z3050搖臂鉆床畢業(yè)設(shè)計-z3050搖臂鉆床plc控制設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計論文</b></p><p>　　論文題目： Z3050搖臂鉆床PLC控制設(shè)計 </p><p>　　作者姓名： </p><p>　　系部及專業(yè)： 電氣自動化 </p><p&g

2、t;　　班級及學(xué)號： </p><p>　　聯(lián)系電話： </p><p>　　電子郵箱： </p><p>　　指導(dǎo)教師： &l

3、t;/p><p>　　提交日期： 2014 年 6 月 20 日 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 搖臂鉆床簡介1</p><p>　　1.1 搖臂鉆床的主要結(jié)構(gòu)1</p><p>　　1.2 搖臂鉆床安全操作規(guī)程2

4、</p><p>　　1.3 電氣控制線路分析3</p><p>　　第2章 PLC簡介6</p><p>　　2.1 PLC的概述6</p><p>　　2.2 PLC控制的主要特點7</p><p>　　2.3 安裝與布線7</p><p>　　第3章 Z3050控制系

5、統(tǒng)PLC改造設(shè)計8</p><p>　　3.1 系統(tǒng)主要組成部分8</p><p>　　3.2 PLC的選型8</p><p>　　3.3 PLC應(yīng)用中應(yīng)注意的問題9</p><p>　　3.4 PLC的I/O分配表11</p><p>　　3.5 PLC的I/O接線圖12</p>&

6、lt;p>　　3.6 PLC的程序設(shè)計13</p><p>　　3.7 PLC軟件工作過程與分析14</p><p><b>　　總 結(jié)15</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)16</b></p><p><b>　　致 謝17</b></p

7、><p>　　附錄1：Z3050鉆床電氣原理圖18</p><p>　　附錄2：Z3050搖臂鉆床PLC控制原理圖19</p><p><b>　　【內(nèi)容提要】</b></p><p>　　傳統(tǒng)機(jī)床配套的電控系統(tǒng)以繼電器、接觸器的硬接線為基礎(chǔ)，技術(shù)上比較落后，特別是其觸點的可靠性問題，直接影像了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。本論

8、文是研究機(jī)械加工中常用的 Z3050 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。將把 PLC 控制技術(shù)應(yīng)用到改造 Z3050 搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)中去，從而大大提高搖臂鉆床的工作性能。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】 可靠性 Z3050 搖臂鉆床 PLC控制技術(shù)</p><p>　　第1

9、章 搖臂鉆床簡介</p><p>　　1.1 搖臂鉆床的主要結(jié)構(gòu)</p><p>　　搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)立柱、外立柱、搖臂、主軸箱及工作臺等部分組成。內(nèi)立柱固定在底座的一端，在他的外面套有外立柱，外立柱可繞內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)360度。搖臂的一端為套筒，它套裝在外立柱做上下移動。由于絲桿與外立柱連成一體，而升降螺母固定在搖臂上，因此搖臂不能繞外立柱轉(zhuǎn)動，只能與外立柱一起繞內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)。主軸箱是

10、一個復(fù)合部件，由主傳動電動機(jī)、主軸和主軸傳動機(jī)構(gòu)、進(jìn)給和變速機(jī)構(gòu)、機(jī)床的操作機(jī)構(gòu)等部分組成。主軸箱安裝在搖臂的水平導(dǎo)軌上，可以通過手輪操作，使其在水平導(dǎo)軌上沿?fù)u臂移動。</p><p>　　1.1.1 搖臂鉆床的運動形式</p><p>　　當(dāng)搖臂鉆床進(jìn)行加工時，由特殊的加緊裝置將主軸箱緊固在搖臂導(dǎo)軌上，而外立柱緊固在內(nèi)立柱上，搖臂緊固在外立柱上，然后進(jìn)行鉆削加工。鉆削加工時，鉆頭一邊進(jìn)行

11、旋轉(zhuǎn)切削，一邊進(jìn)行縱向進(jìn)搖臂鉆床給，其運動形式為：（1）搖臂鉆床的主運動為主軸的旋轉(zhuǎn)運動；（2）進(jìn)給運動為主軸的縱向進(jìn)給；（3）輔助運動有：搖臂沿外立柱垂直移動，主軸箱沿?fù)u臂長度方向的移動，搖臂與外立柱一起繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運動。</p><p>　　1.1.2 搖臂鉆床電氣拖動特點及控制要求</p><p>　?。?）搖臂鉆床運動部件較多，為了簡化傳動裝置，采用多臺電動機(jī)拖動。例如Z3

