[發明專利]一種龍門刨床節電控制系統

有效

• 申請號: 200910010636.3
• 申請日: 2009-03-10
• 公開（公告）號: CN101829806A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 石征錦;王耀成
• 申請（專利權）人: 沈陽理工大學
• 主分類號: B23D11/00
• 分類號: B23D11/00
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司 21209
• 代理人: 王東煜

1.一種龍門刨床節電控制系統由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括柜體(1)及裝在柜體(1)中的主回路單元、變頻器VVVF控制單元、可編程控制器PLC輸入與輸出單元、抬刀及指示燈單元和繼電器保護單元；其特征在于：

1)、所述的主回路單元，包括主斷路器QF、潤滑電機斷路器1QF、垂直刀架電機斷路器2QF、右刀架電機斷路器3QF、左刀架電機斷路器4QF、橫梁升降電機斷路器5QF、橫梁夾緊電機斷路器6QF、電機風機斷路器7QF和接觸器1KM、2KM1和2KM2、3KM1和3KM2、4KM1和4KM2、5KM1和5KM2、6KM1和6KM2、7KM；三相交流A、B、C對應與主斷路器QF的輸入端相連接，主斷路器QF的輸出端L1、L2、L3以相序分別對應與潤滑電機斷路器1QF、垂直刀架電機斷路器2QF、右刀架電機斷路器3QF、左刀架電機斷路器4QF、橫梁升降電機斷路器5QF、橫梁夾緊電機斷路器6QF和電機風機斷路器7QF的入端相連接，潤滑電機斷路器1QF、垂直刀架電機斷路器2QF、右刀架電機斷路器3QF、左刀架電機斷路器4QF、橫梁升降電機斷路器5QF、橫梁夾緊電機斷路器6QF和電機風機斷路器7QF的出端分別對應與接觸器1KM、2KM1和2KM2、3KM1和3KM2、4KM1和4KM2、5KM1和5KM2、6KM1和6KM2、7KM的三相入端觸點相連；接觸器1KM、2KM1和2KM2、3KM1和3KM2、4KM1和4KM2、5KM1和5KM2、6KM1和6KM2、7KM的三相出端分別對應與潤滑電機RB、垂直刀架電機C、右刀架電機Y、左刀架電機Z、橫梁升降電機H、橫梁夾緊電機J、電機風機DJ-F的連接端子相連接，潤滑電機RB、垂直刀架電機C、右刀架電機Y、左刀架電機Z、橫梁升降電機H、橫梁夾緊電機J和電機風機DJ-F分別裝設在龍門刨床相應的位置上；

2)、所述的變頻器VVVF控制單元包括變頻器VVVF、工作臺電機M、制動機構、前進速度調節電位器RP1和后退速度調節電位器RP2；三相電源經過接觸器KM接入變頻器VVVF的R、S、T三個輸入端，變頻器VVVF的U、V、W三個輸出端分別對應與工作臺電機M相連；

前進速度調節電位器RP1和后退速度調節電位器RP2的兩個固定阻值端的一端同時并聯接于變頻器VVVF的11端腳，另一端分別經過繼電器1KA、2KA的常開觸點1KA-3、2KA-3同時接于變頻器VVVF的13端腳；前進、后退速度調節電位器RP1、RP2的滑動端分別經過繼電器1KA、2KA的常開觸點1KA-2、2KA-2同時接于變頻器VVVF的12端腳，變頻器頻率指示表HZ的兩端分別接到變頻器VVVF的11端腳和FMA端腳；

上述制動機構包括制動單元BU和制動電阻R；所述制動單元BU的P端和DB端分別對應與制動電阻R的P端和DB端相連接，制動電阻R的TH2端與制動單元BU的TH1端相連接，制動電阻R的2端連接變頻器VVVF的CM端腳，制動單元BU的1端連接變頻器VVVF的X7端，制動單元BU的P(+)端連接變頻器VVVF的P(+)端，制動單元BU的N(-)端連接變頻器VVVF的N(-)端，制動電阻R和制動單元BU的接地端分別接地；變頻器VVVF的P1端與P(+)端之間連接一扼流圈DK；變頻器VVVF的FWD、REV、X3、X4、和X5端分別經PLC的軟件常開接點01000、01004、01005、01006、01007與變頻器VVVF的CM點相連接，變頻器VVVF的X6端經接觸器KM的常閉接點KM-1與變頻器VVVF的CM相連接；

