【鉆床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計11000字（論文）】

PAGEPAGE1鉆床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計摘要隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的快速增長，可編程控制器的使用越來越普遍。可編程控制器已全部投入計算機(jī)工作。因?yàn)閆3040搖臂鉆床行使的接觸器控制的搖臂鉆床是相對落后的，在接線電路方面很繁雜，呈現(xiàn)事故的概率很大、可靠性能很低、在出現(xiàn)故障時維修的工作量大、靈活性也差等等很多弊端，因此，改造落后的Z3040搖臂鉆床控制系統(tǒng)是主要任務(wù)，也對機(jī)械加工車間的機(jī)床的工作需求的提高。本文中Z3040搖臂鉆床控制系統(tǒng)是在PLC的加入下進(jìn)行了策劃和改造，文中介紹了PLC控制搖臂鉆床系統(tǒng)的搖臂流程圖、電氣原理圖、梯形圖，然后再經(jīng)過觸摸屏進(jìn)行模擬調(diào)試，能夠更直觀的表達(dá)Z3040型搖臂鉆床活動的過程。改造后的Z3040型搖臂鉆床保證了控制系統(tǒng)的快速性和準(zhǔn)確性，簡化了控制電路，提高了設(shè)備操作的利用率，并提高了實(shí)際生產(chǎn)的效率。關(guān)鍵字：搖臂鉆床梯形圖PLC目錄TOC\o"1-2"\h\u引言 1一、本課題選題和背景意義 21.1課題選題意義 21.2本文的主要工作 21.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2二、PLC的概述 32.1PLC的生產(chǎn)及發(fā)展 32.2PLC的組成 3三、Z3040搖臂鉆床控制線路原理分析 43.1Z3040搖臂鉆床概述 43.2搖臂鉆床的電力拖動的特點(diǎn)和控制要求 53.3控制電路概述 53.4Z3040搖臂鉆床控制線路原理分析 6四、基于PLC的Z3040控制系統(tǒng)設(shè)計 94.1PLC的型號選擇 94.2Z3040搖臂鉆床PLC的I/O接線圖 104.3Z3040搖臂鉆床元器件明細(xì)表 114.4Z3040搖臂鉆床電氣控制常見的故障 11五、Z3040搖臂鉆床控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 125.1PLC梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計以及程序調(diào)試 125.2PLC控制指令表 15六、Z3040搖臂鉆床觸摸屏調(diào)試 18七、結(jié)論 19參考文獻(xiàn) 20引言跟著不斷提高的科技和工業(yè)的不斷發(fā)展，對各種工業(yè)用設(shè)備裝置的需要愈來愈高，老式的裝配和一些僅有少數(shù)功能的普通設(shè)備已不能滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需求。因此要引進(jìn)能夠應(yīng)用于多種行業(yè)，具備有可靠性高，性能完善，通用性強(qiáng)，擴(kuò)展能力強(qiáng)等特點(diǎn)的，對舊設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造和開發(fā)新產(chǎn)品。相對落后的鉆床行使十分的普遍，不過有操作性復(fù)雜、調(diào)試和維護(hù)困難等弊端，于是人們有了主意是將應(yīng)用于鉆床控制系統(tǒng)，因此機(jī)床的功效、可靠性和自動化水平都得到了提升。鉆床的軟件開發(fā)變得更加困難，是因?yàn)椴粩嘣黾拥墓δ芗捌洚a(chǎn)生的復(fù)雜性。管理該模型提供的控制軟件的模型驅(qū)動開發(fā)。然而，這種創(chuàng)新的開發(fā)方法需要一個過程，被應(yīng)用到一個特定的應(yīng)用程序域和合適的建模技術(shù)。跟著微電子技術(shù)快速的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在機(jī)械制造，冶金，化工，電力，交通，采礦，建材，輕工，環(huán)保，食物等行業(yè)中以后使用得很多，可以用于舊的配置的技術(shù)改造，又可用在開采新產(chǎn)品。不停止的提高可編程序控制器的功率，并且以它可靠性很高，操作簡易等特征，已經(jīng)構(gòu)成一種產(chǎn)業(yè)趨向。