z搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、01摘要本課程設(shè)計(jì)是機(jī)械加工中常用的 Z3040搖臂鉆床傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ，旨 在解決傳統(tǒng)繼電器一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)與繼電器一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(diǎn)。因此，本文對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。此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(jì)方案，完成了電氣控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)，其 中

2、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PLC控制搖臂鉆床的工作過程作了詳細(xì)闡述，敘述了采用PLC取代傳統(tǒng)繼電器一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)？目錄摘要 錯誤!未定義書簽1緒論 錯誤!未定義書簽Z3040搖臂鉆床簡介 錯誤!未定義書簽設(shè)計(jì)目的 錯誤!未定義書簽2 Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的原理 錯誤!未定義書簽主電路 錯誤!未定義書簽控制電路、信號及照明電路 錯誤!未定義書簽主電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)捽制 錯誤!未定義書簽冷卻泵開關(guān)控制梯形圖程序錯誤!未

3、定義書簽立柱和主軸箱的松開及夾緊控制及信號燈.錯誤!未定義書簽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)錯誤!未定義3. 1電氣元件的選擇 錯誤!未定義書簽3. 2 PLC型號的選擇 錯誤!未定義書簽根據(jù)PLC的物理結(jié)構(gòu) 錯誤!未定義書簽根據(jù)PLC的指令功能 錯誤!未定義書簽根據(jù)PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù) 錯誤!未定義書簽根據(jù)PLC的存儲容量 錯誤!未定義書簽根據(jù)輸入模塊的類型 錯誤!未定義書簽根據(jù)輸出模塊的類型 錯誤!未定義書簽PLC的I/O電氣接線圖的設(shè)計(jì) 錯誤!未定義書簽4 Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì)錯誤!未定義書簽PLC梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計(jì)及程序調(diào)試：.錯誤

4、!未定義書簽主電動機(jī)的起動捽制程序 錯誤!未定義書簽搖臂升降控制程序 錯誤!未定義書簽主軸箱放松或夾緊捽制程序 錯誤!未定義書簽參考文獻(xiàn) 錯誤!未定義書簽附錄I Z3040搖臂鉆床電氣控制原理圖 錯誤!未定義書簽附錄n Z3040搖臂鉆床的電器元件明細(xì)表 錯誤!未定義書簽附錄出I/O電氣接線圖 錯誤!未定義書簽附錄IV程序梯形圖 錯誤!未定義書簽Z3040搖臂鉆床簡介鉆床是一種孔加工機(jī)床，可用來鉆孔、擴(kuò)孔、 絞孔、攻螺紋及修刮端面等多種形式的加工。鉆床 的結(jié)構(gòu)形式很多，有立式鉆床、臥式鉆床、深孔鉆 床等。搖臂鉆床是一種立式鉆床，它適用于單件或 批量生產(chǎn)中帶有多孔大型零件的孔加工，是一般機(jī)械加工

5、車間常用的機(jī)床。主軸箱安裝在搖臂Z3040搖臂鉆床結(jié)構(gòu)示意圖搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)外立座、搖臂、主軸 箱和工作臺等組成。搖臂的一端為套筒，套裝在外 立柱上，并借助絲杠的正、反轉(zhuǎn)可沿外立柱作上下移動 的水平導(dǎo)軌上可通過手輪操作使其在水平導(dǎo)軌上沿 搖臂移動。加工時，根據(jù)工件高度的不同，搖臂借 助于絲杠可帶著主軸箱沿外立柱上下升降。在升降 之前，應(yīng)自動將搖臂松開，再進(jìn)行升降，當(dāng)達(dá)到所 需的位置時，搖臂自動夾緊在立柱上。搖臂鉆床鉆削加工分為工作運(yùn)動和輔 助運(yùn)動。工作運(yùn)動包括：主運(yùn)動（主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動）和進(jìn)給運(yùn)動（主軸軸向 運(yùn)動）；輔助運(yùn)動包括：主軸箱沿?fù)u臂的橫向移動，搖臂的回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動 鉆削加工時，鉆

