【正文】 ...................................... 2 的應用領域 ................................................................................................. 3 市場概述 ............................................................................................................... 5 本課題的選題背景和意義 ............................................................................................ 5 第 2 章 Z3040 搖臂鉆床控制系統(tǒng) 工藝分析 ............................................................................. 7 Z3040 搖臂鉆床的主要結構及運行 ............................................................................... 7 電力拖動的特點與控制要求 ......................................................................................... 8 Z3040 搖臂鉆床電氣 控制線路分析 ............................................................................... 9 ....................................................................16 第 3 章 Z3040 搖臂鉆床的硬件設計 .......................................................................................18 確定 I/O 點數(shù) ..............................................................................................................18 I/O地址分配及接線圖 ................................................................................................19 其他資源配置 .............................................................................................................21 第 4 章 Z3040搖臂鉆床的軟件設計 .........................................................................................23 總體流程設計 ............................................................................................................23 梯形圖設計 ................................................................................................................25 梯形圖設計 ................................................................................................................25 改造中必須注意的幾個問題 ........................................................................................28 安裝調試方面的問題 ..................................................................................................29 結束語 .......................................................................................................................29 小 結 ....................................................................................................................................30 參考文獻 ................................................................................................................................31 英文翻譯 ................................................................................................................................32 II 摘 要 隨著信息化產業(yè)的高速發(fā)展，可編程控制器進入實用化發(fā)展階段，計算機技術已全面引入可編程控制器中 ，使其功能發(fā)生了飛躍。 本文在分析 Z3040 型搖臂鉆床的技術特性及工作循環(huán)流程的基礎上 ,給出應用S7200 系列可編程 序控制器對其進行技術改造的系統(tǒng)設計方案。 ladder 1 第 1 章 緒論 PLC 的應用與發(fā)展 世界上公認的第一臺 PLC 是 1969 年美國數(shù)字設備公司（ DEC）研制的。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，并將參加運算及處理的計算機存儲元件都以繼電器命名。 