運(yùn)用PLC技術(shù)改造Z3040型搖臂鉆床設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

1、目錄 摘要 . 11 緒論 . . . . 1 1.1 本課題的選題背景和意義 . . 1 1.2 國(guó)內(nèi)外關(guān)于本課題的技術(shù)研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài) . 3 2 Z3040搖臂鉆床傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的原理 . 3 2.1 主電路. . 42.2 控制電路、信號(hào)及照明電路 . 5 2.2.1 主電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)控制 . 5 2.2.2 搖臂的升降控制. 52.2.3 立柱和主軸箱的松開(kāi)及夾緊控制 . . 63 基于PLC的Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì). 6 3.1 PLC型號(hào)的選擇.7 3.1.1 根據(jù)PLC的物理結(jié)構(gòu) .7 3.1.2 根據(jù)PLC的指令功能 .7 3.1.3 根據(jù)PLC的輸入

2、輸出點(diǎn)數(shù) .7 3.1.4 根據(jù)PLC的存儲(chǔ)容量 .7 3.1.5 根據(jù)PLC的輸入模塊的類型 .7 3.1.6 根據(jù)PLC的輸出模塊的類型 . 8 3. 2 PLC工作原理 .8 3.3 PLC 的I/O 端口分配表 .9 3.4 PLC的I/O電氣接線圖的設(shè)計(jì).10 4 搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì). . 114.1 PLC 梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計(jì)及程序調(diào)試. 114.1.1 系統(tǒng)預(yù)開(kāi)程序 . 11 4.1.2 主電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制程序 . . .12 4.1.3 搖臂升降控制程序 . 12 4.1.4 主軸箱和立柱同時(shí)放松或夾緊控制程序. .13 4.1.5 主軸箱和立柱分別單獨(dú)夾緊或

3、放松程序 . .14 4.1.6 信號(hào)顯示程序 . .14 4.1.7 電源工作狀態(tài)指示信號(hào)程序 .15 5 結(jié)論. . . . .155.1 研究成果 . . .155.2 不足之處 . . . .15 參考文獻(xiàn). . . . .16 致謝 . . .16 運(yùn)用PLC技術(shù)改造Z3040型搖臂鉆床摘要：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，高速、高效和被人們普遍關(guān)注技術(shù)的適用性和經(jīng)濟(jì)性會(huì)成為機(jī)械加工發(fā)展的必然趨勢(shì)。Z3040型搖臂鉆床在機(jī)械加工中運(yùn)用廣泛，但該鉆床的電氣控制系統(tǒng)中的繼電器、接觸器的使用，存在著線路復(fù)雜、可靠性穩(wěn)定性差、故障診斷、排除困難等難題。論文將分析搖臂鉆床的控制原理，制定了可編程控

4、制器改Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，其中包括PLC機(jī)型的選擇、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(jì)。對(duì)PLC控制搖臂鉆床的工作過(guò)程作了詳細(xì)闡述。關(guān)鍵詞：PLC I/O接線圖 梯形圖 1. 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(shí)間控制。它的調(diào)速是通過(guò)三相交流異步電動(dòng)機(jī)和變速箱來(lái)實(shí)現(xiàn)的。也有的是采用多速異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，這樣可以簡(jiǎn)化變速機(jī)構(gòu)。搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，主

5、軸的正反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是通過(guò)機(jī)械轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的。故主電動(dòng)機(jī)只有一個(gè)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(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。 現(xiàn)在應(yīng)用于各種工業(yè)控制領(lǐng)域的PLC種類繁多，規(guī)模大小和功能強(qiáng)弱千差萬(wàn)別，但他們具有以下一些共同的特點(diǎn)?？煽啃愿?。靈活組態(tài)。功能強(qiáng)大，編程方便，易于使用。運(yùn)行速度快。 1.2 國(guó)內(nèi)外關(guān)于本課題的技術(shù)研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài)早在上世紀(jì)六十年代國(guó)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(guó)爭(zhēng)相在該領(lǐng)域投入大量資金進(jìn)行新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，在1995年西門子又成功地開(kāi)發(fā)出了S7200、S7300系列，它具有 TD 200和 COROS OPS操作模板為用戶提供了方便

6、人機(jī)界面，用戶程序三級(jí)口令保護(hù)，極強(qiáng)的計(jì)算性能，完善的指令集，MPI接口和通過(guò)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)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(jì)數(shù)器，高速中斷處理可以分別響應(yīng)過(guò)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(cuò)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。由于PLC的眾多優(yōu)點(diǎn)，使其迅速在工業(yè)控制中得到推廣。雖然國(guó)內(nèi)PLC技術(shù)的應(yīng)用前