6、頭一面旋轉(zhuǎn)一面作縱向進(jìn)給。鉆床的主運(yùn)動是主軸帶著鉆頭 作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。進(jìn)給運(yùn)動是鉆頭的上下移動。搖臂回轉(zhuǎn)和主軸箱的左右移動采用手動.當(dāng)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)行旋轉(zhuǎn)切削，一邊進(jìn)行縱向進(jìn)給，其運(yùn)動形式為:（1）搖臂鉆床的主運(yùn)動為主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動2）進(jìn)給運(yùn)動為主軸的縱向進(jìn)給（ 3）輔助運(yùn)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(yùn)動。設(shè)計(jì)目的（ 1）了解Z3040 搖臂鉆床的操作順序，并作出功能圖。（2）、熟悉并會接較復(fù)雜的 PLC控制系統(tǒng)電路

7、。（3）、領(lǐng)悟電氣控制電路 PLC改造的要領(lǐng)。2 Z3040 搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的原理主電路我國原來生產(chǎn)的Z304Q®臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和搖臂升降運(yùn)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)，它的電氣原理圖見附錄I。它的主電路、控制電路、信號電路的電源均采用自動開關(guān)引入，自動開關(guān)的電磁脫扣作為短路保護(hù)取代了熔斷器。交流接觸器KM只主電動機(jī)M假通或斷開的接觸器，KR偽主電動機(jī)過載保護(hù)用熱繼電器。搖臂的升降，立柱的夾緊放松都要求拖動的電動機(jī)正反轉(zhuǎn)，所以M2ffiM彷動機(jī)分別

8、有兩個接觸器，它們?yōu)镵M2 KM3口KM4 KM5搖臂升P$電動機(jī) M2、冷卻泵電動機(jī)M4勻?yàn)槎虝r 工作，不設(shè)過載保護(hù)。采用4臺電機(jī)拖動，主軸電動機(jī)Ml、 搖臂升降電動機(jī)M2、 液壓泵電動機(jī)M3及冷卻泵電動機(jī)M4 4臺電動機(jī)均采用直接起動控制。M功短時工作制.主軸電動機(jī)Ml和液壓泵電動機(jī)M吩別設(shè)有熱繼電器FRl、FR2乍長期過載保護(hù)控制電路、信號及照明電路2.2.1 主電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)控制在主電動機(jī)啟動前，首先將自動開關(guān) Q2 Q3 Q4g到接通狀態(tài)，同時將 配電盤的門關(guān)好并鎖上。 然后再將自動開關(guān)Q1扳到接通位置，電源指示燈亮。 這時按下SB1,中間繼電器K1通電并自鎖，為主軸電動機(jī)與其他電動機(jī)

9、的啟動 做好了準(zhǔn)備。當(dāng)按下按鈕 SB2寸，交流接觸器KM餞圈通電并自鎖使主電動機(jī) 旋轉(zhuǎn)，同時主電動機(jī)旋轉(zhuǎn)的指示燈 HL45。主軸的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)用手柄通過機(jī)械 變換的方法來實(shí)現(xiàn)。2.2.2 搖臂松開- 升降 - 搖臂夾緊控制控制電路設(shè)有主軸啟動按鈕SB2F口主軸停止按鈕SB1。搖臂鉆床的工作過程是由電氣、機(jī)械、液壓系統(tǒng)緊密結(jié)合實(shí)現(xiàn)的。搖臂升/降動作按照“搖臂松開”升降“搖臂夾緊”順序進(jìn)行。由搖臂松開行程 開關(guān)SQ2f夾緊行程開關(guān)SQ球控制。在搖臂夾緊前，由時問繼電器KT®時l 3s后再夾緊。主軸電機(jī)由按鈕SB1、SB前接觸器KM構(gòu)成單向起動停止控制電路。 搖臂 升降由M2乍動力，SB3口

