CN203317145U

CN203317145U - 基于plc和变频器的龙门刨床控制系统

Info

Publication number: CN203317145U
Application number: CN2013202790797U
Authority: CN
Inventors: 王钰中; 尚永敏
Original assignee: Baiyin Nonferrous Group Co Ltd
Current assignee: Baiyin Nonferrous Group Co Ltd
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2023-05-21

Abstract

本实用新型提供了一种基于PLC和变频器的龙门刨床控制系统，包括按钮站、润滑泵、风机、横梁升降控制器、横梁夹紧控制器、垂直刀架控制器、右侧刀架控制器、左侧刀架控制器、后退抬刀控制器、电机和三相电源，该控制系统还包括分别与所述器件相连接的PLC控制系统，PLC控制系统还分别与变频器和控制开关相连接，变频器分别与电机和三相电源相连接。本控制系统能保证工作台加速、减速、换向的精确运转，减少了电器元件使用量，简单直观，故障少，使电气控制简单化、数字化、智能化。提高了系统可靠性，维护方便，能耗低，效率高、调速性能好、结构简单、可靠性高、维护简单方便、无噪音。

Description

基于PLC和变频器的龙门刨床控制系统

技术领域

本实用新型属于设备改造技术领域，涉及一种B220A型龙门刨床的控制系统，特别涉及一种基于PLC与变频器的龙门刨床控制系统。

背景技术

传统六米龙门刨床的电气控制系统复杂，主拖动系统以直流调速为主，控制电路普遍采用有触点的继电器控制。由于控制系统运作频繁，使得电气控制器件易于老化，出现了加工精度低、调速性能差、电气故障繁、生产效率低、维护和保养难度大等问题，不能满足正常生产的需要。因此，为了提高B220A型六米龙门刨床的加工精度和生产效率，有必要采用PLC技术与变频器对传统龙门刨床控制系统进行改造。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于PLC与变频器的龙门刨床控制系统，解决了现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种基于PLC和变频器的龙门刨床控制系统，包括按钮站、润滑泵、风机、横梁升降控制器、横梁夹紧控制器、垂直刀架控制器、右侧刀架控制器、左侧刀架控制器、后退抬刀控制器、电机和三相电源，该控制系统还包括PLC控制系统，PLC控制系统分别与按钮站、润滑泵、风机、横梁升降控制器、横梁夹紧控制器、垂直刀架控制器、右侧刀架控制器、左侧刀架控制器、后退抬刀控制器、变频器和控制开关相连接，变频器分别与电机和三相电源相连接。

所述的PLC控制系统还与触摸屏相连接。

本实用新型龙门刨床控制系统具有如下优点：

1）减少设备投资、缩短交货期；与购置新设备相比，可以节省60%～80%的费用；仍然保留了原来的操作按钮，操作人员的使用习惯不用发生太大变化，从而省去了新设备的培训费用。

2）解决了用繁杂的交流继电器-接触器对六米龙门刨床的电气部分控制，并且大大提高了机床的性能和加工能力，有效提高工件的加工精度，大大降低了用电量，调速更稳定，降低故障率，产生了显著的经济效益。

