搖臂鉆床傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)

1、 ?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）設(shè)計(jì)題目： 基于plc的z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)改造 系 部： 電氣工程系 專 業(yè)： 工企電氣 班 級(jí)： 工企091301 姓 名： 丁統(tǒng)平 學(xué) 號(hào)： 093905130107 指導(dǎo)教師： 季明麗 職 稱 副教授 2012年6月 南京摘 要傳統(tǒng)繼電器接觸器電氣控制系統(tǒng)的線路復(fù)雜、可靠性穩(wěn)定性差、故障診斷和排除困難。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(jiǎn)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(duì)工作環(huán)境低等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此，本文對(duì)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

2、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梯形圖設(shè)計(jì)程序。對(duì)plc控制搖臂鉆床的工作過(guò)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)床工作的性能的方法，給出了相應(yīng)的控制原理圖。關(guān)鍵詞 plc 搖臂鉆床 梯形圖 電氣控制系統(tǒng)abstractthis paper is to study the mechanical processing used in z3040radial drilling mac

3、hine transformation of the traditional electrical control system, aimed at resolving the traditional relay - contactor electrical lines exist in a complex control system, reliability, stability, fault diagnosis and rule out the difficulty. as the plc control system and electrical relay - contactor e

4、lectrical control systems, has the advantages of simple structure, easy programming, debugging a short cycle, high reliability, strong anti-jamming ability, low failure rate, low range of advantages to working environment. therefore, this article on the z3040radial drilling machine electrical contro

5、l system transformation, will use the plc control technology is applied to the scheme, thereby greatly improving the working performance of the rocker drilling machine. the paper analyzes the control principle of radial drilling machine, developed plc z3040radial drilling machine control system desi

6、gn, completed the electrical control system hardware and software design, including the plc type selection, i/o port allocation, i/o wiring diagram of the hardware rendering, plc ladder diagram design program. the plc control arm drill working process were discussed in detail, discusses the use of p

7、lc to replace the traditional relay - contactor electrical control system so as to improve the working performance of the method, and gives the corresponding control principle diagram.key words programmable logic controller radial drilling machines ladder electricalcontrol system目 錄1 引言12 z3040搖臂鉆床傳

8、統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的原理22.1 主電器22.2 控制電路、信號(hào)及照明電路32.2.1 主電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)控制32.2.2 搖臂的升降控制42.2.3 立柱和主軸箱的松開(kāi)及夾緊控制43 基于plc的z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)53.1 plc的基礎(chǔ)理論53.2 plc工作原理63.3 plc 型號(hào)的選擇63.4 plc 的i/o 端口分配表73.5 plc 的i/o 電氣接線圖的設(shè)計(jì)84 z3040 搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改造94.1 plc 梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計(jì)94.2 plc程序設(shè)計(jì)梯形圖10結(jié) 論12致 謝14參考文獻(xiàn)151 引言z3040搖臂鉆床是工廠中常用的金屬切削機(jī)床，它可以進(jìn)

9、行多種形式的加工，比如：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)有一臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，主軸的正反向旋轉(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)異步交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。目前，我國(guó)的z3040搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)普遍采用的是傳統(tǒng)繼電器接觸器控制方式。因其所要控制的電機(jī)較多所以電路比較復(fù)雜，在日常的生產(chǎn)作業(yè)中，經(jīng)常發(fā)生電氣故障，從而影響生產(chǎn)。另外

10、，一些復(fù)雜的控制如：時(shí)間、計(jì)數(shù)控制用繼電器接觸器控制比較難實(shí)現(xiàn)，所以有必要對(duì)傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。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(jiǎn)稱plc，是從早期的繼電器邏輯電氣控制系用發(fā)展而來(lái)，它不斷吸收微型計(jì)算機(jī)的控制技術(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，在于它更多的適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和市場(chǎng)要求，可靠性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、編程方便、價(jià)格低、壽命長(zhǎng)。與單片機(jī)相比，它的輸入/輸出端更接近現(xiàn)場(chǎng)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(kāi)發(fā)時(shí)間和生產(chǎn)成本?，F(xiàn)在應(yīng)

11、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點(diǎn)。功能強(qiáng)大，靈活組態(tài)，同時(shí)plc還具備了網(wǎng)絡(luò)功能編程方便，運(yùn)行速度快，可靠性高。正是由于plc電氣控制系統(tǒng)的種種優(yōu)點(diǎn)，因此利用plc對(duì)z3040搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，可以大大提高z3040搖臂鉆床的工作性能和系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，為工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化帶來(lái)生機(jī)。2 z3040搖臂鉆床傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的原理2.1 主電器我國(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的保護(hù)。因此在主回路中要用一個(gè)接觸器將三相電源引入，現(xiàn)在的z3040