10、SB粉別為搖臂上升和下降的點(diǎn)動按鈕。因?yàn)閾u臂平 時是夾緊在外立柱上，所以在搖臂升降之前，先要把搖臂松開，再由 M21動 升降：搖臂升降到位后，再重新將它夾緊。搖臂升降動作按照“搖臂松開 - 升/降-搖臂夾緊”順序進(jìn)行，由搖臂松開行程開關(guān)SQ為夾緊行程開頭SQ3來控制。而搖臂的松、緊是由液壓系統(tǒng)完成的。當(dāng)按下上升按鈕SB3M,電磁閥YVfe圈通電吸合，正向供出壓力油進(jìn)入搖臂的松開油腔，推動松開機(jī)構(gòu)使 搖臂松開，搖臂松開后，行程開頭 SQ勃作，SQ2丸點(diǎn)閉合、SQ3s位SQ3s臂 上升，若M衣轉(zhuǎn)，則反向供出壓力油進(jìn)入搖臂的夾緊油腔、推動夾緊構(gòu)使搖臂夾緊，搖臂夾緊后，行程開頭 SQ勁作，SQ復(fù)位 搖

11、臂停止在所需位置上。 搖臂升降的極限保護(hù)由組合開頭 SQ侯現(xiàn)，SQ侑兩對常閉觸點(diǎn)，當(dāng)搖臂上升 或下降到極限位置時，相應(yīng)觸頭動作，切斷對應(yīng)上升或下降接觸器KM2?KM3線圈回路，使搖臂升降電機(jī) M2亭轉(zhuǎn)，搖臂停止移動。QSt源開關(guān)，主電機(jī)M1由KM控制，搖臂升降電機(jī)M油KM2 KM3空制正反 轉(zhuǎn)，液壓泵電機(jī)M油KM4 KM毓制正反轉(zhuǎn)，冷卻泵電機(jī) M袖SA1 空制，電路有 短路保護(hù)、過載保護(hù)等。執(zhí)行元件：主電機(jī)M1、搖臂升降電機(jī)M2冷卻泵電機(jī)M4液壓泵電機(jī)M3 電磁換向閥YV（ 2位 6通）。2.2.3 立柱和主軸箱的松開及夾緊控制及信號燈主軸箱和立柱的松、緊是同時進(jìn)行的，SB麗SB盼別為松開和夾

12、緊點(diǎn)動按鈕，當(dāng)按下松開按鈕 SB5, KM4fe圈得電，7覦1泵電機(jī) M3E轉(zhuǎn)，拖動液壓泵 送出壓力油，這時電磁閥 丫處圈處于斷電狀態(tài)，液壓油進(jìn)入主軸箱與立柱的 松開油腔，使主軸箱與立柱松開或夾緊。由于 丫酸圈斷電，液壓油不會進(jìn)入 搖臂的松開油腔，搖臂仍處于夾緊狀態(tài)。當(dāng)主軸箱與立柱松開時，行程開關(guān)SQ壞受壓，觸頭SQ物合，指示燈HL1亮，表示主軸箱與立柱確已松開?？梢?手動操作主軸箱在搖臂的水平導(dǎo)軌上移動，也可推動搖臂使繞內(nèi)立柱旋轉(zhuǎn)移動，當(dāng)移動到位后，再按下夾緊按鈕 SB6,接觸器KM戰(zhàn)圈得電，液壓泵電機(jī) M雙轉(zhuǎn)，液壓油進(jìn)入夾緊油腔，使主軸箱與立柱夾緊。當(dāng)確已夾緊、壓下SQ4 HL2丁亮，HL

13、1滅，指示主軸箱與立柱已夾緊，可以進(jìn)行鉆削加工。機(jī)床設(shè)有4個信號燈：電源指示燈HL、立柱和主軸多I松開指示燈 HL1、立 柱和主軸箱夾緊指示燈HL2、主軸電動機(jī)旋轉(zhuǎn)指示燈HL3。照明燈EL用SA24接 控制。信號（檢測）元件：SQ1-S臂上限位開關(guān)、SQ6搖臂下限位開關(guān)；SQ2- 搖臂松開檢測、SQ3搖臂夾緊檢測；SQ在軸箱立柱夾緊/松開檢測；SQ酸下 整個電路斷。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

14、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。3 1 電氣元件的選擇在電氣原理圖設(shè)計(jì)完畢之后就可以根據(jù)電氣原理圖進(jìn)行電氣元件的選擇工作，本設(shè)計(jì)中需選擇的電氣元件主要有：1. 電源開關(guān)QS的選擇QS的作用主要是用于電源的引入及控制M1M4起、停和正反轉(zhuǎn)等。因此QS的選擇主要考慮電動機(jī) M1M4額定電流和啟動電流,由前面已知Mb M4的額定電流數(shù)值，通過計(jì)算可得額定電流之和為 10.68A,同時考慮到，M2 M3 M4 量為滿載啟動，在功率較小， M1雖功率較大，但為輕載

