【正文】 YpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。因此，本設(shè)計把 Z3040 搖臂鉆床的電氣控制改造成 PLC 控制，提高 了 搖臂鉆床的性能。 （ 3） 從控制速度上看， 搖臂鉆床 繼電器控制系統(tǒng)依靠機(jī)械觸點的動作以實現(xiàn)控制，工作頻率低，機(jī)械觸點還會出現(xiàn)抖動問題。而 PLC 控制方式的產(chǎn)生將逐漸取代復(fù)雜的接線控制方式。 （ 2）創(chuàng)建 PLC 程序以及將其存儲為文件，可用打印機(jī)打印。 通常 I/O 點數(shù)是根據(jù)被控對象的輸入、輸出信號的 實際 需 要 ，在加上 10%～15%的備用量來確定。 PLC 的選擇 隨著 PLC 技術(shù)的發(fā)展 ， PLC 產(chǎn)品的種類越來越多 ， 而且功能也日趨完善 ， 各有特色， PLC 的生產(chǎn)廠家 主要有 美國的 AB 公司、通用電氣公司，德國的西門子公司，法國的 TE 公司，日本的三菱公司、歐姆龍公司、日立公司 。所以 M M3 電動機(jī)的控制有嚴(yán)格的程序要求，這些由電氣控制電路控制，液壓、機(jī)械配合來實現(xiàn)。熱繼電器 FR FR2 為電動機(jī) M 18 M3的過載保護(hù)。夾緊到位時 壓下 SQ4， SQ4 常閉觸頭斷開 ， 燈 HL1 滅， SQ4常開觸頭閉合， 立柱與主軸箱夾緊指示燈 HL2 亮。定時器 KT 為斷電延時型，搖臂完全停止后，液壓泵電動機(jī) M3 反 轉(zhuǎn)，搖臂夾緊。由于搖臂的松開與夾緊是由夾緊機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)實現(xiàn)的，所以搖臂升降控制需與夾緊機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)緊密配合。 （ 7） 搖臂的移動嚴(yán)格按照搖臂松開 → 移動 → 搖臂夾緊的程序進(jìn)行。主軸 一般速度下的鉆削加工常為恒功率負(fù)載 ， 而低速時主要用于擴(kuò)孔、餃孔、攻螺紋等加工 ， 這時則為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。內(nèi)立柱固定在底座的一端 ， 在它外面套著外立柱 ,外立柱可繞內(nèi)立柱回轉(zhuǎn) 360176。即處理能力和控制能力也就越強(qiáng)。但是由于其對 I/O 的變化每個周期只輸出刷 新一次，并且只對有變化的進(jìn)行刷新，這對一般的開關(guān)量控制系統(tǒng)來說是完全允許的，不但不會造成影響，還會提高抗干擾能力。當(dāng)最后一條控制程序執(zhí)行完畢后，即轉(zhuǎn)入輸入刷新階段。 PLC 則是采用循環(huán)掃描的工作方式。如果沒有一個良好的、可靠得電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此 PLC的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視。 ② 輸出接口電路的主要技術(shù)參數(shù) a)響應(yīng)時間 響應(yīng)時間是指 PLC從 ON狀態(tài)轉(zhuǎn)變成 OFF狀態(tài)或從 OFF狀態(tài)轉(zhuǎn)變成 ON狀態(tài)所需要的時間。該存儲區(qū)又分為 8 具有失電保持的存儲區(qū)域和失電 不 保持的存儲區(qū)域，前者在 PLC斷電時，由內(nèi)部的鋰電池供電，數(shù)據(jù)不會 丟 失；后者當(dāng) PLC 斷電時，數(shù)據(jù)被清零。由制造廠商將其固化在 EPROM 中，用戶不能直接存取。 PLC 常用的存儲器類型 ： 7 ① RAM（ Random Assess Memory） 這是一種讀 /寫存儲器 (隨機(jī)存儲器 )，其存取速度最快，由鋰電池支持。 PLC 的基本結(jié)構(gòu)如圖 21所示： 圖 21 系統(tǒng)的組成 （ 1） 中央處理單元 (CPU) 中央處理單元 (CPU)是 PLC 的控制 核心 。 PLC 軟件設(shè)計和調(diào)試大部分可以在實驗室模擬進(jìn)行，模擬調(diào)試好后再將 PLC 控制系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場聯(lián)機(jī)調(diào)試，方便省時。 PLC是以集成電路為基本單元的電子設(shè)備，內(nèi)部處理不依賴于接點，元件的壽命長 ，平均無故障工作時間高。 （ 8） 輸入 /輸出接口調(diào)理功能 具有 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換功能，通過 I/O模塊完成對模擬量的控制和調(diào)節(jié)。是為有時間或運(yùn)行順序的生產(chǎn)過程專門設(shè)置的指令， 在前道工序完成之后，就轉(zhuǎn)入下一道工序，使一臺 PLC 可作為多部步進(jìn)控制器使用。 PLC 的用途 及特點 PLC 的用途 （ 1） 邏輯控制 PLC 具有邏輯運(yùn)算功能，能夠進(jìn)行與、或、非等邏輯運(yùn)算， 可以代替繼電器進(jìn)行開關(guān)量控制 ，故它可替代繼電器進(jìn)行開關(guān)量控制 。 