尤其是跟隨著產(chǎn)業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)化的歷程與成長，得到了更加圓滿的連接在可編程序控制器與現(xiàn)場總線技能上，在先進(jìn)工業(yè)控制中，具備網(wǎng)絡(luò)性能的可編程控制器越來越重要。目前，可編程控制器都得到了長足的發(fā)展在石油化工、機(jī)械制造中、冶金鐵鋼、車品、輕工業(yè)等領(lǐng)域的運(yùn)用中。而且一些中等和小型的可編程控制器在我們國家已經(jīng)能夠獨(dú)立的出產(chǎn)。杭州市電器機(jī)床工廠獨(dú)立產(chǎn)出的D系列、上海城市東屋電氣有限公司獨(dú)立出產(chǎn)的CF系列、在大連這座城市開發(fā)的幾臺一起合起來設(shè)備出產(chǎn)的是S這個類型、蘇州市計算機(jī)設(shè)備電子廠出產(chǎn)的是YZ這個類型等多種產(chǎn)物依然擁有了必然領(lǐng)域并且取得了使用在工業(yè)產(chǎn)品中。大家在技術(shù)方面觀察出來，制作上面和可編程控制器的計劃能夠有更廣的使用來自計算機(jī)技術(shù)的新成果，擁有著更快速的運(yùn)算速率，更加大的存儲空間容量，智能含量更加強(qiáng)的種類呈現(xiàn)；從產(chǎn)品范圍來看，將進(jìn)一步向超小型、超大型發(fā)展；從產(chǎn)品支撐來看，產(chǎn)品品種將更加豐富，人機(jī)界面將令人滿意，規(guī)格也將齊全，通訊組態(tài)的完整性更能適應(yīng)各類工業(yè)控制場合的需要；從墟市方面看來，隨著國外競爭的加劇，各國生產(chǎn)多種產(chǎn)品的局面將得到突破，編程語言是能夠出現(xiàn)在外國別的地方通用，也會發(fā)現(xiàn)在少許的一些品牌進(jìn)行國際市場的壟斷局勢；然而，從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展來看，工業(yè)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)編程系統(tǒng)、邏輯控制設(shè)備等的發(fā)展是可編程控制器設(shè)備的發(fā)展方向。隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動控制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)和工業(yè)以外的各個領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。一、本課題選題和背景意義1.1課題選題意義鉆床是一種孔的加工設(shè)備，能夠用來鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔等多種孔方面的加工方式。Z3040搖臂鉆床屬于適用范圍。立式鉆床具有性能完善、操作方便、操作靈活等優(yōu)點(diǎn)。適用于單孔加工或大孔、多孔零件的批量生產(chǎn)。它是一般加工廠常用的機(jī)床，在機(jī)械行業(yè)應(yīng)用廣泛。在這個行業(yè)的機(jī)械是大多數(shù)形式的徑向鉆與繼電器接觸器控制的控制系統(tǒng)，布線復(fù)雜，聲音大，接觸，維護(hù)人員的選擇。因此，有必要對搖臂鉆床進(jìn)行改造。1.2本文的主要工作本文重要的策畫職務(wù)是利用Z3040型號的搖臂裝置鉆床掌管體系在加入中進(jìn)行策畫，使Z3040型號的搖臂裝置鉆床的路線更簡化，提升它體系有更高的可靠性。負(fù)責(zé)Z3040搖臂裝置鉆床系統(tǒng)的規(guī)劃：Z3040型號的搖臂鉆床對的I/O接線圖、Z3040型號搖臂裝置鉆床的電氣最基本原理圖、搖臂裝置鉆床的下降和上升的順序圖Z3040搖臂鉆床的梯形圖Z3040搖臂鉆床的觸摸屏主要電器元件及選擇：熱繼電器、保險絲、斷路器、接觸器Z3040型號搖臂鉆床掌管路線原理基本圖進(jìn)行剖析元器件布置圖和接線圖設(shè)計1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀世界上第一個應(yīng)用于通用汽車生產(chǎn)線，與國外同行業(yè)相比，我國的自動化水平還不是很成熟，特別是在發(fā)展中的應(yīng)用方面，自動化技能的轉(zhuǎn)化還處于起步階段，與技術(shù)成熟的國家的自動控制水平有明顯差異。