z3040搖臂鉆床的plc改造畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-10-07 16:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 開，接觸器 KM2 線圈斷電，搖臂升降電動機(jī) M2 停轉(zhuǎn)。此時(shí)，組合限位開關(guān)SQ5 仍閉合，可按下按鈕 SB4 使搖臂下降。當(dāng)搖臂下降達(dá)下極限位置時(shí)，撞塊使組合限位開關(guān) SQ5 觸頭斷開，接觸器 KM3 線圈得電，搖臂升降電動機(jī) M2 停轉(zhuǎn)。此時(shí)，組合限位開關(guān) SQ1 的觸頭仍閉合，可按按鈕 SB3 使搖臂上升 。 3 電氣控制系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì) PLC 的選擇 隨著 PLC 技術(shù)的發(fā)展， PLC 的種類也越來 越多， 且功能也日趨完善。 近年來從德國、日本、美國等引進(jìn)的 PLC 產(chǎn)品和國內(nèi)廠家 組裝自行開發(fā)的產(chǎn)品，已有 上百種型號。 在工業(yè)自動控制系統(tǒng)中，德國西門子（ Siemens）公司生產(chǎn)的 SIMATIC S7－ 200 系列 PLC 是被廣泛應(yīng)用之一。它具有高性能價(jià)格比的微型可編程序控制 器。由于它具有應(yīng)用靈活、擴(kuò)展性好、操作方便、標(biāo)準(zhǔn)化的硬件和軟件設(shè)計(jì)、通用性強(qiáng)、價(jià)格低廉及多功能多用途等特點(diǎn) ,因此在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。 根據(jù) SIMATICSS7－ 200 系列 PLC 系統(tǒng)由基本單元（主機(jī)）、 I/O 擴(kuò)展單元、功能單元和外部設(shè)備等組成，其基本單元（主機(jī)）的結(jié)構(gòu)為整體式結(jié)構(gòu)。有 CPU21X 和 CPU22X兩代產(chǎn)品，其中 SIMATICS7－ 200（ CPU22X）包括 CPU221, CPU222, CPU22 CPU22CPU226XM 等 5 種基本型號的 CPU。 通過對 Z3040 搖臂鉆床輸入輸出信 號的分析，確定需 12 個(gè)輸入口和 9 個(gè)輸出口，據(jù)此選用西門子 S7－ 200 系列 CPU224，它是具有 14 個(gè)輸入口 10 個(gè)輸出口的 PLC，輸出口為繼電器型，其主要性能完全滿足 Z3040 搖臂鉆床的工作需要。 主軸電動機(jī)的控制 圖 31 Z3040 搖臂鉆床 主軸電機(jī) 電氣控制電路圖 Z3040 搖臂鉆床 主軸電機(jī) 原理 圖 如圖 31 所示，由于 Z3040 搖臂鉆床主電動機(jī)的功 率不大，因此采用了全壓直接啟動；并且它的主軸正反轉(zhuǎn)是用離合器來進(jìn)行切換，故電動機(jī)只作單向旋轉(zhuǎn)。根據(jù)主軸電機(jī)的控制要求和控制原理，繪 出如圖 32 所示 搖臂鉆床主軸電 機(jī) 控制 流程圖 ， 圖 33 為 主軸電機(jī)的 I/O 接口圖， 圖 34 主軸電機(jī)控制 梯形 圖 。 圖 32 Z3040 搖臂鉆床主軸電動機(jī) 控制 流程圖 圖 33 Z3040 搖臂鉆床主軸電機(jī)控制的 I/O 接 口 圖 按下主軸起動按鈕 SB2 主軸電機(jī)起動 按下主 軸停止按鈕 SB1？ 軸停止 主軸電機(jī)停轉(zhuǎn) N Y 圖 34 Z3040 搖臂鉆床 主軸電機(jī)控制 梯形圖 搖臂升降控制 （ 1） 搖臂上升過程 圖 35 是 Z3040 搖臂鉆床搖臂上升控制電路原理圖 ，要使搖臂做上升運(yùn)動，首先必須將夾緊裝置松開，當(dāng)搖臂上升到位后，夾緊 裝置再將搖臂夾緊，根據(jù)搖臂上升控制要求和控制原理，繪出如圖 36 Z3040 搖臂鉆床上升控制的流程圖。 