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1、龙门刨床床电气控控制系统统设计茹亮摘 要目前中国国在世界界上是机机床消费费的第一一大国，并并正在由由制造大大国向制制造强国国发展，数数控机床床是制造造业的关关键设备备，数控控维修和和改造正正在成为为制造业业的新兴兴产业，其其产生和和发展有有着深刻刻的社会会背景和和经济背背景。（1）我我国现有有数以万万计的陈旧旧落后的的机床，这这些是机机床大修修和数控控化改造造业赖以以生存的的现实基基础之一一。（2）220世纪纪进口的的大量二二手数控控设备已已进入维维修和改改造的高高峰期。（3）机机床及数数控设备备造价高高昂，显显著的经经济效益益是数控控改造行行业发展展的动力力，一般般改造的的费用仅仅为购置置新
2、设备备费用的的30%左右。（4）通通过数控控改造可可以进一一步满足足用户对对设备的的工艺要要求以获获取更大大的效益益。本文目的的就是对对龙门刨刨床进行行PLCC改造，提提高其工工作的效效率。PPLC作作为一种种新型的的控制装装置与传传统的继继电器控控制系统统相比具具有时间间响应快快、可靠靠性好、控控制程序序可随工工艺改变变、易与与计算机机连接、维维修方便便、体积积小、重重量轻和和功耗底底等诸多多高品质质与功能能。从而而减少其其维修时时间，提提高其工工作效率率。对于电电气车间间龙门刨刨床PLLC的研研究和实实际应用用都具有有非常高高的价值值。关键词：龙门刨刨床,改改造,数数控化,PLCC Ele
3、cctriicall coontrrol sysstemm deesiggn oof PPlannning macchinneAbsttracctAt ppressenttChiina is thee woorldds larrgesst mmachhinee toool connsummer andd iss maanuffacttureed bby tthe mannufaactuurinng ppoweer tto ppoweer tthe devveloopmeent of CNCC maachiine toools is thee keey tto mmanuufaccturring
4、g eqquippmennt, maiinteenannce andd immproovemmentt off nuumerricaal cconttroll maanuffactturiing is beccomiing an emeergiing inddusttry, itts eemerrgennce andd deevellopmmentt off Thheree iss a proofouund socciall baackggrouund andd ecconoomicc baackggrouund.(1) tenns oof tthouusannds of Chiinas cc
5、urrrentt ouutdaatedd annd bbackkwarrd iin mmindd thhe mmachhinee, tthesse aare majjor reppairrs aand CNCC maachiine toool iinduustrry iin tthe traansfformmatiion of thee reealiity of surrvivval onee off thhe bbasees.(2) 20tth ccentturyy, aa laargee nuumbeer oof iimpoorteed ssecoond-hannd CCNC equuip
6、mmentt haas eenteeredd thhe mmainntennancce aand impprovvemeent of thee peeak.(3) And CNCC maachiine toool eequiipmeent willl ccostt a siggnifficaant traansfformmatiion of thee ecconoomicc beeneffitss off thhe NNC ddrivvingg foorcee foor tthe devveloopmeent of thee inndusstryy, tthe genneraal ttrann
7、sfoormaatioon oof tthe cosst oof tthe acqquissitiion of neww eqquippmennt oonlyy coostss abboutt 300%.(4) Throoughh thhe NNC ccan be furrtheer mmodiifieed tto mmeett usser reqquirremeentss foor pproccesss eqquippmennt iin oordeer tto oobtaain greeateer bbeneefitts.The purrposse oof tthiss paaperr is
8、s thhe ttrannsfoormaatioon oof ddoubble-houusinng pplanner to PLCC too ennhannce thee effficcienncy of itss woork. PLLC aas aa neew ttypee off coontrrol devvicee wiith thee trradiitioonall reelayy coontrrol sysstemms wwithh faast ressponnse timme, relliabbiliity, annd cconttroll prroceedurres mayy c
9、hhangge wwithh teechnnoloogy, eaasy commputter connnecctivvityy, eeasyy maainttenaancee, ssmalll ssizee, llighht wweigght andd poowerr coonsuumpttionn att thhe eend of andd maany othher higgh-qquallityy annd ffuncctioon. So as to redducee thheirr maainttenaancee tiime andd immproove theeir worrk eef
10、fiicieencyy. WWorkkshoop ffor thee ellecttriccal douublee-hoousiing plaanerr PLLC rreseearcch aand praactiicall apppliicattionns hhavee veery higgh vvaluue.Key worrds: Gaantrry pplanner, allterratiion, NCC, PPLC目 录录1 绪绪论11.1 龙门门刨床简简介11.1.1 龙门刨刨床定义义11.1.2 龙门刨刨床的分分类11.1.3 龙门刨刨床的工工作情况况11.2 PLLC简介介21.2.
