【正文】 圖 PLC 的 I/O 電氣接線圖 4 Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計 PLC 梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計及程序調(diào)試： 為了使 Z3040 搖臂鉆床在進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)改造后仍能夠完成原有的工作需要，本基于 PLC 的搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的 PLC程序應(yīng)由電氣控制系統(tǒng)預(yù)開程序、主電動機的起 動和停止控制程序、搖臂升降控制程序即升降電動機的正反轉(zhuǎn)控制程序、立柱和主軸箱的松開與夾緊控制程序即液壓泵電動機的正反轉(zhuǎn)程序、信號的顯示程序、照明控制程序等部分組成。搖臂完成松開，然后下降的過程。通過研究，可得出以下結(jié)論： 研究成果 可編程控制器是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場的新型控制器，具有結(jié)構(gòu)簡單，抗干 擾性強，編程方便等特點，本課題采用 PLC自動控制技術(shù)取代了傳統(tǒng)繼電器 —接觸器電氣控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對 Z3040 搖臂鉆床的自動控制，從而提高了機床的工作效率、工作穩(wěn)定性和可靠性，而且，還大大降低了工人的勞動強度，改善了產(chǎn)品的加工質(zhì)量，降低了設(shè)備故障率，提高了生產(chǎn)率。在此，我要衷心的感謝楊清杰老師，感謝他在指導(dǎo)我做學(xué)士學(xué)位論 文期間對我無私的關(guān)懷和耐心細(xì)致的指導(dǎo)，并向楊清杰老師致以崇高的敬意！ 在攻讀學(xué)士學(xué)位期間，我還得到了其他眾多老師和單位領(lǐng)導(dǎo)、同學(xué)們的關(guān)懷、幫助，有了他們，我才能克服各種困難，完成學(xué)士學(xué)位論文。以上問題有待今后進(jìn)一步研究解決。立柱夾緊后 X14接通， Y9得電，立柱夾緊信號燈亮。 圖 系統(tǒng)預(yù)開梯形圖程序 主電動機的起動控制程序 X1為主電動機起動輸入繼電器， R0閉合后，接通 X1，此時輸出繼電器 Y0接通 并自鎖，從而使電機起動。接線時注意 PLC 輸入/輸出 COM 端子的極性。 晶體管型與雙向可控硅型輸出模塊分別用于直流負(fù)載和交 流負(fù)載，它們的可靠性高，反應(yīng)帶寬快，壽命長，但是過載能力差，每 1 點的輸出量只有 ， 4點同時輸出的總?cè)萘坎坏贸^ 2A。 根據(jù) PLC的輸入輸出點數(shù) 如表 和表 所示，搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)需要 17個輸入口 11 個輸出口， PLC 的實際輸入點數(shù)應(yīng)等于或大于所需輸入點數(shù) 17， PLC的實際輸出點數(shù)應(yīng)等于或大于所需輸出點數(shù) 11，在條件許可的情況下盡可能留有 10%20%的裕量。 SA2在 中間位置時，觸點（ 5755763）均接通，按下 SB5或 SB6時， YA YA2均通電，主軸箱和立柱同時進(jìn)行夾緊或放松。 SB5是主軸箱和立柱的夾緊按鈕。同時活塞桿通過彈簧片使 ST3的動斷觸點（ 747）斷開， KM5線圈斷電， M3電動機停止，完成了搖臂的松開 — 上升 — 夾緊動作。這時按下 SB1，中間繼電器 K1 通電并自鎖 ,為主軸電動機與其他電動機的啟動做好了準(zhǔn)備。因此在主回路中要用一個接觸器將三相電源引入。 由于 PLC 的眾多優(yōu)點，使其迅速在工業(yè)控制中得到推廣。 運行速度快。 靈活組態(tài)。 PLC 電氣控制系統(tǒng) 可以有效的彌補上述系統(tǒng)的這一缺陷。它的調(diào)速是通過三相交流異步電動機和變速箱來實現(xiàn)的。 摘 要 本論文是研究機械加工中常用的 Z3040 搖臂鉆床傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的改造問題 ,旨在解決傳統(tǒng)繼電器 — 接觸器電氣控制系統(tǒng)存在的線路復(fù)雜、可靠性穩(wěn)定性差、故障診斷和排除困難等難題。