中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文集.pdf

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1、中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文集基于PLC和变频器的龙门刨床改造张国兵中国电子科技集团第三十八研究所,安徽合肥（230031）摘要用可编程序控制器和交流变频调速技术对B220龙门刨床进行改造。刨床的主传动采用转差频率闭环控制，能较好的满足工作台静、动态特性要求；制动采用了能量回馈制动。改造后系统达到了预期效果。关键词龙门刨床，可编程序控制器，变频调速，能量回馈TheImprovementofDoublehousingPlannerBasedonPLCandFrequencyConverterZhangGuobing(No.38Res

2、earchInstituteofChinaElectronicTechnologyCorporation,Hefei230031)Abstract:UsingPLCandACvariablefrequencyadjustspeedtechnologytoimprovethedoublehousingplanner.Speedcloseloopcontrolwasappliedinthemaindrivingofplannerandcouldfulfillthestaticanddynamicstatetrait;Theprincipleofelec

3、tricpowerreturnbrakewasapplied.Afterimprovementtheexpectantresultwasreached.Keywords:DoublehousingplannerPLCVariablefrequencyadjustspeedElectricpowerreturn1.引言能实现慢速切入，稳速加工，快速换向，点动调节等龙门刨床是国内机械加工部门加工大型工件的关各种加工工艺要求。键设备。其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3.系统组成及工作原理主要采用的主传动

4、系统有两种：一种是50年代的电机3.1系统组成扩大机－发电机－电动机组（K－F－D系统）；一种是本系统由VVVF（变电压变频率）变频器（日本富80年代少数经过改型的直流可控硅调速系统（SCR－D士FRN45G9S－4JE通用型45KW）、交流电动机系统）。这两种系统的逻辑控制普遍采用继电器控制，（Y280S－8,Pe=37KW,Ie=78.2A,ne=740r/min）、故障率高，维修困难，生产效率低，因此，采用变频测速器组成闭环调速系统。采用闭环调速系统是为了调速系统已成趋势。对负载的波动和电网的波动有较强的抗干扰能力，以作者用交流变频调速技术和

5、可编程序控制器(PLC)保证刨床的稳定运行。刨床的电机均由PLC给出的指改造成功了一台B220龙门刨床，且改造后系统运行可令进行控制。如图1所示。靠稳定。设计时，主传动用一台异步电动机代替原K－F－D系统机型，进给机械执行机构则用变频调速器取代2.龙门刨床控制系统要求原电磁离合器，实现对工作台的各种不同速度的控制机床型号为B220，产地为济南第二机床厂，要求和往返换向。核心部件用PLC进行控制，它根据操作改造后机床的调速范围为5m/min－60m/min,系统运行站指令和现场信号，按预先编制好的程序对变频器、的平滑性要好，能实现无级调速，且有很好的

6、起制动刀架、横梁、磨头的跟踪状况进行自动或人工控制。性能。起制动时既能快速启动和制动，又保证机械冲变频器选用日本富士FRN45G9S－4JE电压型通用变频击不过大，不对机械部件造成损害。能快速实现提速、器，它采用矢量控制理论，利用电动机常数，通过对降速和平稳的调节速度，换向时要减小对齿轮的冲击。电动机的电流和电压计算出电机的输出转矩，以此为中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文集基础得到对电压、电流以矢量方式的最适合的控制，v使电机的高速转矩限制控制、高起动转矩、自动加减vF速运行、瞬时停电后的迅速恢复以及转差补偿控制成vt05为可能，还能

7、对负载实现全范围内的自动转矩补偿，并提高了速度的稳定性。0ttttt1234原系统采用机械式行程开关，由于工作台时频繁的往复运动，挡块频繁地撞击行程开关，导致行程开vR关容易发生故障，在不可靠的时候更可能产生事故，b)影响生产。改造中我们用光控无触点接近开关代替机图2刨台的往复周期械式行程开关，经使用效果很好。a)刨台的运动b)往复周期F抬刀电磁铁3.2.2主传动的控制原理报警D1磨头电机主传动采用转速闭环、转差频率控制的变频调速PLCD2垂直刀架系统，来满足工作台频繁换向和负载变化时转速快速可D3跟随性的要求。右侧刀架编按钮站程D4左侧刀架在交流

8、异步电动机中，转距T为e序T=CΦIcosφ（1）D5横梁升降emm22控行程开关制D6横梁夹紧式中：器3D7油泵C—电磁