11、1 PLCC简述21.2.2 PLCC定义21.2.3 PLCC的发展展历程331.2.4 PLCC的构成成31.2.5 PLCC的特点点31.2.6 PLCC分类31.2.7 PLCC应用41.3 设计计的提出出和主要要工作552 龙龙门刨床床电气控控制电路路解析662.1 刀架架控制电电路62.2 横梁梁控制电电路62.3 工作作台控制制电路662.4 龙门门刨床的的主回路路设计及及变频器器的选择择72.4.1龙门门刨床电电力拖动动系统主主回路设设计72.4.2 主主拖动电电机的选选型82.4.3 变变频器的的选择883 控控制程序序设计分分析及故故障控制制分析1153.1 控制制程序设设
12、计分析析123.1.1 工作台台控制程程序设计计分析1123.1.2 风机油油泵控制制程序设设计分析析123.1.3 横梁升升降控制制程序设设计分析析123.1.4 刀架运运行控制制程序设设计分析析133.2 故障障控制分分析133.2.1 综述133.2.2 辅助设设备常见见故障及及措施1133.2.3 工作台台常见故故障及措措施133.2.4 横梁常常见故障障及措施施134 龙龙门刨床床PLCC控制系系统组成成144.1 龙门门刨床运运动特点点144.2 PLLC的类类型的选选定144.3 工作作台控制制流程图图与程序序设计1145 结论论236 谢谢辞247参考文文献251 绪绪论1.1
13、 龙门门刨床简简介1.1.1 龙门刨刨床定义义龙门刨床床是用来来刨削大大型零件件（如箱箱体）的的刨床。对对中、小小型零件件，也可可以一次次装夹几几个零件件，用几几把刨刀刀同时进进行刨削削。龙门门刨床主主要由床床身、立立柱、横横梁、工工作台、两两个垂直直刀架、两两个侧刀刀架等组组成。龙龙门刨床床是机械械工业的的主要工工作母机机之一，在在工业生生产中占占据重要要的地位位。刨床可可分粗加加工和精精加工水水平面、垂直面面、倾斜斜面以及及各种平平面组合合的导轨轨面，还可更更换磨头头和铣削削装置，对对被加工工零件进进行铣削削和磨削削加工。1-右侧侧刀架; 2-横梁； 3-右立柱柱； 44-顶梁梁； 55-
14、垂直直右刀架架； 66-垂直直左刀架架; 77-左立立柱； 8-左左侧刀架架； 99-工作作台； 10-机座图1.11龙门刨刨床示意意图1.1.2 龙门刨刨床的分分类按刨床的的结构特特征可分分为二类类：牛头头刨床、龙龙门刨床床和插床床。其应应用范围围各有不不同。1.1.3 龙门刨刨床的工工作情况况进行加工工时，工工件装在在工作台台上，工工作台沿沿床身导导轨作直直线往复复运动。横横梁上的的垂直刀刀架和立立柱上的的侧刀架架都可以以垂直或或水平进进给。刨刨削斜面面时，可可以将垂垂直刀架架转动一一定的角角度。当当刨削高高度不同同的工件件时，可可调整横横梁在立立柱上的的高低位位置。图1.22 龙门门刨床
15、工工作台自自动运行行图刨削方法法必须针针对不同同表面加加以制定定，而且且不同的的表面应应用不同同刨刀才才能加工工。刨刀刀常用的的有平面面刨刀、偏偏刀、角角度偏刀刀、切刀刀、成形形刨刀等等几种。按按所刨平平面倾斜斜方向不不同，又又可将偏偏刀分为为左、右右偏刀。1.2 PLLC简介介1.2.1 PLCC简述多年来，可可编程控控制器（以以下简称称PLCC）从其其产生到到现在，实实现了接接线逻辑辑到存储储逻辑的的飞跃；其功能能从弱到到强，实实现了逻逻辑控制制到数字字控制的的进步；其应用用领域从从小到大大，实现现了单体体设备简简单控制制到胜任任运动控控制、过过程控制制及集散散控制等等各种任任务的跨跨越。
