PLCZ3040的搖臂鉆床的改造2

1、摘 要本論文是研究機(jī)械加工中常用的Z3040搖臂鉆床傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的改造問題,旨在解決傳統(tǒng)繼電器接觸器電氣控制系統(tǒng)存在的線路復(fù)雜、可靠性穩(wěn)定性差、故障診斷和排除困難等難題。由于PLC電氣控制系統(tǒng)與繼電器接觸器電氣控制系統(tǒng)相比，具有結(jié)構(gòu)簡單，編程方便，調(diào)試周期短，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，故障率低，對工作環(huán)境要求低等一系列優(yōu)點。因此，本論文對Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的改造，將把PLC控制技術(shù)應(yīng)用到改造方案中去，從而大大提高搖臂鉆床的工作性能。論文分析了搖臂鉆床的控制原理，制定了可編程控制器改造Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計方案，完成了電氣控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計，其中包括PLC機(jī)型的

2、選擇、I/O端口的分配、I/O硬件接線圖的繪制、PLC梯形圖程序的設(shè)計。對PLC控制搖臂鉆床的工作過程作了詳細(xì)闡述，論述了采用PLC取代傳統(tǒng)繼電器接觸器電氣控制系統(tǒng)從而提高機(jī)床工作性能的方法，給出了相應(yīng)的控制原理圖。關(guān)鍵詞：可編程控制器，搖臂鉆床，梯形圖，電氣控制系統(tǒng)AbstractThis paper is to studies the machine process in common use Z3040 in inside radial drilling machine electric control system improves problem. The aim is solvin

3、g device complexity, inferior reliability and stability, malfunction analysis and trouble obviation of the traditional relay electric control system. Because of electric control system PLC there are lots of advantages which include design, install, connect the line and adjust to try workload small,

4、the period of research and manufacture is short, reliability is high, the ability of Anti- interference is very strong, the rate of break down is low, the demand of work environment is low, maintenance convenience a series of advantage etc. Therefore, a work for to the Z3040 radial drilling machine

5、electric control system reforming, will reforming PLC control technique application in the project, then increasing radial drilling machines work function. The paper introduces to the control principle of the radial drilling machine. Established the programmable controller improve the design project

6、 of electric control system of Z3040 radial drilling machine. Completed the design of the software and hardware of the electric control system, Among them include the model of PLC choice、the I/O allotment of the address、the I/O hardware connects the line diagram、PLC trapezium diagrams design. It exp

7、lains that PLC control the work process of radial drilling machine. Discussing the adoption PLC replaces the traditional electric control systems method and increases the work function of radial drilling machine, give a homologous control principle diagram.Keywords: PLC，Radial drilling machine，Trape

8、zium diagram，Electric Control System 目 錄摘 要IABSTRACTII目 錄III第一章 緒 論11.1本課題的選題背景和意義11.2國內(nèi)外關(guān)于本課題的技術(shù)研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)2第二章 Z3040型搖臂鉆床結(jié)構(gòu)與運動形式32.1主電路32.2主運動和進(jìn)給運動42.3控制電路、信號及照明電路42.3.1 搖臂沿外立柱升降移動52.3.2 搖臂連同外立柱繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運動52.3.3 主軸箱和立柱夾緊或放松5第三章 PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容和步驟6第四章 基于PLCZ3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)硬件部分設(shè)計84.1 PLC型號的選擇84.1.1 根據(jù)PLC的物理

9、結(jié)構(gòu)84.1.2 根據(jù)PLC的指令功能84.1.3 根據(jù)PLC的輸入輸出點數(shù)84.1.4 根據(jù)PLC的輸入模塊的類型84.1.5 根據(jù)PLC的輸出模塊的類型9第五章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則105.1 I/O點數(shù)的確定105.2 PLC的I/O分配105.3輸入信號地址分配105.4輸出信號地址分配11第六章 總結(jié)與展望126.1 研究成果126.2 不足之處12致 謝13參考文獻(xiàn)14附錄A Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)梯形圖15附錄B梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表16第一章 緒 論1.1本課題的選題背景和意義Z3040搖臂鉆床是工廠中常用的金屬切削機(jī)床，它可以進(jìn)行多種形式的加工，如：鉆孔、鏜孔、鉸