7、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(wèn)題所在也相當(dāng)?shù)睦щy。和國(guó)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(guó)的迅猛發(fā)展，我們和國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的差距會(huì)不斷縮小。因此，抓住這個(gè)有利時(shí)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(guó)工業(yè)自動(dòng)化水平的迫切任務(wù)，此次對(duì)于Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)，就是希望借鑒國(guó)外先進(jìn)的工業(yè)控制技術(shù)，應(yīng)用到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，以

8、提高搖臂鉆床的工作性能。2. Z3040搖臂鉆床傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的原理我國(guó)原來(lái)生產(chǎn)的Z3040搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和搖臂升降運(yùn)動(dòng)的操作是通過(guò)不能復(fù)位的十字開(kāi)關(guān)來(lái)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(gè)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(kāi)關(guān). 它的主電路、控制電路、信號(hào)電路的電源均采用自動(dòng)開(kāi)關(guān)引入，自動(dòng)開(kāi)關(guān)的電磁脫扣作為短路保護(hù)取代了熔斷器。交流接觸器KM1只主電動(dòng)機(jī)M1接通或斷開(kāi)的接觸器，KR1為主電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)用熱繼電器。搖臂的升降，立柱的夾緊放松都要求拖動(dòng)的電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)，所以M2和M3電動(dòng)機(jī)分別有兩個(gè)接觸器，它們?yōu)镵M2、KM3和KM4、KM5。搖

9、臂升降電動(dòng)機(jī)M2、冷卻泵電動(dòng)機(jī)M4均為短時(shí)工作，不設(shè)過(guò)載保護(hù)。2.1主電路控制的電動(dòng)機(jī)共有四臺(tái)。z3040搖臂鉆床主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)共用一臺(tái)主電動(dòng)機(jī)m1。加工螺紋時(shí)要求主軸能正反向旋轉(zhuǎn),主軸正反轉(zhuǎn)是采用機(jī)械方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的,所以m1只需單向旋轉(zhuǎn),主電動(dòng)機(jī)功率為3kw,用sbl、sb2實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)和停止控制,用熱繼電器frl作過(guò)載保護(hù)。搖臂的升降由升降電動(dòng)機(jī)m2拖動(dòng),要求電動(dòng)機(jī)能正反向旋轉(zhuǎn),m2功率為1.1kw。sb3、sb4分別為搖臂上升和下降按鈕,由km2、km3控制電動(dòng)機(jī)m2正反轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)搖臂的升降移動(dòng)。立柱、主軸箱與搖臂的夾緊與松開(kāi)是采用電動(dòng)機(jī)m3帶動(dòng)液壓泵,通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。其夾緊與松開(kāi)是通過(guò)控

10、制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)送出不同流向的壓力油推動(dòng)活塞帶動(dòng)菱形塊動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所以,液壓泵電動(dòng)機(jī)m3要求能正反向旋轉(zhuǎn),由km4、km5實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制,m3功率為0.6kw,用熱繼電器fr2作過(guò)載保護(hù)。冷卻泵電動(dòng)機(jī)m4只需單向旋轉(zhuǎn),其功率為0.125kw,由旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)sa1直接控制單向旋轉(zhuǎn)。 2.2 控制電路、信號(hào)及照明電路控制電路的電源由控制變壓器TC二次側(cè)輸出220V供電，中間抽頭對(duì)地為信號(hào)燈電源 6.3V,照明變壓器TD二次側(cè)輸出36V。2.2.1 主電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)控制在主電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前，首先將自動(dòng)開(kāi)關(guān)Q2、Q3、Q4扳到接通狀態(tài)，同時(shí)將配電盤的門關(guān)好并鎖上。然后再將自動(dòng)開(kāi)關(guān)Q1扳到接通位臵，電源指示燈亮

11、。這時(shí)按下SB1，中間繼電器K1通電并自鎖,為主軸電動(dòng)機(jī)與其他電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)做好了準(zhǔn)備。當(dāng)按下按鈕SB2時(shí)，交流接觸器KM1線圈通電并自鎖使主電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)主電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的指示燈HL4亮。主軸的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)用手柄通過(guò)機(jī)械變換的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。2.2.2 搖臂的升降控制按下按鈕SB3，時(shí)間繼電器KT1通電吸合，它的瞬動(dòng)觸點(diǎn)（33-35）閉合使KM4線圈通電，液壓電動(dòng)機(jī)M3起動(dòng)供給壓力油，經(jīng)分配閥體進(jìn)入搖臂的松開(kāi)油腔，推動(dòng)活塞使搖臂松開(kāi)。同時(shí)活塞桿通過(guò)彈簧片使行程開(kāi)關(guān)ST2的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)沒(méi)，KM4線圈斷電,而ST2的動(dòng)合觸電（17-21）閉合2M線圈通電，它主觸點(diǎn)閉合，2M電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn) 使搖臂上升。如果搖臂

