当前位置：文档库 › 基于PLC的龙门刨床电气控制系统设计

基于PLC的龙门刨床电气控制系统设计

摘要

传统的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。如今PLC 技术的不断发展，用PLC设计电气控制系统是简便可行的方法。本文介绍的用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功能，而且在节省资金的前提下，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。以可编程控制器检测速度过零为换向条件实现了工作台的无冲击换向。以精密电位计为速度给定元件，可手动实时精确地调节主电机转速，从根本上克服了龙门刨床换向冲击大、工作效率不高、耗电量大等一系列缺点。系统以数字显示输出主电机实时转速和电枢电流值，显示准确、直观。

利用PLC对龙门刨床电控系统进行设计的途径和方法，为改进机床设计提供了新的思路, 对促进工业企业技术进步具有一定意义。

关键词：可编程逻辑控制器；龙门刨床；控制系统；直流调速；刨台运动控制

ABSTRACT

The traditional control system of gantry planer has the shortcomings in reliability, maintenance,processing of quality and efficiency of production. Now as a result of the PLC technology unceasing development, designing the electrical control system with PLC is a simple and feasible method.This paper presents the design of gantry planer with PLC for the electrical control system,which will satisfy the needs of control functions.Moreover, under the premise of saveing money it is also simple, stable and easy to maintain operational characteristics.Especially its hardware is simple and reliable,and its software is rich and nimble.The movement effect is good.The system realizes zero-speed reversing of the work platform and eliminates the impact of original system.The precise potentionmeters are in this system as the speed regulating elements.It can regulate the real-time rotational speed of the main electromotor accurately,and the disadvantages of the original system are hurdled in this system.The real-time rotational speed and the armature current of the main electromotor can be shown accurately and digitally.

The ways and means that designing gantry planer electrical control system with PLC provide a new approach for improving the machine's design and promote industrial enterprises with a certain sense of technological progress.

Key words: Programmable Logic Controller (PLC)；Gantry Planer；Control System；Direct Current Speed Regulating；Table Movement Control

第1章引言

1.1 选题背景

传统的龙门刨床可靠性差，维护困难，影响了加工质量及生产效率。本文着重介绍了利用PLC 及直流调速器对其电气系统进行的设计。

本文以龙门刨床的电气控制系统为研究对象。龙门刨床是工厂的大型关键设备之一，是制造重型机械不可缺少的工作母机，电气设备较为复杂，生产工艺对刨床电力拖动自动控制系统的要求也越来越高。龙门刨床主要被用来加工大型狭长平面、斜面或槽，对主拖动系统有很高的要求,不仅要求有足够大的切削功率和较宽的调速范围，而且要求其在工作循环中能自动调节速度，以满足不同的工作需要。

1.2 龙门刨床的结构特点

龙门刨床主要由七部分组成，如图1.2所示。 1

1—床身 2—工作台 3—横梁 4—左右垂直刀架 5—左右侧刀架及进给箱 6—立柱 7—龙门顶

图1.2 龙门刨床结构简图

床身是一个箱形体，其上有V 形和U 形导轨。工作台或称刨台，下面有齿条与传动机构齿轮相啮合，可作往复运动。横梁平常加工时严禁动作，只在更换工件时才移动，以调整刀架的高度。左右垂直刀架可沿横梁导轨在水平方向或沿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[1]。

1.3本论文的研究目的及意义

国内、外在大型龙门刨床的电气控制方面先后也应用了较多的调速技术。为了克服F-D调速系统的缺点，70年代以来出现了晶闸管直流电动机模拟调速系统(SCR-D 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[1]。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，现在应用的SIEMENS 6RA70系列及欧陆590系列，调速装置性能越来越完善，通用性强，操作方便，具有自动定相功能，具有电流环自整定功能，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、过压，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铁的位置，以改变刨台的行程，这就给人工操作带来许多不便，无工作行程数控定位，本设计将应用系统中先进的数字定位技术，能使刨刀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。

本文研究目的主要为了龙门刨床的自动控制设计及其相关理论研究，包括直流调速系统工作原理及电路设计，可编程控制器工作原理及逻辑控制电路设计与程序实现，系统参数优化原理及设置等。

龙门刨床如控制和使用得当，不仅能提高效率，节约成本，还可大大延长使用寿命。龙门刨床主要分为机械和电气控制两大组成部分，机械部分相对比较稳定，使龙门刨床运行在最优状态主要取决于电气控制系统控制方式。

1.3 国内外研究现状

上世纪60年代在龙门刨床上广泛使用的是JF-D调速系统，目前该系统在国有大中型企业仍然占有相当大的比重，但是JF-D型的龙门刨床的电气系统存在许多问题。

上世纪80年代初，许多企业对龙门刨床进行电气改造时，用晶闸管-直流电动机(SCR-D)模拟直流调速系统取代JF-D调速系统。但是该系统的主要问题是：众多功能单元之间接插件多，接插件的触点容易出现接触不良的故障，影响了系统的可靠性，维护和检修难度大[2]。

1990年左右，随着半导体和计算机技术的不断发展和完善，工业先进国家研制出成套的全数字晶闸管直流调速装置，并成功地应用在工业实践中。全数字直流调速系统存在的问题是低速性能不好，所有的电气参数均是英文显示，对电气维护人员的技

术水平要求很高[2]。

1996左右，由于变频器性能的不断完善和推广，尝试将变频器运用于拖动系统，将PLC和变频器成功地应用于龙门刨床，使龙门刨床的电气性能和各项技术指标都得到了极大的改善[2]。