12、050型搖臂鉆床采用4臺電動機(jī)拖動，他們分別是主軸電動機(jī)（M1），搖臂升降電動機(jī)（M2），液壓泵電動機(jī)（M3）和冷卻泵電動機(jī)（M4），這些電動機(jī)都采用直接啟動方式。</p><p>　　（2） 為了適應(yīng)多種形式的加工要求，搖臂鉆床主軸的旋轉(zhuǎn)及進(jìn)給運動有較大的調(diào)速范圍，一般情況下多由機(jī)械變速機(jī)構(gòu)實現(xiàn)。主軸變速機(jī)構(gòu)與進(jìn)給變速機(jī)構(gòu)均裝在主軸箱內(nèi)。</p><p>　?。?） 搖臂鉆床的主運動和進(jìn)

13、給運動均為主軸的運動，為此這兩項運動有一臺主軸電動機(jī)拖動，分別經(jīng)主軸傳動機(jī)構(gòu)，進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)實現(xiàn)主軸的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給。</p><p>　　（4） 在加工螺紋時，要求主軸能正反轉(zhuǎn)。搖臂鉆床主軸正反轉(zhuǎn)一般采用機(jī)械方法實現(xiàn)。因此主軸電動機(jī)僅需要單向旋轉(zhuǎn)。</p><p>　?。?） 搖臂升降電動機(jī)要求能正反向旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　（6）內(nèi)外主軸的夾緊與放松、主軸與搖臂的

14、夾緊與放松可用機(jī)械操作、電氣—機(jī)械裝置，電氣—液壓或電氣—液壓—機(jī)械等控制方法實現(xiàn)。若采用液壓裝置，則備有液壓泵電機(jī)，拖動液壓泵提供壓力油來實現(xiàn)，液壓泵電機(jī)要求能正反向旋轉(zhuǎn)，并根據(jù)要求采用點動控制。</p><p>　　（7） 搖臂的移動嚴(yán)格按照搖臂松開→移動→搖臂夾緊的程序進(jìn)行。因此搖臂的夾緊與搖臂升降按自動控制進(jìn)行。</p><p>　?。?） 冷卻泵電動機(jī)帶動冷卻泵提供冷卻液，只要求

15、單向旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　（9） 具有連鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)以及安全照明、信號指示電路。</p><p>　?。?0） 為了安全，本機(jī)床設(shè)有“開門斷電”功能</p><p>　　1.2 搖臂鉆床安全操作規(guī)程</p><p>　　（1） 工作前對所用鉆床和工卡量進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)無誤時方可工作。</p><p>　?。?

16、）嚴(yán)禁戴手套操作，女生發(fā)辮應(yīng)挽在帽子內(nèi)。</p><p>　?。?） 工件裝夾必須牢固可靠。鉆小件時，應(yīng)用工具夾持，不準(zhǔn)用手拿著鉆。</p><p>　?。?） 使用自動走刀時，要選好進(jìn)給速度，調(diào)整好行程限位塊。手動進(jìn)刀時，一般按照逐漸增壓和逐漸減壓原則進(jìn)行，以免用必過猛造成事故。</p><p>　　（5） 鉆頭上繞有長鐵屑時，要停車清除。禁止用風(fēng)吹、用手拉，要用

17、刷子或鐵鉤清除。</p><p>　?。?）精鉸深孔時，拔取圓器和銷棒，不可用力過猛，以免手撞在刀具上。</p><p>　　（7）不準(zhǔn)在旋轉(zhuǎn)的刀具下，翻轉(zhuǎn)、卡壓或測量工件。手不準(zhǔn)觸摸旋轉(zhuǎn)的刀具。</p><p>　?。?）使用搖臂鉆時，橫臂回轉(zhuǎn)范圍內(nèi)不準(zhǔn)有障礙物。工作前，橫臂必須卡緊。</p><p>　?。?） 橫臂和工作臺上不準(zhǔn)存放物件