10、孔及螺紋等。從控制上講，它需要機(jī)、電、液壓等系統(tǒng)相互配合使用，而且，要進(jìn)行時間控制。它的調(diào)速是通過三相交流異步電動機(jī)和變速箱來實現(xiàn)的。也有的是采用多速異步電動機(jī)拖動，這樣可以簡化變速機(jī)構(gòu)。搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運動和進(jìn)給運動由一臺交流異步電動機(jī)拖動，主軸的正反向旋轉(zhuǎn)運動是通過機(jī)械轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的。故主電動機(jī)只有一個旋轉(zhuǎn)方向。此外，搖臂的上升、下降和立柱的夾緊、放松各由一臺交流異步電動機(jī)拖動1。目前，我國的Z3040搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)普遍采用的是傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制方式。因其所要控制的電機(jī)較多所以電路較復(fù)雜，在日常的生產(chǎn)作業(yè)當(dāng)中，經(jīng)常發(fā)生電氣故障，從而影響生產(chǎn)。另外，一些復(fù)雜的控制如：時間、計數(shù)控制

11、用繼電器接觸器控制方式較難實現(xiàn)，所以，有必要對傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計。PLC電氣控制系統(tǒng)可以有效的彌補(bǔ)上述系統(tǒng)的這一缺陷?？删幊踢壿嬁刂破鳎≒rogrammable Logic Controller）簡稱PLC，是從早期的繼電器邏輯電氣控制系統(tǒng)發(fā)展而來，它不斷吸收微型計算機(jī)控制技術(shù)，使之功能不斷增強(qiáng)，逐漸適合復(fù)雜的電氣控制系統(tǒng)。PLC之所以有較強(qiáng)的生命力，在于它更加適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場和市場要求?？煽啃愿?，抗干擾能力強(qiáng)、編程方便、價格低、壽命長。與單片機(jī)相比，它的輸入/輸出端更接近現(xiàn)場設(shè)備，不需添加太多的中間部件，這樣可以大大節(jié)省用戶的開發(fā)時間與生產(chǎn)成本?，F(xiàn)在應(yīng)用于各種工業(yè)控制領(lǐng)域的PLC種類繁

12、多，規(guī)模大小和功能強(qiáng)弱千差萬別，但他們具有以下一些共同的特點?？煽啃愿摺？煽啃允怯脩舻氖走x要求，目前各廠家生產(chǎn)的PLC，平均無故障時間都大大超過IEC規(guī)定的10萬小時，例如：西門子、ABB、松下、三菱等微小型PLC，而且都有完善的自診斷功能，判斷故障迅速。 靈活組態(tài)?？删幊炭刂破魇窍盗谢a(chǎn)品，通常采用模塊化結(jié)構(gòu)來完成不同的任務(wù)組合。輸入輸出端口選擇靈活，有多種機(jī)型，組合方便。功能強(qiáng)大，除基本的邏輯控制、定時、計數(shù)、算術(shù)運算功能外，配合特殊功能模塊還可實現(xiàn)點位控制、PTO運算、過程運算、數(shù)字控制等功能，為方便工廠管理又可以與上位機(jī)通信，通過遠(yuǎn)程模塊可以控制遠(yuǎn)程設(shè)備。因此，PLC幾乎是全能的工業(yè)控

13、制計算機(jī)。編程方便，易于使用。PLC的編程可采用與繼電器極為相似的梯形圖語言，直觀易懂，深受現(xiàn)場電氣人員的歡迎。近年來又發(fā)展了面向?qū)ο蟮捻樋亓鞒虉D語言（Sequential Function Chart），使編程更加簡單方便。運行速度快。傳統(tǒng)的機(jī)電接觸電氣控制系統(tǒng)通過大量觸點的機(jī)械動作進(jìn)行控制，速度很慢，而且系統(tǒng)愈大速度愈慢。PLC的控制速度則由CPU工作速度和掃描速度決定。因此更適合處理高速復(fù)雜的控制任務(wù)，它與微型計算機(jī)之間的差別越來越小 2。同時，PLC還具備了網(wǎng)絡(luò)功能，能進(jìn)行多臺PLC或PLC與PC機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)通訊，使用PLC可以很方便的構(gòu)成“集中管理、分散控制”的分布式電氣控制系統(tǒng)，通