如今PLC技术的发展和成熟，用PLC设计刨床的电气控制系统是行之有效的方法。龙门刨床的运动可分为主运动、进给运动及辅助运动。主运动是指工作台连续重复往返运动，进给运动是指刀架的进给，辅助运动是为了调整刀具而设置的，如横梁的夹紧放松，横梁的上、下移动，刀架的快速移动、润滑等。龙门刨床工作台是做往复直线运动的，前进时为工作行程，此时带动工作台的电机有负载。后退时为返回行程，刀具抬起，电机为空载。

1.4本论文的研究方法

本文以PLC作为主控制器，它是整个系统的核心部件，通过输入接收来自按钮操作站和转换开关的操作信号及其它设备的状态信息，将这些信号经PLC内部的用户程序运算，根据运算结果通过输出点，控制直流调速器完成主拖动，同时控制各交流电动机的接触器完成辅助拖动。从整个系统来看是一个多输入多输出的自动控制系统，而且输入输出大多为开关量，但由于本系统的主要被控量只有一个工作台的速度，这就使得以主拖动系统局部优化而使整个系统达到优化成为可能，

应用PLC，可使各电机的运行，各刀架的移动、抬刀、横梁夹紧等，主传动电磁制动器的动作实现程序控制。同时，与直流调速器配合使用，可使工作台实现自动减速、换向、多步速度变化及往复运行等，大大简化了操作步骤。

第 2章系统总体方案设计

2.1 几种可行性方案比较

2.1.1 理想的速度运行曲线

龙门刨床横梁、刀架等部件的控制可以用可编程控制器来完成，而要提高龙门刨床的工作效率，解决工作台的换向冲击等问题，必须平滑精确地调节工作台运行速度及过渡过程的加、减速，使其实现零速换向。其理想的速度运行图如图2.1所示。

t L H

V Q

L Q

-V

图2.1 理想的速度运行

图中：L Q—工作行程；L H—返回行程；V Q—切削速度；Vx—返回速度；0~t1—工作台前进加速至稳定工作速度阶段；t1~t2—稳定工作速度阶段；t2~t3—减速至零前进换向；t3~t4—后退加速阶段；t4~t5—后退稳定速度阶段；t5~t6—减速至零后退换向。由图可见，工作台换向时加、减速平滑且时间短，可实现零速换向，能很好地消除因换向时速度突变产生的机械冲击，大大提高工作效率。

2.1.2 实现理想速度运行曲线的几种方法比较

实现理想速度运行曲线有三种方法：

1.速度反馈

安装直流测速发电机。直流测速发电机能够产生和电动机转轴角速度成比例的电信号，为速度控制系统提供转轴速度负反馈，具有在宽广的范围内提供速度信号等优点，但对于已有传动系统改装困难，且成本高，不经济[3]。

2.位置反馈

安装光电脉冲发生器。光电脉冲发生器又称增量式光电编码器，连接在被测轴上，通过检测角位移和时间获得被测轴的速度，信号经积分后作为位置反馈至控制系统。光电脉冲发生器具有高分辨率、高精度、检测时间短等优点，但同样存在改装困难、

基于plc的龙门刨床控制系统设计(定稿)

滨州学院专科毕业设计（论文）基于PLC的龙门刨床控制系统设计摘要传统的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。如今PLC技术的不断发展，用PLC设计电气控制系统是简便可行的方法。本文介绍的用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功能，而且在节省资金的前提下，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。以可编程控制器检测速度过零为换向条件实现了工作台的无冲击换向。以精密电位计为速度给定元件，可手动实时精确地调节主电机转速，从根本上克服了龙门刨床换向冲击大、工作效率不高、耗电量大等一系列缺点。系统以数字显示输出主电机实时转速和电枢电流值，显示准确、直观。利用PLC对龙门刨床电控系统进行设计的途径和方法，为改进机床设计提供了新的思路, 对促进工业企业技术进步具有一定意义。关键词：PLC，龙门刨床，控制系统 i

滨州学院专科毕业设计（论文） Designthe Electric Control Systemof Planers Basedon PLC Abstract The traditional control system of gantry planer has the shortcomings in reliability, maintenance,processing of quality and efficiency of production. Now as a result of the PLC technology unceasing development, designing the electrical control system with PLC is a simple and feasible method.This paper presents the design of gantry planer with PLC for the electrical control system,which will satisfy the needs of control functions.Moreover, under the premise of saveing money it is also simple, stable and easy to maintain operational characteristics.Especially its hardware is simple and reliable,and its software is rich and nimble.The movement effect is good.The system realizes zero-speed reversing of the work platform and eliminates the impact of original system.The precise potentionmeters are in this system as the speed regulating elements.It can regulate the real-time rotational speed of the main electromotor accurately,and the disadvantages of the original system are hurdled in this system.The real-time rotational speed and the armature current of the main electromotor can be shown accurately and digitally. The ways and means that designing gantry planer electrical control system with PLC provide a new approach for improving the machines design and promote industrial enterprises with a certain sense of technological progress. Key words: PLC，cantry planer，control system ii

电气控制与PLC(设计题)

《电器控制与PLC技术》习题集设计题 1. 画出三相异步电动机即可点动又可连续运行的电气控制线路 2. 画出三相异步电动机三地控制（即三地均可起动、停止）的电气控制线路

3．为两台异步电动机设计主电路和控制电路，其要求如下： ⑴两台电动机互不影响地独立操作启动与停止； ⑵能同时控制两台电动机的停止； ⑶当其中任一台电动机发生过载时，两台电动机均停止 4．试将以上第3题的控制线路的功能改由PLC控制，画出PLC的I/O端子接线图，并写出梯形图程序

5. 试设计一小车运行的继电接触器控制线路，小车由三相异步电动机拖动，其动作程序如下： ⑴小车由原位开始前进，到终点后自动停止； ⑵在终点停留一段时间后自动返回原位停止； ⑶在前进或后退途中任意位置都能停止或启动