18、，被加工件必須按規(guī)定卡緊，以防工件移位造成重大人身傷害事故和設(shè)備事故。</p><p>　?。?0）工作結(jié)束時，將橫臂降到最低位置，主軸箱靠近立柱，并且都要卡緊。</p><p>　　1.3 電氣控制線路分析</p><p>　　Z3050搖臂鉆床電氣控制原理圖（附錄1）</p><p><b>　?。?） 主電路分析</b

19、></p><p>　　Z3050型搖臂鉆床共有四臺電機(jī)，除冷卻泵電機(jī)采用斷路器直接啟動外，其余三臺異步電機(jī)均采用直接啟動。</p><p>　　M1 是主軸電動機(jī)：由交流接觸器KM1控制，只要求單方向旋轉(zhuǎn)，主軸的正反轉(zhuǎn)由機(jī)械手柄操作。M1裝于主軸箱頂部，拖動主軸及進(jìn)給傳動系統(tǒng)運轉(zhuǎn)。FR1作為電動機(jī)M1的過載及斷相保護(hù)，短路保護(hù)由斷路器QF1中的電磁脫扣裝置來完成。</p>

20、;<p>　　M2 是搖臂升降電動：，裝于立柱頂部，用接觸器KM2和KM3控制其正反轉(zhuǎn)。由于電機(jī)M2是間斷性工作，所以不設(shè)過載保護(hù)。</p><p>　　M3 是液壓泵電機(jī)：用接觸器KM4和KM5控制其正反轉(zhuǎn)。由熱繼電器FR2作為過載及斷相保護(hù)。該電機(jī)的主要作用是拖動油泵供給液壓裝置壓力油，以實現(xiàn)搖臂、立柱以及主軸箱的松開和夾緊。</p><p>　　搖臂升降電機(jī)M2和液壓油

21、泵電機(jī)M3共用斷路器QF3中的電磁脫扣器作為短路保護(hù)。</p><p>　　M4 是冷卻泵電機(jī)：有斷路器QF2直接控制并以實現(xiàn)短路、過載及斷相保護(hù)。主電路電源電壓為交流380V，由斷路器QF1作為電源引入開關(guān)。</p><p>　?。?） 控制電路分析</p><p>　　控制電路電源由控制變壓器TC降壓后供給110V電壓，熔斷器FU1作為短路保護(hù)。</p&g

22、t;<p>　　開車前的準(zhǔn)備工作：為了保證操作安全，本鉆床設(shè)有“開門斷電”功能。所以開車前應(yīng)將立柱下部及搖臂后部的電氣箱門蓋關(guān)好，方能接通電源。合上QF3及總電源開關(guān)QF1，則電源顯示燈HL1亮，表示鉆床的電氣線路已進(jìn)入帶點狀態(tài)。</p><p>　　主軸電機(jī)M1的控制：按下啟動按鈕SB3，接觸器KM1吸合并自鎖，使主軸電機(jī)M1啟動運行，同時指示燈HL2亮。按下停止按鈕SB2，接觸器KM1釋放，使主

23、軸電機(jī)M1停止轉(zhuǎn)動，同時HL2熄滅。</p><p>　　搖臂升降控制：按下上升按鈕SB4(或下降按鈕SB5)，則時間繼電器KT1線圈通電吸合，其瞬時閉合的觸頭閉合，KM4接觸器線圈通電，液壓泵電機(jī)啟動，正向旋轉(zhuǎn)，供給壓力油。壓力油經(jīng)分配閥體進(jìn)入搖臂的“松開油腔”，拖動活塞移動，活塞推動菱形塊，降搖臂松開，同時活塞桿通過彈簧片壓下位置開關(guān)SQ2，使其常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合。前者切斷了接觸器KM4的線圈電路，K

24、M4主觸頭斷開，液壓泵電機(jī)M3停止工作。后者使交流接觸器KM2（或KM3）的線圈通電，KM2(或KM3)的主觸頭接通的電源，搖臂升降電機(jī)啟動旋轉(zhuǎn)，電動搖臂上升（或下降）。如果此時搖臂尚未松開，則位置開關(guān)SQ2的常觸頭則不能閉合，接觸器KM2(或KM3)的線圈無電，搖臂就不能上升(或下降)。</p><p>　　當(dāng)搖臂上升或下降所到需位置時，松開按鈕SB4(或SB5)，則接觸器KM2(或KM3)和時間繼電KT1器同