3)、所述可編程控制器PLC輸入與輸出單元由輸入和輸出兩大部分組成，可編程控制器PLC的輸入部分包括可編程控制器PLC、潤滑電機旋鈕開關1SA、慢刀切入旋鈕2SA、橫梁夾緊放松限位開關1SQ、橫梁頂部限位開關2SQ、右刀架自動進給與快速移動轉換開關3SQ、左刀架自動進給與快速移動的轉換開關4SQ、垂直刀架自動進給與快速移動轉換開關5SQ、工作臺前進減速接近開關6SQ、工作臺前進換向接近開關7SQ、工作臺后退減速接近開關8SQ、工作臺后退換向接近開關9SQ、橫梁與左刀架限位開關12SQ、橫梁與右刀架限位開關13SQ、油壓開關P、橫梁上升按鈕1SB、橫梁下降按鈕2SB、右刀架快速移動按鈕3SB、左刀架快速移動按鈕4SB、垂直刀架快速移動按鈕5SB、急停按鈕6SB、變頻器啟動按鈕7SB、變頻器停止按鈕8SB、工作臺停止按鈕9SB、工作臺前進按鈕10SB、工作臺后退按鈕11SB、工作臺步進按鈕12SB、工作臺步退按鈕13SB、潤滑電機斷路器1QF的輔助觸點1QF-1、垂直刀架電機斷路器2QF的輔助觸點2QF-1、右刀架電機斷路器3QF的輔助觸點3QF-1、左刀架電機斷路器4QF的輔助觸點4QF-1和橫梁夾緊電流繼電器FA；可編程控制器PLC的電源部分與220V的交流電源相連；可編程控制器PLC輸入端的公共點COM與直流24V電源中的+24V相連；控制潤滑電機開關的旋鈕開關1SA一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入端00000相連；潤滑電機斷路器1QF的輔助觸點1QF-1的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00001相連；橫梁夾緊放松限位開關1SQ的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00002相連；橫梁頂部限位開關2SQ的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00003相連；橫梁上升按鈕1SB的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00005相連；橫梁下降按鈕2SB的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00006相連；判斷橫梁夾緊與否的電流繼電器FA的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00007相連；右刀架快速移動按鈕3SB的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00008相連；右刀架自動進給與快速移動的轉換開關3SQ的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00009相連；右刀架電機斷路器3QF的輔助觸點3QF-1的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00010相連；左刀架快速移動按鈕4SB的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00011相連；左刀架自動進給與快速移動的轉換開關4SQ的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00100相連；左刀架電機斷路器4QF的輔助觸點4QF-1的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00101相連；垂直刀架快速移動按鈕5SB的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00102相連；垂直刀架自動進給與快速移動轉換開關5SQ的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00103相連；垂直刀架電機斷路器2QF的輔助觸點2QF-1的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00104相連；

急停按鈕6SB的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00105相連；變頻器VVVF啟動按鈕7SB的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00106相連；變頻器VVVF停止按鈕8SB的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00107相連；工作臺停止按鈕9SB的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00108相連；工作臺前進按鈕10SB的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00109相連；工作臺后退按鈕11SB的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00110相連；潤滑電機油壓開關P的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00111相連；工作臺前進減速接近開關6SQ的①端與直流24V電源中的+24V相連，6SQ的②端與直流24V電源中的0V相連，6SQ的③端與可編程控制器PLC的輸入點00200相連；工作臺前進換向接近開關7SQ的①端與直流24V電源中的+24V相連，7SQ的②端與直流24V電源中的0V相連，7SQ的③端與可編程控制器PLC的輸入點00201相連；工作臺后退減速接近開關8SQ的①端與直流24V電源中的+24V相連，8SQ的②端與直流24V電源中的0V相連，8SQ的③端與可編程控制器PLC的輸入點00202相連；工作臺后退換向接近開關9SQ的①端與直流24V電源中的+24V相連，9SQ的②端與直流24V電源中的0V相連，9SQ的③端與可編程控制器PLC的輸入點00203相連；工作臺步進按鈕12SB的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00206相連；工作臺步退按鈕13SB的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00207相連；慢刀切入旋鈕2SA的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00208相連；橫梁與左刀架限位開關12SQ的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00209相連；橫梁與右刀架限位開關13SQ的一端與直流24V電源中的0V相連，另一端與可編程控制器PLC的輸入點00210相連；

4)、所述可編程控制器PLC輸入與輸出單元的輸出部分包括可編程控制器PLC、接觸器KM、潤滑電機接觸器1KM、前進速度接通中間繼電器1KA、后退速度接通中間繼電器2KA、第一抬刀控制中間繼電器3KA、工作臺運行中間繼電器4KA、垂直刀架進給繼電器6KA1、垂直刀架返回繼電器6KA2、右刀架進給繼電器7KA1、右刀架返回繼電器7KA2、左刀架進給繼電器8KA1、左刀架返回繼電器8KA2、橫梁上升繼電器9KA1、橫梁下降繼電器9KA2、橫梁夾緊繼電器10KA1和橫梁放松繼電器10KA2；