6. 试将以上第5题的控制线路的功能改由PLC控制，画出PLC的I/O端子接线图，并写出梯形图程序

7. 试设计一台异步电动机的控制电路要求： 1）能实现启、停的两地控制； 2）能实现点动调整； 3）能实现单方向的行程保护； 4）要有短路和过载保护 8. 试设计一个工作台前进——退回的控制线路工作台由电动机M拖动，行程开关SQ1、SQ2分别装在工作台的原位和终点要求： 1）能自动实现前进—后退—停止到原位； 2）工作台前进到达终点后停一下再后退； 3）工作台在前进中可以立即后退到原位；

4）有终端保护 9. 有两台三相异步电动机M1和M2，要求： 1） M1启动后，M2才能启动； 2） M1停止后，M2延时30秒后才能停止； 3） M2能点动调整试作出PLC输入输出分配接线图，并编写梯形图控制程序

C650普通车床电气控制系统设计说明-书

目录第1章引言·1 1.1 可编程控制器的简单介绍··1 1.2 西门子S7-200 的简单介绍··4 1.3 C650卧式车床简述··5 第2章继电接触器控制系统设计·7 2.1 C650卧式车床的控制要求··7 2.2 电气控制线路分析··7 2.3 C650卧式车床电气控制线路的特点··9 第3章C65O普通车床的PLC 设计过程·10 3.1 控制要求··10 3.2 方案说明··10 3.3 确定I/O信号数量，选择PLC的类型··10 3.4 C650普通车床PLC控制系统I/O地址分配表··11 3.5 控制电路设计··11 3.6 PLC控制程序设计··13 3.7 C650普通车床控制系统PLC控制程序语句表··15 3.8 系统调试··18 结论·19

设计总结·20谢辞·21 参考文献·22

第1章引言本设计主要针对C650普通车床进行电气控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。 1.1 可编程控制器的简单介绍 1.1.1 PLC的工作原理 PLC 英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种机械或生产过程。 PLC采用循环扫描的工作方式，即顺序扫描，不断循环这种工作方式是在系统软件控制下进行的。当PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编写好并存于用户存储器中的程序，按序号作周期性的程序循环扫描，程序从第一条指令开始，逐条顺序执行用户的程序直到程序结束。然后重新返回第一条指令，再开始下一次扫描；如此周而复始。实际上，PLC扫描工作除了执行用户程序外，还要完成其他工作，整个工作过程分为自诊断、通讯服务、输入处理、输出处理、程序执行五个阶段。 1.1.2 可编程序控制器的组成可编程序控制器硬件由中央处理器、电源、输出组件、输入组件、输入输出、编程器六部分构成: 中央处理器（Central Processor Unit 简称CPU）：它是可编程序控制器的心脏部分。CPU 由微处理器（Microproce-ssor）存储实际控制逻辑的程序存储器和存储数据、变量的数据储器构成。电源（Power Supply）：给中央处理器提供必需的工作电源。输入组件（Inputs）：输入组件的功能是将操作开关和现场信号送给中央处理器。现场信号可能是开关量、模拟量或针对某一特定目的使用的特殊变量。输出组件（Outputs）：输出组件接收CPU 的控制信号，并把它转换成电压或电流等现场执行机构所能接收的信号后，传送控制命令给现场设备的执行器。输入输出（简称I/O）是可编程序控制器的“手”和“脚”或者叫作系统的“眼睛”

龙门刨床电气控制系统的设计

运动控制课程设计与综合实验报告设计课题：龙门刨床电气控制系统的设计学院：专业班级：学号：姓名：+++++++++++ 指导教师：完成日期：

前言电气传动技术以电动机为控制对象，以微电子装置为控制核心，以电力电子功率变化装置为执行机构，在自动控制理论的指导下组成电气传动控制系统，以达到控制电机转速或位置的目的。按照电动机的种类不同，电力拖动分为直流拖动和交流拖动两类。采用直流电动机拖动成为直流拖动，采用交流电动机拖动的称为交流拖动。直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。直流拖动控制系统在理论上和时间上都比较成熟，而且从控制理论的角度看，它又是交流拖动系统的基础。所以直流拖动在现在的电气自动化中占据了很重要的地位。运动控制系统是自动化专业的主干专业课，具有很强的系统性、实践性和工程背景，运动控制系统课程设计的目的在于培养学生综合运用运动控制系统的知识和理论分析和解决运动控制系统设计问题，使学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法，提高学生调查研究、查阅文献及正确实用技术资料、标准、手册等工具书的能力，理解分析、制定设计方案的能力，设计计算和绘图能力，实验研究及系统调试能力，编写设计说明书的能力。我在设计过程中虽然花了不少的精力，但仍难免有错误和不足之处，殷切期望老师批评指正。

目录前言 (1) 第一章概论 (3) 1.1本次课程设计的研究课题 (3) 1.2本次设计的基本要求 (3) 第二章调速系统的方案选择 (4) 2.1龙门刨床简介 (4) 2.2龙门刨床的工艺特点及其对自动控制系统的要求 (4) 2.3龙门刨床的动力来源的选择 (5) 2.4调压调速的选择 (5) 2.5主拖动电动机供电方式的选择 (7) 2.6双闭环控制系统的选择 (7) 2.7触发电路的选择 (8) 2.8调压调速控制系统主回路的选择 (8) 2.9可控硅-电动机直流调速的介绍 (9) 第三章调速系统主回路的设计 (11) 3.1主回路的电气原理图 (11) 3.2主电路的过电压和过电流保护 (11) 3.3主回路的参数计算 (12) 第四章调速系统各功能模块的电路选择 (15) 4.1逻辑无环流系统 (15) 4.2逻辑装置的组成与分析： (18) 4.3各功能模块的实现 (18) 4.3.1速度调节器 (18) 第五章双闭环调速系统的常规工程设计 (27) 5.1调速系统的静态计算 (27) 5.2调速系统的动态计算 (29) 5.2.1电流调节器的设计 (29) 5.2.2转速调节器的设计 (32) 第六章系统的调试 (36) 6.1系统的安装及检查 (36) 6.2系统的调试 (36) 6.3小结 (38) 总结 (39) 参考文献 (40) 附一逻辑无环流系统实验报告 (41) 附二龙门刨床电气控制系统原理图 (48)

