PLC和变频器在龙门刨床控制系统改造中的应用.docx

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PLC和变频器在龙门刨床控制系统改造中的应用

　沈阳化工大学

本科毕业论文

题　目：

ＰLＣ和变频器在龙门刨床控制系统改造中的应用

院　系：

信息工程学院

专　业：

电气工程及其自动化

班　级：

电气080１

学生姓名:

王思淇

指导教师：

袁艳敏

　　论文提交日期：

年　　月　日

ﻩ论文答辩日期：

　年月　日

毕业设计（论文）任务书

XXXX专业

XXXＸ班

学生:

ＸXX

毕业设计（论文）题目：

毕业设计（论文）内容：

毕业设计（论文）专题部分:

起止时间：

　　　年月－--　　　年月

指导教师:

　　　签字　年月　日

教研主任：

　　　　　　签字　年　月　日

学院院长：

　　　　　签字　　年月日

ﻬ沈　阳化　工大　学

本科生论文成绩评价表（供参考）

论文名称

PLC和变频器在龙门刨床控制系统改造中的应用

专　　业

电气工程及其自动化

班级

电气0801

姓名

王思淇

评价人

权重

评价点

选择

指导教师

0.1

毕业设计期间的思想、行为、纪律等方面的表现

0.0５

独立工作能力和动手能力

０.０5

整体论文工作的完成情况

0.05

论文反映出的基础知识和基本功

评阅人

0.1

论文的意义及学术水平，论述的正确性和条理性

0.05

论文的难度和工作量

0.0５

实验数据是否确切，图纸是否规范

０．0５

论文条理性、语言、书写、图表水平

答辩小组

０.1

论文规格符合要求及答辩规范程度

0.1

答辩准备，PPT制作情况等

０.１

答辩中思维敏捷,知识面宽厚程度

0.1

回答问题的正确性,有无错误

０.1

是否有创新意识，设计是否有新意

教师、评阅人和答辩小组按以上各条的相应评分点分别给出Ａ、Ｂ、C和Ｄ四档成绩，其中，A=100,B＝８0，Ｃ=60,Ｄ＝4０,最后由答辩小组根据各项评分点加权求和即为学生的合计分数。

在总成绩分数中，9０－1０0分为优秀,80-８9分为良好，70-79为中等,60－６9为及格，不足60分为不及格，列入本表右则成绩栏中。

注意:

有严重抄袭现象的学生成绩应定为不及格,有抄袭现象但不严重的学生成绩应降档处理。

指导教师、评阅人及答辩小组对此应切实注意，如有不可解决的分歧，可交于学院答辩委员会裁定。

合计分数

成绩

答辩小组：

年月　　日

评阅人评语

评阅意见应从以下几个方面给出：

选题意义、理论深度、应用价值、理论与实际的结合情况；

独立见解与独创性、查阅资料的能力、独立工作的能力;

方案正确合理性、根据任务书的完成情况;

论文书写的规范程度、语言组织表达情况;

内容和图表等的质量，存在的问题。

　　　　　　　　　　　评阅人　　签字　　

　　　　　　　　年月日　

ﻬ

沈　阳化工大学

毕业设计（论文）答辩成绩评定

沈阳化工大学　信息工程学院　　分院毕业设计（论文）答辩委员会于年　月日审查了　电气工程及其自动化　专业学生王思淇的毕业设计（论文）。

设计（论文）题目:

　电气工程及其自动化　　　　　

　设计（论文）专题部分：

　设计（论文）共　　页，设计图纸张

指导教师：

评阅　人:

毕业设计（论文）答辩委员会意见：

成绩：

　　　　　　　学院（系）答辩委员会

主任委员　签字

年月日

指导教师评语

评阅评语应从以下几个方面给出:

选题意义、理论深度、应用价值、理论与实际的结合情况；

独立见解与独创性、查阅资料的能力、独立工作的能力；

指导教师要对学生在整个毕业环节中的学习态度、解决问题能力、论文完成情况等作全面评价；

论文书写的规范程度、语言组织表达情况;

内容和图表等的质量,存在的问题。

指导教师　签字　

　　　　　　　　　　年月日

沈阳化工　大学

本科生毕业设计（论文）答辩记录

专业班级:

电气工程及其自动化　学　号：

０８1401２４姓　名:

王思淇

答辩内容记录:

　　　　　　　　　　　　　　　　记录人:

内容摘要

龙门刨床是常见的大型机械加工设备,老式的龙门刨床的主拖动采用交磁放大机-发电机-电动机（JF－Ｄ）调速系统，能量损耗高、噪声大。

老式龙门刨床的电控部份采用继电器逻辑控制，线路复杂，故障率高,查找故障困难。

论文首先介绍了龙门刨床的工艺对控制系统的要求,对电气控制系统进行了总体设计。

龙门刨床的主拖动采用调速范围宽、节能效果显著的变频器，用PLC（可编程序控制器）实现开关量逻辑控制和变频电动机的转速控制。

论文介绍了控制系统的硬件，根据原有直流调速系统的实际调速范围和负荷,选择了变频异步电动机、变频器和测量转速的编码器的型号。

给出了电力拖动系统的主回路电路图、PLC和变频器的外部接线图。

论文介绍了PＬC控制程序,设计了龙门刨床工作台的自动运行程序和横梁升降控制程序。

　论文介绍了变频器接口电路的设计方法和变频器参数的设置方法。

关键词：

龙门刨床;　控制；　ＰLC;　变频器

Abstract

　Douｂlehoｕｓｉｎgpｌaneriｓａ　commｏn　hugemachinetooｌ,　theｍainｄｒiｖｅof　the　ｏldｐｌanｅｒutilｉzeｓ　ａｍpliｄyne-genｅｒaｔor-electromｏtordrive,whiｃh　isnoｉsyaｎdlｏse　ｍuｃheｎerｇy．　Ｒelaｙ　lｏｇiccｏｎｔｒolisuseｄ　inoｌｄplaｎｅr,ａｎｄｉtsｃiｒcｕitrｙis　ｃｏｍpｌicaｔｅd,　sotｈｅ　malｆｕnctiｏｎratｅ　ｉsｈigｈ,anｄiｔiｓｄｉfficｕｌttｏfinｄthemalfunctｉｏn　ouｔ.

　Tｈe　diｓsertａtion　firstｌyintｒodｕｃes　reqｕiremenｔｓofｔｈetｅcｈnolｏgyofthe　planｅr　forthｅ　ｃoｎtrolsystem,　anddｅsigｎsanoutｌｉneofｔhe　eleｃtｒiccoｎtrol　sysｔｅm.Tｈemaindriveofｐlａｎeruｔilｉｚesｃonｖeｒteｒ，fｏｒithasa　ｗidespｅedregulaｔionraｎgｅ　anｄｗelleffectｉnｅneｒgy　saviｎg.Tｈe　planｅr　utｉlｉzes　ＰＬC　toachｉeve　tｈelogicｃontrol,and　tｏcoｎtrｏｌthｅ　speedｏfcｏｎvertermoｔｏr．

Ｔhedｉssertａtionｉnｔroduｃestｈeｈaｒdwａredesｉgnofthｅcｏntrｏlsysｔｅｍ.Ａcｃordiｎｇｔoaｃtuａlｓpeedregｕlａtiｏｎrangｅ　ａndｌoadsof　thｅｆｏrmｅｒDC　ｄrive，thｅｔｙｐｅsoｆｃonｖeｒtｅrmotoｒ,coｎvｅrｔeｒ　anｄ　eｎcoderｔo　meａsuｒeｔhｅspeedaｒechoｓen．　Itpｒeseｎtｓthecｉrcuｉtｒｙdiａgramoｆ　thｅmaiｎloｏpoｆeｌecｔｒicdｒivｅsｙｓtｅmaｎdtｈｅeｘteｒnaｌwire－ｃonｎｅcｔiｏn　diaｇraｍsｏfＰＬCandcoｎｖeｒter.