可編程控制器PLC輸出端的第一個和第八個端腳COM與變頻器VVVF端子的CM相連；可編程控制器PLC輸出端01000端腳與變頻器VVVF端子FWD相連；可編程控制器PLC輸出端01004端腳與變頻器VVVF端子REV相連；可編程控制器PLC輸出端01005端腳與變頻器VVVF端子X3相連；可編程控制器PLC輸出端01006端腳與變頻器VVVF端子X4相連；可編程控制器PLC輸出端01007端腳與變頻器VVVF端子X5相連；可編程控制器PLC輸出端的第十三個端腳COM與交流220V電源L相連；變頻器VVVF接觸器KM線圈的一端與零線N相連，另一端與可編程控制器PLC的輸出端01100相連；潤滑電機接觸器1KM線圈的一端與零線N相連，另一端與可編程控制器PLC的輸出端01101相連；第一抬刀控制中間繼電器3KA線圈的一端與零線N相連，另一端與可編程控制器PLC的輸出端01102相連；工作臺運行中間繼電器4KA線圈的一端與零線N相連，另一端與可編程控制器PLC的輸出端01103相連；

可編程控制器PLC輸出端的1、6和11的三個COM端都與交流220V電源L相連；右刀架返回繼電器7KA2輔助常閉觸點7KA2-1的一端與可編程控制器PLC的輸出端01104相連，另一端與右刀架進給繼電器7KA1線圈相連，右刀架進給繼電器7KA1線圈的另一端則與零線N相連；右刀架進給繼電器7KA1輔助常閉觸點7KA1-1的一端與可編程控制器PLC的輸出端01105相連，另一端與右刀架返回繼電器7KA2線圈相連，右刀架返回繼電器7KA2線圈的另一端則與零線N相連；左刀架返回繼電器8KA2輔助常閉觸點8KA2-1的一端與可編程控制器PLC的輸出端01106相連，另一端與左刀架進給繼電器8KA1線圈相連，左刀架進給繼電器8KA1線圈的另一端則與零線N相連；左刀架進給繼電器8KA1輔助常閉觸點8KA1-1的一端與可編程控制器PLC的輸出端01107相連，另一端與左刀架返回繼電器8KA2線圈相連，左刀架返回繼電器8KA2線圈的另一端則與零線N相連；垂直刀架返回繼電器6KA2輔助常閉觸點6KA2-1的一端與可編程控制器PLC的輸出端01200相連，另一端與垂直刀架進給繼電器6KA1線圈相連，垂直刀架進給繼電器6KA1線圈的另一端則與零線N相連；垂直刀架進給繼電器6KA1輔助常閉觸點6KA1-1的一端與可編程控制器PLC的輸出端01201相連，另一端與垂直刀架返回繼電器6KA2線圈相連，垂直刀架返回繼電器6KA2線圈的另一端則與零線N相連；橫梁放松繼電器輔助常閉觸點10KA2-1的一端與可編程控制器PLC的輸出端01202相連，另一端與橫梁夾緊繼電器10KA1線圈相連，橫梁夾緊繼電器10KA1線圈的另一端則與零線N相連；橫梁夾緊繼電器10KA1輔助常閉觸點10KA1-1的一端與可編程控制器PLC的輸出端01203相連，另一端與橫梁放松繼電器10KA2線圈相連，橫梁放松繼電器10KA2線圈的另一端則與零線N相連；橫梁下降繼電器輔助常閉觸點9KA2-1的一端與可編程控制器PLC的輸出端01204相連，另一端與橫梁上升繼電器9KA1線圈相連，橫梁上升繼電器9KA1線圈的另一端則與零線N相連；橫梁上升繼電器輔助常閉觸點9KA1-1的一端與可編程控制器PLC的輸出端01205相連，另一端與橫梁下降繼電器9KA2線圈相連，橫梁下降繼電器9KA2線圈的另一端則與零線N相連；前進速度接通繼電器1KA線圈的一端與零線N相連，另一端與可編程控制器PLC的輸出端01206相連；后退速度接通繼電器2KA線圈的一端與零線N相連，另一端與可編程控制器PLC的輸出端01207相連；