16、今今天的PPLC在在处理模模拟量、数数字运算算、人机机接口和和网络的的各方面面能力都都已大幅幅提高，成成为工业业控制领领域的主主流控制制设备，在在各行各各业发挥挥着越来来越大的的作用。1.2.2 PLCC定义PLC可可编程序序控制器器：PLLC英文文全称PProggrammmabble Loggic Conntroolleer ,中文全全称为可可编程逻逻辑控制制器，定定义是:一种数数字运算算操作的的电子系系统，专专为在工工业环境境应用而而设计的的。它采采用一类类可编程程的存储储器，用用于其内内部存储储程序，执执行逻辑辑运算,顺序控控制，定定时，计计数与算算术操作作等面向向用户的的指令，并并通过
17、数数字或模模拟式输输入/输输出控制制各种类类型的机机械或生生产过程程。1.2.3 PLCC的发展展历程在工业生生产过程程中，大大量的开开关量顺顺序控制制，它按按照逻辑辑条件进进行顺序序动作，并并按照逻逻辑关系系进行连连锁保护护动作的的控制，及及大量离离散量的的数据采采集。传传统上，这这些功能能是通过过气动或或电气控控制系统统来实现现的。119688年美国国GM（通通用汽车车）公司司提出取取代继电电气控制制装置的的要求，第第二年，美美国数字字公司研研制出了了基于集集成电路路和电子子技术的的控制装装置，首首次采用用程序化化的手段段应用于于电气控控制，这这就是第第一代可可编程序序控制器器，称PPro
18、ggrammmabble Conntroolleer（PPC）。个人计算算机（简简称PCC）发展展起来后后，为了了方便，也也为了反反映可编编程控制制器的功功能特点点，可编编程序控控制器定定名为PProggrammmabble Loggic Conntroolleer（PPLC），现现在，仍仍常常将将PLCC简称PPC。上世纪880年代代至900年代中中期，是是PLCC发展最最快的时时期，年年增长率率一直保保持为330440%。在在这时期期，PLLC在处处理模拟拟量能力力、数字字运算能能力、人人机接口口能力和和网络能能力得到到大幅度度提高，PPLC逐逐渐进入入过程控控制领域域，在某某些应用用上取
19、代代了在过过程控制制领域处处于统治治地位的的DCSS系统。1.2.4 PLCC的构成成从结构上上分，PPLC分分为固定定式和组组合式（模模块式）两两种。固固定式PPLC包包括CPPU板、II/O板板、显示示面板、内内存块、电电源等，这这些元素素组合成成一个不不可拆卸卸的整体体。模块块式PLLC包括括CPUU模块、II/O模模块、内内存、电电源模块块、底板板或机架架，这些些模块可可以按照照一定规规则组合合配置。1.2.5 PLCC的特点点为适应工工业环境境使用，与与一般控控制装置置相比较较，PLLC有以以下特点点：1可靠靠性高，抗抗干扰能能力强。2通用用性强，控控制程序序可变，使使用方便便PLC
20、C品种齐齐全的各各种硬件件装置，可可以组成成能满足足各种要要求的控控制系统统，用户户不必自自己再设设计和制制作硬件件装置。用用户在硬硬件确定定以后，在在生产工工艺流程程改变或或生产设设备更新新的情况况下，不不必改变变PLCC的硬设设备，只只需改编编程序就就可以满满足要求求。因此此，PLLC除应应用于单单机控制制外，在在工厂自自动化中中也被大大量采用用。3功能能强，适适应面广广。现代PPLC不不仅有逻逻辑运算算、计时时、计数数、顺序序控制等等功能，还还具有数数字和模模拟量的的输入输输出、功功率驱动动、通信信、人机机对话、自自检、记记录显示示等功能能。既可可控制一一台生产产机械、一一条生产产线，又
21、又可控制制一个生生产过程程。4编程程简单，容容易掌握握。目前，大大多数PPLC仍仍采用继继电控制制形式的的“梯形形图编程程方式”。既既继承了了传统控控制线路路的清晰晰直观，又又考虑到到大多数数工厂企企业电气气技术人人员的读读图习惯惯及编程程水平，所所以非常常容易接接受和掌掌握。梯梯形图语语言的编编程元件件的符号号和表达达方式与与继电器器控制电电路原理理图相当当接近。通通过阅读读PLCC的用户户手册或或短期培培训，电电气技术术人员和和技术工工人很快快就能学学会用梯梯形图编编制控制制程序。同同时还提提供了功功能图、语语句表等等编程语语言。PPLC在在执行梯梯形图程程序时，用用解释程程序将它它翻译成
