PLC和全数字直流调速技术在机床电气设备改造中的应用

论文摘要

在分析和研究ED-225G日本龙门刨原控制系统的基础上,根据目前设备的机械及电气性能的特殊要求,设计了龙门刨床基于PLC控制、全数字直流调速系统控制床身驱动的电气系统。该系统以西门子S7-200系列PLC作为主要控制单元,主拖动直流电机以英国欧陆的直流调速器（590C270A/110KW）为主要调速控制器件控制方法,刨床各运动部件主要采用西门子PLCs7-200进行逻辑电路控制,根据工艺要求可实现各部分单独运动及联动。以多段码开关作为速度给定元件,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。对直流调速器进行了参数自动优化设置,可根据速度调节过程的偏差自动调节内部控制参数,使其运行在最佳状态,保证主电机转速波动小,工作台运行平稳。论文比较详细地给出了系统部分的控制电路（包括直流调速系统电路、PLC输入输出控制电路,外围执行器件的电路）的设计过程和工作原理；对PLC逻辑控制程序的设计方法及实现过程、控制系统的优点及实现方法做了详细说明,同时列举了主控制程序及工作台控制程序。经过一年多的生产实际运行,系统硬件结构简单,操作方便,系统稳、直观性好,控制安全可靠,运行平稳,调速精度高,并且具有其它控制系统的龙门刨床所没有的优点,同时经济实用,具有广阔的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 项目研究意义及来源
• 1.1.1 项目来源
• 1.1.2 本课题的研究意义
• 1.2 项目的技术要求
• 1.2.1 日本龙门刨床的结构特点
• 1.2.2 刨床的工艺特点
• 1.2.3 龙门刨床的控制流程对电气系统的要求
• 1.2.4 现有龙门刨床控制系统存在的问题
• 1.2.5 龙门刨床控制技术的历史发展过程及未来趋势
• 1.3 本课题的研究内容及研制目标
• 1.4 本章小结
• 第二章 系统总体方案设计
• 2.1 几种可行性方案比较
• 2.1.1 基于变频器交流调速和PLC控制的调速方案
• 2.1.2 采用开关磁阻电动机的调速系统和PLC控制系统的方案
• 2.1.3 基于数字直流调速系统的直流调速和PLC控制的方案
• 2.2 总体方案设计
• 2.2.1 系统总体方案
• 2.2.2 系统工作流程和控制功能实现
• 2.3 本章小结
• 第三章 可编程控制技术及其系统研究
• 3.1 可编程控制器（PLC）国内外研究应用现状
• 3.1.1 研究应用现状
• 3.1.2 PLC控制系统的特点与功能
• 3.2 可编程控制器的组成和工作原理
• 3.2.1 可编程控制器的基本结构
• 3.2.2 可编程控制器的工作原理
• 3.3 可编程控制器控制系统设计的基本原则
• 3.4 可编程控制器控制系统设计的一般步骤
• 3.4.1 可编程控制器系统设计流程
• 3.4.2 确定控制对象和控制范围
• 3.4.3 可编程序控制器的选择
• 3.4.4 可编程控制器控制系统的软件设计分析
• 3.4.5 总装统调
• 3.5 可编程控制器控制系统应用要点
• 3.6 本章小结
• 第四章 直流调速电路设计及工作原理
• 4.1 直流电动机的调速方法和可控直流电源
• 4.1.1 直流电动机的调速方法
• 4.1.2 直流调速系统用的可控直流电源
• 4.2 调速系统转速控制
• 4.2.1 调速系统转速控制要求
• 4.2.2 调速系统的两个稳态指标
• 4.3 全数字直流调速系统
• 4.3.1 全数字直流调速系统的主要特点
• 4.3.2 全数字直流调速系统的结构
• 4.3.3 全数字直流调速系统的工作原理
• 4.4 全数字直流调速器安装需要注意的事项
• 4.5 本章小结
• 第五章 全数字直流调速和PLC技术在机床电气系统改造中的应用
• 5.1 问题的提出
• 5.2 欧陆590系列全数字直流调速器的选型
• 5.2.1 欧陆590系列全数字直流调速器硬件结构概述
• 5.2.2 欧陆590系列全数字直流调速器功能概述
• 5.2.3 590系列电动机速度控制装置的选型
• 5.3 西门子S7-200PLC系列可编程控制器的选型
• 5.3.1 西门子S7-200PLC系列结构特点
• 5.3.2 西门子S7-200PLC系列控制器的主要模块
• 5.3.3 可编程控制器的选择
• 5.4 机床的电气原理图
• 5.4.1 原理图设计
• 5.4.2 配电柜内部元件布置图
• 5.4.3 工作台控制电路设计及工作原理
• 5.4.4 部分电机控制及输入输出电路
• 5.5 部分PLC程序
• 5.5.1 OB1主程序
• 5.5.2 工作台控制程序
• 5.6 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 细摘!