基于PLC的龍門刨床直流調速系統改造

摘 要:通過對龍門刨床工作臺的工作原理和原調速系統的工作特性的分析，提出應用PLC和可逆直流調速器改造龍門刨床電氣控制系統的實現方案，將發電機組及擴大機控制的龍門刨床改造成全數字智能化的直流PLC電氣控制系統，適用于各種型號的老式刨床控制。

關鍵詞:龍門刨床 直流調速 PLC

中圖分類號:TP31文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)11(c)-0013-01

龍門刨床是各類機加工廠廣泛使用的切削加工機床，主要用于刨削大型工件。老式龍門刨床的電氣控制系統大多采用直流發電機組和交磁擴大機組成，控制系統采用繼電器、交流接觸器等分離元件，來控制工作臺換向、刀架進給、橫梁升降等動作。設備效率低、能耗較大、故障率高、可靠性差、維修難度大，使用技術已落后。為此，我們采用新型直流調速和PLC可編程控制技術對老式龍門刨床的電氣控制線路進行了技術改造。

1 電力拖動系統的設計

1.1 改造方案

根據對原龍門刨床控制系統的分析和改造要求的分析，設計了以PLC為核心的直流調速控制系統。綜合考慮節約成本及直流電動機良好的機械特性及調速性能，在對BJ2020A龍門刨床的改造中原有拖動結構形式不變，仍保留原60kW直流電機ZBD-93-BL。采用BD590直流可逆調速器代替交磁放大和直流發電機組控制電路，龍門刨床的動作控制(橫梁、橫梁夾緊、垂直刀架、左右側刀架、手動移動及自動進給等動作)及工作臺換向采用PLC可編程;采用位置檢測無觸點式接近開關替代常規的工作臺行程開關;采用ZYS-1A測速發電機作為速度檢測元件，把工作臺電機轉速信號送到全數字直流調速裝置中去，與PLC傳輸到全數字直流調速裝置的速度給定信號進行比較，其差值信號輸入到全數字直流調速裝置中的速度環，用來調整主軸電機的轉速使其達到穩定運轉。控制系統框圖見圖1所示。

設備電氣部分由操作控制柜、手持操作站及工作臺控制部分等組成。其中操作控制柜包括繼電控制系統、直流電機調速系統、繼電操作面板、直流調速操作面板。繼電控制部分包括PLC、接觸器、繼電器及過流過熱繼電器等控制器件組成。直流調速控制部分包括可控硅、可控硅觸發板、積分板及保護控制板、測速反饋電機等部分。工作臺控制部分包括直流電機、橫梁升降電機、左側刀架電機、右側刀架電機、垂直刀架電機、夾緊電機電氣控制部件及各限位開關組成。除緊急停機外，刨床所有輸入輸出信號及邏輯運算均受PLC控制。

1.2 直流調速系統

直流調速控制部分包括進線自偶變壓器、可控硅模塊、可控硅觸發板、系統主控板、積分給定板及保護監視板、電流互感器、測速發電機及電機勵磁電路等組成，如圖2所示。原系統動力直流電機為220V供電，為適應電網380V供電電壓，接入一個3相自偶變壓器。可控硅觸發板用來進行觸發脈沖同步控制;主控制板和積分給定板，由給定電位器、速度調節器、電流調節器、電壓調節器引入電流、電壓、速度反饋構成多閉環控制機制以提高運行的穩定性;電機勵磁電路由勵磁整流橋和勵磁電壓、電流表分流器組成，為直流電機提供勵磁電流;保護監視板則對激磁欠流、過流器保護作用。

1.3 PLC控制

可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，適用于工業現場工作，通用性強的自動控制設備，它采用可編程序的存貯器，用來在其內部存貯執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。采用它來控制龍門刨床的各種操作，運行可靠性高，同時可以方便的實現與數字調速器的通訊。本系統PLC選用LG公司S200型可編程序控制器，負責工作臺、橫梁、刀架電機的控制。

2 結語

采用PLC和全數字直流調速裝置對BJ2020A龍門刨床系統進行技術改造， 克服了原控制系統中的缺點，將傳統的基于接觸器、繼電器的有觸點控制方式改變為基于數字控制的無觸點控制方式系統。改造后，既保持了原有調速系統的功能，又提高了技術指標，簡化了硬件線路，易于維護，改善了系統靜態、動態特性，其穩態精度和可靠性得以提高，降低了能源消耗量，提高了工作效率。

參考文獻

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