14、過現(xiàn)場總線的PLC通訊網(wǎng)絡(luò)，可使工廠的各種資源共享，就更適合于工廠自動化的需要，為工廠自動化提供了技術(shù)保證 3。正是由于PLC電氣控制系統(tǒng)的種種優(yōu)點,因此本次對Z3040搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)的改造,可以大大提高Z3040搖臂鉆床工作性能和系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性,為工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化帶來生機(jī)同時，提高了PLC編程水平和實踐能力,為今后在實際工作中熟練使用PLC進(jìn)行工業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計打好基礎(chǔ)。1.2國內(nèi)外關(guān)于本課題的技術(shù)研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)早在上世紀(jì)六十年代國外就已經(jīng)出現(xiàn)了可編程序控制器（PLC）的應(yīng)用，之后世界各國爭相在該領(lǐng)域投入大量資金進(jìn)行新產(chǎn)品的開發(fā)，在1995年西門子又成功地開發(fā)出了S7200、S73

15、00系列，它具有 TD 200和 COROS OPS操作模板為用戶提供了方便人機(jī)界面，用戶程序三級口令保護(hù)，極強(qiáng)的計算性能，完善的指令集，MPI接口和通過工業(yè)現(xiàn)場總線PROFD3US以及以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)能力，強(qiáng)勁的內(nèi)部集成功能，全面的故障診斷功能；模塊式結(jié)構(gòu)可用于各處性能的擴(kuò)展，脈沖輸出晶閘管步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)；快速的指令處理大大縮短了循環(huán)周期，并采用了高速計數(shù)器，高速中斷處理可以分別響應(yīng)過程事件，大幅度降低了成本。由于電氣控制系統(tǒng)的可靠性日益受到人們的重視，一些公司己將自診斷技術(shù)、冗余技術(shù)、容錯技術(shù)廣泛應(yīng)用到現(xiàn)有產(chǎn)品中，推出了高可靠性的冗余系統(tǒng)，并采用熱備用或并行工作、多數(shù)表決的工作方式。由

16、于PLC的眾多優(yōu)點，使其迅速在工業(yè)控制中得到推廣。雖然國內(nèi)PLC技術(shù)的應(yīng)用前景很大，并且取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益，而相比之下，由于受經(jīng)濟(jì)和技術(shù)水平的限制，大多數(shù)企業(yè)在生產(chǎn)上使用的Z3040搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)，還是采用采用繼電器接觸器控制方式，而這種控制方式存在著明顯的缺陷和隱患。極易發(fā)生故障。而且，由于線路復(fù)雜，要想找到問題所在也相當(dāng)?shù)睦щy。和國外大量采用PLC技術(shù)替代繼電器接觸器系統(tǒng)相比，我們還存在很大差距。隨著PLC技術(shù)在我國的迅猛發(fā)展，我們和國外先進(jìn)技術(shù)的差距會不斷縮小。因此，抓住這個有利時機(jī)進(jìn)一步促進(jìn)PLC技術(shù)的推廣與應(yīng)用，是提高我國工業(yè)自動化水平的迫切任務(wù)，此次對于Z3040搖臂鉆床

17、電氣控制系統(tǒng)改造設(shè)計，就是希望借鑒國外先進(jìn)的工業(yè)控制技術(shù)，應(yīng)用到工業(yè)現(xiàn)場，以提高搖臂鉆床的工作性能。第二章 Z3040型搖臂鉆床結(jié)構(gòu)與運動形式2.1主電路我國原來生產(chǎn)的Z3040搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運動和搖臂升降運動的操作是通過不能復(fù)位的十字開關(guān)來操作的,它本身不具有欠壓和失壓保護(hù)。因此在主回路中要用一個接觸器將三相電源引入?，F(xiàn)在的Z3040搖臂鉆床取消了十字開關(guān)，它的主軸電路圖如下所示：主軸電路圖三相交流電源由開關(guān)Q引入。M1為主電動機(jī),由接觸器KM1控制其單方向啟停,熱繼電器FR1作過載保護(hù)。M2搖臂升降電動機(jī), 由接觸器KM2控制和KM3控制其正反轉(zhuǎn),因M2是短時運行,所以不設(shè)過載保護(hù)。M