25、時釋放，停止工作，隨之搖臂停止上升(或下降)。</p><p>　　由于時間繼電器KT1斷電釋放，經(jīng)1-3秒時間延時后，其延時閉合的常閉觸頭閉合，使接觸器KM5吸合液壓泵電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，隨之泵內(nèi)壓力油經(jīng)分配閥進(jìn)入搖臂的“夾緊油腔”使搖臂夾緊。在搖臂夾緊后，活塞桿推動彈簧片壓下的位置開關(guān)SQ3，其常閉觸頭斷開，KM5斷電釋放，M3最終停止工作，完成了搖臂的松開-上升（或下降）-夾緊的整套動作。</p>

26、<p>　　組合開關(guān)SQ1a和SQ1b作為搖臂升降的超程限位保：當(dāng)搖臂上升到極限位置時，壓下SQ1a使其斷開，接觸器KM2斷電釋放，M2停止運行，搖臂停止上升；當(dāng)搖臂下降到極限位置時，壓下SQ1b使其斷開，接觸器KM3斷電釋放，M2停止運行，搖臂停止下降。</p><p>　　搖臂的自動夾緊由位置開關(guān)SQ3控制：如果液壓夾緊裝置出現(xiàn)故障，必能自動夾緊搖臂，或者由于SQ3的調(diào)整不當(dāng)，在搖臂夾緊后不能使SQ

27、3的常閉觸頭斷開，都會使液壓泵電機(jī)M3因長期的過載運行而損壞。為此電路中設(shè)有熱繼電器FR2，其整定值因根據(jù)點M3的額定電流進(jìn)行整定。</p><p>　　搖臂升降電機(jī)M2的正反轉(zhuǎn)接觸器KM2和KM3不允許同時獲電工作，以防止電源相間短路。</p><p>　　立柱和主軸箱的夾緊與放松控制：立柱和主軸箱的夾緊（或放松）既可以同時進(jìn)行也可以單獨進(jìn)行，由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1和復(fù)合按鈕SB6（或SB7）

28、進(jìn)行控制。SA1三個位置，搬到中間位置時，立柱和主軸箱夾緊(或放松)同時進(jìn)行；扳到左邊位置時，立柱夾緊（或放松）；扳到右邊時，主軸箱夾緊（或放松）。復(fù)合按鈕SB6是松開控制按鈕，SB7是夾緊控制按鈕。</p><p>　　立柱和主軸箱同時松開、夾緊：降轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1扳到中間位置，然后按下松開按鈕SB6，時間繼電器KT2\KT3線圈同時得點。KT2的延時閉合的常開觸頭經(jīng)1-3秒延時閉合，時寄存器KM4獲電吸合，液壓

29、電機(jī)M3正傳，壓力油進(jìn)入立柱和主軸箱的松開油腔，使立柱和主軸箱同時松開。</p><p>　　松開SB6，時間繼電器KT2和KT3的線圈斷電釋放，KT3延時閉合的常開觸頭瞬時分開，寄存器KM4斷電釋放，液壓泵電機(jī)M3停轉(zhuǎn)。KT2延時分?jǐn)嗟某ｉ_觸頭經(jīng)1-3秒后分?jǐn)啵姶砰yYA1、YA2線圈斷電釋放，立柱和主軸箱同時松開的操作結(jié)束。</p><p>　　立柱和主軸箱同時夾緊的工作原理與松開相似

30、，只要按下SB7，使接觸器KM5得電吸合，液壓泵電機(jī)M3反轉(zhuǎn)即可。</p><p>　　立柱和主軸箱單獨松開、夾緊：如果希望單獨控制主軸箱，可將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1扳到右邊位置。按下松開按鈕SB6（或夾緊按鈕SB7）時間繼電器KT2和KT3的線圈同時得電，這是只有電磁閥YA2單獨通電吸合，從而實現(xiàn)主軸箱的單獨松開（或夾緊）。</p><p>　　松開復(fù)合按鈕SB6或SB7，時間繼電器KY2和KT