12、搖臂鉆床取消了十字開(kāi)關(guān)，它的電氣原理圖如下所示： 圖1 z3040型搖臂鉆床電氣原理圖它的主電路、控制電路、信號(hào)電路的電源均采用自動(dòng)開(kāi)關(guān)引入，交流接觸器km1 為主電動(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，立柱的夾緊放松都靠拖動(dòng)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)閗m2、km3 和km4、km5。搖臂升降電動(dòng)機(jī)m2、液壓泵電動(dòng)機(jī)m5 均為短時(shí)工作，不設(shè)過(guò)載保護(hù)。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。圖2鉆床傳統(tǒng)控

13、制電路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)關(guān)機(jī)q2、q3、q4扳到接通狀態(tài)，同時(shí)將配電盤的門關(guān)好并鎖好。然后在將自動(dòng)開(kāi)關(guān)q1扳到接通位置，電源指示燈亮。當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕sb2時(shí)，交流接觸器km1線圖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hl3亮。這時(shí)按下停止按鈕sb1，中間繼電器km1失電，主軸電動(dòng)機(jī)與其他電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。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kt通電吸合，它的瞬動(dòng)觸點(diǎn)閉合使km4線圈通電，液壓電動(dòng)機(jī)m3啟動(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)活動(dòng)塞使搖臂松開(kāi)，同時(shí)活塞桿通過(guò)

14、彈簧片使行程開(kāi)關(guān)sq2的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，km4線圈斷電，而sq2的動(dòng)合觸電閉合km2線圈通電，它的主觸電閉合，m2電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)使搖臂上升。如果搖臂沒(méi)有松開(kāi)，sq2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)后方可使要比上升或下降。當(dāng)搖臂上升到所需的位置時(shí)，松開(kāi)按鈕sb3,km1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)13秒后，kt1其線圈通電液壓延時(shí)閉合的電動(dòng)觸電閉合，km3線圈通電液壓汞電動(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)斷開(kāi)，km3線圈斷電，m3電動(dòng)機(jī)停止，完成了松開(kāi)一上升一夾緊動(dòng)

15、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。為避免有操作錯(cuò)誤造成事故，在搖臂上升和下降的路線中加入了觸點(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)整工作所以采用電動(dòng)方式。行程開(kāi)關(guān)sq1是為要不得上升或者下降的極限位置保護(hù)而設(shè)立的。sq1有兩對(duì)常閉觸點(diǎn)，sq2的動(dòng)斷觸點(diǎn)是搖臂上升的極限位置保護(hù)，sq1的動(dòng)斷點(diǎn)是搖臂于液壓夾緊機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障或sq3調(diào)整不當(dāng)，將造成液壓汞電機(jī)m3過(guò)載它的保護(hù)熱繼電器的動(dòng)斷觸點(diǎn)將斷開(kāi)，km3失電而釋放，m3電動(dòng)機(jī)斷電停止。2.2.3 立柱和主軸箱的松開(kāi)及夾緊控制軸箱和立柱的夾緊與松開(kāi)是同時(shí)進(jìn)行的，當(dāng)按下按鈕sb5，接觸器km4圈通電，液壓

16、泵電動(dòng)機(jī)m3 反轉(zhuǎn)，拖動(dòng)液壓泵送出壓力油，這時(shí)電磁閥ya 線圈處于斷電狀態(tài)，壓力油經(jīng)過(guò)二位六通閥進(jìn)入主軸箱與立柱松開(kāi)油腔，推動(dòng)活塞和菱形塊，使主軸和立柱松開(kāi)，由于 ya 線圈斷電，壓力油不能進(jìn)入搖臂松開(kāi)油腔，搖臂處于夾緊狀態(tài)，當(dāng)主軸箱與立柱松開(kāi)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)sq4 沒(méi)有受壓，常閉觸點(diǎn)sq4 閉合，指示燈hl1 亮，表示主軸箱與立柱已松開(kāi)，此時(shí)可以手動(dòng)操作主軸箱在搖臂水平導(dǎo)軌上移動(dòng)，也可推動(dòng)搖臂使外外立柱作回轉(zhuǎn)移動(dòng)。當(dāng)移動(dòng)到位后，按下夾緊按鈕，接觸器km5 線圈通電，m3 正轉(zhuǎn)，拖動(dòng)液壓泵送出壓力油至夾緊油腔，使主軸箱與立柱夾緊。當(dāng)確以?shī)A緊時(shí)，壓下sq4，常開(kāi)觸點(diǎn)sq4 閉合，hl2 亮，而常閉觸