20 世紀 80 年代初，可編程控制器在先進工 業(yè)國家中已獲得廣泛應用。 20 世紀末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應于現(xiàn)代工業(yè)的需要。最初是在引進設備中大量使用了可編程控制器。此外，無錫華光 公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國比較著名的 PLC 生產廠家。 可編程控制器的定義 可編程控制器 ，簡稱 PLC（ Programmable logic Controller） ,是指以計算機技術為基礎的新型工業(yè)控制裝置?！? 的特點 可靠性高、抗干擾能力強 高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。從 PLC 的機外電路來說，使用 PLC 構成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關接點已減少到數(shù)百甚至數(shù) 3 千分 之一，故障也就大大降低。 配套齊全、功能完善、適用性強 PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產品。加上 PLC 通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。 體積小、重量輕、能耗低 以超小型 PLC 為例，新近出產的品種底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗僅數(shù)瓦。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產線、電鍍流水線等。 運動控制 PLC 可以用于圓周運動或直線運動的控制。 過程控制 過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。 PID 處理一般是運行專用的 PID 子程序。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 市場概述 PLC 的市場上，各供應商在產品規(guī)模上的組合定位是不同的。羅克韋爾瞄準大型高端市場，并把自己定位于從工廠底層到管理頂層的制造業(yè)解決方案提供商 。 本課題的選題背景和意義 鉆床是一種孔加工機床，可用來鉆孔、擴孔 、絞孔、攻螺紋及修刮端面等多種形式的加工。搖臂的一端為套筒，套裝在外立柱上，并借助絲杠的正、反轉可沿外立柱作上下移動。搖臂鉆床鉆削加工分為工作運動和輔助運動。進給運動是鉆頭的上下移動。另外，一些復雜的控制如：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)進行改進設計。對系統(tǒng)的硬件組成和軟件設計作了闡述。因此相應電動機較多，電路較復雜，往往因電氣故障，影響生產的進行。 Z3040 搖臂鉆床是一種立式鉆床，它具有性能完善，適用范圍廣，操作靈活及工作可靠等優(yōu)點，適用加工單件和批量生產中帶有多孔的大型零件。主軸箱是一個復合部件，它包括主軸及主軸旋轉和進給運動的全部傳動變速和操作機構。主軸一般速度下的鉆削加工為恒功率負載，而低速是用與擴孔，鉸孔及螺紋加工，屬于恒轉矩負載。 主軸箱沿搖臂縱向運動主軸箱搖臂主軸主軸旋轉運動主軸縱向進給工作臺底座內外立柱搖臂回轉運動搖臂垂直運動1 2 3 4 5 6 7 8 9 100 11 9 搖臂的升降由升降電動機拖動，要求電動機能正反轉。 要有必要的限位，聯(lián)鎖和過載保護，且具有局部安全照明。 該系統(tǒng)壓力油由主軸電動機拖動齒輪泵送出，由主軸操作手柄來改變兩個操閥門的相互位置，獲得不同的動作。然后操縱主軸手柄，扳至所需轉向位置（里或外），于是兩個操縱閥相互位置改變，使一股壓力油制動摩擦離合器松開，為主軸旋轉創(chuàng)造條件；另一股壓力油壓緊正轉（反轉）摩擦離合器，接通主軸電動機到主軸的傳動鏈，驅動主軸正轉或反轉。 主軸變速與進給變速：將主軸操作手柄扳至“變速”位置，于是改變兩個操縱閥的相互位置，使齒輪泵送出的壓力油進入主軸轉速預選閥和主軸進給量預選閥，然后進入個變速油缸。其中由一個油路控制主軸箱和立柱的夾緊，另一油路控制搖臂的夾緊和松開，這兩個油路均由電磁閥控制。 松開按鈕 SB5（或夾緊按鈕 SB6），接觸器 KM4（或 KM5）得電吸合，液壓泵電動機 M3 正轉或反轉，供給壓力油。 （ 2）搖臂升降電動機 M2 具有正反轉控制，控制電路保證在操縱搖臂 升降時先通過液壓系統(tǒng)，將搖臂松開后 M2 才能起動，帶動搖臂上升或下降，當移動達到所需位置時控制電路又保證升降電動機先停止，然后自動液壓系統(tǒng)將搖臂夾緊。 11 2— 2 Z3040 型鉆床夾緊機構液壓系統(tǒng)原理圖 （ 4）冷卻泵電動機 M4 容量小，所以用組合開關 SA 直接控制其運行和停止。壓力油經(jīng)二位六通閥進入搖臂松開的油腔，推動活塞和菱形塊，使搖臂松開。由于 KT 釋放，其延時閉合的動斷觸 點 （ 29— 30）經(jīng) 1～ 3s 延時后，接觸器 KM5 吸合，液壓電動機 M3反向起動旋轉，供給壓力油。 搖臂下降的動作過程如下： KT 吸合 按 SB4 M3 正轉、 YV 吸合 壓下 KM4 吸合 KM3 吸合 M2 反轉 SQ2 搖臂下降到預定位置，松開 SB4。時間繼電器 KT 的延時，可根據(jù)需要整定在 1～ 3s。同理，當搖臂下降到極限位置時， SQ1 動作，電路（ 9— 17）斷開， KM3 釋放， M2 停轉。為了防止損壞液壓泵電動機，電路中使用了熱繼電器 FR2。首先按下按鈕 SB5（或夾緊按鈕 SB6），接觸器 KM4（或 KM5）吸合，液壓電動機M3 旋轉，供給壓力油，壓力油經(jīng)而位六通閥（此時電磁閥 YV 處于師釋放狀態(tài)）進入立柱松開及夾緊液壓缸和主軸箱并推動活塞和菱形塊，使立柱和主軸箱分別松開（或夾緊）。 14 2— 3 Z3040 搖臂鉆床 主電路 控制線路圖 冷卻泵電動機 主電動機 搖臂升降電動機 液壓泵電動機 15 2— 4 Z3040 搖臂鉆床控制線路圖 16 搖臂鉆床電氣控制線路故障與處理 Z3040 搖臂鉆床電氣控制線路比較簡單，其電氣控制的主要環(huán)節(jié)是搖臂運動。 表 2— 1 Z3040 搖臂鉆床電氣控制線路常見故障與處理 故障現(xiàn)象 分析原因 處理方法 搖臂不能上升（或下降） SQ2 不動作， SQ2 的動合觸電（ 9— 11）不閉合， SQ2 安裝位置移動或損壞；