1969 年美國數(shù)字設(shè)備公司（ DEC）根據(jù)上述要求，研制出世界上第一臺 PLC，并在 GM 公司汽車生產(chǎn)線上首次試用成功，實現(xiàn)了生產(chǎn)的自動化。但它設(shè)備體積大、動作速度慢、功能少而固定可靠性差、難于實現(xiàn)復(fù)雜的控制的缺點，所以隨著現(xiàn)在社會科技日新月異的快速 發(fā)展，人們對各種產(chǎn)品的要求也越來越高了，特別是在機(jī)械制造方面，要求的工藝和產(chǎn)品的質(zhì)量也越來越高了。 隨著社會科技進(jìn)步， 單一的車床已逐漸演化出了銑床、刨床、磨床、 鉆床 等等，這些主要機(jī)床已經(jīng) 基本定型，這樣就為 20 世紀(jì)前期的精密機(jī)床和生產(chǎn)機(jī)械化和半自動化創(chuàng)造了條件。 關(guān)鍵詞 ： 三菱 PLC， Z3040，搖臂鉆床 ， 電控系統(tǒng)，改造 I 目 錄 1 緒論 .............................................................. 1 2 三菱 FX1N 系列 PLC概述 ............................................. 2 PLC 的產(chǎn)生和發(fā)展 .............................................. 2 PLC 的用途及特點 .............................................. 2 PLC 的用途 ................................................. 2 PLC 的特點 ................................................. 4 PLC 的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 ...................................... 5 PLC 的基本結(jié)構(gòu) ............................................. 5 PLC 的工作原理 ........................................... 10 PLC 的主要指標(biāo)性能 ........................................... 11 三菱 FX1N 系列 PLC 的基本指令 .................................. 12 3 Z3040 搖臂鉆床機(jī)床的電控系統(tǒng)分析 ................................. 14 Z3040 搖臂鉆床機(jī)床結(jié)構(gòu)和運(yùn)動情況 ............................. 14 Z3040 搖臂鉆床的電力拖動特點及控制要求 ....................... 15 Z3040 搖臂鉆床的電氣控制原理圖 ............................... 15 主電路分析 ................................................... 16 控制電路分析 ................................................. 16 搖臂上升 ................................................. 16 搖臂下降 ................................................. 17 立柱與主軸箱的夾緊與松開 ................................. 17 互鎖與 保護(hù)環(huán)節(jié) ........................................... 17 指示燈電路分析 ........................................... 18 Z3040 搖臂鉆床的電控系統(tǒng)特點 ................................. 18 4 Z3040 搖臂鉆床電控系統(tǒng) 的 PLC 改造 ................................. 19 Z3040 搖臂鉆床的 PLC 控制要求 ................................. 19 PLC 的選擇 ................................................... 19 I/O 地址分配表 ............................................... 21 I/O 接線圖 ................................................... 22 II 控制流程圖 ................................................... 23 主電動機(jī)運(yùn)行的流程圖 ..................................... 23 搖臂上升流程圖 ........................................... 24 搖臂下降流程圖 ........................................... 