动作前，变频器动作，在油泵压力及风机正常的启动下，是油泵运行和风机运行输出，油泵和风机启动。只有当油泵、风机及传动电机启动后，才能进行各种动作，并为刀架走刀做好准备。同时在运行中，当油泵或传动电机失电后，系统停止，防止误润滑运行和走刀不切削。
4.3 铣磨头变频调速方案
磨头运动时工作台处于低速运行，此时启动磨头工作，磨头由一个变频器来调速，磨头的进给量为1~3m/min，磨头只有高速和低速，高速为300r/min,低速为1m/min，这样可以使磨头正常进行铣磨工件。
20
郑州华信学院课程设计
4.4 横梁及其辅助运动的输入、输出地址分配
横梁及辅助部 分
磨头部分
SA8
SB6 X41 SB7 X42 SQ7 X43 SQ9 X44 SQ10 X45 X46 X47 X50 X51 X52 X53 X55
横梁放松上升 横梁放松下降 上升限位 下降限位 放松限位开关 启动工作台磨头启动 磨头正转 磨头反转 磨头停止 变频器故障 变频器正常 主触头停止
21
Y33 放松线圈
Y34 加紧线圈
Y35 上升线圈
Y36 下降线圈
Y37 磨头启动线圈Y40
变频器启动线圈
Y41 磨头高速线圈Y42 磨头中速线圈Y43 磨头低速线圈Y44 变频器故障 Y45
变频器正常
郑州华信学院课程设计
4.5横梁及其它辅助接线图
22
郑州华信学院课程设计
4.6横梁及其它辅助运动PLC控制及程序
图10
23
郑州华信学院课程设计
5.课程设计总结
5.1龙门刨床电气控制改造意义与可行性分析
国内外在大型龙门刨床的电气控制方面先后应用了较多的调速技术。为了克服F-D调速系统的缺点，70年代以来出来信了晶闸管直流电动机模拟调速系统，取代F-D调速系统，缩小占地面积，减少了噪音，节能等，但系统性能差，当电阻及电容参数发生变化时，系统静态及动态性能恶化。其次，众多功能单元连线多，因而可靠性不理想，维护维修难度较大，现在改造的机器，调速装置性能越来越完善，通用性强，操作方便，具有自动定位功能，具有自适应寻优功能，保证系统工作在最佳状态，具有完善的过流，过呀，缺相，欠磁，超速等保护功能，但诸多企业在使用中还是采用机械限位开关或晶体管接近开关来完成换向，其故障率高，在现场经常撞坏，同时操作者要经常调节标贴的位置，以改变刨台的行程，这就给人工操作带来了许多不便，本设计将应用系统中先进的数字定位技术，能使刨台及工作台按设定的行程和速度进行有序的运行，按着刀架进给——刀架落刀——工作台前进——工作台加速——工作台速度保持——工作台减速——工作台前进到位——刀架后退——工作台后退到位——刀架进给——自动循环工作——停机。
5.2龙门刨床电气改造效果及解决的主要问题
改造后，主拖动采用调速范围宽、节能效果显著地变频器控制的调速系统，不仅省去了点击款打击和直流发电机，节省了成本和空间，而且和大大提高了龙门刨床的调速特性，使工作台有更宽的调速范围和更硬的机械特性，实现了工作台的无冲击换向，更使龙门刨床实现了无极调速和回馈制动。用PLC控制系统代替了传统的继电器————接触器逻辑控制系统，大大较少了系统的接线，提高了系统的抗干扰能力，增加了系统的可靠性和稳定性。而且大大的提高了系统的可维护，减少了系统的检修工作量除此之外，再设计控制程序是，用PLC设计了很多的互锁电路和采用PLC内部的时间继电器设计超时检测电路不仅节省了源控制系统的中的中坚继电器，而且提高了安全性和可靠性。
5.3心得体会与建议但
时间过的很快，经过两个星期的学习和工作，，我的课程设计终于完了。在这段时间中，我曾遇到过很多不同的问题，幸好好老师和同学闷得热心帮助，这些问题都能很快的得到解决。在这份课程设计完成之时，我也从这一过程中学到
24
郑州华信学院课程设计
了很多知识。经历这次课程设计的学习和工作。我体会到做事情时细节是很重要的，往往很多观点的清晰表达体现在细节之处。同时，有很多看似简单的事情当我们自己去做时，就不会那么容易了，做事切勿眼高手低！同时学校应该准备一些实物，这样不仅那个提高动手能力，增加感官认识，更能看出实践效果，增强学生专业知识和技能！
总之，通过这两周做课程设计，使我受益匪浅。自从学习PLC这门课程，我才觉得自己真正学到了一门实用的专业课，可是在课堂上学习的理论知识是远远不够的，我早就渴望有一次针对PLC的实习，好提高自己的实际动手能力和对编程的应用能力。这次课程设计对我来说可谓通机会难得，我也的确认真的对待了设计过程中的每一个问题。通过此次课程设计，我的的确确在软件和硬件结合应用当中夯实了一次。
5.4总程序图
25
郑州华信学院课程设计
26
郑州华信学院课程设计
27
郑州华信学院课程设计
28
郑州华信学院课程设计
5.5 结束语
本次课程设计是针对B2012A型龙门刨床的PLC的设计，在设计之前，我认真的收集了现场资料。熟悉了有关规程，规定等。树立设计必须安全可靠经济的观点，保证了设计的科学性和实用性。了解到了B2012A型龙门刨床的控制现状和发展趋势，并对系统有了初步的认识，在系统设计任务和技术指标确定后及进行系统总体设计的方案，首先进行主电路图的设计，然后选择PLC的类型及容量，绘制PLC输入输出的外部接线图，在绘制顺序功能图自动程序梯形图，
在课程设计完成之际，我要向所有关心过我和帮助过我的老师和同学致以最真挚的谢意。首先要感谢我的课程设计指导老师王仁光和马宪华老师，两位老师在平日里工作非常繁忙，但是在我做毕业设计的各个阶段都给予了我细心的指导。两位老师精深的专业水平和严谨的治学态度是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此我深深的感谢两位导师在各个方面给我的帮助和关心，得到您们的指导是我最大的荣幸，谢谢您们！
在我的课程设计完成过程中，我宿舍的同学在学习和生活上给了我很大的帮
29
郑州华信学院课程设计
助，和我一组的同学在我完成的过程中，通过讨论和交流也给了我很大的帮助，我也向他们表示感谢。
30
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容