PLC改造龙门刨床控制系统的应用研究与实现

摘要

本课题是针对遂宁双木非标设备有限公司一台 B2012A型龙门刨床的技改项目提出来的。龙门刨床是一种大型的机械加工设备，用来加工大型工件或在工作台上夹持几个工件同时进行刨削加工，是机械工业中的主要工作机床之一，在工业生产中占有重要的地位。龙门刨床运动方式较多，结构复杂，拖动电机较多，控制繁琐。因此，老式 A系列龙门刨床在运行时噪声大，电机火花和有触点控制电路等因素，造成故障率高，维护、检修困难，设备停台率高，同时能耗也比较高。
　　该龙门刨床的主拖动采用以电机放大机作为励磁调节器的直流发电机—电动机系统，由于工作台长期工作于运行—制动—反向的往复运动状态，控制要求高，加之直流电机的维护不便，使系统很难满足控制要求。随着交流变频调速技术的发展和越来越广泛的应用，采用交流变频调速技术改造老式龙门刨床主拖动系统成为可能。
　　该设备的电气控制多采用继电器控制线路，使用了大量的中间继电器和时间继电器，致使控制柜体积庞大，线路复杂，继电器故障发生率高，可靠性差，维修工作量大。随着PLC技术的发展和广泛应用，用PLC改造原控制系统也是行之有效的方法。
　　采用三菱公司的FX2N—80MR型可编程控制器和华为TD2000变频器对该龙门刨床实施改造。系统中由三菱PLC完成数据的采集和对变频器、电动机等设备的控制任务。使用FX2N可编程控制器的编程软件GX Developer7.0进行程序编制，模块化的程序设计方法，大量采用代码重用，减少了软件的开发和维护工作量。
　　本文第一章介绍了B2012A型龙门刨床的结构、原控制系统存在的问题，提出了系统改造的初步方案和本课题主要的研究内容。第二章介绍了PLC的基本构成、数据处理流程以及三菱FX2N型PLC的特点。第三章介绍了变频器的基本结构及其变频调速的原理。第四章详细介绍了控制系统的结构、硬件配置和软件实现。第五章介绍了系统的安装与调试方法。第六章为本文的结论。

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第一章 绪论

1.1 A系列龙门刨床概述

1.2 A系列龙门刨床控制系统存在问题

1.3 控制系统改造的初步方案

1.4 国内外PLC和变频技术的发展现状

1.5 课题研究的主要内容

第二章 可编程序控制器工作原理

2.1 可编程序控制器简介

2.2 可编程序控制器的结构

2.3 可编程序控制器的工作原理

2.4 FX2N可编程控制器的主要特点

第三章 变频调速原理

3.1变频调速基本原理

3.2 变频器的基本结构

3.3 变频器的分类

第四章 龙门刨床控制系统改造设计

4.1 B2012A型龙门刨床概况

4.2 控制系统整体结构

4.3 系统硬件实现

4.4 PLC控制程序设计

第五章 控制系统的安装与调试

5.1 变频器的安装与调试

5.2 PLC的安装与接线要求

5.3 控制系统的总装与调试

第六章 结论

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果

附 录