Ｔhedissｅｒtaｔionintrodｕcesｔhedesigning　ｍethoｄofPLＣcoｎtｒｏlprｏgram.Itwasｕｓeｄtodeｓignｔheworktaｂｌe’saｕｔｏmａtiｏn　prｏｇraｍaｎd　crossbeam’s　ｒisｉｎgａndfallingｃｏnｔrolprｏgramofplａner．

　The　dissertａtion　prｅsentstｈedesignmethodofｃonｖerteｒinｔerfａcecirｃuｉtaｎｄ　sｅtｔing　meｔhｏdofｃonverter’sparameters.

KeyWoｒds：

　doublehousing　ｐlａnｅｒ;cｏntrol;　PLC；convertｅr

第一章绪论1

1.１课题的意义ﻩ1

1．2龙门刨床电气控制系统的发展历史1

1．3　龙门刨床的工艺流程对控制系统的要求ﻩ４

１.４　论文的主要工作ﻩ５

第二章龙门刨床电气控制系统的硬件设计ﻩ6

2.1系统的总体结构6

2．2电力拖动系统主回路设计２

2.3PLC的选型与ＰLC的外部接线图ﻩ5

2．3.1　PLC基本单元选型5

２.3.２PＬC　的外部接线图ﻩ5

２.4变频器的选型和硬件配置８

2.4.1电机选型ﻩ8

2.4.2　变频器选型8

2.4.3编码器与PG　速度卡选型ﻩ10

第三章ＰLC控制程序设计ﻩ１1

3.1工作台控制程序设计ﻩ11

３.1.1　工作台步进步退控制程序设计12

3.1.２工作台自动往返控制程序设计ﻩ13

3.2辅助部分控制程序设计15

3.2.1风机油泵控制程序设计16

3.２.2　横梁升降控制程序设计16

3.２.3　刀架运动控制程序设计18

第四章　变频器接口电路设计与参数设置ﻩ19

4.1　变频器接口电路设计ﻩ１9

4．1.1变频器输入电路设计19

４.１．２变频器输出电路设计２1

4.1.3制动单元选型ﻩ21

４.2　变频器参数设置22

4.2．1多功能输入输出点的功能设置２２

4.2.２与速度有关的参数设置22

4.2.3频率参数设定24

4．２.４其他参数的设置ﻩ2５

第五章结论ﻩ27

第一章绪论

１.1课题的意义

随着工业科技的飞速发展，数控技术的发展在一定程度上代表了一个国家先进的科学技术水平。

就目前而言，我国是世界上机床产量最多的国家，虽然我国科技水平在世界上稍有一席之地，但生产的数控机床的产品竞争力在国际市场中任处于较低的水平，生产的普通数控机床比重大,生产效率低，大部分采用继电器控制,存在着易故障,难检修等弊端，对加工业的发展有很大的制约和限制性。

随着计算机技术的高速发展，推动了工业科技发展的步伐，给机械制造业带来根本性的变化。

近几年来,我国在普通机床改造方面取得了很大的成就，普通机床的控制系统逐步被PLC控制的高效率,高精度的数控机床所代替，产生了巨大的生产力,然而在机械加工制造中被广泛使用的用来加工大型工件的设备—龙门刨床的改造却少之又少，在一定程度上影响着制造业的发展。

　变频调速技术经过多年的推广和使用，各项性能和技术指标不断趋于完善和成熟,节能效果显著。

为提高龙门刨床的加工精度和生产效率，采用ＰLC和变频器对龙门刨床电气主拖动系统进行改造,已成必然趋势。

１.2龙门刨