3）采用PLC控制，结构简化，可靠性得以提高，可减少停机时间，且调试、使用、维护方便，给操作者了极大的方便。给企业带了良好的经济效益。

附图说明

图1是本实用新型龙门刨床控制系统的结构示意图。

图2是在图1所示控制系统控制下六米龙门刨床工作台自动运行的顺序功能图。

图3是在图1所示控制系统控制下六米龙门刨床运行状态画面显示示意图。

图中：1.按钮站，2.PLC控制系统，3.润滑泵，4.风机，5.横梁升降控制器，6.横梁夹紧控制器，7.垂直刀架控制器，8.右侧刀架控制器，9.左侧刀架控制器，10.后退抬刀控制器，11.电机，12.变频器，13.三相电源，14.触摸屏，15.控制开关，16.设备运行出事状态指示灯，17.前进开关，18.前进减速行程开关，19.第一能耗制动开关，20.慢速后退开关，21.后退开关，22.后退减速行程开关，23.第二能耗制动开关，24.慢速切入，25.慢速前进，26.图像显示区，27.工作台流程显示，28.PLC输出指示灯，29.PLC输入指示灯，30.运行错误显示区，31.刀架移动指示灯，32.横梁升降指示灯，33.润滑泵风机指示灯，34.横梁移动流程显示，35.主画面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型龙门刨床控制系统，包括PLC控制系统2，PLC控制系统2分别与按钮站1、润滑泵3、风机4、横梁升降控制器5、横梁夹紧控制器6、垂直刀架控制器7、右侧刀架控制器8、左侧刀架控制器9、后退抬刀控制器10、变频器12、触摸屏14和控制开关15相连接，变频器12分别与电机11、三相电源13和编码器相连接，编码器与驱动器相连接，驱动器与电机11相连接。

控制开关15包括多个行程开关和多个限位开关。

PLC控制系统2的外部设有按钮站1、控制开关15、触摸屏14、三相电源13和变频器12，起到相互运行、相互控制的作用。

龙门刨床的各个动作都由PLC控制系统2控制，其中垂直刀架、左刀架和右刀架由PLC控制系统2进行控制，同时PLC控制系统2根据操作指令和现场信号，按照所编程序对变频器12、横梁升降控制器5、横梁夹紧控制器6、垂直刀架控制器7、右侧刀架控制器8、左侧刀架控制器9、后退抬刀控制器10、润滑泵3、风机4等进行人工或自动循环控制。首先操作人员通过按钮站1和控制开关15将操作指令传送给PLC控制系统2，PLC控制系统2对这些指令进行处理后控制相应的设备。随后PLC控制系统2将设备的运行状态信号反馈给相应的按钮，触摸屏14上相应按钮用的指示灯显示相应的信息，以此来提示操作者。操作面板的监示器选用触摸屏14，通过PLC控制系统2可以形象直观地显示整个电气系统的各种运行状态和设备可能发生的电气故障，并可以指导检修人员准确地处理故障。触摸屏上用指示灯显示工作台的各种状态（例如前进、后退、慢速切入、前进减速和后退减速等）以及工作台步进和步退，还用指示灯显示油泵风机、变频器的状态，以及进刀、退刀和故障信号等。

在本实用新型控制系统对龙门刨床工作台前进、后退及自动循环运行控制，如图2所示，按下前进按钮17时，变频器12正转，前进频率输入，则工作台高速前进，当工作台上的限位块触动前进减速行程开关18动作（产生低速度信号）时，随即第一能耗制动开关19动作，产生能耗制动，工作台以前进减速运行，工作台速度从高速度向低速度减速前进，这时换向行程开关动作（产生低减速度信号），工作台缓慢前进直至换向。工作台换向后，后退开关21动作，控制变频器12反转输入，工作台显示后退运行，随即慢速后退开关20动作，工作台慢速后退，后退减速行程开关22动作（产生低速度信号），变频器12按设置的减速时间输出逐渐减小，工作台从高速度向低速度减速后退，随即第二能耗制动开关23动作，产生能耗制动，工作台缓慢减速后退，同时按工作台后退频率运行，进入慢速切入24，这时换向行程开关动作（产生低减速度信号），导致换向，则工作台最终转向慢速前进25。之后工作台进入前进状态，运行过程则按上述过程自动循环下去，设备运行状态良好与否由设备运行出事状态指示灯16显示。工作台自动循环往返运行的同时，在相关控制驱动下，刀架自动完成相应的进刀、切入、退刀、拾刀等有关加工动作。

本实用新型控制系统采用PLC技术与变频器改造B220A型六米龙门刨床，取代繁杂的交流继电器-接触器控制，完成六米龙门刨床进刀、抬刀、落刀等各种动作的自动控制；采用变频器取代原来的电机扩大机-电动机-发电机系统（简称A-G-M系统），保证工作台加速、减速、换向的精确运转；实现了六米龙门刨床的自动化控制和无极调速。