22、成汇编语语言然后后执行（PPLC内内部增加加了解释释程序）。与与直接执执行汇编编语言编编写的用用户程序序相比，执执行梯形形图程序序的时间间要长一一些，但但对于大大多数机机电控制制设备来来说，是是微不足足道的，完完全可以以满足控控制要求求。5减少少了控制制系统的的设计及及施工的的工作量量。由于PPLC采采用了软软件来取取代继电电器控制制系统中中大量的的中间继继电器、时时间继电电器、计计数器等等器件，控控制柜的的设计安安装接线线工作量量大为减减少。同同时，PPLC的的用户程程序可以以在实验验室模拟拟调试，更更减少了了现场的的调试工工作量。并并且，由由于PLLC的低低故障率率及很强强的监视视功能，模
23、模块化等等等，使使维修也也极为方方便。6体积积小、重重量轻、功功耗低、维维护方便便。PLCC是将微微电子技技术应用用于工业业设备的的产品，其其结构紧紧凑，坚坚固，体体积小，重重量轻，功功耗低。并并且由于于PLCC的强抗抗干扰能能力，易易于装入入设备内内部，是是实现机机电一体体化的理理想控制制设备。1.2.6 PLCC分类1 按结结构形式式分类根据PLLC的结结构形式式，可将将PLCC分为整整体式和和模块式式两类。（1）整整体式PPLC 整体式式PLCC是将电电源、CCPU、II/O接接口等部部件都集集中装在在一个机机箱内，具具有结构构紧凑、体体积小、价价格低的的特点。小小型PLLC一般般采用这
24、这种整体体式结构构。（2）模模块式PPLC 模块式式PLCC是将PPLC各各组成部部分，分分别作成成若干个个单独的的模块，如如CPUU模块、II/O模模块、电电源模块块（有的的含在CCPU模模块中）以以及各种种功能模模块。模模块式PPLC由由框架或或基板和和各种模模块组成成。模块块装在框框架或基基板的插插座上。这这种模块块式PLLC的特特点是配配置灵活活，可根根据需要要选配不不同规模模的系统统，而且且装配方方便，便便于扩展展和维修修。2 按功功能分类类根据PLLC所具具有的功功能不同同，可将将PLCC分为低低档、中中档、高高档三类类。（1）低低档PLLC 具具有逻辑辑运算、定定时、计计数、移移
25、位以及及自诊断断、监控控等基本本功能，还还可有少少量模拟拟量输入入输出出、算术术运算、数数据传送送和比较较、通信信等功能能。主要要用于逻逻辑控制制、顺序序控制或或少量模模拟量控控制的单单机控制制系统。（2）中中档PLLC 除除具有低低档PLLC的功功能外，还还具有较较强的模模拟量输输入输输出、算算术运算算、数据据传送和和比较、数数制转换换、远程程I/OO、子程程序、通通信联网网等功能能。有些些还可增增设中断断控制、PPID控控制等功功能，适适用于复复杂控制制系统。（3）高高档PLLC除具具有中档档机的功功能外，还还增加了了带符号号算术运运算、矩矩阵运算算、位逻逻辑运算算、平方方根运算算及其它它
26、特殊功功能函数数的运算算、制表表及表格格传送功功能等。高高档PLLC机具具有更强强的通信信联网功功能，可可用于大大规模过过程控制制或构成成分布式式网络控控制系统统，实现现工厂自自动化。3按I/O点数数分类根据PLLC的II/O点点数的多多少，可可将PLLC分为为小型、中中型和大大型三类类。(1)小小型PLLCI/OO点数 20048点点；多CCPU，116位、332位处处理器，用用户存储储器容量量8116K。1.2.7 PLCC应用目前，在在国内外外PLCC已广泛泛应用冶冶金、石石油、化化工、建建材、机机械制造造、电力力、汽车车、轻工工、环保保及文化化娱乐等等各行各各业，随随着PLLC性能能价