18、3液壓泵電動機(jī),由接觸器KM4控制和KM5控制其正反轉(zhuǎn), 熱繼電器FR2作過載保護(hù)。冷卻泵電動機(jī)M4,由于容量小,所以用轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1直接控制。熔斷器FU1作為M1,M4的短路保護(hù), 熔斷器FU2作為M2,M3的短路保護(hù).所有電動機(jī)外殼均要接地保護(hù)。2.2主運動和進(jìn)給運動Z3040搖臂鉆床的主運動是主軸的旋轉(zhuǎn)運動,進(jìn)給運動是主軸的上、下移動。主軸的旋轉(zhuǎn)及主軸上、下進(jìn)給都是由主軸電動機(jī)拖動,在加工螺紋時要求主軸可正反轉(zhuǎn),主軸的正反轉(zhuǎn)和主軸上、下進(jìn)給都是由機(jī)械方法獲得。主軸變速和進(jìn)給變速的機(jī)構(gòu)都在主軸箱內(nèi),用變速機(jī)構(gòu)分別調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速和上、下進(jìn)給量。所以主軸電動機(jī)只要求單方向旋轉(zhuǎn)，可直接啟動, 不需

19、要調(diào)速和制動。Z3040搖臂鉆床的電氣控制圖2.3控制電路、信號及照明電路HL1主軸箱和立柱的松開指示燈，燈亮表示已松開，可以手動操作主軸箱沿?fù)u臂移動或推動搖臂回轉(zhuǎn)。HL2主軸箱和立柱的夾緊指示燈，燈亮表示已夾緊，可以進(jìn)行加工。HL3為主軸旋轉(zhuǎn)工作指示燈。EL機(jī)床局部照明燈，是由控制變壓器TC供給24V安全交流電壓，由手動 SA2控制。2.3.1 搖臂沿外立柱升降移動搖臂松開機(jī)構(gòu)動作完成時碰壓行程開關(guān)SQ2，其常閉觸頭（6-13）斷開，接觸器KM4線圈斷電，M3停止轉(zhuǎn)動，搖臂維持放松狀態(tài)。同時，SQ2常開觸頭（6-7）閉合，使接觸器KM2（下降為KM3）線圈通電，搖臂升降電動機(jī)M2正傳（下降為

20、反轉(zhuǎn)），拖動搖臂上升（或下降）。2.3.2 搖臂連同外立柱繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運動主軸電動機(jī)M1單方向旋轉(zhuǎn)，由按鈕SB1/SQ2和接觸器KM1控制其啟動和停止。按下啟動按鈕SQ2（2-3），接觸器KM1得電吸合，觸頭KM1（2-3）自鎖，主軸電動機(jī)M1啟動，HL3指示燈亮。按下停止按鈕SB1，接觸器KM1斷電釋放，主軸電動機(jī)M1停止，指示燈HL3熄滅。過載時，熱繼電器FR1的常閉觸頭斷開，接觸器KM1釋放，主軸電動機(jī)M1停止轉(zhuǎn)動。2.3.3 主軸箱和立柱夾緊或放松主軸箱和立柱的松開與夾緊均采用液壓操縱，兩者同時進(jìn)行工作，工作時要求二位六通電磁閥YV不通電。按主軸箱松開按鈕SB5（1-17），接觸器K