因此，基本完成工業(yè)化是本世紀(jì)前20年國家改革和建設(shè)經(jīng)濟(jì)的重要任務(wù)，信息化要鼎力推動，并進(jìn)一步建議傳送通知訊息化是我們國家快速完成先進(jìn)時代與工業(yè)時代的一定要完成的。目前針對不同品牌的控制器，其共同的趨勢是向小微方向發(fā)展，其功能也越來越多地表現(xiàn)在兩個方面：特殊功能模塊和產(chǎn)品規(guī)格將成為越來越全面，與周邊相關(guān)的產(chǎn)品線也會越來越豐富；價格越高，越適合，不浪費(fèi)，才能滿足控制系統(tǒng)的要求。近年來，工廠自動化的興起（簡稱EA）體系柔和性質(zhì)建設(shè)體系（柔和性質(zhì)建設(shè)，簡為FMS）和分開來掌管體系（分開方式掌管體系，簡為DCS）等發(fā)展的需要，但很少有這樣的例子在中國。從這個情況可以看出，我國的自動化水平與國外技術(shù)還有明顯的距離。在現(xiàn)代社會發(fā)展的基礎(chǔ)上，觀察、冶金、石化、汽車制造、機(jī)床、紡織、環(huán)保等行業(yè)都是PLC的應(yīng)用領(lǐng)域。從其發(fā)展趨勢來看，在未來的改革和發(fā)展中，PLC也將在與人們普通生活相關(guān)的許多領(lǐng)域，如生活、交通、娛樂等，而且比例會越來越高，而且速度會越來越快?？梢?，在這個自動化、信息化、控制化的21世紀(jì)時代，可編程控制器的未來將無限廣闊，對自動化技術(shù)的需求也將不斷增加。21世紀(jì)，電氣自動化專業(yè)必將成為一個新興的熱門專業(yè)。改革最先開始在我們國家是依賴可編程控制器的引進(jìn)國外技術(shù)、研制、應(yīng)用、創(chuàng)新、出產(chǎn)。首先，可編程控制器在配置中大量的使用著。然后在各類企業(yè)出產(chǎn)裝置和產(chǎn)物中增大的利用。當(dāng)前，我們國家已經(jīng)能夠獨(dú)立的出產(chǎn)中型和小型的可編程控制器。杭州市電器機(jī)床工廠獨(dú)立產(chǎn)出的D系列、上海城市東屋電氣有限公司獨(dú)立出產(chǎn)的CF系列、在大連這座城市開發(fā)的幾臺一起合起來設(shè)備出產(chǎn)的是S這個類型、蘇州市計算機(jī)設(shè)備電子廠出產(chǎn)的是YZ這個類型等多種產(chǎn)物依然擁有了必然領(lǐng)域并且取得了使用在工業(yè)產(chǎn)品中。另外，我們國家相對出名的生產(chǎn)廠家是上海市鄉(xiāng)島有限公司、無錫市華光有限公司等等我們國家和國外合資的企業(yè)。能夠預(yù)測到，跟著我們國家21世紀(jì)歷程的深切，在我們國家會有非常開闊的使用天地。 二、PLC的概述2.1PLC的生產(chǎn)及發(fā)展可編程邏輯控制器，其最大的功能是代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。跟隨著科技的成長，這一類裝配的功效已經(jīng)大大超越了邏輯控制的領(lǐng)域，于是，當(dāng)前這一類裝置可以叫做PC可編程控制器。但為了避免與（個人電腦）的混亂，PLC被稱為可編程邏輯控制器。1980年到1990年中旬，是增長最快的時期，年增長率為30-40%。在此期間，處理模擬能力、人機(jī)界面能力、數(shù)字計算能力和網(wǎng)絡(luò)能力都有了很大的提高，PLC也逐漸進(jìn)入控制領(lǐng)域，取代了在某些應(yīng)用領(lǐng)域處于過程控制領(lǐng)域領(lǐng)先地位的DCS。2.2PLC的組成中央處理單元、擴(kuò)展接口電源、通信接口、存儲器、輸出單元、輸入單元等元件均為硬件結(jié)構(gòu)。此中，的中央部分為中央處理器，鏈接輸出設(shè)備/輸入設(shè)備和中央處理器兩端的連接端口線路的為輸出部分和輸入部分，通信接觸口是位在和計算機(jī)的上位、一些編程器等等外面設(shè)備的銜接，如圖2-1。圖2-1PLC的組成圖三、Z3040搖臂鉆床控制線路原理分析3.1Z3040搖臂鉆床概述搖臂鉆床適用于大中型零件的鉸孔、鉆孔、鉸孔和攻絲，也可在工藝條件下鉆孔。于是主要的電動機(jī)只能朝著一個轉(zhuǎn)動方向。Z3040搖臂鉆床具有主軸供給和旋轉(zhuǎn)動作，另外尚有搖臂進(jìn)行下降動作、上升動作和立柱之間的放松動作和加緊動作。搖臂的升降由交流異步電機(jī)驅(qū)動，立柱和主軸箱的松動由另一臺交流電機(jī)驅(qū)動。