12、沒(méi)有松開(kāi)，ST2的動(dòng)合觸點(diǎn)不能閉合，搖臂升降電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就保證了只有搖臂的可靠松開(kāi)后方可使搖臂上升或下降。當(dāng)搖臂上升到所需要的位臵時(shí)，松開(kāi)按鈕SB3，KM2和KT1斷電，升降電動(dòng)機(jī)M2斷電停止，搖臂停止上升。當(dāng)持續(xù)1-3秒后，KT1的斷電延時(shí)閉合的動(dòng)斷觸點(diǎn)（47-49）閉合，KM5線圈經(jīng)7-47-49-51號(hào)線，KM5 線圈通電液壓泵電動(dòng)機(jī)M3反轉(zhuǎn)，使壓力油經(jīng)分配閥進(jìn)入搖臂的夾緊液壓腔，搖臂夾緊。同時(shí)活塞桿通過(guò)彈簧片使ST3的動(dòng)斷觸點(diǎn)（7-47）斷開(kāi)，KM5線圈斷電，M3電動(dòng)機(jī)停止，完成了搖臂的松開(kāi)上升夾緊動(dòng)作。搖臂升降電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)不能同時(shí)進(jìn)行，否則將造成電源兩相間的短路。為避免

13、由于操作錯(cuò)誤造成事故，在搖臂上升和下降的線路中加入了觸點(diǎn)互鎖和按鈕互鎖。因?yàn)閾u臂的上升或下降是短時(shí)的調(diào)整工作所以采用點(diǎn)動(dòng)方式。行程開(kāi)關(guān)ST1是為搖臂的上升或下降的極限位臵保護(hù)而設(shè)立的。ST1有兩對(duì)常閉觸點(diǎn)，ST1的動(dòng)斷觸點(diǎn)（15-17）是搖臂上升時(shí)的極限位臵保護(hù)，ST1的動(dòng)斷觸點(diǎn)（27-17）是搖臂于液壓夾緊機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障或ST3調(diào)整不當(dāng)，將造成液壓泵電動(dòng)機(jī)M3過(guò)載它的過(guò)載保護(hù)熱繼電器的動(dòng)斷觸點(diǎn)將斷開(kāi)，KM5釋放同，M3電動(dòng)機(jī)斷電停止。2.2.3立柱和主軸箱的松開(kāi)及夾緊控制主軸箱與立柱的松開(kāi)及夾緊控制可以單獨(dú)進(jìn)行，也可以同時(shí)進(jìn)行，它由組合開(kāi)關(guān)SA2和按鈕SB5（或SB6）進(jìn)行控制。SA2有三個(gè)位

14、臵，在中間位臵（零位）時(shí)為同時(shí)進(jìn)行，搬到左邊位臵時(shí)為立柱的夾緊或放松，搬到右邊位臵為主軸箱的夾緊或放松。SB5是主軸箱和立柱的夾緊按鈕。3基于PLC的Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)Z3040 搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jì)，也就是PLC 的機(jī)型的確定；另一部分是電氣控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，就是PLC控制程序的編寫(xiě)。軟件的程序設(shè)計(jì)我們?cè)谙乱徽略僮鲈敿?xì)討論。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(gè)重要原則之一就是，不對(duì)原有機(jī)床的控制結(jié)構(gòu)做過(guò)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(lái)替代。31 PLC型號(hào)的選擇

15、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(gè)方面來(lái)考慮：3.1.1 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(diǎn)的平均價(jià)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(jì)的電氣控制系統(tǒng)屬于小型開(kāi)關(guān)量電氣控制系統(tǒng)沒(méi)有特殊的控制任務(wù)，整體式PLC完全可以滿足控制要求，且在性能相同的情況下，整體式PLC較模塊式和疊裝式PLC價(jià)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。3.1.2 根據(jù)PLC的指令功能考慮到任何一種PLC都可以滿足開(kāi)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(jià)格便