也有的是采用多速異步電動機拖動，這樣可以簡化變速機構(gòu)。 可編程邏輯控制器（ Programmable Logic Controller）簡稱 PLC，是從早期的繼電器邏輯電氣控制系統(tǒng)發(fā)展而來，它不斷吸收微型計算機控制技術(shù)，使之功能不斷增強，逐漸適合復(fù)雜的電氣控制系統(tǒng)。可編程控制器是系列化產(chǎn)品，通常采用模塊化結(jié)構(gòu)來完成不同的任務(wù)組合。傳統(tǒng)的機電接觸電氣控制系統(tǒng)通過大量觸點的機械動作進(jìn)行控制，速度很慢，而且系統(tǒng)愈大速度愈慢。雖然國內(nèi) PLC 技術(shù)的應(yīng)用前景很大，并且取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益，而相比之下，由于受經(jīng) 濟(jì)和技術(shù)水平的限制，大多數(shù)企業(yè)在生產(chǎn)上使用的Z3040 搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)，還是采用采用繼電器 — 接觸器控制方式，而這種控制方式存在著明顯的缺陷和隱患?，F(xiàn)在的 Z3040 搖臂鉆床取消了十字開關(guān)，它的電氣原理圖如下所示： 圖 Z3040 搖臂鉆床傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng) 電氣原理圖 它的主電路、控制電路、信號電路的電源均采用自動開關(guān)引入，自動開關(guān)的電磁脫扣作為短路保護(hù)取 代了熔斷器。當(dāng)按下按鈕 SB2時，交流接觸器 KM1線圈通電并自鎖使主電動機旋轉(zhuǎn)，同時主電動機旋轉(zhuǎn)的指示燈 HL4亮。 搖臂升降電動機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)不能同時進(jìn)行，否則將造成電源兩相間的短路。 下面以主軸箱的松開和夾緊 為例說明它的動作過程：首先將組合開關(guān) SA2搬向右側(cè)，觸點（ 5759）接通，觸點 (5763)斷開。其它動作過程和主軸箱松開和夾緊完全相同 [4]。 根據(jù) PLC的存儲容量 PLC 存儲器容量的估算方法：對于僅有開關(guān)量輸入 /輸出信號的電氣控制系統(tǒng)，將所需的輸入 /輸出點數(shù)乘以 8，就是所需 PLC 存儲器的存儲容量（單位為bit）即 （ 17+11） 8=224bit 根據(jù)輸入模塊的類型 輸入模塊的輸入電壓一般為 DC24V 和 AC110V 或 AC220V。 由于 Z3040 搖臂鉆床控制對象對 PLC 輸出點的動作表達(dá)速度要求不高，繼電器型輸出模塊的動作速度完全能夠滿足要求，且每一點的輸出容量較大，在同一時間內(nèi)對導(dǎo)通的輸出點的個數(shù)沒有限制，這將給設(shè)計工作帶來很大的方便。接觸器的線圈工作電壓若為交流 110V，則接觸器線圈連接的 Y0、 Y Y Y Y Y Y6可以共用一個 COM2端。 圖 主電動機的起動梯形圖程序 搖臂升降控制程序 R0閉合后，當(dāng)輸入繼電器 X2接通時，內(nèi)部繼電器 R1也接通，同時 Y3得電，使得液壓泵電動機起動，搖臂放松，當(dāng)搖臂徹底放松后， X11的常開觸點閉合，常閉觸點斷開， Y3斷電， Y1得電，搖臂開始上升，當(dāng)上升到極限位置時， X10的常閉觸點斷開， Y1失電。當(dāng) Y3得電后，立柱開始松開，當(dāng)立柱松開后， X14的常開觸點 閉合，常閉觸點斷開， Y8得電，立柱松開信號燈亮。 致謝 本論文是在楊清杰老師的悉心指導(dǎo)下完成的，楊清杰老師淵博的知識、豐富的實踐經(jīng)驗和誨人不倦的作風(fēng)至今令我終生難忘。所有這些都將使我受益終生。 圖 電源工作狀態(tài)指示信號梯形圖程序 5 結(jié)論 本課題所研究的基于 PLC的搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)了 Z3040搖臂鉆床的控制自動化，方便了工人在生產(chǎn)中對機床的實際操作。 如果想要 完成搖臂下降的過程，需接通 X3，在搖臂放松后，使 Y4得電，使搖臂下降，當(dāng)下降到極限位置時， X10的常閉觸點斷開， Y2失電。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。 綜上所述，為了使 Z3040 搖臂鉆床在改造后能夠