經(jīng)過了齒輪泵被電動機(jī)給拖著動作，提供夾緊動作裝配在夾緊的時候要用到的壓力油，但是主要的軸運(yùn)動箱子的向左邊或向右邊來回轉(zhuǎn)動與搖臂的反轉(zhuǎn)一般是選取手來控制的，此外，冷卻泵電機(jī)的切削刀具冷卻。3.1.1搖臂鉆床的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行底下座、里面的立柱、外部的立柱、搖臂、主軸的箱子、工作的平臺這些都是Z3040搖臂鉆床重要的構(gòu)成，內(nèi)柱牢牢固定在底部的座上，在此期間，其外層裝有不帶固體的外柱，外柱可繞內(nèi)柱旋轉(zhuǎn)。主要的軸箱屬于一個多種結(jié)合起來的性質(zhì)的物件，它包含主要軸動轉(zhuǎn)動和主軸主要軸動供給動作的所有的操作機(jī)構(gòu)和傳動變速。Z3040型搖臂的同一平面的導(dǎo)軌上安置著主軸箱，能夠經(jīng)過人為手來進(jìn)行掌控使得它在同一平面導(dǎo)軌上跟著搖臂的軌跡轉(zhuǎn)移。加工鉆孔時，通過夾緊組裝，可將主軸箱牢牢固定在搖臂導(dǎo)軌上，將搖臂牢固固定在外柱上，外柱牢固固定在內(nèi)柱上后，即可進(jìn)行鉆孔步驟。圖3-1搖臂鉆床的結(jié)構(gòu)圖3.2搖臂鉆床的電力拖動的特點(diǎn)和控制要求搖臂鉆床的運(yùn)動部件較多。為了簡化裝置的傳動，選用多臺電動機(jī)進(jìn)行控制。本實(shí)用新型提供了一種帶有搖臂、上升或下降電機(jī)、主軸式電機(jī)、立柱式夾持冷卻泵型電機(jī)和進(jìn)一步放松式電機(jī)的電機(jī)。為了適應(yīng)各種加工形式，搖臂鉆床對主軸和進(jìn)給的調(diào)速范圍要求很大。鉆床在正常主軸轉(zhuǎn)速下為恒功率負(fù)載，用于低速下的鉸孔、鉸孔和螺紋加工。供應(yīng)變化速度的機(jī)構(gòu)和主軸樣式變化速度部分都安置與主軸箱的里面。為了能夠加工螺紋樣式，有正向反轉(zhuǎn)和反向反轉(zhuǎn)屬于主軸的任務(wù)，日常由機(jī)械這種方式取得，以是主軸這個部位的電動機(jī)僅可以朝著一個地方的轉(zhuǎn)動。搖臂的提升由升降電機(jī)驅(qū)動。搖臂的夾緊和松開是由電動和液壓相結(jié)合來控制的，夾緊和松脫都有注意事項。內(nèi)、外立柱的夾持和松開可通過手柄、電液機(jī)械裝置等機(jī)械操作實(shí)現(xiàn)。制作鉆削的期間，必須將工具冷卻，于是將冷卻泵裝置電動機(jī)輸給冷卻液。必須提供必要的聯(lián)鎖、限位和過載保護(hù)，而且要有一定的安全照明功能。3.3控制電路概述Z3040搖臂鉆床重要的是它有另一種輔助運(yùn)動形式和兩種作用旋轉(zhuǎn)形式，而緊張的旋轉(zhuǎn)則說明主軸這部分拖動鉆頭旋轉(zhuǎn)；進(jìn)給運(yùn)動是指鉆頭的垂直運(yùn)動；主軸箱是靠搖臂的運(yùn)動輔助，搖臂相對于內(nèi)柱的旋轉(zhuǎn)和搖臂的上下柱沿外柱移動。Z3040型號的搖臂鉆床包含了兩種液壓樣式的控制體系：其中一個屬于由液壓樣式電動機(jī)跟著液壓泵傳送給壓力出來的油進(jìn)行完成搖臂的夾緊動作跟松開動作、主軸箱子的夾緊動作與松開動作、立柱這個部位的夾緊動作與松開動作。二是主軸電機(jī)帶動齒輪油泵向壓力油，完成主軸的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，停車控制，中性，預(yù)選和傳動。前者職能制在搖臂電器盒底下的部位，后者安置在主軸箱內(nèi)（1）操縱機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)這個整體的壓力出來的油是要主軸樣式的電動機(jī)跟著齒輪泵機(jī)器排到外面，這是一個長柄手動操作的主軸方式，以改變這兩個操作閥門機(jī)器的相互位置。取得不一樣的結(jié)果。手柄有五個空間位置：上下、中間位置，即“空檔”，在“傳動”、“前進(jìn)”和“后退”，中間位置停止。然而，主軸進(jìn)給和主軸轉(zhuǎn)速分別由旋轉(zhuǎn)按鈕選擇。繼而操作主軸手柄，然后將主軸的手柄和板子換到所需的轉(zhuǎn)向位置（內(nèi)側(cè)或外側(cè)），使兩個控制閥的位置發(fā)生變化，油制動器的摩擦離合器松開，主軸轉(zhuǎn)動產(chǎn)生：壓油換向或向前摩擦離合器與主軸電機(jī)主軸傳動鏈連接，主軸開啟或關(guān)閉。當(dāng)主軸停止時，將手柄回正，使主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)矩仍將拖動齒輪泵旋轉(zhuǎn)。