16、宜的PLC。 3.1.3 根據(jù)PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù)在本電路中根據(jù)使用電器和控制電路計(jì)算I/O點(diǎn)數(shù)。其中按鈕6個(gè)、限位開(kāi)關(guān)4個(gè)、手動(dòng)開(kāi)關(guān)2個(gè)、熱繼電器2個(gè)等，共計(jì)輸入點(diǎn)數(shù)14個(gè)；接觸器6個(gè)、電磁鐵1個(gè)、指示燈4個(gè)等，共計(jì)輸出11個(gè)。共25點(diǎn)。3.1.4 根據(jù)PLC的存儲(chǔ)容量PLC存儲(chǔ)器容量的估算方法：對(duì)于僅有開(kāi)關(guān)量輸入/輸出信號(hào)的電氣控制系統(tǒng)，將所需的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)乘以8，就是所需PLC存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量（單位為bit）即（17+11）×8=224bit3.1.5 根據(jù)輸入模塊的類型輸入模塊的輸入電壓一般為DC24V和AC110V或AC220V。直流輸入電路的延遲時(shí)間較短，可以直接與接近

17、開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)等電子輸入裝臵連接。交流輸入方式的觸點(diǎn)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(duì)電氣控制系統(tǒng)操作人員來(lái)說(shuō)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。 3.1.6 根據(jù)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(diǎn)工作電壓范圍廣，導(dǎo)通壓降小，承受瞬間過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較強(qiáng)，每一點(diǎn)的輸出容量較大（可達(dá)2A）,在同一時(shí)間內(nèi)對(duì)導(dǎo)通的輸出點(diǎn)的個(gè)數(shù)沒(méi)有限制，但動(dòng)作速度慢，壽命有一定的限

18、制。3.2 PLC工作原理CPU連續(xù)執(zhí)行用戶程序、任務(wù)的循環(huán)序列稱為掃描。CPU的掃描周期包括讀輸入、執(zhí)行程序、處理通訊請(qǐng)求、執(zhí)行CPU自診斷測(cè)試及寫(xiě)輸出等等內(nèi)容。 PLC可被看成是在系統(tǒng)軟件支持下的一種掃描設(shè)備。他意識(shí)周而復(fù)始的循環(huán)掃描并執(zhí)行由系統(tǒng)軟件規(guī)定好的任務(wù)。用戶程序只是掃描周期的一個(gè)組成部分，用戶程序不運(yùn)行時(shí)，PLC也在掃描，只不過(guò)在一個(gè)周期中去除了用戶程序和讀輸入、寫(xiě)輸出這幾部分的內(nèi)容。典型的PLC在一個(gè)周期中可以完成以下5個(gè)掃描過(guò)程。（1） 自診斷測(cè)試掃描過(guò)程。（2）與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊的掃描過(guò)程。（3）用戶程序掃描過(guò)程。（4）讀輸入、寫(xiě)輸出掃描過(guò)程。3.3 PLC 的I/O 端口分配

19、表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，選擇最優(yōu)的型號(hào)。本設(shè)計(jì)選擇使用三菱公司S7-200系列CPU226型PLC機(jī)。輸入信號(hào)分配地址 ： 編號(hào)輸入信號(hào)X001SB1主動(dòng)機(jī)停止按鈕X002SQ2主動(dòng)機(jī)啟動(dòng)按鈕X003SB3搖臂上升按鈕X004SB4搖臂下降按鈕X005SB5主軸箱及立桿松開(kāi)按鈕X006SB6主軸箱及立桿夾緊按鈕X007SQ1-1搖臂上升行程開(kāi)關(guān)X010SQ1-2搖臂下降行程開(kāi)關(guān)X011SQ2搖臂夾緊、放松行程開(kāi)關(guān)X012SQ3搖臂夾緊行程開(kāi)關(guān)X013SQ4立桿夾緊、放松行程開(kāi)關(guān)X014FR1熱繼電器X015FR2熱繼電器X016SA系統(tǒng)啟動(dòng) 輸

20、出信號(hào)分配地址： 編號(hào)輸出信號(hào)Y000KM1主軸旋轉(zhuǎn)接觸器Y001KM2搖臂上升接觸器Y002KM3搖臂下降接觸器Y003KM4液壓泵正主軸箱、立桿搖臂放松接觸器Y004KM5液壓泵正主軸箱、立桿搖臂夾緊接觸器Y005YV控制用電磁閥Y006EL電源工作狀態(tài)指示燈Y007HL1主軸箱和立柱松開(kāi)指示燈Y010HL2主軸箱和立桿夾緊指示燈Y011HL3主軸運(yùn)行指示燈 3.4 PLC的I/O電氣接線圖的設(shè)計(jì)下圖為PLC 的I/O 電氣接線圖，圖中X001、X002、X003、X004、X005、X006、X007、X010、X011、X012、X013、X014、X015 、X016共用一個(gè)COM

