【正文】 ...................................... 2 的應(yīng)用領(lǐng)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(jié)構(gòu)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(shè)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(shè)計 .........................................................................................23 總體流程設(shè)計 ............................................................................................................23 梯形圖設(shè)計 ................................................................................................................25 梯形圖設(shè)計 ................................................................................................................25 改造中必須注意的幾個問題 ........................................................................................28 安裝調(diào)試方面的問題 ..................................................................................................29 結(jié)束語 .......................................................................................................................29 小 結(jié) ....................................................................................................................................30 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................31 英文翻譯 ................................................................................................................................32 II 摘 要 隨著信息化產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，可編程控制器進(jìn)入實用化發(fā)展階段，計算機技術(shù)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(shù)特性及工作循環(huán)流程的基礎(chǔ)上 ,給出應(yīng)用S7200 系列可編程 序控制器對其進(jìn)行技術(shù)改造的系統(tǒng)設(shè)計方案。 ladder 1 第 1 章 緒論 PLC 的應(yīng)用與發(fā)展 世界上公認(rèn)的第一臺 PLC 是 1969 年美國數(shù)字設(shè)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(shù)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(jì) 80 年代初，可編程控制器在先進(jìn)工 業(yè)國家中已獲得廣泛應(yīng)用。 20 世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。最初是在引進(jìn)設(shè)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(chǎn)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(shù)為基礎(chǔ)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(shè)備的關(guān)鍵性能。從 PLC 的機外電路來說，使用 PLC 構(gòu)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(guān)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(chǎn)品。加上 PLC 通信能力的增強及人機界面技術(shù)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(chǎn)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(chǎn)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(yīng)商在產(chǎn)品規(guī)模上的組合定位是不同的。羅克韋爾瞄準(zhǔn)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(zhuǎn)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(jìn)給運動是鉆頭的上下移動。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(jìn)行改進(jìn)設(shè)計。對系統(tǒng)的硬件組成和軟件設(shè)計作了闡述。因此相應(yīng)電動機較多，電路較復(fù)雜，往往因電氣故障，影響生產(chǎn)的進(jìn)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(chǎn)中帶有多孔的大型零件。主軸箱是一個復(fù)合部件，它包括主軸及主軸旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運動的全部傳動變速和操作機構(gòu)。主軸一般速度下的鉆削加工為恒功率負(fù)載，而低速是用與擴孔，鉸孔及螺紋加工，屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。 主軸箱沿?fù)u臂縱向運動主軸箱搖臂主軸主軸旋轉(zhuǎn)運動主軸縱向進(jìn)給工作臺底座內(nèi)外立柱搖臂回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)。 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(zhuǎn)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(zhuǎn)創(chuàng)造條件；另一股壓力油壓緊正轉(zhuǎn)（反轉(zhuǎn)）摩擦離合器，接通主軸電動機到主軸的傳動鏈，驅(qū)動主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。 主軸變速與進(jìn)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(jìn)入主軸轉(zhuǎn)速預(yù)選閥和主軸進(jìn)給量預(yù)選閥，然后進(jìn)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(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，供給壓力油。 （ 2）搖臂升降電動機 M2 具有正反轉(zhuǎn)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(dāng)移動達(dá)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(gòu)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(guān) SA 直接控制其運行和停止。壓力油經(jīng)二位六通閥進(jìn)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(zhuǎn)，供給壓力油。 搖臂下降的動作過程如下： KT 吸合 按 SB4 M3 正轉(zhuǎn)、 YV 吸合 壓下 KM4 吸合 KM3 吸合 M2 反轉(zhuǎn) SQ2 搖臂下降到預(yù)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(dāng)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(zhuǎn)。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(zhuǎn)，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(jìn)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；