【正文】 設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性及使用率。設(shè)計(jì)中還接觸到了一些關(guān)于 PLC 基本硬件和軟件 問(wèn)題，體會(huì)到 可編程的 優(yōu)越性和在當(dāng)今社會(huì)起到的越來(lái)越重要的工業(yè)地位，越來(lái)越被各國(guó)所認(rèn)同。 1999 3.《西門子 S7200 系列 PLC 應(yīng)用與開發(fā)》 戴仙金 水利出版社 2020 4.《西門子 S7200 工程應(yīng)用實(shí)例分析》 程玉華 北京：電子工業(yè)出版社 2020 5.《案列解說(shuō) PLC、觸摸屏及變頻器綜合應(yīng)用》 陳浩 中國(guó)電力出版社 2020 6.《西門子 PLC 編程技術(shù)及工程應(yīng)用》 柴瑞娟 機(jī)械工業(yè)出版社 2020 7.《可編程序控制器及其應(yīng)用（第 2版）》 王國(guó)海 北京：勞動(dòng)社會(huì)保障出版 社 2020 8.《電器控制與 PLC》 丁學(xué)恭 浙江大學(xué)出版社 2020 9.《機(jī)床電路原理與維修》 熊幸名 人民郵電出版社 2020 10.《可編程控制器 PLC 應(yīng)用技術(shù)與實(shí)列》 袁伍光 華南理工大學(xué)出版社 2020 32 英文翻譯 China is the world39。 the Shang and Western Zhou Dynasty, there was quite a sophisticated twowheelers。 The Warring States period, there has been stacked, such as casting and cable casting process。 malleable iron black and white heart malleable iron and steel appearance, accelerated by the Iron Age to the Bronze transition。 8000 BC to 2800 before during a round of the Tao (with ceramic table)?？傮w來(lái)說(shuō)，通過(guò)這次設(shè)計(jì)我學(xué)到了很多知識(shí)，在老師的指導(dǎo)中也受益匪淺。 本設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下完成的 ,并且在其中查閱了大量的技術(shù)資料和參考文獻(xiàn)。 在調(diào)試時(shí)，會(huì)出現(xiàn)控制動(dòng)作與設(shè)計(jì)思路不同，首先要用西門子的編程軟件監(jiān)控程序執(zhí)行過(guò)程，觀察相關(guān)觸點(diǎn)的狀態(tài)，根據(jù)現(xiàn)象找出可能出問(wèn)題的觸點(diǎn)，看是否存在觸點(diǎn)無(wú)法接通或無(wú)法關(guān)斷的問(wèn)題。 （ 1）電源回路的雜波可以通過(guò)電源導(dǎo)線進(jìn)入控制裝置，這種雜波對(duì)系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備危害很大，容易造成 PLC 錯(cuò)誤動(dòng)作。在梯形圖中，需設(shè)計(jì)不同的指令結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn) 3種不同的延時(shí)控制。 （ 2）對(duì)于 PLC連接外部設(shè)備方面， 為 保證安全，各熱繼電器常閉觸點(diǎn)不作為 PLC搖臂上升 搖臂下降 液壓分配電磁閥 主軸箱 /立柱夾緊指示 主軸箱 /立柱放松指示 中間轉(zhuǎn)換信號(hào) 中間轉(zhuǎn)換信號(hào) 中間轉(zhuǎn)換信號(hào) 29 輸入端，直接接在輸出端，對(duì)負(fù)載電路進(jìn)行保護(hù)控制 。再根據(jù)原有繼電器控制電器，加以分析 改進(jìn)，編制梯形圖 . 42 元件設(shè)置 元件 意義 備注 斷電延時(shí) On 有效 搖臂放松 /主軸箱與立柱放松 On 有效 搖臂放松 /主軸箱與立柱放松 On 有效 搖臂升降 On 有效 系統(tǒng)上電后，通過(guò)操作面板上的控制按鈕操作 Z3040 搖臂鉆床運(yùn)行，其控制梯形圖如圖 43所示。 以上介紹了 Z3040 搖臂鉆床的設(shè)計(jì)，以及 PLC 的外圍電路連接，這是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，該部分設(shè)計(jì)的好與壞直接影響控制系統(tǒng)的功能。 對(duì)于不同的工作情況利用不同的指示燈進(jìn)行提示，便于操作人員進(jìn)行維護(hù)和生產(chǎn)。 21 3— 1 Z3040 搖臂鉆床 PLC 控制系統(tǒng)接線圖 其他資源配置 要完 成系統(tǒng)的控制功能除了需要 PLC 主機(jī)及其擴(kuò)展模塊之外，還需要各種限位開關(guān)、按鈕、繼電器、接觸器、電磁閥和指示燈等設(shè)備儀器。 20 I/O 分配表見表 31。 由于需要測(cè)量每個(gè)手指的壓力值，需要將傳感器的值輸入到 PLC 中進(jìn)行判斷，所以擴(kuò)展兩個(gè)模塊，全部選用 EM223 模塊。 （ 16） AS 接口最大 輸入 /輸出有 496 個(gè)，可以擴(kuò)展 7 個(gè)模塊。分辨率為 100ms 的有 236 個(gè)，其定時(shí)范圍為 100ms～ 54min. （ 12） 4 個(gè)中斷輸入。 （ 9） 256 個(gè)計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)范圍為 0～ 32 767。 （ 5） 10 個(gè)數(shù)字量輸出，其中 2 個(gè)可用做本機(jī)集成功能。