电气PLC控制系统设计任务书

电控及PLC课程设计任务书电气工程及其自动化专业盐城工学院电气工程学院

课程设计总体要求安排一.教学目的与任务电气控制与PLC是一门实践性要求较高的课程，学生除了在课堂内理解掌握本课程相关的理论知识外，必须通过一定实验室环境内的课题训练，实际动手设计和调试应用程序，进一步加深和强化课程理论知识应用。课程设计要求根据电气控制设备的工艺要求，运用所学过的电气控制的基本控制环节、典型控制线路及PLC的基础知识，以及电气控制系统设计的基本方法、步骤，查找有关资料，设计电气控制线路，选择电器元件，整理设计资料。在此过程中培养从事设计工作的整体观念，通过较为完整的工程实践基本训练，为全面提高学生的综合素质及增强工作适应能力打下一定的基础。鉴于本课程设计的重要性，要求每一位参加设计的同学必须做到态度端正积极，发挥自己的主动性，在课程设计过程中严谨认真的独立完成自己的课题设计，不得出现抄袭他人设计的现象，一经发现，该生课程设计成绩以不及格论处。二.主要内容 1）PLC的认识与使用： PLC的外观、电源、输入/输出端口、COM端、通信接口、外部负载、负载电源、扩展单元、模块、编程器； 2）基本操作练习：启动、停止、编程与程序传送、电源与输入/输出端口接线； 3）编程与仿真软件的学习与使用； 4）应用程序的设计与调试运行及演示。三.基本要求本课程设计共设10个应用设计题，每个学生选作1题，独立完成。在课程设计中，学生是主体，应充分发挥他们的主动性和创造性。教师的主导作用是引导其掌握完成设计内容的方法。为保证顺利完成设计任务还应做到以下几点： 1）在接受设计任务后，应根据设计要求和应完成的设计内容进度计划，确定各阶段应完成的工作量，妥善安排时间。 2）在方案确定过程中应主动提出问题，以取得指导数师的帮助，同时要广泛讨论，依据充分。在具体设计过程中要多思考，尤其是主要参数，要经过计算论证。

电气控制系统简介

电厂电气专业简介发电厂电气专业是发电厂的重要组成部分，也是电力系统的重要部分，它是发电厂联系系统的纽带，对整个发电厂和电力系统的稳定运行起着举足轻重的作用。我们厂电气专业在设计和生产运行方面都有特殊性，为了更好了解我厂电气专业的概况，特编写本专业简介。一．电气一次部分 1. 主接线形式： ●一期工程安装两台600MW汽轮发电机组，采用发电机——主变压器——220KV线路组接入聊城北郊变电站的220KV母线，厂区内不设电气升压站。220KV高压系统为中性点直接接地。 ●规划中的二期工程同样安装两台600MW汽轮发电机组，采用发电机——主变压器——500KV线路组接入聊城北郊变电站的500KV母线，厂区内不设升压站。 2 . 厂用电接线形式： 2.1接地方式高压厂用电6KV系统，高厂变及高备变中性点中阻接地，接地电流约600A，电阻值为6.06欧。发电机中性点经接地变压器二次电阻接地，接地电阻0.59欧。 2.26KV厂用电接线： 2.2.1 高厂变由主变低压侧经封闭母线引接电源。高压厂用变压器低压侧采用分裂绕组，每台机组均设四段高压厂用工作母线，四段母线分别由两台高厂变的四个低压绕组供电。互为备用及成对出现的高压电动机及低压变压器，分别由不同变压器的相应绕组供电。一期两台机组输煤除灰的6KV负荷设两个母线段，在负荷中心附近设配电装置，分别从主厂房工作段引接，两段6KV母线之间配置有分段开关。 2.2.2 6KV厂用系统采用中电阻接地系统，接地电阻为6.06欧。开关采用XX开关厂生产的真空开关。 2.3 400V厂用电接线：低压厂用电400V系统采用动力配电中心（PC）—电动机控制中心（MCC）的接线方式。容量为75KW以上，220KW以下的低压电动机及MCC由PC供电。容量为75KW以下的电动机由分散的电动机控制中心供电。每台机组主厂房内设置动力配电中心，辅助车间根据负荷分布情况分区设置动力配电中心，具体情况如下： 2.3.1 汽机动力配电中心（2*1250KVA，低压厂变容量下同） 2.3.2 锅炉动力配电中心（2*2000KVA） 2.3.3 电除尘动力配电中心（2*2000KV A） 2.3.4 公用动力配电中心（2*2000KVA两台机组共用） 2.3.5 翻车机动力配电中心（2*1000KV A） 2.3.6 输煤动力配电中心（2*2000KVA） 2.3.7 除灰动力配电中心（2*800KV A） 2.3.8 化学水处理动力配电中心（2*1000KVA） 2.3.9 循环水处理动力配电中心（2*1000KVA） 2.3.10 动力配电中心（2*400KV A） 2.3.11工业水处理动力配电中心（2*400KV A） 2.3.12机组的检修及照明动力中心（按机炉分开）每段400V动力配电中心均用分段开关分为AB两个半段，每个半段由一台6.3/0.4KV变压器供电。两台变压器为暗备用。正常运行动力中心分段开关断开，当一台变压器检修时，分段开关手动投入。电动机控制中心根据负荷分布情况分散成对配置，互为备用及成对出现的负荷，分别由对应的两段电动机控制中心供电。电动机控制中心均采用单电源供电方式。对单台1、2类电动机设单独的MCC，由不同的动力配电中心双电源供电。低压厂用电400V系统采用中性点直接接地方式。二．主设备部分 1．发电机本体： ●发电机为XX电机厂生产的水-氢-氢600MW汽轮发电机。型号：QFSN-600-2型