27、格比比的不断断提高，其其应用领领域不断断扩大。从从应用类类型看，PPLC的的应用大大致可归归纳为以以下几个个方面：1开关关量逻辑辑控制利用PLLC最基基本的逻逻辑运算算、定时时、计数数等功能能实现逻逻辑控制制，可以以取代传传统的继继电器控控制，用用于单机机控制、多多机群控控制、生生产自动动线控制制等。2运动动控制大多数PPLC都都有拖动动步进电电机或伺伺服电机机的单轴轴或多轴轴位置控控制模块块。这一一功能广广泛用于于各种机机械设备备，如对对各种机机床、装装配机械械、机器器人等进进行运动动控制。3过程程控制大、中型型PLCC都具有有多路模模拟量II/O模模块和PPID控控制功能能，有的的小型PP
28、LC也也具有模模拟量输输入输出出。所以以PLCC可实现现模拟量量控制，而而且具有有PIDD控制功功能的PPLC可可构成闭闭环控制制，用于于过程控控制。4数据据处理现代的PPLC都都具有数数学运算算、数据据传送、转转换、排排序和查查表等功功能，可可进行数数据的采采集、分分析和处处理，同同时可通通过通信信接口将将这些数数据传送送给其它它智能装装置，如如计算机机数值控控制（CCNC）设设备，进进行处理理。5通信信联网PLC的的通信包包括PLLC与PPLC、PPLC与与上位计计算机、PPLC与与其它智智能设备备之间的的通信，PPLC系系统与通通用计算算机可直直接或通通过通信信处理单单元、通通信转换换单
29、元相相连构成成网络，以以实现信信息的交交换，并并可构成成“集中中管理、分分散控制制”的多多级分布布式控制制系统，满满足工厂厂自动化化（FAA）系统统发展的的需要。1.3 设计计的提出出和主要要工作传统龙门门刨床的的电气控控制系统统控制逻逻辑采用用硬件接接线，利利用继电电器机械械触点的的串联或或并联等等组成控控制逻辑辑，其连连线多而而复杂，体体积大，功功耗大，其其改造或或增加功功能较为为困难，而而且继电电器控制制系统依依靠机械械触点的的动作实实现控制制，工作作频率低低，机械械触点还还会出现现抖动问问题，很很大程度度上提高高了故障障发生率率，且由由于使用用大量的的机械触触点，存存在机械械磨损、电电
30、弧烧伤伤等问题题，寿命命短，系系统的大大量连线线使得机机床的可可靠性和和可维护护性较差差。本设计提提出通过过采用PPLC对对其传统统的龙门门刨床进进行电气气改造改改造是因因为PLLC很容容易实现现比较复复杂的控控制逻辑辑，与其其传统的的继电器器实现同同样的功功能则需需要大量量的控制制继电器器，在同同种要求求下，PPLC可可省去大大量的控控制继电电器，节节能降耗耗，降低低运行成成本，且且改变工工艺控制制简便易易行，而而且PLLC是无无触点电电路，反反应快、噪噪音小、寿寿命长等等优点，在在实现同同样功能能的基础础上还可可以弥补补继电器器逻辑控控制的不不足，可可以大大大提高机机床的工工作效率率，完全
31、全可以达达到预期期电气改改造的目目的。2 龙龙门刨床床电气控控制电路路解析2.1 刀架架控制电电路刀架的控控制电机机由机械与与电器共共同完成成，因此此必须了了解一些些机械操操作手柄柄与电器器关系，才才能更好好地了解解刀架控控制。本本刨床有有两个垂垂直刀架架，每个个刀架有有快速移移动和自自动进给给两种工工作状态态，每种种工作状状态有水水平进刀刀，（左左右两个个方向）、垂垂直进刀刀（上下下两个方方向）四四个放方方向的动动作，这这些都由由一个垂直直刀架来来完成。刀架的进进给运动动是进给给电动机机驱动经经过进给给变速箱箱和光杠杠、丝杠杠、螺母母等传动动件实现现的。为为了解决决间隙的的进给运动动和连续续
