基于plc的搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(文件)
【正文】 下降到極限位置時，X10的常閉觸點斷開，Y2失電。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)進行工作做好準備。如果輸出控制設(shè)備存在直流回路，則交流回路直流回路不可共用一個COM端，而應(yīng)分開使用，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COM端。 PLC的I/O端口分配表 根據(jù)所選PLC的型號進行I/O點的端口分配，如下（、）所示： 輸入信號端口分配表地址號符號名稱用途X0SB1總起動按鈕X1SB2主電動機起動按鈕X2SB3搖臂上升起動按鈕X3SB4搖臂下降起動按鈕X4SB5主軸箱、立柱、搖臂松開按鈕X5SB6主軸箱、立柱、搖臂夾緊按鈕X6SB7總停止按鈕X7SB8主電動機停止按鈕X8KR1M1電動機過載保護用熱繼電器X9KR2M3電動機過載保護用熱繼電器X10ST1－1搖臂上升用行程開關(guān)X11ST1－2搖臂下降用行程開關(guān)X12ST2搖臂夾緊、放松用行程開關(guān)X13ST3搖臂夾緊用行程開關(guān)X14ST4立柱夾緊、放松指示用行程開關(guān)X15SA2 1主軸箱夾緊、放松用組合開關(guān)X16SA2 2立柱夾緊、放松用組合開關(guān) 輸出信號端口分配表地址號符號名稱用途Y0KM1主軸旋轉(zhuǎn)接觸器Y1KM2搖臂上升接觸器Y2KM3搖臂下降 接觸器Y3KM4主軸箱、立柱、搖臂放松接觸器Y4KM5主軸箱、立柱、搖臂夾緊接觸器Y5YA1主軸箱夾緊、放松用電磁鐵Y6YA2立柱夾緊、放松用電磁鐵Y7HL1電源工作狀態(tài)指示信號燈Y8HL2立柱松開指示信號燈Y9HL3立柱夾緊指示信號燈Y10HL4主電動機旋轉(zhuǎn)指示信號燈 PLC的I/O電氣接線圖的設(shè)計下圖為PLC的I/O電氣接線圖，圖中X0、XXXXXXXXXXX1X1X1X1X1X16共用一個COM端，輸入開關(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。綜上所述，為了使Z3040搖臂鉆床在改造后能夠良好工作，確認日本松下公司生產(chǎn)的FP0C14RS型和擴展單元FP0E16RS型和FP0E8RS型PLC能夠滿足上述要求，該類型號PLC體積小，功能強，增加了一些大型機的功能和指令，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。繼電器型輸出模塊的觸點工作電壓范圍廣，導(dǎo)通壓降小，承受瞬間過電壓和過電流的能力較強，每一點的輸出容量較大（可達2A）,在同一時間內(nèi)對導(dǎo)通的輸出點的個數(shù)沒有限制，但動作速度慢，壽命有一定的限制。交流輸入方式的觸點接觸可靠，適合于在有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。 根據(jù)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。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。按下按鈕SB5或SB6時使YA2通電，此時主柱松開或夾緊?；钊麠U使ST4復(fù)位主軸箱和主柱分開，指示燈HL2亮。SA2有三個位置，在中間位置（零位）時為同時進行，搬到左邊位置時為立柱的夾緊或放松，搬到右邊位置為主軸箱的夾緊或放松。因為搖臂的上升或下降是短時的調(diào)整工作所以采用點動方式。當(dāng)持續(xù)13秒后，KT1的斷電延時閉合的動斷觸點（4749）閉合，KM5線圈經(jīng)7474951號線，KM5 線圈通電液壓泵電動機M3反轉(zhuǎn)，使壓力油經(jīng)分配閥進入搖臂的夾緊液壓腔，搖臂夾緊。 搖臂的升降控制按下按鈕SB3，時間繼電器KT1通電吸合，它的瞬動觸點閉合使KM4線圈通電，液壓電動機M3起動供給壓力油，經(jīng)分配閥體進入搖臂的松開油腔，推動活塞使搖臂松開。然后再將自動開關(guān)Q1扳到接通位置，電源指示燈亮。搖臂的升降，立柱的夾緊放松都要求拖動的電動機正反轉(zhuǎn)，所以M2和M3電動機分別有兩個接觸器，它們?yōu)镵MKM3和KMKM5。2 Z3040搖臂鉆床傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的原理我國原來生產(chǎn)的Z3040搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運動和搖臂升降運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。而且，由于線路復(fù)雜，要想找到問題所在也相當(dāng)?shù)睦щy。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。因此更適合處理高速復(fù)雜的控制任務(wù)，它與微型計算機之間的差別越來越小 [2]。近年來又發(fā)展了面向?qū)ο蟮捻樋亓鞒虉D語言（Sequential Function Chart），使編程更加簡單方便。功能強大，除基本的邏輯控制、定時、計數(shù)、算術(shù)運算功能外，配合特殊功能模塊還可實現(xiàn)點位控制、PTO運算、過程運算、數(shù)字控制等功能，為方便工廠管理又可以與上位機通信，通過遠程模塊可以控制遠程設(shè)備?？煽啃允怯脩舻氖走x要求，目前各廠家生產(chǎn)的PLC，平均無故障時間都大大超過IEC規(guī)定的10萬小時，例如：西門子、ABB、松下、三菱等微小型PLC，而且都有完善的自診斷功能，判斷故障迅速。可靠性高，抗干擾能力強、編程方便、價格低、壽命長。另外，一些復(fù)雜的控制如：時間、計數(shù)控制用繼電器—接觸器控制方式較難實現(xiàn)，所以，有必要對傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)進行改進設(shè)計。故主電動機只有一個旋轉(zhuǎn)方向。從控制上講，它需要機、電、液壓等系統(tǒng)相互配合使用，而且，要進行時間控制。因此，本論文對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
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