31、3的線圈斷電釋放，KT3的通電延時閉合的常開觸頭瞬時斷開，接觸器KM4或KM5的線圈斷電釋放，液壓泵電機(jī)M3停轉(zhuǎn)。經(jīng)1-3秒的延時后KT2延時分?jǐn)嗟某ｉ_觸頭分?jǐn)?，電磁閥YA2的線圈斷電釋放，主軸箱松開或夾緊的操作結(jié)束。</p><p>　　同理，把轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1扳到左側(cè)，則使立柱單獨松開或夾緊。</p><p>　　冷卻泵電機(jī)M4的控制：扳動斷路器QF2就可以接通或切斷電源，操縱冷卻泵電機(jī)

32、M4的工作或停止。</p><p>　　（3） 照明、指示電路分析</p><p>　　照明、指示電路的電源也由控制變壓器TC降壓后提供24V、6V的電壓，由熔斷器FU2、FU3做短路保護(hù)，EL時照明燈，HL1時電源指示燈，HL2是主軸指示燈。</p><p>　　第2章 PLC簡介</p><p>　　2.1 PLC的概述</p&

33、gt;<p>　　可編程控制器是一種為工業(yè)機(jī)械控制所設(shè)專用計算機(jī)，在各種自動控制系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用，它是在繼電器控制和計算機(jī)控制基礎(chǔ)上開發(fā)的產(chǎn)品，逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動控制裝置。早期的可編程控制器在功能上只能進(jìn)行邏輯控制，因而稱為可編程程序邏輯控制器(Programmable Logic Controller)簡稱PLC。隨著技術(shù)的發(fā)展，其控制功能不斷增強(qiáng)，

34、可編程程序控制器還可以進(jìn)行算術(shù)運算，模擬量控制、順序控制、定時、計數(shù)等，并通過數(shù)字，模擬的輸入、輸出控制各種類型的機(jī)械生產(chǎn)過程。 </p><p>　　隨著可編程控制器技術(shù)的發(fā)展，轉(zhuǎn)統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的控制柜逐漸被新一代的智能化儀表所代替，對于日益復(fù)雜的控制功能，轉(zhuǎn)統(tǒng)控制柜顯得無能為力，而可編程控制器具有可編程序的特點，運行時可以根據(jù)要求，選擇控制算法、適應(yīng)性強(qiáng)、可編程控制器采用軟件代替硬件的方法，可以簡化線路，使控制設(shè)

35、備的性能價格比不斷提高。</p><p>　　從廣義上來說，可編程控制器也是一種計算機(jī)控制系統(tǒng)，只不過它比一般的計算機(jī)具有更強(qiáng)的與工業(yè)過程相連接的接口和更直接的適用于控制要求的編程語言。所以PLC與計算機(jī)控制系統(tǒng)的組成十分相似，也具有中央處理單元(CPU)、存儲器、輸入／輸出(I／O)接口、電源等?？删幊炭刂破鞯陌l(fā)展分為三個階段：第一階段(七十年代中期)為實用化發(fā)展階段；第二階段(七十年代末期)為成熟階段；第三階

36、段(九十年代)為加速發(fā)展階段。在這一時期，各大公司進(jìn)一步完善原有產(chǎn)品，不斷開發(fā)出新的產(chǎn)品系列，并加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)功能以構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)。在軟件方面，可編程控制器不斷向上端發(fā)展意與計算機(jī)兼容。因此，憑借其優(yōu)異的控制性能和快捷的柔性系統(tǒng)構(gòu)成，使PLC成為當(dāng)今增長速度最快的工業(yè)自動化控制設(shè)備。</p><p>　　2.2 PLC控制的主要特點</p><p>　?。?） 可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)。高可

37、靠性是PLC最突出的特點之一，其平均無故障時間可達(dá)幾十萬小時。</p><p>　　（2）編程簡單易學(xué)。PLC編程大多采用類似與繼電器控制電路的梯形圖。</p><p>　?。?） 設(shè)計、安裝容易、調(diào)試周期短，維護(hù)簡單。PLC已實現(xiàn)了產(chǎn)品的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。設(shè)計者可在規(guī)格繁多、品種齊全的PLC中選用性能價格比高的產(chǎn)品。</p><p>　?。?）模塊品種豐富、

38、通用性好、功能強(qiáng)大。除了單元式小型PLC外，多數(shù)采用模塊式結(jié)構(gòu)，并形成大、中、小系列產(chǎn)品。</p><p>　　（5） 體積小、能耗低。</p><p>　　2.3 安裝與布線</p><p>　?。?） 動力線、控制線以及PLC的電源線和I/O線應(yīng)分別配線，隔離變壓器與PLC和I/O之間應(yīng)采用雙膠線連接。</p><p>　?。?）PLC