21、M4電，液壓泵電動機(jī)M3正轉(zhuǎn)。這時，電磁閥YV仍不通電，壓力油進(jìn)入主軸箱和搖臂夾緊油缸，推動松緊機(jī)構(gòu)使主軸箱和立柱松開。行程開關(guān)SQ4不受壓復(fù)位，其常閉觸頭（101-102）閉合，指示燈HL1亮，表示主軸箱和立柱已經(jīng)松開?？梢圆僮髦鬏S箱和立柱的移動。主軸箱在搖臂的水平導(dǎo)軌上由手動按鈕操縱來回移動，通過推動搖臂可使其與外立柱一起繞內(nèi)立柱旋轉(zhuǎn)。按下主軸箱夾緊按鈕SB6（1-17），接觸器KM5通電，液壓泵電動機(jī)M3反轉(zhuǎn)。這時，電磁閥YV仍不通電，壓力油進(jìn)入主軸箱和搖臂夾緊油缸，推動松緊機(jī)構(gòu)使主軸箱和搖臂夾緊。同時行程開關(guān)SB4被壓，其常閉觸頭（101-102）斷開，指示燈HL1熄滅，其常開觸頭（1

22、01-103）閉合，指示燈HL2亮，表示主軸箱和立柱已經(jīng)夾緊，可以進(jìn)行加工。利用主軸箱和立柱的夾緊、放松，還可以檢查電源相序正確與否，以確保搖臂升降電動機(jī)M2工作正常。第三章 PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容和步驟一、PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則任何一種電器控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程的控制要求和工藝需要，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此，在設(shè)計PLC應(yīng)用系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下基本原則：1）充分發(fā)揮PLC功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求。2）在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便。3）保證控制系統(tǒng)安全可靠。4）應(yīng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇PLC的型號、I

23、/O點數(shù)和存儲器容量等內(nèi)容時，應(yīng)留有適量的余量，以利于系統(tǒng)的調(diào)整和擴(kuò)充。二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟 設(shè)計PLC應(yīng)用系統(tǒng)時，首先是進(jìn)行PLC應(yīng)用系統(tǒng)的功能設(shè)計，即根據(jù)被控對象的功能和工藝要求，明確系統(tǒng)必須要做的工作和因此必備的條件。然后是進(jìn)行PLC應(yīng)用系統(tǒng)的功能分析，即通過分析系統(tǒng)功能，提出PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，控制信號的種類、數(shù)量，系統(tǒng)的規(guī)模、布局。最后根據(jù)系統(tǒng)分析的結(jié)果，具體的確定PLC的機(jī)型和系統(tǒng)的具體配置。 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計可以按以下步驟進(jìn)行。 1、熟悉被空對象，制定指控方案 分析被控對象的工藝過程及工作特點，了解被控對象機(jī)、電、液之間的配合，確定被控對象對PLC控制系統(tǒng)的控

24、制要求。 2、確定I/O設(shè)備 根系系統(tǒng)的控制要求，確定用戶所需的輸入（如按鈕、行程開關(guān)、選擇開關(guān)等）和輸出設(shè)備（如接觸器、電磁閥、信號指示燈等），由此確定PLC的I/O點數(shù)。 3、選擇PLC 選擇時主要包括PLC機(jī)型、容量、I/O模塊、電源的選擇。 4、分配PLC的I/O地址 根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場需要，確定控制按鈕，選擇開關(guān)、接觸器、電磁閥、信號指示燈等各種輸入輸出設(shè)備的型號、規(guī)格、數(shù)量：根據(jù)所選的PLC的型號，列出輸入/輸出設(shè)備與PLC輸入輸出端子的對照表，以便繪制PLC外部I/O接線圖和編制程序。 5、設(shè)計軟件及硬件 進(jìn)行PLC程序設(shè)計，進(jìn)行控制柜（臺）等硬件的設(shè)計及現(xiàn)場施工。由于程序與硬件設(shè)

25、計可同時進(jìn)行，因此，PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計周期可大大縮短，而對于繼電器系統(tǒng)必須先設(shè)計出全部的電器孔氏線路后才能進(jìn)行施工設(shè)計。 其中，PLC程序設(shè)計的一般步驟如下：1）對于較復(fù)雜系統(tǒng)，需要繪制系統(tǒng)的功能圖；對于簡單的控制系統(tǒng)也可省去這一步。2）設(shè)計梯形圖程序。3）根據(jù)梯形圖編寫指令程序表。4）對程序進(jìn)行模擬調(diào)試及修改，知道滿足控制要求為止。調(diào)試過程中，可采用分段調(diào)試的方法，并利用編程器的監(jiān)控功能。 其中，硬件設(shè)計及現(xiàn)場施工的步驟如下：1）設(shè)計控制柜機(jī)操作面板電器布置圖及安裝接線圖。2）控制系統(tǒng)各部分的電器互連圖。3）根據(jù)圖樣進(jìn)行現(xiàn)場接線，并檢查。 6、聯(lián)機(jī)調(diào)試 聯(lián)機(jī)調(diào)試是指將模擬調(diào)試通過的程序進(jìn)行