15、啟動。所以， QS最終 選擇組合開關(guān)HZ5-20型，額定電流為20A。2. 熱繼電器FR的選擇根據(jù)電動機(jī)的額定電流進(jìn)行熱繼電器的選擇，由前面M1> M2和M3的額定電流，現(xiàn)選擇如下：FR1選用JR16-20/3D型熱繼電器。熱元件額定電流11A額定電流調(diào)節(jié)范 圍為11A工作時調(diào)整在6.82A.FR2選用JR16-20/3型熱繼電器。熱元件額定電流2.4A額定電流調(diào)節(jié)范 圍為2.4A工作時調(diào)整在1.42A。3. 接觸器的選擇根據(jù)負(fù)載回路的電壓、電流，接觸器所控制回路的電壓及所需點(diǎn)的數(shù)量 等來進(jìn)行接觸器的選擇。本設(shè)計(jì)中KM1主要對M1進(jìn)行控制，而M1額定電流為6.82A,控制回路 電源為12

16、7V,需要主觸點(diǎn)兩對，所以， KM1選G0-10型接觸器，主觸點(diǎn)額定 電流為10A,線圈電壓為127V。KM2與KM3M M2進(jìn)行控制，而M2額定電流為2.01A ,控制回路電源為 127V,各需要主觸點(diǎn)兩對，KM2的輔助動斷觸點(diǎn)一對，KM3的輔助動斷觸點(diǎn)一 對，所以，KM2 KM3選CD10-5型接觸器，主觸點(diǎn)額定電流為5A,線圈電壓為 127V。KM4t KM5M M3進(jìn)行控制，而M3的額定電流為1.42A,控制回路電源為 127V,各需要主觸點(diǎn)三對，KM4的輔助動斷觸點(diǎn)一對，KM5的輔助動斷觸點(diǎn)一 對，所以，KM4 KM5選CJ10-5型接觸器。4. 時間繼電器的選擇本設(shè)計(jì)中由于搖臂的升

17、降需要延時控制。需要常開觸點(diǎn)一個，延時閉合動斷觸點(diǎn)一個，延時斷開動合觸點(diǎn)一個，我們選 ISSI 型時間繼電器。額定電壓AC127V DC24V額定功耗小于5W動作頻率1200次/h。5. 熔斷器的選擇根據(jù)熔斷器的額定電壓、額定電流和熔體的額定電流等進(jìn)行熔斷器的選 擇。本設(shè)計(jì)中涉及到熔斷器有三個：FU1、 FU2、 FU3。FU1主要對Ml M4進(jìn)行短路保護(hù)，M1> M4額定電流分別為6.82A、0.43A。 因此，熔體的額定電流為I fui ）計(jì)算可得Ifui >17.48A,因此 FU1選擇RL1-60 型熔斷器，熔體為20A.同理：FU2選擇RL1-15型熔斷器，熔體為10A;

18、 FU3選擇RL1-15型熔斷器，熔體為2A。6. 按鈕的選擇根據(jù)需要的觸點(diǎn)數(shù)目、動作要求、使用場合、顏色等進(jìn)行按鈕的選擇。本設(shè)計(jì)中SB1、SB4選擇LA-18型按鈕，顏色為紅色，選擇 SB2 SB5選 擇LA-18型按鈕，顏色為綠色，SB3 SB6選擇LA-18型按鈕，顏色為黑色。7. 照明及指示燈的選擇本設(shè)計(jì)中，電源指示燈 EL選擇JC2,交流36V、40W與燈開關(guān)SA2成套 配置；指示燈HL1、HL2、HL3選擇ZSD-0型，指標(biāo)為，0.25A ,顏色為黃色， 綠色，紅色各一個。8. 控制變壓器的選擇本設(shè)計(jì)中，變壓器選擇BK-100VA,380V、 220V/127V、 36V、 。綜合

19、以上的計(jì)算，Z3040搖臂鉆床的電器元件明細(xì)表見附錄n。3 2 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：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 o3.1.2 根據(jù)