39、應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源如電焊機(jī)、大功率硅整流裝置和大型動力設(shè)備，不能與高壓電器安裝在同一個開關(guān)柜內(nèi)。</p><p>　?。?）PLC的輸入與輸出最好分開走線，開關(guān)量與模擬量也要分開敷設(shè)。模擬量信號的傳送應(yīng)采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng)一端或兩端接地，接地電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的1/10。</p><p>　?。?）PLC基本單元與擴(kuò)展單元以及功能模塊的連接線纜應(yīng)單獨敷設(shè)，以防止外界信號的干擾。</p&

40、gt;<p>　　（5） 交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜，輸出線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線和動力線，避免并行。</p><p>　　第3章 Z3050控制系統(tǒng)PLC改造設(shè)計</p><p>　　3.1 系統(tǒng)主要組成部分</p><p>　　（1）三菱FX2N </p><p><b>　?。?）接觸器五個</b&

41、gt;</p><p>　?、?KM1交流接觸器CJ0-20B線圈電壓110V</p><p>　　② KM2-KM5交流接觸器CJ0-10B線圈電壓110V</p><p><b>　?。?）空氣開關(guān)三個</b></p><p>　?、?QF1低壓斷路器DZ5-20/330FSH10A</p><p

42、>　　② QF2低壓斷路器DZ5-20/330H0.3-0.45A</p><p>　?、?QF3低壓斷路器DZ5-20/330H6.5A</p><p><b>　?。?）熱繼電器二個</b></p><p>　　① FR1熱繼電器JR0-20/3D6.8-11A</p><p>　?、?FR2熱繼電器JR0-2

43、0/3D1.5-2.4A</p><p><b>　?。?）變壓器一臺</b></p><p><b>　　（6）電機(jī)四臺</b></p><p>　?、?M1主軸電機(jī)Y112M-44KW、1400r/min</p><p>　?、?M2搖臂升降電機(jī)Y90L-41.5KW、1400r/min<

44、/p><p>　　③ M3液壓油泵電機(jī)Y802-40.75KW、1390 r/min </p><p>　?、?M4冷卻泵電機(jī)AOB-2590W、2800 r/min</p><p>　?。?）按鈕導(dǎo)線若干 </p><p>　　3.2 PLC的選型</p><p>　　在PLC系統(tǒng)設(shè)計時，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作

45、就是PLC工程設(shè)計選型。工藝流程的特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。PLC及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則選型所選用PLC應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)，PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需

46、的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 </p><p>　　（1） 輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算 </p><p>　　I/O點數(shù)估算時應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再增加10%～20%的可擴(kuò)展 ，余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。實際訂貨時，還需根據(jù)制造廠

47、商PLC的產(chǎn)品特點，對輸入輸出點數(shù)進(jìn)行圓整。 </p><p>　?。?） 存儲器容量的估算 </p><p>　　存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應(yīng)用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。設(shè)計階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用

48、存儲器容量的估算來替代。 </p><p>　　存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點數(shù)的10～15倍，加上模擬I/O點數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。 </p><p>　?。?） 控制功能的選擇 </p><p>　　該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、

49、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。</p><p>　　本設(shè)計中選用三菱FX-2N-40MR（輸入14點，輸出13點，共12點；內(nèi)存容量估算25 X (10~15）=400字)</p><p>　　3.3 PLC應(yīng)用中應(yīng)注意的問題</p><p>　　PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的控制裝置，通常不需要采取什么措施，就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。但是，當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境

50、過于惡劣，電磁干擾特別強(qiáng)烈，或安裝使用不當(dāng)，都不能保證PLC的正常運行，因此在使用中應(yīng)注意以下問題。</p><p><b>　?。?） 溫度</b></p><p>　　PLC要求環(huán)境溫度在0~55℃，安裝時不能放在發(fā)熱量大的元件下面，四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足 夠大，基本單元和擴(kuò)展單元之間要有30mm以上間隔；開關(guān)柜上、下部應(yīng)有通風(fēng)的百葉窗，防止太陽光直接照射；如果周