26、再線統(tǒng)調(diào)。開始時，先帶上輸出設(shè)備（接觸器線圈、信號指示燈等），不帶負(fù)載進(jìn)行調(diào)試。利用編程器的監(jiān)控功能，采用分段調(diào)試的方法進(jìn)行。各部分都調(diào)試正常后，再帶上實際負(fù)載運行。如不符合要求，則對硬件和程序作調(diào)整。通常只需修改部分程序即可。 全部調(diào)試完畢后，交付試運行。經(jīng)過一段時間運行，如不正常工作、程序不需要修改則將程序固化到EPROM中，以為程序丟失。7、整理技術(shù)文件 包括設(shè)計說明書、電氣安裝圖、電器元件明細(xì)表及使用說明書等。第四章 基于PLCZ3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)硬件部分設(shè)計Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計方案由兩部分組成，一部分為電氣控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計，也就是PLC的機(jī)型的確定；另一部

27、分是電氣控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計，就是PLC控制程序的編寫。為了使改造后的搖臂鉆床仍能夠保持原有功能不變，此次改造的一個重要原則之一就是，不對原有機(jī)床的控制結(jié)構(gòu)做過大的調(diào)整，只是將原繼電器控制中的硬件接線改為用軟件編程來替代。具體方案如下：4.1 PLC型號的選擇選擇基于PLC的搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的PLC機(jī)型，應(yīng)從以下幾個方面來考慮：4.1.1 根據(jù)PLC的物理結(jié)構(gòu)根據(jù)物理結(jié)構(gòu)的不同，PLC分為整體式、模塊式和疊裝式。整體式的每一I/O點的平均價格比模塊式便宜，小型電氣控制系統(tǒng)一般使用整體式可編程控制器。此次所設(shè)計的電氣控制系統(tǒng)屬于小型開關(guān)量電氣控制系統(tǒng)沒有特殊的控制任務(wù)，整體式PLC完全可以滿足

28、控制要求，且在性能相同的情況下，整體式PLC較模塊式和疊裝式PLC價格便宜，因此，Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的PLC選用整體式結(jié)構(gòu)的PLC。4.1.2 根據(jù)PLC的指令功能考慮到任何一種PLC都可以滿足開關(guān)量電氣控制系統(tǒng)的要求，據(jù)此本課題將盡量采用價格便宜的PLC。4.1.3 根據(jù)PLC的輸入輸出點數(shù)在本電路中根據(jù)使用電器和控制電路計算I/O點數(shù)。其中按鈕6個、限位（行程）開關(guān)4個、手動開關(guān)2個、熱繼電器2個等，共計輸入點數(shù)14個；接觸器6個、電磁鐵1個、指示燈4個等，共計輸出11個。共25點。4.1.4 根據(jù)PLC的輸入模塊的類型輸入模塊的輸入電壓一般為DC24V和AC110V或AC22

29、0V。直流輸入電路的延遲時間較短，可以直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入裝置連接。交流輸入方式的觸點接觸可靠，適合于在有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。由于本基于PLC的搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的工作環(huán)境并不惡劣，且對電氣控制系統(tǒng)操作人員來說DC24V電壓較AC110V電壓安全些。因此，本基于PLC的搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的PLC輸入模塊應(yīng)選直流輸入模塊，輸入電壓應(yīng)DC24V電壓。4.1.5 根據(jù)PLC的輸出模塊的類型PLC輸出模塊有繼電器型、晶體管型和雙向可控硅型三種。繼電器型輸出模塊的觸點工作電壓范圍廣，導(dǎo)通壓降小，承受瞬間過電壓和過電流的能力較強(qiáng)，每一點的輸出容量較大（可達(dá)2A）,在同一時間內(nèi)對導(dǎo)