20、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。3.1.3 根據(jù)PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù)一般系統(tǒng)中，開關(guān)量輸入與輸出的比例為6： 4，根據(jù)I/O 總點(diǎn)數(shù)可給出如下的經(jīng)驗(yàn)公式：所需內(nèi)存總字?jǐn)?shù)=開關(guān)量(輸入 +輸出)總點(diǎn)數(shù)*10余量：一般按計(jì)算存儲器字?jǐn)?shù)的25%考慮余量。所需內(nèi)存總字?jǐn)?shù)=(28+20)*10=480輸入點(diǎn)數(shù)為28 點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)為20 點(diǎn)，故總點(diǎn)數(shù)應(yīng)大于483.1.4 根據(jù)PLC的存儲容量PLC存儲器容量的估算方法：對于僅有開關(guān)量輸入/輸出信號的電氣控制 系統(tǒng)，將所需的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)乘以10,就是所需PLC存儲器的存儲容量（單

21、 位為 bit ）即（28+20） X 20=480bit3.1.5 根據(jù)輸入模塊的類型輸入模塊的輸入電壓一般為DC24VW AC110V或AC220V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(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，且對電氣控制系統(tǒng)操作人員來說DC24V%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 6 。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

22、晶閘管三種。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，承受瞬間過電壓和過電流的能力較強(qiáng)，每一點(diǎn)的輸出容量較大（可達(dá)2A） , 在同一時間內(nèi)對導(dǎo)通的輸出點(diǎn)的個數(shù)沒有限制，但動作速度慢，壽命有一定的限制。晶體管型與晶閘管輸出模塊分別用于直流負(fù)載和交流負(fù)載，它們的可靠性高，反應(yīng)帶寬快，壽命長，但是過載能力差，每1 點(diǎn)的輸出量只有0.5A，4 點(diǎn)同時輸出的總?cè)萘坎坏贸^2A。由于Z3040搖臂鉆床控制對象對 PLC輸出點(diǎn)的動作表達(dá)速度要求不高，繼電器型輸出模塊的動作速度完全能夠滿足要求，且每一點(diǎn)的輸出容量較大，在同一時間內(nèi)對導(dǎo)通的輸出點(diǎn)的個數(shù)沒有限制，這將給設(shè)計(jì)工作帶來很大的方便。所以本課題選

23、用繼電器輸出模塊，結(jié)合Z3040 搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的實(shí)際情況，需要輸入點(diǎn)數(shù)大于28 個，輸出點(diǎn)數(shù)大于20 個。綜上所述，為了使Z3040 搖臂鉆床在改造后能夠良好工作，確認(rèn)日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N -64MR-001型和擴(kuò)展單元 FX2N -40ER-D型PLC能夠滿足上 述要求，該類型號 PLC體積小，功能強(qiáng)，增加了一些大型機(jī)的功能和指令， 如 PID 和 PWM（ Pulse Width Modulation，脈寬調(diào)制）指令，對于控制器體積要求較高的應(yīng)用系統(tǒng)是一種很好的選擇。其編程口為RS-232C,可以直接和編程器或計(jì)算機(jī)連接，使用非常方便，且性價比較高，使用方便。其主要 技術(shù)性指

24、標(biāo)如下：該型PLC具有Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)所需的所有指令功能，其總輸入點(diǎn)數(shù)為28 點(diǎn)， 總輸出點(diǎn)數(shù)為20 點(diǎn)， 用戶存儲器容量5K 步，輸入模塊電壓為DC24V輸出模塊為繼電器型。由此可知，F(xiàn)X2N-64MR-001和擴(kuò)展單元FX2N -40ER-D型PLC的技術(shù)性能指標(biāo)完全能滿足上述要求。PLC 的 I/O 電氣接線圖的設(shè)計(jì)PLC的I/O電氣接線圖中所有輸入端共用一個COM,輸入信號的其中一端應(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。接線時注意PLC輸入/輸出COMS子的極性。接觸器線圈連接的所有輸出端口 可以共用一個 COM端。PLC的I/O電氣接線圖見附