2016年现代电气控制系统安装与调试”赛题B题资料

2016年全国职业院校技能大赛现代电气控制系统安装与调试（B题）工作任务书（总时间：240分钟）场次号工位号

注意事项一、本任务书共14页，如出现缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，进行任务书的更换。二、在完成工作任务的全过程中，严格遵守电气安装和电气维修的安全操作规程。电气安装中，低压电器安装按《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范（GB50254-96）》验收。三、不得擅自更改设备已有器件位置和线路，若现场设备安装调试有疑问，须经设计人员（赛场评委）同意后方可修改。四、竞赛过程中，参赛选手认定竞赛设备的器件有故障，可提出更换，器件经现场裁判测定完好属参赛选手误判时，每次扣参赛队3分；若因人为操作损坏器件，酌情扣5-10分；后果严重者（如导致PLC、变频器、伺服等烧坏），本次竞赛成绩计0分。五、所编PLC、触摸屏等程序必须保存到计算机的“D: \场次号-工位号”文件夹下，场次号和工位号以现场抽签为准。六、参赛选手在完成工作任务的过程中，不得在任何地方标注学校名称、选手姓名等信息。七、比赛结束后，参赛选手需要将任务书以及现场发放的图纸、资料、草稿纸等材料一并上交，不得带离考场。

请按要求在4个小时内完成以下工作任务：一、按“平面仓库系统”控制要求，设计电气控制原理图，制定相应的I/O分配表，并按图完成器件选型计算、器件安装、电路连接（含主电路）和相关元件参数设置。二、按“平面仓库系统”控制要求，编写PLC程序及触摸屏程序，完成后下载至设备PLC及触摸屏，并调试该电气控制系统达到控制要求。三、根据赛场设备上所提供的故障考核装置，参考X62W铣床电气原理图，排除机床电气控制电路板上所设置的故障，使该电路能正常工作，同时完成维修工作票。本次工作任务请在YL-158GA1型现代电气控制系统安装与调试实训考核装置上完成，该装置的结构介绍及使用方法请参考用户说明书。操作过程中，须遵守安全操作规程和职业素养要求的相关规定。

龙门刨床plc设计作业1..

目录 1.龙门刨床运动形式及改造要求........................ - 1 - 1.1龙门刨床结构及运动形式 .................................. - 1 - 1.2龙门刨床电气控制改造目的及意义 .......................... - 2 - 1.3龙门刨床电气控制改造总体要求 ............................ - 3 - 1.4龙门刨床电气控制改造方案 ................................ - 5 - 2.工作台变频调速及PLC控制......................... - 7 - 2.1工作台运动及调速要求 .................................... - 7 - 2.2工作台调速方案 .......................................... - 9 - 2.3工作台电气控制输入、输出确定 ........................... - 10 - 2.4工作台电气控制接线图 ................................... - 11 - 2.5工作台PLC电气控制程序 ................................. - 12 - 3.刀架变频调速及PLC控制.......................... - 13 - 3.1刀架运动及调速要求 ..................................... - 13 - 3.2刀架调速方案 ........................................... - 13 - 3.3刀架电气控制输入、输出确定 ............................. - 13 - 3.4刀架电气控制接线图 ..................................... - 14 - 3.5刀架PLC电气控制程序 ................................... - 15 - 4.横梁及辅助运动控制............................. - 17 - 4.1横梁运动形式及拖动方式 ................................. - 17 - 4.2油泵控制 ............................................... - 18 - 4.3铣磨头变频调速控制方案 ................................. - 18 - 4.4横梁及其它辅助运动控制接线图 ........................... - 18 - 5.课程设计总结................................. - 20 - 5.1龙门刨床电气控制改造意义与可行性分析 ................... - 20 - 5.2龙门刨床电气控制改造效果和解决的主要问题 ............... - 21 - 5.3心得体会与建议 ......................................... - 30 - 5.4结束语 ................................................. - 31 -

龙门刨床控制系统设计

基于PLC、变频器的龙门刨床控制系统设计要求一、龙门刨床系统介绍龙门刨床是一种广泛使用的金属切削加工机床，是具有门式框架和卧式长床身的刨床，是许多大型企业不可缺少的设备。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，是制造重型设备（如大型轧钢机，汽轮机，发电机，矿山设备等）不可缺少的工作母机，是用来加工各种平面、斜面、槽，更适合于加工大型而狭长的工件的机床设备（如机床的床身，箱体，导轨等），在机械加工行业里应用十分广泛。龙门刨床主要分为机械控制和电气控制两大组成部分，生产工艺对刨床电力拖动自动控制系统的要求也越来越高，要使龙门刨床运行在最优状态主要取决于电气控制部分。龙门刨床工作时需要控制的对象: ●工作台的运动：工作台的人工点动运行(进\退)，自动往复循环运行及速度变换。 ●刀架的运动：垂直刀架和左、右侧刀架的自动进给、手动快速移动； ●横梁升降和夹紧等； 1.龙门刨床的基本结构龙门刨床主要用来加工各种平面、斜面、槽，更适合于加工大型而狭长的工件，如机床床身、横梁、立柱、导轨和箱体等。龙门刨床的结构如图9-1所示，主要由以下七个部分组成。图1.1 龙门刨床的结构（1）机座：是一个箱形体，上有V形和U形导轨，用于安置工作台。（2）工作台：也叫刨台，用于安置工件。下有传动机构，可顺着床身的导轨作往复运动。（3）立柱：用于安置横梁及刀架。

