龙门刨铣床电气控制系统改造

一．旧龙门刨床的特点：

1。旧刨床的工作台驱动由交流机组、直流发电机组、直流电动机组及交磁扩大机组成。

1).交流电动机的基参数如下:

型号: JB2-4 功率:60kW 电压:380V 电流:308A 转速:1460转/分

2).直流电动发电机的主要参数如下:

功率: 70kW 电压:230v转速:1450转/分

3).直流电动机：

型号: Z2-93D2功率:60kW电压:220v电流:308A转速:1460转/分

4).交磁扩大机：

型号: ZKK-4

功率: 4kW

2.工作台换向及一、二级减速、限位由1XKM、2XKM、3XKM、4XKM、XKQ、XKH、1XK、2Xk等开关实现，因此控制复杂，故障点多，难于维修。

3．调速系统电阻、各种继电器繁多，所以故障多，低速时速度不稳，换向不稳定，常出现爬行越位等故障。由于各正反馈和负反馈电路叫多，所以故障难于判断。

4．改造时旧龙门刨床存在的问题及缺点：

1).设备使用年代以久，电器控制元件严重老化，设备故障率高，维修费用大，已不能满足目前生产加工的需要。

2).由于采用的是交直流机组，故其效率只有0.5~0.68,且能耗高！

3).主传动及控制部分电气操作条件教多，不但增加了维护工作量，也使整个系统可靠性大大降低。

4).工作台调速范围小，精度（D≤30）,加工工件的表面质量差。

5).占地面积大，噪音高。

二．改造后龙门刨床的特点：

1．工作台驱动系统

1).由于用英国欧陆公司的SSD 590直流驱动器代替了复杂的交磁放大控制电路,故使控制简单化,数字化,智能化.

2).用50kW直流电机Z4-200-31取代了交流机组和直流发电机组(包括编码器LMA-10BM-C24C、测速机ZYS-100A)，因此，调速方便且数字化。

3).工作台换向由旋转编码器PLC完成，不需要一、二级减速、及换向开关。

4).其它动作均由PLC实现，元件少，简单直观故障少。

5).去掉了发电机组，节电又省功。

6).工作台行程设定可随意进行，且具有记忆功能。

7).可实现恒转矩控制，并能实现低速切入。

三．改造后数字化龙门创新的优越特点：

1 .龙门刨工作台直流调速系统的改造：

改造后的龙门刨工作台直流调速系统采用的是英国欧陆公司生产的SSD 590直流驱动装置。SSD是具有当代水平的全微机化工业直流电机调速驱动器，输出电流范围在15A~5000A，全系列产品还具有控制、监控、保护和串行通讯的功能。

SSD 590分单象限和四象限两种配置，单象限驱动器仅能实现正向运行，四象限驱动器则是完全可逆的，这两种配置的驱动器均能实现对电机速度和转矩的全面控制，四象限驱动器也可以对正反向逆行全面控制。

SSD 590还有一系列可供拥护随意设定的参数，此参数数据有些来自外部，如速度给定、转矩给定、速度反馈以及电机的各种特性参数等，同时配备I/O接口，可以方便的与外部设备结合，以满足各种调速的需要，用SSD 590中的180A和一台50kW的直流电机，来完全取代直流发电机组和交磁扩大机，从而实现了工作台的无级调速、自动加减速、以及自动换向等动作。

２．用PLC实现龙门刨床的其他动作的电器自动控制。本改造采用西门子S7-200PLC完成龙门刨床自动进给刀、抬刀、横梁升降、横梁夹紧放松、刀架快速移动以及工作台的加速、换向等各种动作的正常运转。

３．采用圆光栅编码器完成工作台的行程设定。在支流电机的轴上安装有圆光栅编码器，通过编码器A相、B相脉冲计数与PLC内的计数器和SSD 590的I/O接口完成工作台的前进、后退、加减速、换向，以实现工作台自动往复的行程设定，从而取消了工作台过去的加减速开关、换向开关，同时也减少了故障。

４．改造后的全数字龙门刨控制系统的特点：

１).该数字直流传动装置能耗低，效率高，其效率可达到0.99以上，而直流发电机组只有0.7左右。

２).调速性能高。这种全数字直流调速装置是一种高精度传动张制，以其自身的优点使整个主传动控制系统的精度、调速范围、快速性能有了很大的改善，从而提高了加工能力及其加工质量。

3).结构简单，可靠性高。与交磁扩大机组相比，全数字可逆直流调速装置可减少60Kw直流发电机一台，70kW交流电动机一台，交磁放大机一套，同时大大减少了占地面积，并使控制系统结构简单、体积缩小；而且能量一次性转换，使能耗降低，效率大大提高。

用先进的可编程控制器取代繁杂的交直流继电器控制系统，使元件减少，连线减少，大大提高了系统的可靠性，同时维护也十分方便。

4).装机水平高，具有完善的保护功能。系统具有良好的保护和监控功能，PLC有自身的输入/输出监控指示灯，而全数字直流调速装置则更有良好的保护监控功能，且具有故障存储记忆，自适应参数优化等多种功能。

5).免维护，改造后，系统中的全数字直流调速装置和可编程控制器不需要频繁维护，提高了系统的作业效率，减少运行成本。

6).改造后，由于去掉了交流机组，因而可无噪音运行。

四、使用效率：

由ETD790和西门子PLC相互配合进行改造后的龙们刨床控制系统速为5rpm，为1500rpm，从起步到全速只需8秒时间，从全速到换向实行两次减速，可在12秒时间内完成，且换向平稳无冲击，不会发生振荡、爬行、起位等现象，同时可恒转矩切削，因而大大提高加工精及效率。通过悬挂按钮完全能完成系统的启动、停止、自动手动。工件加工长度范围由悬挂按钮站完成行程设置，并通过PLC的记忆功能来保存，电气柜上有各种报警指示，几乎可以实现无故障、免维护运行。

五、结束语：

使用ETD790和西门子PLC后，节能效果十分明显，改造周期短。因此，将先进的调速装置直接应用到龙门刨床的调速系统中，无疑是一种大的技术革新，可以带来较大的经济效益。