在分析和研究龙门刨床（B2012A）控制原理的基础上，根据生产的基本工艺要求，

  设计了龙门刨床基于变频调速的PLC控制。该系统以西门子公司的TD3000为

  主要调速控制器件，PLC选用西门子公司的S7-200系列的CPU224。

  是为什么必需做维修和翻新。使现有设备一定要满足以下要求：加工速度比40:1；

  但K-F-D系统存在的最大缺陷是能耗较高、效率低，系统的惯性不仅受直流电

  系统（简称SCR-D系统）。SCR-D系统可省掉扩大机组和发电机组，实现了系

  快，电磁惯性小，工作台换向时平稳、迅速、冲击小。但SCR-D系统线路复杂、

  外界干扰时易产生故障；同时SCR-D系统调速范围较窄且在低速时静差度大，

  系统已日臻完善，因此采用变频器对老式龙门刨床的K-F-D机组做改造，将

  垂直刀架：垂直方向为0.2～25mm/次;水平方向为0.4～50mm/次。侧刀架：

  质量。而且现在的龙门刨床大多数采用的是电机扩大机-发电机-电动机(K-F-D)

  主拖动系统，只有少数改进为可控硅直流调速系统(SCR-D系统)，都还存在耗电

  龙门刨床的平面布置图如图2-1所示(立柱和龙门顶见图2-2)，其横向布置

  使工作台调速范围达到1：20。B2012A龙门刨床对静差率的要求是。对静

  (K-F-D调速系统)、直流可控硅调速系统（SCR-D系统）、全数字调速系统和交

  按钮、外部行程开关、限位开关和操作手柄通过PLC，对横梁升降、横梁夹紧、

  变频电机。一般空气开关1ZK，4ZK，5ZK处于闭合状态，设备正常运行时合上总

  交流变频电动机，型号为AKvf-8，功率为55KW，额定转速750r/min。1ZK、

  主接触器控制回路电路图如图3-3所示。变压器1KB将AC380V电压转换

  为AC110V和AC6.3V。控制回路电源为110V，信号的指示灯电源是6.3V。主

  电磁铁线圈的抬刀控制电路图如图3-4所示。接触器TD的线圈由PLC控制。

  当TD的主接触点闭合时，二极管整流桥BZ2将AC220V电压变为200V直流电

  刀架，3HK、4HK分别控制左、右两侧刀架。当某个刀架需要动作时，相应的

  是1969年在美国面世的。最早的PLC只能进行一些开关量的逻辑控制，可编程

  术、微电子技术及通信技术都在PLC上得到充分应用。PLC采用微处理器（即

  CPU）作为中央处理单元，能够直接进行逻辑控制、算术运算、模拟量处理甚至网络

  工业控制微型计算机（或PC机），依然称其为PLC是为与个人计算机区别开来。

  部分的LED指示灯组成；从内部看PLC可区分为六个部分即：输入、输出、存

  储器、CPU、电源及操作显示部分。其工作过程大致上可分为输入处理、程序处

  点为：1）可靠性高、抗干扰能力强；2）编程简单、使用起来更便捷；3）功能齐全、

  低，便于机电一体化；6）联网方便，便于系统集成，性价比高。PLC网络与其

  CPU224。S7-200系列CUP是德国西门子公司生产的一种小型PLC，其许多功

  能达到大、中型PLC的水平，而价格却和小型PLC一样，因此，它已成为小型

  S7-200系列的CPU224的基本单元（即CPU模块）本机数字量的输入和输

  出点数分别是：14和10；模拟量的输入和输出点数分别是：2和1；可待扩展

  模块数都为7个。扩展单元的数字量I/O扩展模块选择的型号为EM223，模拟

  量I/O扩展模块的型号和规格选择EM235。因为它们都是输入与输出量的混合

  模块。另外，还有定位扩展模块EM253，SIWAREXMS称重模块，网络扩展模

  CPU224基本指令执行时间每条0.22μs，远超于多种大型PLC。用户存储

  器容量可扩展到8K步，最大可扩展到168个点。电源电压有两种情况：一种是

  源，DC24V输入、继电器输出。ON状态下输入电流额定值为7mA。确保输入