32、的电动动机转动动的矛盾盾，旧型型号刨床床采用紧紧张环机机构，而而A系列列刨床则则采用拔拔叉式双双向离合合器。左、右侧侧刀架的的情况基基本和垂垂直刀架架相似，所所不同的的是左、右右只有上上、下两两个方向向移动；另外一一个不同同点是左左、右侧侧控制电电路经过过中间继继电器常闭点点接到电电源上去去的。2.2 横梁梁控制电电路横梁有放放松、夹夹紧及上上、下移移动等动动作。横横梁放松松夹紧的的动力有有电动机机、液压压及压缩缩空气等等几种方方式，AA系列刨刨床是采采用横梁梁夹紧电电动机来来实现的的。横梁梁上、下下移动则则是由横横梁升降降电动机机来完成成的。2.3 工作作台控制制电路工作台控控制电路路，有步
33、步进，步退，前进，后退，减速，换向等等环节。要要掌握工工作台控控制的电电路，必必须先了了解工作作台的运运动规律律。图44-1为为工作台台速度图图，其中中0tt1为工工作台前前进起动动阶段，tt1-t2为为刀具慢慢速切入入阶段，tt2-t3为为加速至至稳定工工作速度度阶段，tt3-t4为为稳定工工作速度度阶段，tt4-t5为为减速退退出阶段段，t55-tt6为反反接制动动到后退退起动阶阶段，tt6-t7围围殴后退退稳定速速度阶段段，t77-tt8为后后退减速速阶段，tt8-t9为为后退反反接制动动阶段。图2.11 工作作台的工工作循环环速度2.4 龙门门刨床的的主回路路设计及及变频器器的选择择2
34、.4.1 龙龙门刨床床电力拖拖动系统统主回路路设计龙门刨床床主要涉涉及的有有：主拖拖动、油油泵、风风机、横横梁升降降、横梁梁夹紧，垂垂直及左左、右侧侧刀架等等电机。油油泵和风风机只有有在主拖拖动电机机启动运运行时才才可启动动，其余余电机在在正反向向运行之之间形成成电气互互锁，主主回路设设计如下下图所示示。图2.22电力拖拖动系统统主回路路设计2.4.2 主主拖动电电机的选选型B20110A型型龙门刨刨床原直直流调速速系统的的直流电电机型号号是ZBBD-993-BBL,功功率为660KWW,额定定转速为为10000r/minn,额定定转矩为为式中P为为功率(KW)；T为转矩矩()；n为转速速(r
35、/minn) 6。通过计算算比较,与直流流电动机机参数比比较接近近的交流流电机式式55KKW的6极电机机,其额定定转矩为为5255.533。由于于变频器器的低速速调速性性能不是是很好,为了提提高实际际使用的的变频器器最低频频率,决定选选用555KW的的8极变频频电动机机,其额定定转矩为为7000.7。为为了解决决低速时时电动机机的散热热问题，变变频电动动机上还还安装配配备了一一个风机机，变频频电动机机工作时时风机处处于运转转状态。通通过以上上计算，55KW的8极变频电动机的转矩比原来的直流电动机大，能够满足系统调速范围的要求。2.4.3 变变频器的的选择1.调速速系统简简述B20110A型型龙
36、门刨刨床的主主拖动采采用最初初50年代代的A-G-MM调速系系统，即即电机扩扩大机直流发发电机直流电电动机组组系统，如如下图所所示。采采用的是是机械比比2：1和电气气调速范范围为110：1的机电电联合调调速系统统。图2.33 AA-G-M调速速系统图图电机扩大大机-直直流发电电机-直直流电动动机（AA-G-M）调调速系统统，它涉涉及电机机多，占占地面积积大、噪噪声污染染严重、调调速范围围很窄，尤尤其交流流电动机机拖动发发电机浪浪费电能能很严重重，而且且电控部部分采用用继电器器逻辑控控制，线线路复杂杂，故障障率高，检检修、维维修困难难。随着科技技的进步步，电力力电子技技术和微微电子技技术得到到飞