25 立柱與主軸箱 PLC 控制流程圖 ............................... 26 PLC 控制梯形圖 ............................................... 27 系統(tǒng)仿真調(diào)試 ................................................. 28 搖臂上升程序仿真圖 ....................................... 28 搖臂下降程序仿真圖 ....................................... 29 主軸箱與立柱松開程序仿真圖 ............................... 30 主軸箱與立柱夾緊程序仿真圖 ............................... 31 PLC 改造前后的性能測試 ....................................... 32 5 結(jié)論 ............................................................. 34 參考文獻(xiàn) ........................................................... 35 致謝 ............................................................... 36 附錄 A 基于三菱 PLC 的 Z3040 搖臂鉆床電控系統(tǒng)原理圖 .................. 37 附錄 B Z3040 搖臂鉆床 PLC 電控系統(tǒng)語句表程序 ......................... 38 1 1 緒論 19 世紀(jì)，由于紡織、動力、交通運(yùn)輸機(jī)械和軍火生產(chǎn)的推動，各種類型的機(jī)床相繼出現(xiàn)。其結(jié)構(gòu)簡單 ,價格便宜 ,易于掌握，在一定范圍內(nèi)滿足 控制 要求。這十大條 件中比較主要的是：編程方便，可現(xiàn)場修改程序； 維修方便，采用插件式結(jié)構(gòu)；可靠性高于繼電器控制裝置；體積小于繼電器控制盤；數(shù)據(jù)可直接送入管理計算機(jī)；成本可與繼電器控制盤競爭；擴(kuò)展時原系統(tǒng)改變最少。由于這些特點， PLC 在自動控制系統(tǒng)中的使用非常廣泛。 用脈沖控制可以實現(xiàn)加、減計數(shù)模式，可以連接 碼盤進(jìn)行位置檢測 ，且在 PLC 運(yùn)行中也可以讀出、修改，使用方便 （ 4） 步進(jìn)順序控制 步進(jìn)順序控制是 plc 最基本的控制方式。通常所說的 SCADA 系統(tǒng)，現(xiàn)場端 和遠(yuǎn)程端也可以采用 PLC 作現(xiàn)場機(jī)。因此它在工業(yè)控制中的地位越來越高，占有極其重要的地位，最重要的原因是它具有如下獨(dú)特的特點： （ 1） 可靠性高 PLC 是專門為工業(yè)控制設(shè)計的，在設(shè)計和制造過程中采取了多層次抗干擾、精選元件的措施，可在惡劣的工業(yè)環(huán)境下與強(qiáng)電設(shè)備一起工作，運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性較高。 （ 6） 安裝簡單、調(diào)試方便、維護(hù)工作量小 PLC 控制系統(tǒng)的安裝接線工作量比繼電器控制系統(tǒng)少得多，只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與 PLC 相應(yīng)的 I/O 口相連。輸入輸出變換、物理實現(xiàn)可以說是 PLC實施控制的兩個基本點，同時物理實現(xiàn)也是 PLC 與普通微機(jī)相區(qū)別之處，其需要考慮實際控制的需要，應(yīng)能排除干擾信號適應(yīng)于工業(yè)現(xiàn)場，輸出應(yīng)放大到工業(yè)控制的水平，能為實際 控制系統(tǒng)方便使用，所以 PLC 采用了典型的計算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要是由微處理器 6 （ CPU）、存儲器（ RAM/ROM）、輸入輸出接口（ I/O）電路、通信接口及電源組成。 存放系統(tǒng)軟件 （包括監(jiān)控程序、模塊化應(yīng)用功能子程序、命令解釋程序、故障診斷程序及其各種管理程序） 的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器 ； 存放 用戶程序（用戶程序存和數(shù)據(jù)） 的存儲器稱為用戶程序存儲器 ，所以又分為用戶存儲器和數(shù)據(jù)存儲器兩部分 。包括監(jiān)控程序、管 理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統(tǒng)診斷子程序等。 b)系統(tǒng)軟 元件 存儲區(qū) 除了 I/O映象寄存區(qū)區(qū)以外，系統(tǒng) RAM存儲區(qū)還包括 PLC內(nèi)部各類軟 元件 （邏輯線圈、計時器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器和累加器等）的存儲區(qū)。 ① 輸出接口電路的隔離