17、點(diǎn) sq4 斷開(kāi)，hl1 滅，指示主軸箱與立柱已夾緊，可以進(jìn)行鉆削加工。3 基于plc的z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)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。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。3.1 plc的基礎(chǔ)理論可編程邏輯控制器（programmable logic control

18、ler）簡(jiǎn)稱plc。只能進(jìn)行計(jì)數(shù)、定時(shí)及開(kāi)關(guān)量的邏輯控制。1987年2月，國(guó)際電工委員會(huì)（iec）對(duì)可編程控制器的定義是：可編程控制器是一種數(shù)學(xué)運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充功能的原則設(shè)計(jì)。同時(shí)，plc還具有很多的特點(diǎn)。可靠性高：可靠性是用戶的首選要求，目前各廠家生產(chǎn)的plc，平均無(wú)故障時(shí)間都大大超過(guò)iec規(guī)定的10萬(wàn)小時(shí)，例如：西門子、松下、三棱、abb等微小型plc，而且都具有完善的自診斷功能，判斷故障迅速。靈活組態(tài)：可編程控制器是系列化產(chǎn)品，通常采用模塊化結(jié)構(gòu)來(lái)完成不同的任務(wù)組合，輸入輸出端口

19、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(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算功能外，配合特殊功能模塊還可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位控制、pto運(yùn)算、過(guò)程運(yùn)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(guò)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)控制計(jì)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(yǔ)言，直觀易懂，深受現(xiàn)場(chǎng)電氣人員的歡迎。近年來(lái)又發(fā)展了面向順序控制流程圖語(yǔ)言（sequential function chart），使編程更加簡(jiǎn)單方便。運(yùn)行速度快：傳統(tǒng)的機(jī)電接觸電氣控制系統(tǒng)通過(guò)大量觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作進(jìn)行控制，速度很慢，而且系統(tǒng)越大速度越慢。plc的控制速度則

20、由cpu工作速度和掃描速度決定。因此更適合處理高速?gòu)?fù)雜的控制任務(wù)，它與微型計(jì)算機(jī)之間的差別越來(lái)越小。同時(shí)plc還具備了網(wǎng)絡(luò)功能，能進(jìn)行多臺(tái)plc或plc與pc機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)通訊，使用plc可以方便的構(gòu)成“集中管理，分散控制”的分布式電氣控制系統(tǒng)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線的plc通訊網(wǎng)絡(luò)，可使工廠的各種資源共享，更適合與工廠自動(dòng)化的需要，為工廠的自動(dòng)化提供了技術(shù)保證。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

21、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掃描過(guò)程:（1）自診斷測(cè)試掃描過(guò)程。為保證設(shè)備的可靠行，及時(shí)放映所出現(xiàn)的故障，plc都具有自監(jiān)視功能。（2）與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊的掃描過(guò)程。一般小型系統(tǒng)沒(méi)有這一掃描過(guò)程，配有網(wǎng)絡(luò)的plc系統(tǒng)才有通訊掃描過(guò)程，這一過(guò)程用于plc之間及plc與上位計(jì)算機(jī)或終端設(shè)備之間的通信。（3）用戶程序掃描過(guò)程。機(jī)器處于正常運(yùn)行狀態(tài)下，每一個(gè)掃描周期內(nèi)都包含該掃描過(guò)程。該過(guò)程在機(jī)器運(yùn)行中是否執(zhí)行是可控的，即用戶可以通過(guò)軟件進(jìn)行設(shè)定。用

22、戶程序的長(zhǎng)短會(huì)影響過(guò)程所用的時(shí)間。（4）讀輸入、寫輸出掃描過(guò)程。機(jī)器在正常運(yùn)行狀態(tài)下，每一個(gè)掃描周期都包含這個(gè)掃描過(guò)程。該過(guò)程在機(jī)器運(yùn)行中是否被執(zhí)行是可控的。cpu在處理實(shí)際輸出點(diǎn)，而是在內(nèi)存中設(shè)置了兩個(gè)映象寄存器：一個(gè)為輸入映象寄存器，另一個(gè)為輸出映象寄存器。用戶程序所用的輸入值是輸入映象寄存器的值，運(yùn)算結(jié)果也放在輸出映像寄存器。在輸入掃描過(guò)程中，cpu把實(shí)際輸入點(diǎn)的狀態(tài)鎖入到輸入映像寄存器：在輸出掃描過(guò)程中cpu把輸出映像寄存器的值的輸出點(diǎn)。3.3 plc 型號(hào)的選擇 plc的種類和規(guī)格很多，不同廠家生產(chǎn)的大中小型plc的結(jié)構(gòu)功能不盡相同, 但它們的基本結(jié)構(gòu)與工作原理大體相同。s7-200