25、錄出。4 Z3040 搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì)PLC 梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計(jì)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，本基于PLC的搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的 PLC程序應(yīng)由電氣控制系統(tǒng)預(yù)開程序、主電動機(jī)的起動和停止控制程序、搖臂升降控制程序即升降電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制程序、立柱和主軸箱的松開與夾緊控制程序即液壓泵電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)程序、信號的顯示程序、照明控制程序等部分組成。因選用FX2N -64MR-001型號的PLC,所以編程時采用 Windows環(huán)境下運(yùn) 行的 SWOPC-FXGP/WIN-的編程軟件來編程設(shè)計(jì),采用其可編程控制器訓(xùn)練裝置 來進(jìn)行模擬調(diào)試

26、。4.1.1 主電動機(jī)的起動控制程序X4為主電動機(jī)起動輸入繼電器，接通X4,此時輸出繼電器 Y1接通并自鎖，從而使電機(jī)起動。圖 主電動機(jī)的起動梯形圖程序4.1.2 搖臂升降控制程序當(dāng) X5 接通時，同時Y4 得電，使得液壓泵電動機(jī)起動，搖臂放松，當(dāng)搖臂徹底放松后，X30的常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開， Y4斷電，Y2得電，搖臂開 始上升，當(dāng)上升到極限位置時，Xi。的常閉觸點(diǎn)斷開，Y2失電。搖臂完成松開， 然后上升的過程。如果想要完成搖臂下降的過程，需接通在搖臂放松后，使 Y4得電，使搖臂下降，當(dāng)下降到極限位置時， Xi。的常閉觸點(diǎn)斷開，Y3失電。搖臂完成 松開，然后下降的過程。圖 搖臂升降梯形圖

27、程序4.1.3 主軸箱放松或夾緊控制程序當(dāng)X012接通后，使Y4得電，主軸箱左移，當(dāng) X015接通時，Y2得電，主 軸箱松開到位。加緊過程與其相似。4.1.4 搖臂回轉(zhuǎn)控制梯形圖程序當(dāng)X033接通后，使Y4得電，同時Y14得電，搖臂開始回轉(zhuǎn)，當(dāng) X020 接通后，搖臂開始逆回轉(zhuǎn)，當(dāng) X022接通后，使Y7得電，電機(jī)反轉(zhuǎn)，搖臂開 始加緊。圖搖臂回轉(zhuǎn)控制梯形圖程序4.1.5 冷卻泵開關(guān)控制梯形圖程序當(dāng)X024接通后，使Y015得電，冷卻泵開始工作，當(dāng) X025接通后，冷卻泵停止工作。圖冷卻泵開關(guān)控制梯形圖程序5 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析測試前安全檢查1） 、檢測電路時，確定三相電源只接進(jìn)去一端，防止二相

28、進(jìn)入單相電源供電的電路否則直接燒毀 PLC或開關(guān)電源。（2） 、檢查開關(guān)連接是否正常，是否連錯或少。（3） 、確定熔斷器應(yīng)與電源相線L 端相連；確定電路沒有短路。（4） 、經(jīng)老師同意后，才能通電測試，并按實(shí)驗(yàn)步驟操作。開始測試 等待通電 HL1 亮按SB3KM1吸合,HL2亮（主軸轉(zhuǎn)動）按SB2KM1斷開,HL2滅（主軸停轉(zhuǎn)）按SB4KM5斷開, 示燈點(diǎn)亮（搖臂上升）按SB5-KM5吸合, 示燈點(diǎn)亮（搖臂下降）KM4吸合，YA亮，再按SQ2KM4斷開，KM2吸合指KM4吸合，YA亮，再按SQ2KM4斷開，KM3吸合指斷開SB4SB5段時間后KM5吸合 按SB7KM4®合，YA滅按SB1全部斷開，按SQ詮部電源斷開參考文獻(xiàn)1 齊占慶主編機(jī)床電氣控制技術(shù)第三版北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20052 張萬奎等編，機(jī)床電氣控制技術(shù)，北京大學(xué)出版社，20073 程憲平主編，機(jī)電傳動與控制（第二版），武漢：華中科技大學(xué)出版社，2003 年 9 月4 石玉珍，電氣制圖及圖形符號國家標(biāo)準(zhǔn)匯編，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1989