5)、所述的抬刀及指示燈單元包括右側刀架抬刀控制開關4SA、右垂刀架抬刀控制開關5SA、左垂刀架抬刀控制開關6SA、左側刀架抬刀控制開關7SA、二極管1RF～4RF、抬刀電磁鐵線圈1T～4T、電阻R1～R4、電機風機接觸器7KM、第二抬刀中間繼電器5KA、電源指示燈HY1、潤滑運轉指示燈HY2、橫梁工作指示燈HY3、工作臺運行指示燈HY4和變壓器BK；所述二極管1RF和電阻R1串聯后與抬刀電磁鐵線圈1T并聯，再與右側刀架抬刀控制開關4SA串聯組成第一條支路；二極管2RF和電阻R2串聯后與抬刀電磁鐵線圈2T并聯，再與右垂刀架抬刀控制開關5SA串聯組成第二條支路；二極管3RF和電阻R3串聯后與抬刀電磁鐵線圈3T并聯，再與左垂刀架抬刀控制開關6SA串聯組成第三條支路；二極管4RF和電阻R4串聯后與抬刀電磁鐵線圈4T并聯，再與左側刀架抬刀控制開關7SA串聯組成第四條支路；上述四個支路相互并聯，即右側刀架抬刀控制開關4SA、右垂刀架抬刀控制開關5SA、左垂刀架抬刀控制開關6SA、左側刀架抬刀控制開關7SA的一端相連接，電阻R1～R4的一端相連接，并聯的四個支路右側刀架抬刀控制開關4SA、右垂刀架抬刀控制開關5SA、左垂刀架抬刀控制開關6SA、左側刀架抬刀控制開關7SA的一端與第二抬刀中間繼電器5KA的常開觸點5KA-1串聯，220V直流電源的正極V+經過第二抬刀控制中間繼電器5KA的常開觸點5KA-1與上述并聯的四個支路的右側刀架抬刀控制開關4SA、右垂刀架抬刀控制開關5SA、左垂刀架抬刀控制開關6SA、左側刀架抬刀控制開關7SA連接的一端相串聯，220V直流電源的負極V-經過第二抬刀控制中間繼電器5KA的常開觸點5KA-2與上述并聯的四個支路的電阻R1～R4連接的一端相串聯；

交流220V電源連接變頻器接觸器的輔助觸點KM-2后，再連接電機風機接觸器7KM線圈，接觸器7KM線圈的另一端接交流220V電源零線N；交流220V電源連接第一抬刀控制中間繼電器3KA的輔助觸點3KA-1后，再連接第二抬刀控制繼電器5KA線圈，第二抬刀控制繼電器5KA線圈的另一端接交流220V電源零線N；交流220V電源連接變壓器BK，將電壓變成交流24V；

電源指示燈HY1的兩端分別連接交流24V和0V；交流24V經潤滑電機接觸器輔助觸點1KM-1后連接潤滑運轉指示燈HY2再連接交流24V電源的0V；交流24V電源經過橫梁上升接觸器觸點5KM1-1、下降接觸器觸點5KM2-1和夾緊接觸器觸點6KM1-1的并聯電路，與橫梁工作指示燈HY3串聯，再連接交流24V電源的0V；交流24V電源的24V連接工作臺運轉繼電器輔助觸點4KA-1后連接工作臺運行指示燈HY4再連接交流24V電源的0V；

6)、所述繼電器保護單元包括垂直刀架進給接觸器2KM1、垂直刀架返回接觸器2KM2、右刀架進給接觸器3KM1、右刀架返回接觸器3KM2、左刀架進給接觸器4KM1、左刀架返回接觸器4KM2、橫梁上升接觸器5KM1、橫梁下降接觸器5KM2、橫梁夾緊接觸器6KM1、橫梁放松接觸器6KM2：交流220V電源L經過垂直刀架進給繼電器輔助觸點6KA1-2與垂直刀架進給接觸器2KM1線圈相連，線圈另一端連接零線N；交流220V電源L經過垂直刀架返回繼電器輔助觸點6KA2-2與垂直刀架返回接觸器2KM2線圈相連，線圈另一端連接零線N；交流220V電源L經過右刀架進給繼電器輔助觸點7KA1-2與右刀架進給接觸器3KM1線圈相連，線圈另一端連接零線N；交流220V電源L經過右刀架返回繼電器7KA2-2輔助觸點與右刀架返回接觸器3KM2線圈相連，線圈另一端連接零線N；交流220V電源L經過左刀架進給繼電器輔助觸點8KA1-2與左刀架進給接觸器4KM1線圈相連，線圈另一端連接零線N；交流220V電源L經過左刀架返回繼電器輔助觸點8KA2-2與左刀架返回接觸器4KM2線圈相連，線圈另一端連接零線N；交流220V電源L經過橫梁夾緊繼電器輔助觸點10KA1-2與橫梁夾緊接觸器6KM1線圈相連，線圈另一端連接零線N；

交流220V電源L經過橫梁放松繼電器輔助觸點10KA2-2與橫梁放松接觸器6KM2線圈相連，線圈另一端連接零線N；交流220V電源L經過橫梁上升繼電器輔助觸點9KA1-2與橫梁上升接觸器5KM1線圈相連，線圈另一端連接零線N；交流220V電源L經過橫梁下降繼電器輔助觸點9KA2-2與橫梁下降接觸器5KM2線圈相連，線圈另一端連接零線N。