度。（5）垂直刀架：横梁上一般装有左右两个垂直刀架，由一台三相交流异步电动机驱动，通过机械结构切换驱动哪个刀架。垂直刀架具有自动进给和手动快速移动两种工作方式，每种工作方式下垂直刀架都具有垂直上、下，水平左、右移动四个运动方向。横梁上的刀架，可在横梁导轨上作横向进给运动，以刨削工件的水平面；刀架亦可偏转一定角度以刨削斜面。（6）左右侧刀架：在两个立柱上还安装有可沿立柱上下移动的左、右侧刀架,它们各自由一台三相交流异步电动机驱动，左右侧刀架具有自动进给和手动快速移动两种工作方式，每种工作方式下左右侧刀架只具能沿立柱导轨作上、下运动，以刨削垂直面，以扩大加工范围。（7）主拖动电机：用于拖动工作台的往返运动。龙门刨床工作台的往复运动为主运动。龙门刨床上的工件一般用压板螺栓压紧，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（快退）速度大于工作行程（切削）速度。机床工作台的驱动可用交流异步电动机+变频器的控制方式，调速范围较大，在低速时也能获得较大的驱动力。工作台既可作快速的运动，也可作慢速的进给运动，横梁可沿立柱导轨上下升降，以调整刀具和工件的相对位置。工作台回程时能机动抬刀，以免划伤工件表面。图1.1A龙门刨床产品图片 2.龙门刨床的运动及工艺、技术要求龙门刨床的运动主运动：机床的主运动是指工作台纵向往复运动。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。辅助运动：指横梁的上下移动，垂直刀架沿横梁的左右移动，侧刀架在立柱上的上下运动。各运动部分的工艺要求（1）工作台的运动 ◆对工作台运动(主运动)的控制要求龙门刨床工作台的主运动分为点动运行和自动循环两种方式。 ◎点动控制即步进（点动前进）和步退（点动后退），调试及对刀时用，目的是调整工作台到达合适

龙门刨床说明书讲解

主电路图及控制电路图

主要结构运动形式结构： B2012A型龙门刨床有工作台、立柱、横梁左右侧刀架及垂直刀架、床身等部分组成。运动形式： B2012A型龙门刨床可分为主运动、进给运动、辅助运动三种。主运动是指工作台连续往返运动。进给运动是指刀架的进给。辅助运动是指调整刀具而设置的，如横梁的夹紧与放松，上下移动和抬刀。电力拖动的特点及控制要求 1、B2012A型龙门刨床是频繁往复运动的生产机械，前进行程就是切削过程，后退行程是不作切削的，但后退速度要高于切削速度，为了满足不同的金属材料和不同的加工工艺，要求工作台有较宽的调试范围和较硬的机械特性，在前进和后退的变换过程中要求有一定的平滑加速，而且动作反应要快，但由于工作长短不同，要求要求工作台的行程可以根据需要调整。 2、机床采用电动机与一档机械齿轮变速，保证工作台速度有较宽的范围内无极变速。低速档4.5-40米/分，高速档9-90米/分，工作台速度还可以降低到1米/分，供磨削加工之用。 3、工作台前进与后退速度能单独作无级调速，无需停车。 4、工作台往返一次后刀架自动进给，后退行程中刀架自动抬起，工作台在行程末尾时自动减速，反向运动得自动变换。 5、高速切削时，在前进行程的起始可使刀具慢速切入工件，而后增加到规定速度。 6、在前进和后退的行程末尾，工件自动减速，以保证刀具慢速离开工件，以防止工件边缘崩裂，同时提高反向时的准确度。 7、有限位保护功能（限位开关和液压安全器作限位保护）和电气联锁保护。 8、有横梁夹紧功能和升降功能。

9、有停车制动功能。电路保护元件电路短路保护：自动空气开关UZ、1UZ、2UZ，熔断器1RL、2RL、3RL。电路过载保护：热继电器JR-A、JR-B、JR-FB。润滑油保护：压力继电器Je. 直流主回路过电流保护：直流电流继电器JL-F。工作台极限保护：限位开关1HXC、2HXC。主电路分析主电路由刀开关、熔断器、热元件、主接触器及电动机组成。 A为拖动交流电动机 B为扩大机用电动机 FB为通风机用电动机 RB为润滑泵电动机 C为垂直刀架电动机 Y为右侧刀架电动机 Z为左侧刀架电动机 H为横梁升降电动机 J为横梁夹紧电动机

现代电气控制系统安装与调试赛题B题资料

现代电气控制系统安装与调试赛题B 题资料

全国职业院校技能大赛现代电气控制系统安装与调试（B题）工作任务书（总时间：240分钟）场次号工位号

基于plc的龙门刨床控制系统设计(定稿)

基于PLＣ的龙门刨床控制系统设计摘要传统的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。如今PLC技术的不断发展,用PＬＣ设计电气控制系统是简便可行的方法。本文介绍的用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功能，而且在节省资金的前提下，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。以可编程控制器检测速度过零为换向条件实现了工作台的无冲击换向。以精密电位计为速度给定元件，可手动实时精确地调节主电机转速,从根本上克服了龙门刨床换向冲击大、工作效率不高、耗电量大等一系列缺点。系统以数字显示输出主电机实时转速和电枢电流值,显示准确、直观。利用PLC对龙门刨床电控系统进行设计的途径和方法，为改进机床设计提供了新的思路, 对促进工业企业技术进步具有一定意义。关键词:ＰＬC，龙门刨床,控制系统