但是此刻全部液壓體系成為較低出來的壓力油，沒有辦法放松可以轉(zhuǎn)動的摩擦離合這個量，但在轉(zhuǎn)動彈簧的幫助下，轉(zhuǎn)動摩擦離合器被緊壓，轉(zhuǎn)軸上的齒輪無法展開，主軸就會停止，所以當(dāng)主軸停止時，主機(jī)仍在轉(zhuǎn)動，而不是主軸的動力。進(jìn)給梁的變化速度與主軸的變化速度的含義：讓主要軸動的手動把柄打到“變化速度”的地方，從而改變兩個先導(dǎo)閥的相互位置，讓齒輪泵設(shè)備給出來的壓力油入到主要軸動進(jìn)給數(shù)值預(yù)選閥機(jī)器與主要軸動轉(zhuǎn)動速度預(yù)選閥機(jī)器。這一次，有系統(tǒng)的混油撥叉設(shè)備運(yùn)行緩慢，將前主軸旋轉(zhuǎn)摩擦離合器壓緊，通過主軸電機(jī)連接傳動鏈，啟動時要慢慢跟隨主軸，這叫慢速，這樣便于齒輪平穩(wěn)運(yùn)行。當(dāng)實(shí)現(xiàn)變速時，松開操作手柄。此時，在彈簧的作用下，手柄從“變速”位置自動復(fù)位到主軸的“停止”位置。然后，當(dāng)主軸被反向或向前旋轉(zhuǎn)時，主軸將以新的進(jìn)給速度或轉(zhuǎn)速或進(jìn)給速度工作。（2）夾緊機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)電動機(jī)液壓泵機(jī)器帶著電動機(jī)液壓泵留著壓力出來的油，活塞向前推進(jìn)，盒子是菱形的，以完成緊握和從主軸箱放松，緊握和內(nèi)外柱的放松，以及緊握和搖臂的放松。此中的一處立柱箱的緊緊夾住與油路掌管主軸箱，還有一處油路掌管搖臂的放松和緊緊夾住，立柱和油路全都是來自電磁閥機(jī)器掌管。3.4Z3040搖臂鉆床控制線路原理分析3.4.1Z3040搖臂鉆床主電路分析下圖為Z3040搖臂鉆床的控制電路原理圖。Z3040型搖臂鉆床的旋轉(zhuǎn)采用機(jī)械、電、液三位一體控制。電路由機(jī)床控制，隔離電路采用380V/100V供電，其兩個繞組采用24V安全電壓進(jìn)行局部照明。機(jī)床線路的主電源開關(guān)為三相斷路器QF1，配置的熔斷器FU1可作為短路保護(hù)，M1是主要軸設(shè)備的電動機(jī)、M3是液壓泵設(shè)備的電機(jī)裝置、M2是搖臂上升和下降電動機(jī)裝置、M4是冷卻泵設(shè)備電機(jī)裝置，由開關(guān)SA1控制。圖3-2Z3040型搖臂鉆床控制線路原理圖M1作為主軸電動機(jī)。主要軸動電動機(jī)裝置M1進(jìn)行轉(zhuǎn)動是單從一個方向進(jìn)行的，用手摁下開關(guān)SB2開始運(yùn)行，KM1是在接觸器裝置線圈在電源有電然后吸合并且發(fā)生自鎖，這時它的主觸點(diǎn)就會開始拖動電機(jī)的電源，M1主電機(jī)就會轉(zhuǎn)動。主要軸動電動機(jī)裝置開始運(yùn)行之后拖著齒輪泵裝置并且傳出壓力給出的油，都來自液壓體系利用主要軸動把持手中的開關(guān)，啟用正向反向轉(zhuǎn)摩擦離合裝置來完成主軸的正向反向轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。主電機(jī)的工作由KM1輔助觸點(diǎn)控制指標(biāo)HL0來實(shí)現(xiàn)。主電機(jī)工作時，指示燈亮。升降搖臂控制：搖臂升降順序，首先讓搖桿放松，然后搖桿向下或向上，等搖臂上下到一定的位置，并會自動重新夾緊行動。因?yàn)閾u臂緊緊的夾住和放松是來自緊緊夾住部分的液壓體系完成的，因此搖臂上升和下降掌管一定是和緊緊夾住部分液壓裝置體系緊緊的共同合作。SB4是作為下降按鈕開關(guān)、SB3是作為上升按鈕開關(guān)，搖臂升降電機(jī)設(shè)備為M2，操縱是來自接觸器裝置KM3、KM2完成正向和反向轉(zhuǎn)動點(diǎn)動掌管，上升是搖臂的正向轉(zhuǎn)動、下降是搖臂的反向轉(zhuǎn)動。液壓泵裝置的電動機(jī)稱為M3，因?yàn)榻佑|器裝置KM5和KM4完成正轉(zhuǎn)控制動作，雙向液壓泵設(shè)備被拖動，液壓油被傳送出來，通過二位數(shù)的六通閥裝置傳進(jìn)搖臂緊緊夾住機(jī)構(gòu)完成緊緊夾住和放松，過載保護(hù)是采取熱FR2繼電器這個設(shè)備進(jìn)行長時間的使用。