51、圍環(huán)境超過55℃，要安裝電風(fēng)扇強(qiáng)迫通風(fēng)。</p><p><b>　?。?） 濕度</b></p><p>　　為了保證PLC的絕緣性能，空氣的相對濕度應(yīng)小于85%（無凝露）。</p><p><b>　　（3） 震動</b></p><p>　　應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動源，防止振動頻率為10~55

52、Hz的頻繁或連續(xù)振動。當(dāng)使用環(huán)境不可避 免震動時，必須采取減震措施，如采用減震膠等。</p><p><b>　?。?） 空氣</b></p><p>　　避免有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。對于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境，可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中，并安裝空氣凈化裝置。 5． 電源 PLC供電電源為50Hz、220（1±

53、10%）V的交流電，對于電源線來的干擾，PLC本身具有足夠的抵制能力。對于可靠性要求很高的場合或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境，可以安裝一臺帶屏蔽層的變比為1：1的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。還可以在電源輸入端串接LC濾波電路。 FX系列PLC有直流24V輸出接線端，該接線端可為輸入傳感器（如光電開關(guān)或接近開關(guān)）提供直流24V電源。當(dāng)輸入端使用外接直流電源時，應(yīng)選用直流穩(wěn)壓電源。因為普通的整流濾波電源，由于紋波的影響，容易使PLC接收

54、到錯誤信息。</p><p><b>　?。?） 電源</b></p><p>　　PLC供電電源為50Hz、220（1±10%）V的交流電，對于電源線來的干擾，PLC本身具有足夠的抵制能力。對于可靠性要求很高的場合或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境，可以安裝一臺帶屏蔽層的變比為1：1的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。還可以在電源輸入端串接LC濾波電路。<

55、/p><p>　　3.4 PLC的I/O分配表</p><p>　　表3-1 PLC的I/O分配表</p><p>　　3.5 PLC的I/O接線圖</p><p>　　圖3-1 PLC的I/O接線圖</p><p>　　3.6 PLC的程序設(shè)計</p><p>　　圖3-2 PLC程序

56、梯形圖</p><p>　　3.7 PLC軟件工作過程與分析</p><p>　　主軸電機(jī)M1的控制：</p><p>　　按下啟動按鈕SB3，Y0有輸出，KM1吸合，主軸電機(jī)M1啟動，同時HL2指示燈亮，按下SB2,Y0停止輸出，KM1斷開，主軸電機(jī)M1停轉(zhuǎn)，同時HL2滅。 </p><p><b>　　搖臂鉆床升降控制：<

57、;/b></p><p>　　搖臂放松：按下上升按鈕SB4,時間繼電器T0計時，M0得電并自鎖，Y3有輸出，KM4吸合，電機(jī)M3啟動正轉(zhuǎn)。</p><p>　　搖臂上升：搖臂夾緊機(jī)構(gòu)使行程開關(guān)SQ3釋放，SQ2壓合———→Y3停止輸出可沒失電，M3停轉(zhuǎn)，同時Y1有輸出，KM2線圈得電，M2正轉(zhuǎn)，搖臂上升。</p><p>　　搖臂夾緊：當(dāng)搖臂鉆床上升到所需位置

58、后，松開按鈕SB4———→Y1停止輸出，KM2線圈失電，M2停轉(zhuǎn)，搖臂停止上升，3秒后Y4有輸出，KM5線圈得電，M3反轉(zhuǎn)，搖臂夾緊，SQ2釋放，SQ3壓合———→Y4停止輸出，KM5線圈失電，M3停轉(zhuǎn)，搖臂夾緊完成。</p><p><b>　　搖臂下降控制：</b></p><p>　　搖臂放松：按下上升按鈕B45，時間繼電器T0開始計時，M0得電并自鎖，Y3有輸

59、出，KM4吸合，電機(jī)M3啟動正轉(zhuǎn)。</p><p>　　搖臂上升:搖臂放松機(jī)構(gòu)使行程開關(guān)SQ2釋放，SQ3壓合———→Y3停止輸出，KM4失電，M3停轉(zhuǎn)，同時Y2有輸出。KM3線圈得電，M2反轉(zhuǎn)，要比下降。</p><p>　　搖臂夾緊：當(dāng)搖臂下降到所需位置后，松開按鈕SB5，———→Y3停止輸出，KM3失電，M2停轉(zhuǎn)，搖臂停止下降，三秒后Y4有輸出，KM5線圈得電，M3反轉(zhuǎn)，搖臂夾緊，S