Ｄesigntｈe Elecｔric ＣonｔｒｏｌSｙstemｏf Pｌaｎers B ａｓｅｄｏn PＬC Ａbｓtrａct Tｈe ｔradiｔional ｃｏntroｌsysteｍoｆgantｒｙpｌａner has the shortcｏmings in reliaｂility, maintｅnanｃe,proｃeｓsing ｏf qualitｙand effｉｃieｎcy oｆproducｔion.Ｎｏｗaｓ a rｅsult ｏｆthe PLＣｔeｃhｎｏlogy uｎceasing development,designing ｔhe elｅctriｃal coｎtrol ｓystem ｗith PLC is a ｓｉmｐle anｄfeaｓiｂle metｈod.Tｈis papｅｒpreseｎts ｔhｅdesｉgnｏf gaｎtry plａner ｗitｈPLＣｆor tｈeｅlecｔrical control system,which wｉll ｓａtｉsｆｙthe nｅeｄsｏf coｎｔrol functions.Mｏreover, under tｈe ｐremise of sａveing moｎeｙit isａlso siｍpｌｅ, stabｌe aｎｄeaｓy tｏｍａiｎｔaｉn opｅratioｎal cｈaｒacｔｅristics．Eｓpｅcｉally ｉｔs ｈardwａre is simplｅａnｄrｅliable,and itｓｓofｔｗａrｅis riｃh and ｎｉmble.Thｅmｏｖｅmｅｎt efｆect isｇoｏd.Thｅsｙｓtem rｅaｌizeｓzerｏ－speed ｒｅｖｅrｓing of the worｋpｌaｔfoｒm aｎd ｅliminａｔes tｈe impact of ｏrigiｎａl systｅm.Ｔheｐrecisｅpotentｉonmeteｒｓaｒe in ｔhiｓｓysteｍａs the sｐeｅd reguｌatingｅlements．It ｃaｎrｅgulａｔe the ｒｅａl-ti ｍe rotａｔiｏnａl spｅｅd ｏf thｅmain elｅctromｏｔoｒａcｃuratelｙ，and tｈe disadvａｎtageｓof the ｏriginal system are hｕrdled ｉn this sｙsｔem.Thｅreal-ｔimｅｒotatioｎａl sｐeｅｄand tｈeａｒmaturｅcurｒｅnｔoｆtｈe main eleｃtromｏtor caｎbe ｓhｏwn accurately and dｉｇiｔally. The ways and meａns ｔhat dｅsiｇningｇanｔrｙpｌａner electrical cｏｎtｒol ｓyｓtem with PＬＣprｏvｉde a ｎeｗaｐproａch fｏｒimｐｒovｉng ｔhe machines deｓｉgn and pｒomｏｔe ｉndustrｉal ｅntｅｒｐriseｓｗiｔh a cerｔaｉn sense of technological progrｅｓｓ. Keｙwｏrds：PLC,ｃantｒｙｐlaner，ｃｏｎtｒoｌsystem

PLC电梯控制系统的设计

河南工业职业技术学院毕业设计题目 PLC电梯控制系统的设计系院电气工程系专业班级学生姓名学号指导教师

前言随着电子技术的发展，当前数字电器系统的设计正朝着速度快、容量大、体积小、重量轻的方向发展。推动该潮流发展的引擎就是日趋进步和完善的PLC设计技术。目前数字系统的设计可以直接面向用户需求，根据系统的行为和功能的要求，自上而下的完成相应的描述、综合、优化、仿真与验证，直接生成器件。上述设计过程除了系统行为和功能描述以外，其余所有的设计几乎都可以用计算机来自动完成，也就说做到了电器设计自动化这样做可以大大的缩短系统的设计周期，以适应当今品种多、批量小的电子市场的需求。电器设计自动化的关键技术之一是要求用形式化的方法来描述数字系统的硬件电路，即要用所谓的硬件语言来描述硬件电路。所谓硬件描述语言及相关的仿真、综合等技术的研究是当今电器设计自动化领域的一个重要课题。 PLC的设计和开发，已经有多种类型和款式。传统的PLC各有特点，它们适合在现场做手工测量，要完成远程测量并要对测量数据做进一步分析处理，传统PLC是无法完成的。然而基于PC 通信的PLC，既可以完成测量数据的传递，又可借助PC，做测量数据的处理。所以这种类型的PLC无论在功能和实际应用上，都具有传统PLC无法比拟的特点，这使得它的开发和应用具有良好的前景。

目录 1.前言 2.电梯控制基本概念 3.电梯控制的组成 4.电梯控制的移动 5.电梯PLC系统的模拟组态 6.货运电梯重量超载的控制 7.总结 8.参考文献

2. PLC电梯控制的基本概念电梯控制系统可分为电力拖动系统和电气控制系统两个主要部分。电力拖动系统主要包括电梯垂直方向主拖动电路和轿箱开关电路。二者均采用易于控制的直流电动机作为拖动动力源。主拖动电路采用PWM调试方式，达到了无级调速的目的。而开关门电路上电机仅需一种速度进行运动。电气控制系统则由众多呼叫按钮、传感器、控制用继电器、指示灯、LED七段数码管和控制部分的核心器件（PLD）等组成。PLC集信号采集、信号输出及逻辑控制于一体，与电梯电力拖动系统一起实现了电梯控制的所有功能。电梯控制系统原理框图如图1所示，主要由轿箱内指令电路、门厅呼叫电路、主拖动电机电路、开关门电路、档层显示电路、按钮记忆灯电路、楼层检测与平层检测传感器及PLC电路等组成的。电梯控制系统的硬件结构如图2所示。包括按钮编码输入电路、楼层传感器检测电路、发光二极管记忆灯电路、PWM控制直流电机无线调速电路、轿箱开关电路、楼层显示电路及一些其他辅助电路等。为减少PLC输入输出点数，采用编码的方式将31个呼叫及指层按钮编码五位二进制码输入PLC PLC系统的其它设备 1 编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC 所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。 2 人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。 3 输入输出设备：用于永久性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。