當(dāng)摁下SB3進(jìn)行上升的這個開關(guān)，KT（13-14）時間繼電器裝置會發(fā)生有點(diǎn)狀態(tài)，然后瞬間動點(diǎn)常開觸點(diǎn)KT閉合，接觸器裝置KM4線圈處于點(diǎn)狀態(tài)，液壓泵裝置電機(jī)M3轉(zhuǎn)動。拖著液壓泵裝置就會傳來壓力出油現(xiàn)象，在這期間，KT（1-17）沒有權(quán)力的延遲，然后接觸KT也將同時鎖定現(xiàn)象發(fā)生，電磁閥YV線圈將通電。因此，液壓泵輸送的壓力油開始通過二位六通閥流入搖臂夾持部分，釋放油腔，活塞和菱形塊相繼驅(qū)動，因此搖臂被釋放。在同一期間，活塞的鐵桿經(jīng)由彈簧片的力量緊緊壓著SQ2這個按鈕，顯示搖臂處于放松的狀態(tài)，當(dāng)SQ2（6-7）關(guān)閉時，接觸器SQ2（7-13）脫離觸頭，當(dāng)M3和KM4線圈電機(jī)功率前分離過程由液壓泵在這個時候停止提供石油，這一時期將保持在搖臂的松散狀態(tài)；當(dāng)后頭線圈KM2在電路中開始運(yùn)作的時候，開始讓線圈KM2得到電源的電，開始讓搖臂上升和下降電動機(jī)裝置KM2，拖著搖臂開始上升這個運(yùn)作。在搖臂進(jìn)行上升至所想要的地方的期間，就能夠放開SB3這個開關(guān)，KT進(jìn)行斷電、線圈KM2也進(jìn)行了斷電，搖臂進(jìn)行上升的動作就終結(jié)了，但是在通過延長1-3S后KT線圈不通電后會延時合攏觸點(diǎn)KT（17-18）才會閉合，延時1-3S后，觸點(diǎn)KT(1-17)只有在無電源延時時才會斷開。在電磁閥裝置的電視機(jī)一直保持供電的情況下，當(dāng)KM5延時1-3s時，線圈仍不供電。啟動夾緊動作只為了保證M2搖臂升降電機(jī)到位后斷電完全停止運(yùn)行，KT的延時是基于M2電機(jī)完全停止轉(zhuǎn)動來調(diào)解的。KT功率延遲時間之后，KT（17-18）接觸將開始關(guān)閉，在相反方向M3這時候開始運(yùn)行，拖著液壓泵裝置接下來會傳來壓力出來的油，KT是延遲和接觸KT（1-17）將在一個時期切斷。電磁閥的電磁閥不會被YV線圈通電。液壓泵送的壓力油夾住搖臂，同一時間活塞桿經(jīng)由彈簧片裝置緊緊靠著SQ3按鈕開關(guān)，顯示了搖臂緊緊夾住的信號，然后，接觸SQ3（1-17）斷開KM5線圈和液壓泵裝置，使電機(jī)M3不能轉(zhuǎn)動，液壓泵機(jī)構(gòu)不能供油，并實(shí)現(xiàn)夾持搖臂。3.4.2Z3040搖臂鉆床控制電路分析Z3040搖臂鉆床的那些照亮電路、節(jié)制掌控電路以及那些指示燈等等全部都是由一臺電源變壓器的T降壓供電?？偣灿?10V、6V、24V這三種電壓。供應(yīng)給控制電路的電壓是110V，24V是供應(yīng)部分照明的，6V是當(dāng)作信號指示電源。圖中的KM3KM3=2上升降的接觸器，其中KM5和夾緊和釋放接觸器KM4分別和SQ2、SQ1分別升降限位開關(guān)的搖臂，SB4、SB3依次被認(rèn)為是降低和升高的起落開關(guān)，SB5、SB6依次是作立柱以及主軸箱的緊閉裝配以及放松以及閉合開關(guān)。3.4.3Z3040搖臂鉆床主軸箱和立柱的夾緊松開控制立柱以及主軸箱的放開以及那些夾緊的行為全部屬于迅速的，全采納動點(diǎn)控制。指示燈HL1、HL1、HL2用于表明卡的狀態(tài)和松動，由SQ4控制。當(dāng)必需放開夾緊裝配的時候，打開SB5這個開關(guān)，這時線KM4開始通電，M3這時候開始產(chǎn)生順時針運(yùn)轉(zhuǎn)，拖動液壓泵開始輸送液壓油，輸送液壓油的同時電磁閥YV線圈就供應(yīng)不上電流了，使得立柱和主軸箱放松開，可是因?yàn)檫@個時候YV線圈沒有電流通過，液壓油是不可以進(jìn)到臂松開油腔，搖臂這個時候它還是處在夾緊的狀況。當(dāng)主軸箱當(dāng)SQ4不壓柱接觸SQ4將關(guān)閉，指示燈HL3，立柱和主軸箱已經(jīng)決定放松。然后橫向?qū)к壙墒謩又鬏S箱向上方前移，當(dāng)前移到相應(yīng)的位置，這時打開SB6鍵夾，電流通過KM5線圈，液壓泵M3逆時針轉(zhuǎn)到，將這個液壓泵從液壓動力油中拖入油腔。接著立柱和主軸箱關(guān)緊，線圈YV沒有電流流過，當(dāng)實(shí)現(xiàn)夾緊的這個環(huán)節(jié)，我們打開SQ4按鈕，閉合SQ4按鈕，HL2燈亮；當(dāng)分開SQ4接頭的時候，指示燈HL3就不亮了，表明立柱以及主軸箱已經(jīng)緩慢的收緊了，鉆削加工的動作能夠展開了，打開SB6這個按鈕，KM5就沒有電流通過了，M3就停止運(yùn)行，收緊就慢慢截止了。