  启动的最小电流为4mA。确保OFF状态的最大输入电流为1mA。输入电流可由

  外部电源提供，也可由PLC自身的24VDC电源（直流输入型）提供。PLC的

  3.3.3PLC的外部接线为PLC的外部接线图。输入部分可分为外部工作环境和运动过程。

  刀架的快速移动、抬刀。油压继电器YLK(I2.5)、变频器提供的“变频器正常运

  行”信号（I2.7）、油泵风机控制输入端（I2.6）、油泵热继电器FIR（Q0.5）、风

  机热继电器FR2（Q0.6）、电机热继电器FR3（Q0.4）、故障复位按钮（Q2.6）

  组成外部环境部分。限位开关I0.2、I0.3，行程开关I0.5～I1.0和按钮I0.0、I0.1、

  I1.1、I1.2配合，完成工作台的手动和自动循环过程。限位开关I2.0、I2.1，快速

  移动按钮I2.2、I2.3、I2.4组合完成刀架快速运动、自动进刀和退刀等控制运动。

  限位开关I1.7，快速运动按钮I1.3～I1.6共同完成横梁的控制运动。

  PLC的Q2.4和Q2.5给变频器提供正转和反转指令，Q2.7～3.3给变频器提

  供速度切换指令与点动指令。变频器的输出端子Y1和Y2输出“变频器故障”和

  个输出控制端接至变频器的多功能输入端X2～X4，通过变频器参数设定满足工

  I0.3后退终端限I2.5油泵压力正Q0.3变频器运行Q2.5工作台前进

  43KW，为留有余地，选择AKvf-8型异步电动机，主要参数为：P55kw，

  T700.7N.m，最大电流为118A，其工作频率范围为：0～100Hz的无级调速，

  0～50Hz为恒转矩调速，50～100Hz是恒功率调速。在变频电动机上配置了一

  床的主电动机在工作台前进（切削工件）时的最大转速约为500r/min，工作台

  后退时的最大转速约为700r/min。55KW的8极变频电动机的转矩能够满足调

  其他电机选择使用Y90L4异步电动机，功率为1.5KW，380V，3.7，刀架

  通过对各个多方面的对比研究，选用美国EMERSON公司的TD3000系列

  像直流电机调速一样，对电磁力矩来控制。表3-1是各种控制方式的性能比较。

  格相当高，为减少改造成本，选用带GPV/F的控制方式调速范围为1:40，速

  计复杂。因此选择用PG作为反馈原件，用变频器内部的PID控制器实现速度闭

  频率指令，频率值由操作人员调节电位器来设定，另外3种频率由F2.24～F2.27

  预先进行设定。Q2.5和Q2.6控制变频器正转和反转，即工作台的前进和后退。

  变频器的X2、X3和X4端子由Q3.1、Q3.2和Q3.3控制，三个不同端子代

  表不同的频率指令，Q3.3控制工作台点动。电位器RP1和RP2用来调节工作台

  的前进和后退速度大小。Y1和Y2给PLC提供“变频器运行”和“变频器故障”信

  号。需要用变频器的参数来设置这两个端子的功能。变频器接口电路图如图3-6

  TD3000系列变频器共有8个多功能开关量信号输入点，分别对应端子X1～

  为速度指令1；F5.03=2，X3端子为速度指令2；F5.04=3，X4端子为速度指令3；

  F5.09=0，表示变频器准备就绪；F5.10=10，表示变频器有故障。

  1600，双通道增量式编码器又称两相（A相、B相）型编码器，内部有两对光电

  其有效行程为75mm～1250mm，两端均有4mm缓冲行程，精度0.05%～

  0.04%FS。该传感器的外壳表面阳极处理，防腐蚀；内置导电塑料测量单元，无

  温漂，寿命长；并具有自动电气接地功能。密封等级为IP67，DIN430650标准

  非接触式转速表，采用光学原理制造，测量距离一般可达到200mm左右。传感

  图，根据流程图最终画出梯形图。从龙门刨床运动的主程序控制流程图4-1可知

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