造大类现代电气控制系统安装与调试

2015年全国职业院校技能大赛比赛项目方案申报书类别（国赛新项目）申报项目：现代电气控制系统安装与调试申报单位：全国机械职业教育教学指导委员会自动化专业教学指导委员会拟举办年份： 2014年方案申报负责人：汤晓华电话：手机：邮件：通讯地址：天津市海河教育园区雅深路2号邮政编码： 300350 申报时间： 2013年10月28日

一、赛项名称：制冷与空调设备组装与调试二、赛项组别：中职组三、所属产业类型：现代装备制造业四、在现行高职专业目录中的分类机电设备类：制冷与空调技术制冷与空调设备维修五、赛项方案设计团队构成（包括行业、企业、职业院校的成员比例，成员姓名、单位、年龄、职称、职务、工作任务、联系方式等）：行业、企业人员比例：50%；院校人员比例：50% 汤晓华天津中德职业技术学院教务处副处长副教授41岁赛项总体策划陈传周中国·亚龙科技集团总经理

六、赛项目的本赛项适应现代产业升级需求，覆盖制冷与空调技术、制冷设备安装与维修等众多专业的专项技术和专业核心技术技能，通过竞赛引领教育与产业、学校与企业、课程设置与职业岗位的深度衔接，引领全国职业院校制冷专业建设、实训基地建设、师资队伍的提升、课程教学的改革和优化，培养有精湛现代电气控制系统安装与调试的实践能力、创新能力的高端技能型专门人才。赛项以项目为载体，以提高学生专业技能为目标，展示中职院校人才培养、专业建设、课程改革的最新成果及师生良好的精神面貌；检阅参赛选手制冷与空调专业学生扎实的理论知识与熟练的实践操作技能及参赛选手设备安装设计、调试、故障诊断、维修及职业素养；引领教学内容与岗位要求、教学方

龙门刨床控制系统

PLC和变频器在龙门刨床控制系统改造中的应用王海平（常州铁道高等职业技术学校机械工程系江苏常州213011）摘要：针对龙门刨床主传动系统的结构及控制特点，本文采用PLC和变频技术对传统的B2016龙门刨床控制系统进行改造。工作台的主运动及进刀机构分别采用变频器进行控制，制动系统采用能量回馈装置，全部工艺过程及相关信号由PLC进行控制。与原系统相比较，改造后的变频调速系统主传动装置容量节省了300kW，传动效率提高了一倍，调速范围增大到1:35，静差度<3%，同时还大大简化了拖动系统，减小了维护工作量，经济性和可靠性都有了很大的提高。关键词：龙门刨床；PLC；变频器；控制系统 1 引言龙门刨床的电气控制系统主要包括工作台的主传动和进给机构的逻辑控制两大部分。目前，国内龙门刨床主要采用的主传动系统有三种：一种是50年代的电机扩大机—发电机—电动机组（A—G—M）系统，第二种70年代改型的晶闸管—电动机组（V —M）系统，这两种系统的逻辑控制普遍采用继电器控制，故障率高，低速时损耗大，功率因素低，且对电网和机械的冲击很大，维修麻烦。80年代后随着变频技术的高速发展和可编程控制器(PLC)的不断更新，为龙门刨床提供了一种更好的控制系统[1]。用这种系统控制的龙门刨床不仅克服了以上其它控制系统的各个缺点，还大大提高了控制精度和加工质量，更主要的是节约了大量的能源。因此，龙门刨床控制系统的变频及PLC 改造已成必然的趋势。本文结合变频技术和PLC控制，对传统的B2016龙门刨床控制系统进行改造，有很好的应用价值。2 龙门刨床的基本结构 2.1 龙门刨床的基本结构龙门刨床主要由七部分组成，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与传动机构齿轮相啮合，可作往复运动。横梁用于安装垂直刀架，刨削加工时严禁动作，只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。

基于PLC的铣床电气控制系统设计

摘要 PLC是一种通用的自动控制装置其主要是以计算机技术为技术核心，它具有很强的抗干扰能力，高可靠性，直观而简单的编程，适应性强，完善的功能，接口功能强等一系列优点。因此在各行各业中得到了广泛的应用。铣床的传动装置主要是以各种电动机为动力其重要的是实现生产过程自动化的技术装置。在电气系统中是主干部分，也在国民经济中占到主导的低位得到广泛的应用。在我国早起的大多数铣床都是采用传统的继电器控制，而其接触器触点受机械运动的影响，触点的寿命会受到很大的影响，故障率也很高，可靠性远不及PLC控制。为此，提出了用PLC来对我们铣床进行电气控制，铣床我们主要是对我们工业应用中广泛的X62W万能的铣床进行控制，系统的介绍利用PLC对这种铣床进行控制的方法和方案。其中主要进行功能的分析，原理图的设计，梯形图的设计与编写进行调试，提高铣床的性能，提升经济效益及产品质量。关键词：X62W铣床；电气控制；PLC；梯形图目录第一章绪论 0 1.1课题研究的目的和意义 0 1.2自动铣床的发展及现状 0 1.3 铣床简单介绍 (1) 1.3.1 铣床的选型 (1) 1.3.2 X62W万能铣床的特点 (2) 第二章可编程序控制器(PLC)简介 (2) 2.1 PLC工作原理 (2) 2.2 PLC的编程语言--梯形图 (2) 2.3 可编程序控制器PLC的优点 (3) 2.4 PLC选型标准 (3) 第三章 X62W万能铣床的硬件设计 (4) 3.1 X62W万能铣床电力拖动的特点及控制要求 (4) 3.2 X62W万能铣床元件选型 (4) 3.3 X62W万能铣床的主要结构及运动形式 (5)