四、基于PLC的Z3040控制系統(tǒng)設(shè)計4.1PLC的型號選擇PLC的發(fā)展愈來愈迅速，PLC也有愈來愈多的產(chǎn)物品種能夠采取。型號有差別的PLC，因此它的結(jié)構(gòu)方式、編程的形式、容量、機(jī)能、指令系統(tǒng)、價錢等等也有許多的分歧，在適合的場所上也有不一樣，PLC選型的基本原則是：滿足功能要求，保證可靠性，便于維護(hù)，爭取最佳性能。（1）確定I/O點(diǎn)數(shù)盡量利用原來電氣設(shè)計中的來改造，這樣可以省錢。根據(jù)本來的控制電路來認(rèn)定I/O端口的點(diǎn)數(shù)，行程的控制開關(guān)一共有五個，有四個控制按鈕，一個轉(zhuǎn)換開關(guān)，掌控電源的總開關(guān)一個，五個接觸器以及四個信號燈。確定輸入、輸出信號，共有14個輸入信號和10個輸出信號。PLC選型的基本原則是：滿足功能要求，保證可靠性，便于維護(hù)，爭取最佳性能。（2）選配PLC的型號考慮到未來將有需要保持一定幅度的延伸，所以選用FX2N-32MR三菱PLC、輸入輸出地址分配見表4-1，4-2。表4-1輸入信號序號代號地址作用1KVX000檢測控制電路回路是否正常2SB2X001主軸啟動3SB1X002主軸停止4SB3X003搖臂升5SB4X004搖臂降6SQ0X005搖臂升限位7SQ1X006搖臂降限位8SQ2X007搖臂松限位9SQ3X010搖臂緊限位10SB5X011立柱松開手動11SB6X012立柱夾緊手動12SQ4X013主軸箱/立柱松開限位13FR1X014熱繼電器保護(hù)開關(guān)14FR2X015熱繼電器保護(hù)開關(guān)表4-2輸出信號序號代號地址作用1KM1Y000主軸線圈2KM2Y001搖臂升線圈3KM3Y002搖臂降線圈4KM4Y003主軸箱/立柱松線圈5KM5Y004主軸箱/立柱夾緊線圈6YAY005電磁閥線圈7HL0Y006控制電路電源指示燈8HL1Y007主軸箱/立柱松開指示燈9HL2Y010主軸箱/立柱夾緊指示燈10HL3Y011主軸運(yùn)行指示燈4.2Z3040搖臂鉆床PLC的I/O接線圖圖4-3Z3040型搖臂鉆床PLC的I/O接線圖4.3Z3040搖臂鉆床元器件明細(xì)表表4-4搖臂鉆床器件明細(xì)表序列符號名稱型號規(guī)格用途數(shù)量1M1電動機(jī)Y100L2-44kW驅(qū)動主軸及進(jìn)給12M2Y90L-41.5kW驅(qū)動搖臂升降13M3Y802-40.75kW搖臂、立柱和主軸箱松開、夾緊14M4AOB-2590W驅(qū)動冷卻泵15KM2搖臂升降電動機(jī)正轉(zhuǎn)16KM3搖臂升降電動機(jī)反轉(zhuǎn)17KM4液壓泵電動機(jī)正轉(zhuǎn)18KM5液壓泵電動機(jī)反轉(zhuǎn)19SQ0行程開關(guān)LX5-11搖臂升限位保護(hù)110SQ1搖臂降限位保護(hù)111SQ2搖臂松限位112SQ3搖臂緊限位113SQ4主軸箱/立柱松開限位114QS空氣隔離開關(guān)DZ5-0/500,15A總電源輸入115SA1手動開關(guān)DZ5-10,2A控制冷卻泵啟停116SA2照明燈電路電源開關(guān)117KV控制電路電源指示燈開關(guān)118YA電磁轉(zhuǎn)向閥MFJ1-3選擇松緊的對象119YV轉(zhuǎn)換開關(guān)LW6-2/BO>1立柱、主軸箱松緊控制120TC變壓器BK-150380/110-24-6控制、指示電路電源121SB1按鈕LA19-11J主軸停止122SB2LA19-11主軸啟動123SB3搖臂升124SB4LA19-11D搖臂降125SB5LA19-11立柱松開手動126SB6立柱夾緊手動127EL1照明燈JC-25,40W安全照明128HL1~HL4指示燈XD1開關(guān)狀態(tài)指示429FU1~FU5熔斷器RL1-15A短路保護(hù)530FU6~FU19輸出模塊短路保護(hù)144.4Z3040搖臂鉆床電氣控制常見的故障（1）搖臂不能上升從搖臂上升的時候電氣動作的過程可以知道，只有當(dāng)搖臂完全松開時，搖臂才能移動，這時行程開關(guān)SQ2按下，KM4線圈斷電，然后KM2線圈通電。M3停止，M2開始，搖桿開始上升。那么，當(dāng)SQ2不動作時，搖臂就不會進(jìn)行上升動作。不恰當(dāng)?shù)奈恢没蜻\(yùn)動是SQ2，SQ2的行動失敗的常見原因。