30、通的輸出點的個數(shù)沒有限制，但動作速度慢，壽命有一定的限制。第五章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則5.1 I/O點數(shù)的確定通常I/O點數(shù)是根據(jù)被控制對象的輸入和輸出信號的實際需要，再加上10%-15%的備用量來確定。5.2 PLC的I/O分配PLC的機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的前提下，選擇價格最優(yōu)的型號。本設(shè)計選擇使用三菱公司FX2系列PLC系統(tǒng)，根據(jù)表5-1的相關(guān)參數(shù)，選擇F-48MR型PLC機(jī)。表5-1 FX2系列PLC的型號規(guī)格(部分)類型型號輸入點數(shù)(24V)輸出點數(shù)基本單元FX2-16MR(T)88FX2-24MR(T)1212FX2-32MR(T)1616F

31、X2-48MR(T)2424FX2-64MR(T)3232FX2-80MR(T)4040FX2-128MR(T)64645.3輸入信號地址分配編號輸入信號X001SB1主動機(jī)停止按鈕X002SQ2主動機(jī)啟動按鈕X003SB3搖臂上升按鈕X004SB4搖臂下降按鈕X005SB5主軸箱及立柱松開X006SB6主軸箱及立柱夾緊X007SA1手動開關(guān)X010SA1手動開關(guān)X011SQ1搖臂上升行程開關(guān)X012SQ2搖臂下降行程開關(guān)X013SQ1搖臂夾緊行程開關(guān)X014SQ4搖臂松開行程開關(guān)X015FR1熱繼電器X016FR2熱繼電器5.4輸出信號地址分配編號輸出信號Y000KM1主電動機(jī)用接觸器Y00

32、1KM2搖臂升降電動機(jī)正轉(zhuǎn)用接觸器Y002KM3搖臂升降電動機(jī)反轉(zhuǎn)用接觸器Y003KM4液壓泵電動機(jī)正轉(zhuǎn)用接觸器（上升）Y004KM5液壓泵電動機(jī)反轉(zhuǎn)用接觸器（下降）Y005YV控制用電磁閥Y006EL照明燈Y007HL1主軸箱和立柱松開夾緊指示燈Y010HL2主軸箱和立柱的夾緊指示燈Y011HL3主電動機(jī)工作指示燈Y012冷卻泵電動機(jī)M4輔助接觸器KM6第六章 總結(jié)與展望6.1 研究成果可編程控制器是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場的新型控制器，具有結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾性強(qiáng)，編程方便等特點，本課題采用PLC自動控制技術(shù)取代了傳統(tǒng)繼電器接觸器電氣控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對Z3040搖臂鉆床的自動控制，從而提高了機(jī)床

33、的工作效率、工作穩(wěn)定性和可靠性，而且，還大大降低了工人的勞動強(qiáng)度，改善了產(chǎn)品的加工質(zhì)量，降低了設(shè)備故障率，提高了生產(chǎn)率。另外，通過這次畢業(yè)設(shè)計使我對PLC和電控方面的知識又有了更加深刻的理解和掌握，為今后走向工作崗位從事相關(guān)工作奠定了很好的基礎(chǔ)。6.2 不足之處由于時間精力有限，還有許多功能有待擴(kuò)展、完善。主要是沒有對所控制電動機(jī)的調(diào)速問題進(jìn)行研究，包括主電動機(jī)、升降電動機(jī)、液壓泵電動機(jī)的調(diào)速只能通過機(jī)械調(diào)速或多速電機(jī)來進(jìn)行，屬于有級調(diào)速，其加工范圍將受到某些限制，系統(tǒng)僅限于邏輯開關(guān)量的控制，對于PLC的許多高級指令沒有應(yīng)用到。以上問題有待今后進(jìn)一步研究解決。致 謝在論文完成之際，我首先向關(guān)心幫助和指導(dǎo)我的指導(dǎo)老師郭夕琴表示衷心的感謝并致以崇高的敬意！ 在學(xué)校的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，回顧兩年多來的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，面對現(xiàn)在的收獲，我感到無限欣慰。為此，我向熱心幫助過我的所有老師和同學(xué)表示