37、速的的发展，以以及矢量量控制技技术的完完善，AA-G-M调速速系统在在技术方方面远远远落后于于日新月月异的变变频调速速技术，使使得变频频调速技技术被广广泛使用用在调速速方面。2.变频频器选型型根据前述述龙门刨刨床拖动动系统的的工作要要求，通通过查阅阅有关资资料，造造多种同同类变频频器反复复比较论论证后，决决定选用用TD330000系列变变频器。 TD330000系列变变频器是是美国EEMERRSONN公司资资助研发发生产的的高品质质、多功功能、低低噪音的的矢量控控制通用用变频器器，优越越性主要要表现在在：（1）有有速度传传感器矢矢量控制制，调速速范围为为1：10000，稳稳态控制制精度00.0
38、55；（2）低低频启动动转矩1101000rpmm时，2000的的额定转转矩；（3) 启动预预励磁，加加快矢量量控制快快速反应应；（4) 动态转转矩响应应小于1150mms；（5) 零伺服服锁定功功能，可可以保护护零速时时1500的转转矩输出出；（6）可可靠的转转矩限定定，防止止频繁跳跳闸；（7）功功能丰富富的对话话式操作作面板，全全系列LLCD+LEDD显示中中英文可可选；（8）具具备参数数的上传传拷贝和和下传复复写功能能；（9）功功能强大大的后台台调试监监控软件件，可通通过内置置RS4485接接口组网网监控。根据以上上介绍，电电机、变变频系统统选型如如下：主拖动：55KKW交流流变频电电机
39、选用用TD330000-4TT05550G变变频器；主拖动制制动单元元：两台台TDBB-4CC01-03000控制制单元，两两只100欧/100KW制制动电阻阻.3.主拖拖动与变变频器的的连接主拖动与与变频器器的连接接如下图图所示。图2.44主拖动动与变频频器的连连接通过参考考艾默生生TD330000变频器器说明书书：输入、输输出ENNI滤波波器选择择：EBBT系列列 5AA-800A，它它可以有有效抑制制从变频频器电源源线发出出的高频频噪声干干扰和变变频器输输出侧产产生的干干扰噪音音和导线线漏电流流。交流输入入电抗器器选择TTDL-4A001-005500，当电电网波形形畸变严严重时，它它可
40、以提提高变频频器输入入侧的功功率因数数，满足足变频器器和电源源之间高高次谐波波的影响响。4.变频频器的基基本运行行配线图图变频器的的基本运运行配线线图如下下图所示示。图2.55 变变频器的的基本运运行配线线端子功能能介绍：FAM 为频率率表输出出，输出出频率范范围：5500HHz10kHHz/224V；PGP 为开关关量端子子码盘供供电电源源，+224V，最最大输出出电流1100mmA；A+、AA- 为为码盘信信号A，差动动输入时时码盘电电源电压压范围：+824VV，最高高输入频频率1220kHHz；B+、BB- 为为码盘信信号B，差动动输入时时码盘电电源电压压范围：+824VV，最高高输入频
41、频率1220kHHz；P1、(+) 为外接接直流电电抗器预预留端子子(连接接电抗器器可以改改善功率率因数)；(+)、(-) 外接制制动单元元预留端端子(一一般情况况下,电电机进行行制动时时,由于于电机内内部存在在损耗可可产生约约20%电机额额定转矩矩的制动动转矩，若若损耗转转矩不够够使用,则需要要在(+)、(-)端端外接制制动电阻阻)， (+)、(-)分别别是直流流母线的的正、负负输出端端子。3 控控制程序序设计分分析及故故障控制制分析3.1 控制制程序设设计分析析3.1.1 工作台台控制程程序设计计分析龙门刨床床工作台台主要控控制方式式分为点点动和自自动循环环两种，点点动包括括点进和和点退，
42、目目的是调调整工作作台到达达合适的的位置，以以便摆放放、固定定加工工工件。点点进、点点退阶段段是工件件加工前前的准备备阶段，工工作台点点进和点点退时，不不能压住住前进换换向行程程SQ33和后退退换向行行程SQQ4。在工作台台点进和和点退之之前，首首先要求求油泵压压力正常常并起动动，另外外要求风风机和变变频器运运行正常常，在满满足以上上条件的的情况下下，梯形形图中MM0的线线圈得电电。当按按下工作作台点进进按钮SSB1时时，Y0033线线圈得电电，工作作台点进进，到达达合适位位置时，松松开SBB1, 工作台台停止运运动。工工作台点点退过程程和点进进类似，点点进和点点退控制制主拖动动电机正正转和反