所以即使搖桿已經(jīng)松動，然而，活塞桿仍然沒有按在SQ2，SQ2將不會移動。有時，由于液壓系統(tǒng)的故障，搖臂不能放松，活塞桿將因此不能壓的太緊，SQ2，所以人員應(yīng)當(dāng)配合機(jī)械調(diào)節(jié)SQ2位置和放置穩(wěn)定性。也會有因?yàn)槲覀兘觼y是電動機(jī)M3電源的次序，導(dǎo)致正反互換，當(dāng)打開SB3這個開關(guān)的時候，這個M3逆時針轉(zhuǎn)動，搖臂開始夾緊，也不能夠進(jìn)行升高，所以我們要嚴(yán)查好電動機(jī)的轉(zhuǎn)向以及電源的次序。（2）搖臂移動后夾不緊搖臂抬起時，應(yīng)自動夾緊。在夾緊動作完成的SQ3觸頭斷開和M3停止。假如搖臂不能夾牢固，就能充分闡釋了搖臂控制電路為什么可以舉行動作，但僅僅因?yàn)槭菉A緊力還不夠就開始停下來的原因。呈現(xiàn)故障的緣故是由于SQ3安置的地方不適當(dāng)，或松動移開位置，于是在搖臂尚未夾緊的期間，SQ3就開始動作了，M3停下旋轉(zhuǎn)而停止夾緊的動作。（3）液壓系統(tǒng)故障當(dāng)電氣系統(tǒng)工作正常時，如果油塞或電磁閥閥芯卡住，液壓控制系統(tǒng)就會失效。搖臂是無法將這兩種情況轉(zhuǎn)移的，所以在維修過程中，首先會考慮是電氣系統(tǒng)故障還是液壓系統(tǒng)故障。五、Z3040搖臂鉆床控制系統(tǒng)軟件設(shè)計5.1PLC梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計以及程序調(diào)試為了保證Z3040搖臂鉆床在掌握電氣控制系統(tǒng)的方案后，仍能達(dá)到其原有的工作需要。5.1.1主電動機(jī)的起動控制程序X1的主電機(jī)輸入繼電器接X1，使輸出繼電器Y0接自鎖，這是對應(yīng)電機(jī)啟動。梯形圖如圖5-1所示。圖5-1主軸控制流程圖5.1.2搖臂升降控制程序（1）搖臂的升降應(yīng)嚴(yán)格按照裝夾順序（按落下）的順序進(jìn)行。液壓泵、電動機(jī)、搖臂升降電機(jī)需要按規(guī)定的順序進(jìn)行夾緊或釋放功能。接通X4，M1得電，搖臂松開然后開始下降。接通X3，MO有電，搖臂松開后開始上升。圖5-2搖臂升降控制流程圖Z3040型搖臂鉆床控制升降流程圖如下圖5-3所示。圖5-3上升、下降流程圖5.1.3搖臂主軸箱、立柱松、緊控制程序Z3040搖臂鉆床的搖臂的緊緊的夾住和放開和搖臂上升下降工作可以自動控制，有必然的聯(lián)鎖保護(hù)，梯形圖程序如下圖6-4、6-5、6-6。圖5-4梯形圖程序如圖5-5梯形圖程序圖5-6主軸箱、立柱松、緊控制程序流程圖5.2PLC控制指令表主軸控制LDX001X001=SB2主軸啟動ORY000Y000=KM1主軸線圈ANIX002X002=SB1主軸停止OUTY000Y000=KM1主軸線圈LDY000Y000=KM1主軸線圈OUTY011Y011=主軸運(yùn)行燈HL3搖臂升降控制LDX003X003=SB3搖臂升ANIX004X004=SB4搖臂降OUTM0MO=搖臂松條件1LDX004X004=SB4搖臂降A(chǔ)NIX003X003=SB3搖臂升OUTM1M1=搖臂松條件2LDM0M0=搖臂松條件1ANIX007X007=SQ2搖臂松限ANIX005X005=SQ0搖臂升限ANIY002Y002=KM3搖臂降線圈OUTY001Y001=KM2搖臂升線圈LDM1M1=搖臂松條件2ANIX007X007=SQ2搖臂松限ANIX006X006=SQ1搖臂降限ANIY001Y001=KM2搖臂升線圈OUTY002Y002=KM3搖臂降線圈主軸箱/立柱松/緊控制LDM0M0=搖臂松條件1ORM1M1=搖臂松條件2ANIX007X007=SQ2搖臂松限ORX011X011=SB5立柱松手動ANIY004LDM0M0=搖臂松條件1ORM1M1=搖臂松條件2ANIX011X011=SB5立柱松手動ANIX012X012=SB6立柱夾緊手動ORIX010X010=SQ3搖臂夾緊限OUTY005Y005=YA電磁閥LDIX010X010=SQ3搖臂夾緊限ORX012X012=SB6立柱夾緊手動ANIY003Y003=KM4主軸箱松線圈ANIY001Y001=KM2搖臂升線圈ANIY002Y002=KM3搖臂降線圈OUTY004Y004=KM5主軸箱夾緊線圈LDIX000X000=指示燈開關(guān)OUTY006Y006=控制電路電源指示燈LDX010X010=SQ3搖臂夾緊限OUTY010Y010=立柱緊指示燈