21、端，輸入開(kāi)關(guān)的其中一端應(yīng)并接在直流24V 電源上，另一端應(yīng)分別接入相應(yīng)的PLC 輸入端子上。接線時(shí)注意PLC 輸入/輸出COM 端子的極性。接觸器的線圈工作電壓若為交流220V，則接觸器線圈連接的Y000、Y001、Y002、Y003可以共用一個(gè) COM 端。Y004、Y005、Y006 Y007、Y010、Y011可以共用一個(gè)COM端。本電路的輸出端全為交流回路，因此在電源電壓相同的接口可共用一個(gè)COM 端。 4 搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì)4.1 PLC 梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計(jì)及程序調(diào)試為了使Z3040 搖臂鉆床在進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)改造后仍能夠完成原有的工作需要，該設(shè)計(jì)基于PLC 的搖臂

22、鉆床電氣控制系統(tǒng)的PLC 程序應(yīng)由電氣控制系統(tǒng)預(yù)開(kāi)程序、主電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和停止控制程序、搖臂升降控制程序即升降電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制程序、立柱和主軸箱的松開(kāi)與夾緊控制程序即液壓泵電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)程序、信號(hào)的顯示程序等部分組成。4.1.1 系統(tǒng)預(yù)開(kāi)程序X6為總停輸入繼電器，X0為系統(tǒng)預(yù)開(kāi)輸入繼電器。當(dāng)X0閉合后PLC的內(nèi)部繼電器R0接通并自鎖，為電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行工作做好準(zhǔn)備。 4.1.2 主電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制程序X1為主電動(dòng)機(jī)起動(dòng)輸入繼電器，R0閉合后，接通X1，此時(shí)輸出繼電器Y0接通。并自鎖，從而使電機(jī)起動(dòng)。 4.1.3 搖臂升降控制程序R0閉合后，當(dāng)輸入繼電器X2接通時(shí)，內(nèi)部繼電器R1也接通，同時(shí)Y3

23、得電，使得液壓泵電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，搖臂放松，當(dāng)搖臂徹底放松后，X11的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，Y3斷電，Y1得電，搖臂開(kāi)始上升，當(dāng)上升到極限位臵時(shí)，X10的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，Y1失電。搖臂完成松開(kāi)，然后上升的過(guò)程。如果想要完成搖臂下降的過(guò)程，需接通X3，在搖臂放松后，使Y4得電，使搖臂下降，當(dāng)下降到極限位臵時(shí)，X10的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，Y2失電。搖臂完成松開(kāi)，然后下降的過(guò)程。 4.1.4 主軸箱和立柱同時(shí)放松或夾緊控制程序R0閉合后，當(dāng)輸入X4或X5接通時(shí)，內(nèi)部繼電器R2、R3和定時(shí)器T3同時(shí)接通,3秒后，Y3自動(dòng)接通，主軸箱和立柱同時(shí)放松，當(dāng)再次使輸入X4或X5接通時(shí)，Y6接通，主軸箱和立柱同時(shí)夾緊。

24、 4.1.5 主軸箱和立柱分別單獨(dú)夾緊或放松程序除了可以使立柱和主軸箱同時(shí)夾緊、放松外，還可以使它們分別夾緊或放松，通過(guò)手動(dòng)接通X15和X16即可完成上述操作，當(dāng)需要使主軸箱單獨(dú)夾緊或放松時(shí)，用手扳動(dòng)開(kāi)關(guān)X16使其斷開(kāi)即可，同樣，用手扳動(dòng)輸入開(kāi)關(guān)X15，即可達(dá)到單獨(dú)夾緊或放松立柱的目的。圖4.5 主軸箱和立柱分別單獨(dú)夾緊或放松梯形圖程序4.1.6 信號(hào)顯示程序R0接通，當(dāng)主電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，Y0接通，Y10得電，主電動(dòng)機(jī)起動(dòng)信號(hào)燈亮。立柱夾緊后X14接通，Y9得電，立柱夾緊信號(hào)燈亮。當(dāng)Y3得電后，立柱開(kāi)始松開(kāi)，當(dāng)立柱松開(kāi)后，X14的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，Y8得電，立柱松開(kāi)信號(hào)燈亮。 4.1.7 電源工作狀態(tài)指示信號(hào)程序R0接通，輸出繼電器Y7得電，此時(shí)電源工作狀態(tài)指示信號(hào)燈亮，表明機(jī)床開(kāi)始處于工作狀態(tài)。 5.結(jié)論本課題所研究的基于PLC的搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了Z3040搖臂鉆床的控制自動(dòng)化，方便了工人在生產(chǎn)中對(duì)機(jī)床的實(shí)際操作，從而提高了機(jī)床的工作效率、工作穩(wěn)定性和可靠性。5.1 研究成果：本課題采