根據(jù)上述要求，選擇 CPU 224 作為其主機(jī)。 ，并修復(fù)； ，根據(jù)空載情況找出原因，并調(diào)整處理； 修復(fù)或更換。 ，并修復(fù)； ，并修復(fù)。 SQ2 觸電、安 裝位置或損壞情況，并修復(fù)； KM2 控制回路及搖臂升降電動(dòng)機(jī)M2，并修復(fù)； SQ2 位置移動(dòng)或損壞出，并修復(fù)； ，并換相。搖臂在上升或下降時(shí)，搖臂的夾緊機(jī)構(gòu)先自動(dòng)松開，在上升或下降到預(yù)定位置后，其夾緊機(jī)構(gòu)又將搖臂自動(dòng)夾緊在立柱上。同時(shí)松開（或夾緊）指示燈 HL1（ HL2）顯示。 搖臂夾緊動(dòng)作過(guò)程如下：搖臂升（或降）到預(yù)定位置，松開 SB3（或 SB4） KT 斷電延時(shí) KM5 吸合、 M3 反轉(zhuǎn)、 YV吸合 搖臂夾緊 SQ3 受壓（ 1— 29）斷開 KM M YV 均斷電釋放。而 SQ1 的另一動(dòng)斷觸電（ 7— 9）仍閉合，以保證搖 臂能夠上升。 搖臂升降的限位保護(hù)，由組合開關(guān) SQ1 來(lái)實(shí)現(xiàn)。 KM4 斷電 M3 停止 KM4 斷電 M3 停止 13 這里還應(yīng)注意，在搖臂松開后。壓力油經(jīng)二位六通閥（此時(shí)電磁鐵 YV仍處于吸合狀態(tài)）進(jìn)入搖臂夾緊油腔，向相反方向推動(dòng)活塞和菱形塊，使搖臂夾緊。同時(shí)活塞桿通過(guò)彈簧片壓下限位開關(guān) SQ2，使接觸器 KM4 線圈斷電釋放，液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 停轉(zhuǎn)，與此同時(shí) KM2（或KM3）吸合，升降電動(dòng) 機(jī) M2 旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)搖臂上升（或下降）。 該機(jī)床控制電路同樣采用 380V/127V 隔離變壓器供電，但其二次繞組增設(shè) 36V 12 安全電壓供局部照明使用。由于 M2 是短時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的，所以沒有設(shè)置過(guò)載保護(hù)。壓力油經(jīng) 2 位 6 通電磁閥 YV進(jìn)入立柱夾緊液壓缸的松開（或夾緊）油腔和主軸箱夾緊液壓缸的松開（或夾緊）油腔，推動(dòng)活塞和菱形塊，使立柱和主軸箱分別松開（或夾緊）。 立柱與主軸均采用液壓夾緊與松開，且兩者同時(shí)動(dòng)作。與此同時(shí)，另一油路系統(tǒng)推動(dòng)拔叉緩慢移動(dòng)，逐漸壓緊主軸正轉(zhuǎn)摩擦離合器，接通主軸電動(dòng)機(jī)到主軸的傳動(dòng)鏈，帶動(dòng)主軸緩慢旋轉(zhuǎn)，稱為緩速，以利于齒輪的順利嚙合。 在主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的過(guò)程中，可轉(zhuǎn)動(dòng)變速旋鈕，改變主軸轉(zhuǎn)速或主軸進(jìn)給量。操作手柄有五個(gè)空間位置：上、下、里、外和中間位置，其中上為“空擋”，下為“變速”，外為“正轉(zhuǎn)”，里為“反轉(zhuǎn)”，中間位置為“停車”。 Z3040 搖臂鉆床電氣控制線路分析 Z3040 搖臂鉆床主要有兩種主要運(yùn)動(dòng)和其他輔助運(yùn)動(dòng)，主運(yùn)動(dòng)是指主軸帶動(dòng)鉆頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是指鉆頭的垂直運(yùn)動(dòng)；輔助運(yùn)動(dòng)是指主軸箱沿?fù)u臂水平移動(dòng)，搖臂沿外立柱上下移動(dòng)以及搖臂和外立柱一起相對(duì)于內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 搖臂的夾緊和放松是由電氣和液壓聯(lián)合控制，并且有夾緊和放松的指示。 搖臂鉆床的主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)皆為主軸運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)主軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，分別經(jīng)主軸與進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)主軸旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給。主軸箱安裝與搖臂的水平導(dǎo)軌上，可以通過(guò)手輪操作使其在水平導(dǎo)軌上沿?fù)u臂移動(dòng)。 Z3040 搖臂鉆床 主要由底座、內(nèi)立柱、外立柱、搖臂、主軸箱、工作臺(tái)等部分組成，如圖 21所示。采用 PLC 控制后，電氣故障降低，可靠性大大提高，使用更為方便。 7 第 2 章 Z3040 搖臂鉆床控制系統(tǒng)工藝分析 Z3040 搖臂鉆床是我國(guó)生產(chǎn)和使用較多的鉆床，從控制上講，需機(jī)、電、液壓等相配合而且要進(jìn)行時(shí)間控制。 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。輔助運(yùn)動(dòng)是主軸箱沿?fù)u臂水平移動(dòng)，搖臂沿外立柱上下移動(dòng)和搖臂與外立柱一起繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。工作運(yùn)動(dòng)包括：主運(yùn)動(dòng)（主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（主軸軸向運(yùn)動(dòng)）；輔助運(yùn)動(dòng)包括：主軸箱沿?fù)u臂的橫向移動(dòng)，搖臂的回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)。