60、Q2釋放，SQ3壓合———→Y4停止輸出，KM5線圈失電，M3停轉(zhuǎn)，搖臂夾緊完成。</p><p>　　立柱和主軸箱的夾緊和放松控制：</p><p>　　由液壓和電氣控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)完成，立柱和主軸箱的放松或夾緊可以同時進(jìn)行，也可以單獨動作，由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA和復(fù)合開關(guān)SB6或SB7進(jìn)行控制。SA又三個位置，扳倒中間位置時，立柱和主軸夾緊（或放松）同時進(jìn)行；扳到左邊，立柱夾緊（或放松）；扳倒右邊

61、，主軸夾緊（或放松）。復(fù)合按鈕SB6是松開控制按鈕，SB7是夾緊控制按鈕。</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　本次設(shè)計的內(nèi)容主要是利用PLC對Z3050搖臂鉆床的控制部分進(jìn)行改造。我先對本次的設(shè)計進(jìn)行了總體的思考和分析，使自己對Z3050搖臂鉆床的基本結(jié)構(gòu)、運動情況、加工工藝要求等有一定的了解。Z3050搖臂鉆床主要有底座、內(nèi)立柱、外立柱

62、、搖臂、主軸箱、工作臺等組成。對Z3050搖臂鉆床電氣控制部分進(jìn)行分析得出它需要完成開門斷電功能、主軸電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制功能、刀架的快速移動功能、冷卻泵電動機(jī)的控制。然后根據(jù)電氣控制電路的線路圖，編譯PLC的梯形圖，編譯通過后，利用PLC實驗臺進(jìn)行實驗仿真。由于PLC極高的可靠性，極豐富的指令集，易于掌握，便捷的操作，豐富的內(nèi)置集成功能，實時特性。因此使Z3050搖臂鉆床在完成原有的功能特點外，還具有安裝簡便、穩(wěn)定性好、易于維修、擴(kuò)展能

63、力強(qiáng)等特點。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]李恩林.搖臂鉆床自動控制[M].北京：科學(xué)出版社，1978：12-17.</p><p>　　[2]梁述明.劉惠康，黃開知.搖臂鉆床全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)[J].武漢冶金科技大學(xué)學(xué)報，1998，21(2)：65-89.</p><p>　　

64、[3]劉金琪.機(jī)床電氣自動控制[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1999：93-106.</p><p>　　[4]秦繼榮.沈安俊.現(xiàn)代直流伺服控制技術(shù)及其系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993：56-84.</p><p>　　[5]叢望.郭鎮(zhèn)明.電機(jī)學(xué)[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，1996：62-80.</p><p>　　[6]鐘肇新.可編程控制器

65、入門教程[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，1999：124-164.</p><p>　　[7]王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003：64-98.</p><p>　　[8]許成厚.機(jī)床電氣線路原理、調(diào)整、維修[M].安徽：科學(xué)技術(shù)出版社, 1988：73-94.</p><p>　　[9]陳伯時.電力拖動自動控制系統(tǒng)[

66、M].上海：上海工業(yè)大學(xué)出版社，1993：60-81.</p><p>　　[10]宋銀賓.電機(jī)拖動基礎(chǔ)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1993：124-150.</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本文的設(shè)計工作通過上網(wǎng)廣泛搜集資料和在圖書館查閱書籍，根據(jù)設(shè)計的要求記錄相關(guān)的資料、數(shù)據(jù)信息。并在我們的指導(dǎo)老師**精心

67、指導(dǎo)下完成 的。在我們的設(shè)計過程中老師您在百忙之中抽出時間為我們查漏補(bǔ)缺。在我們的學(xué)業(yè)和論文的設(shè)計工作中傾注著老師辛勤的勞動成果。在此我們要向指導(dǎo)老師致以最衷心的感謝和深深的敬意。在論文即將完成之際，我們的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我們無言的幫助。在此，向所有關(guān)心和幫助過我們的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友表示由衷的謝意！請接受我們誠摯的謝意!在這里由衷的對你們說一句：你們辛苦了。謝謝你們！&