本控制系统以六米龙门刨床原有的电气控制系统为基础，其主回路基本不变，去掉电机扩大机、电机扩大机组和直流发电机，保留原直流电动机和风扇电机（55KW，1KW），其他功能全部用PLC和变频器控制来实现。将主拖动的直流电动机换为交流变频电机，用来实现工作台各种不同速度的控制和往返换向，并选用CIMR-F7A4055变频器控制变频电机，该变频器带PGV/f控制方式的调速范围为1～40，速度控制精度可达±0.03％，可以满足系统的调速要求。工作台行程设定可随意进行，且具有记忆功能。保留了原来的操作按钮，这样可以适应原操作人员的操作习惯，设备的大部分操作都可通过按钮完成。操作指令传送给PLC控制系统2，PLC控制系统2对这些指令进行处理后控制相应的设备；PLC控制系统2再将设备的运行状态信号传送给按钮，按钮用指示灯显示相应的信息。监示器选用触摸屏，可以形象直观地显示整个电气系统的各种运行状态和设备可能发生的电气故障。PLC控制系统2用于实现开关量逻辑控制和控制变频电机转速的方向和大小。

图3是一个集中显示面板，其中保留了改造前手动操作及显示区（现已停用），增加了改造后自动运行显示区。改造后自动运行显示区中所有的指示灯在运行正常时会常亮，当发生错误时不亮。其中图像显示区26中可同时显示工作台流程显示27和主画面35，工作台流程显示27充分体现出抬刀动作和与工作台有关的限位开关的通断状态、主画面35形象直观地显示六米龙门刨床工作台的往复运动状态、PLC输出指示灯28和PLC输入指示灯29显示PLC控制器的正常与否、运行错误显示区30是显示刀架移动、润滑泵风机、横梁升降、横梁前后移动正确与否的画面显示，如果出现错误，则上述刀架移动指示灯31、横梁升降指示灯32、润滑泵风机指示灯33、横梁移动流程显示34的指示灯予以显示。PLC控制系统2配备画面显示，运行时这些画面之间进行相互转换。

操作者通过按钮站的按钮和操作手柄将信号传输给PLC控制系统2，工作台运行中限位块触动外部行程开关产生的信号也传输给PLC控制系统2，PLC控制系统2根据接收到的信号控制润滑油泵、风机、横梁升降电动机、横梁夹紧电动机、垂直刀架电动机、右侧刀架、左侧刀架的电动机，以及后退行程抬刀电磁铁线圈等动作。操作者在装卸工件或干其他辅助工作时电机没有通电不存在消耗电能。刨床在加工工件时，直接由直流装置驱动，不存在功率利用率问题，且无发电机组运行的噪音。

本控制系统能保证工作台加速、减速、换向的精确运转，减少了电器元件使用量，简单直观，故障少，使电气控制简单化、数字化、智能化。提高了系统可靠性，维护方便，能耗低，效率高、调速性能好、结构简单、可靠性高、维护简单方便、无噪音。

Claims

1.一种基于PLC和变频器的龙门刨床控制系统，包括按钮站、润滑泵、风机、横梁升降控制器、横梁夹紧控制器、垂直刀架控制器、右侧刀架控制器、左侧刀架控制器、后退抬刀控制器、电机和三相电源，其特征在于，该控制系统还包括PLC控制系统（2），PLC控制系统（2）分别与按钮站、润滑泵、风机、横梁升降控制器、横梁夹紧控制器、垂直刀架控制器、右侧刀架控制器、左侧刀架控制器、后退抬刀控制器、变频器（12）和控制开关（15）相连接，变频器（12）分别与电机和三相电源（13）相连接。

2. 根据权利要求1所述的基于PLC和变频器的龙门刨床控制系统，其特征在于，所述的PLC控制系统（2）还与触摸屏（14）相连接。

3. 根据权利要求1所述的基于PLC和变频器的龙门刨床控制系统，其特征在于，所述的电机为变频电机。

4. 根据权利要求1所述的基于PLC和变频器的龙门刨床控制系统，其特征在于，所述的控制开关（15）包括多个行程开关和多个限位开关。

5. 根据权利要求1所述的基于PLC和变频器的龙门刨床控制系统，其特征在于，所述的变频器（12）采用CIMR-F7A4055变频器。