43、反转的输输出继电电器是互互锁关系系，在画画梯形图图时应将将其常闭闭触点串串入对方方的线圈圈电路中中。工作台的的自动往往返运动动是对工工件进行行加工的的过程，是是龙门刨刨床的主主运动，它它是由装装在床身身的六只只行程开开关来控控制的。在在工作台台自动运运行的开开始阶段段，要求求工作台台处于前前进减速速行程SSQ5和和后退减减速行程程SQ66之间，如如果工作作台没有有在该范范围内，要要点动调调整到该该范围。工作台在在自动运运行之前前，要求求油泵、风风机和变变频器运运行正常常，要求求横梁动动处于夹夹紧状态态不能动动作。工工作台工工作时，工工作台先先低速切切入，YY0255和Y330输出出，然后后至加
44、工工速度，YY31输输出，碰碰到SQQ5后，工工作台减减速，YY30输输出，碰碰到SQQ3后，工工作台换换向并高高速空车车返回，YY26和和Y322输出，在在此期间间刀架抬抬刀辅助助继电器器Y0222、YY0233、Y0024动动作，完完成前进进换向后后的抬刀刀动作，碰碰到SQQ6后，工工作台减减速，YY30输输出，在在后退减减速过程程中完成成刀架回回到动作作，碰到到SQ44后，工工作台换换向并低低速切入入，Y330输出出，如此此反复工工作台就就能实现现自动循循环。另另外在工工作台后后退结束束之后与与前进开开始之前前，刀架架要自动动进刀。工工作台前前进和后后退控制制主拖动动电机正正转和反反转的
45、输输出继电电器是互互锁关系系，在画画梯形图图时应将将其常闭闭触点串串入对方方的线圈圈电路中中。3.1.2 风机油油泵控制制程序设设计分析析油泵、风风机和变变频器必必须处于于正常状状态的情情况下工工作台才才可加工工运行.在工作作台工作作之前，这这些辅助助设备都都必须正正常且处处于运行行状态，在在主回路路通电，在在未按下下工作台台控制按按钮前，在在横梁、刀刀架和工工作台动动作前，KKA1动动作，在在油泵压压力及风风机正常常的启情情况下，使使Y0006和YY0077输出，油油泵和风风机启动动。只有有当油泵泵（用于于液压控控制及各各部位润润滑）、风风机及传传动电机机（用于于各刀架架进给）启启动后，才才
46、能进行行各种动动作，并并为刀架架走到做做好准备备。同时时在运行行中，当当油泵或或传动电电机失电电后，系系统停止止，防止止无润滑滑运行和和走到不不切削3.1.3 横梁升升降控制制程序设设计分析析横梁升降降可以加加大加工工工作的的范围，在在横梁动动作期间间工作台台不可以以动作，横横梁的移移动是点点动方式式，在横横梁上升升时，按按照横梁梁放松横梁上上升横梁夹夹紧的顺顺序动作作；横梁梁下降时时，按照照横梁放放松横梁下下降横梁夹夹紧的顺顺序动作作。横梁上升升时，按按下横梁梁上升按按钮SBB6,使使 Y0011得得电输出出横梁放放松，碰碰到SQQ7后使使Y0112得电电输出，横横梁上升升，到合合适位置置后松开开SB66, 横横梁停止止上升，使使KM44得电，YY0100输出横横梁夹紧紧，夹紧紧到位后后，横梁梁夹紧过过电流继继电器KKA3得得电，横横梁夹紧紧停止。横横梁下降降时与横横梁上升升时类似似。横梁梁上升和和横梁下下降时，如如果碰到到横梁上上升限位位开关SSQ8,则横梁梁停止运运动。横横梁上升升和横梁梁下降按按钮控制制横梁电电机正转转和反转转是互锁锁关系，横横梁放松松和横梁梁夹紧也也是互锁锁关系，在在画梯形形图时应应将其常常闭触点点串入对对方的线线圈电路路中。3.1.4 刀架运运行控制制程序设设计分析析由龙门刨刨床结构构示意图图，龙门门刨床主主要