主軸箱安裝在搖臂的水平導(dǎo)軌上可通過(guò)手輪操作使其在水平導(dǎo)軌上沿?fù)u臂移動(dòng)。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。日本光洋集中于微型和小型 PLC，但在 PC 兼容的 PLC 也有不俗表現(xiàn) 。比如，三菱的重點(diǎn)定位是在微型和小型 PLC 的市場(chǎng)，而 且試圖以大規(guī)模的銷售和廣泛的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)來(lái)達(dá)成低廉的成本 。 通信及聯(lián)網(wǎng) PLC 通信含 PLC 間的通信及 PLC 與其它智能設(shè)備間的通信。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)， PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開關(guān)量 I/O 模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。 模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小、維護(hù)方便、容 易改造 PLC 用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。 易學(xué)易用、深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC 作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。此外， PLC 帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。在 1987 年國(guó)際電工委員會(huì)（ International Electrical Committee）頒布的 PLC 標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì) PLC 做了如下定義：“ PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置?？梢灶A(yù)期，隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的深入， PLC在我國(guó)將有更廣闊的應(yīng)用天地。接下來(lái)在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了 PLC 的應(yīng)用。從控制規(guī)模上來(lái)說(shuō)，這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)；從控制能力上來(lái)說(shuō)，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場(chǎng)合；從產(chǎn)品的配套能力來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加 容易。這個(gè)時(shí)期可編程控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。此時(shí)的 PLC 為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì)算機(jī)發(fā)展水平，早期的 PLC 主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡(jiǎn)單的邏輯控制及定時(shí)、計(jì)數(shù)功能。對(duì)系統(tǒng)的硬件組成和軟件設(shè)計(jì)作了闡述。 南 通 職業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 課題 ： 基于 PLC 的 Z3040 搖臂鉆床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 科 ： 機(jī) 械 系 專 業(yè) ： 機(jī)電一體化 班 級(jí) ： 機(jī)電 063 姓 名 ： 劉志強(qiáng) 指導(dǎo)教師 ： 完成日期 ： 2020 年 5 月 I 摘 要 ............................................................................................................................... II Abstract ..................................................................................................................................III 第 1 章 緒論 .......................................................................................................................... 1 PLC的應(yīng)用與發(fā)展 ....................................................................................................... 1 可編程控制器的定義 .......................................................................................... 2 的特點(diǎn) ..................................................................