23、系列plc是西門子公司20世紀(jì)90年代推出的整體式小型可編程控制器，其結(jié)構(gòu)緊湊、系列完整、功能完善、具有很高的性價(jià)比，可用于代替繼電器的簡(jiǎn)單控制場(chǎng)合，也可用于復(fù)雜的自動(dòng)控制系統(tǒng)。由于有很強(qiáng)的通信功能，在大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也能充分發(fā)揮其作用。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。s7-200系列plc可提供4種不同型號(hào)的cpu，根據(jù)本系統(tǒng)工藝要求選用了cpu226型的可編程控制器，本機(jī)集成24輸入/16輸出共40個(gè)數(shù)字量i/o 點(diǎn)?？蛇B接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至248路數(shù)字量i/o 點(diǎn)或35路模擬量i/o

24、點(diǎn)。13k字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。6個(gè)獨(dú)立的30khz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20khz高速脈沖輸出，具有pid控制器，2個(gè)rs485通訊/編程口，具有ppi通訊協(xié)議、mpi通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。i/o端子排可很容易地整體拆卸，用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能，可完全適應(yīng)于各種中小型控制系統(tǒng)。3.4 plc 的i/o 端口分配表 根據(jù)所選plc 的型號(hào)進(jìn)行i/o 點(diǎn)的端口分配，如下所示： 地址號(hào)符號(hào)名稱用途i0.0sb1主電動(dòng)機(jī)停止按鈕i0.1sb2主電動(dòng)機(jī)起動(dòng)按鈕i0.2sb3搖臂上升起動(dòng)按鈕i0.3sb4搖臂

25、下降起動(dòng)按鈕i0.4sb5主軸箱、立柱、搖臂松開(kāi)按鈕i0.5sb6主軸箱、立柱、搖臂夾緊按鈕i0.6sq1-1搖臂上升用行程開(kāi)關(guān)i0.7sq1-2搖臂下降用行程開(kāi)關(guān)i1.0sq2搖臂夾緊、放松用行程開(kāi)關(guān)i1.1sq3搖臂夾緊用行程開(kāi)關(guān)i1.2sq4立柱夾緊、放松指示用行程開(kāi)關(guān)i1.3fr1m1 電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)用熱繼電器i1.4fr2m3 電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)用熱繼電器i1.5sa系統(tǒng)總啟動(dòng)表1 輸入信號(hào)端口分配表地址號(hào)符號(hào)名稱用途q0.0km1主軸旋轉(zhuǎn)接觸器q0.1km2搖臂上升接觸器q0.2km3搖臂下降 接觸器q0.3km4 液壓泵正主軸箱、立柱、搖臂放松接觸器q0.4km5液壓泵反主軸箱、立柱

26、、搖臂夾緊接觸器q0.5ya電磁閥q0.6el電源工作狀態(tài)指示信號(hào)燈q0.7hl1立柱松開(kāi)指示信號(hào)燈q1.0hl2立柱夾緊指示信號(hào)燈q1.1hl3主電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)指示信號(hào)燈表2 輸出信號(hào)端口分配表 3.5 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i0.0、i0.1、i0.2、i0.3、i0.4、。i0.5、i0.6、i0.7、i1.0、i1.1、i1.2、i1.3、i1.4、i1.5 共用一個(gè)com 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

27、交流220v，則接觸器線圈連接的q0.0、q0.1、q0.2、q0.3、可以共用一個(gè) com 端。q0.4、q0.5、q0.6 q0.7、q1.0可以共用一個(gè)com1 端。q1.1、q1.2、q1.3、q1.4、q1.5、q1.6、q1.7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。圖3 plc接線圖4 z3040 搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改造4.1 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(kāi)程序、主電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

28、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。因選用simatic s7-200型號(hào)的plc，所以編程時(shí)采用windows 環(huán)境下運(yùn)行的v4.0 step 7 microwin sp6的編程軟件來(lái)編程設(shè)計(jì), 采用s7_200漢化版 可編程控制器訓(xùn)練裝臵來(lái)進(jìn)行模擬調(diào)試。4.2 plc程序設(shè)計(jì)梯形圖plc梯形圖的設(shè)計(jì)本著簡(jiǎn)單、可靠的設(shè)計(jì)原則，將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到設(shè)計(jì)任務(wù)當(dāng)中。設(shè)計(jì)中不僅有電氣互鎖，而且有熱繼電器的保護(hù)，使系統(tǒng)不僅能在正常情況與完好的運(yùn)行，也能在有錯(cuò)誤的情況下在最短的時(shí)間內(nèi)通知工作人員，能夠及時(shí)的處理問(wèn)題，以免帶來(lái)不必要的損失。圖3 plc梯形圖結(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