搖臂上升 PLC 控制系統(tǒng)的輸入信號有 4 個(gè) ， 1 個(gè)為搖臂上升啟動按鈕開關(guān)， 2 個(gè)行程開關(guān)， 1 個(gè)熱繼電器， PLC 控制系統(tǒng)的輸出信號有 4 個(gè)， 1 個(gè)用于驅(qū)動搖臂上升電動機(jī) 反 轉(zhuǎn)接觸器 KM2， 1 個(gè)用于驅(qū)動液壓泵電動機(jī) 反 轉(zhuǎn)接觸器 KM4， 1 個(gè)用于驅(qū)動搖臂松開到位指示燈 HL1， 1 個(gè)用于驅(qū)動夾緊到位指示燈 HL2。根據(jù)搖臂上升 PLC 控制系統(tǒng)要求繪出如圖 37 Z3040 搖臂鉆床上升 I/O 接 口圖。 圖 35 Z3040 搖臂鉆床 搖臂上升控制電路 圖 圖 36 Z3040 搖臂鉆床搖臂上升控制的流程圖 松開搖臂上升 起動按鈕 SB3 搖臂夾緊SQ3 壓下？ M3 停轉(zhuǎn) ,搖 臂上升結(jié)束 主軸箱與立柱松開、夾緊 搖臂夾緊（ SQ3 壓 下 、 SQ2 釋放） 按下?lián)u臂上升 起動按鈕 SB3 液壓泵電機(jī) M3反轉(zhuǎn)起動 搖臂松開SQ2 壓 下？ 搖臂上升 上升 到位？ N N N Y Y Y 圖 37 Z3040 搖臂鉆床搖臂上升 I/O 接 口 圖 （ 2）搖臂下降過程 根據(jù) 圖 38 Z3040 搖臂鉆床 搖臂下降控制電路圖 所示，搖臂下降是由按鈕 SB4 來控制的，它的動作過程是松開 → 下降 → 夾緊。搖臂的下降是利用電動機(jī) M2 的正 轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的，而 M2 的正 轉(zhuǎn)是由接觸器 KM3 來控制。為了防止 KM KM3同時(shí)動作 引起短路，故將它們的常閉觸頭分別串入對方的線圈回路中以起到互鎖的作用。搖臂下降控制回路中的 SQ1 為搖臂下降極限位置保護(hù)用的行程開關(guān)。根據(jù)搖臂下降控制要求和控制原理繪出如圖 39 Z3040 搖臂鉆床下降控制的流程圖。 搖臂下降 PLC 控制系統(tǒng)的輸入信號有 4 個(gè)，其中有 1 個(gè)為搖臂 下降 啟動按鈕開關(guān)，2 個(gè)行程開關(guān)， 1 個(gè)熱繼電器， PLC 控制系統(tǒng)的輸出信號有 4 個(gè)，其中 1 個(gè)用于驅(qū)動搖臂下降電動機(jī) 正 轉(zhuǎn)接觸器 KM3， 1 個(gè)用于驅(qū)動液壓泵電動機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器 KM5， 1 個(gè)用于驅(qū)動搖臂松開到位指示燈 HL1， 1 個(gè)用于驅(qū)動夾緊到位指示燈 HL2。 根據(jù)搖臂上升 PLC控制系統(tǒng)要求繪出如圖 310 Z3040 搖臂鉆床下降 I/O 接 口 圖。 按下?lián)u臂 下降 啟動按鈕 SB4 時(shí)，輸入觸點(diǎn) 接通，輔助繼電器 得電輸出，同時(shí)輸出繼電器 和 線圈得電輸出， 驅(qū)動 KM4 和 YV 線圈得電 ,液壓泵電動機(jī) M3 正轉(zhuǎn)，搖臂松開。搖臂松開到位壓下 SQ2 時(shí)，輸入觸點(diǎn) 接通，輸出繼電器 線圈失電， 驅(qū)動 KM4 線圈 失 電 ，輸出繼電器 得電輸出， 驅(qū)動 HL1 得 電 ，搖臂松開指示燈亮，輸出繼電器 線圈得電輸出， 驅(qū)動 KM3 線圈 得 電 ，搖臂升降電動 M2 機(jī) 正 轉(zhuǎn)。 圖 38 Z3040 搖臂鉆床 搖臂下降控制電路圖 當(dāng)搖臂 下降 到位，松開搖臂 下降 按鈕 SB4，輸入觸點(diǎn) 斷開，輸出繼電器 和 線圈失電，驅(qū)動 KM3 和 YV線圈失電 ,搖臂停止 下降 。輸出繼電器 線圈的常閉觸點(diǎn)接通，輔助繼電器 通電輸出，時(shí)間繼電器 T37 線圈通電延時(shí)，輸出繼電器 線圈得電輸出，驅(qū)動 KM5 線圈得電，液壓泵電動機(jī) M3 正 轉(zhuǎn)，搖臂夾緊。搖臂夾緊到位時(shí)，壓下?lián)u臂微動開關(guān) SQ3 時(shí)，輸入觸點(diǎn) 斷開，輸出繼電器 斷電，驅(qū)動 KM5 線圈失電，輸出繼電 器 線圈得電輸出，驅(qū)動 HL2 線圈得電，搖臂夾緊指示燈亮，液壓泵電動機(jī) M3 停止工作。 根據(jù)搖臂的下降控制流程圖繪制如圖 310 所示 Z3040 搖臂鉆床下降的 I/O 接口圖。 圖 39 Z3040 搖臂鉆床搖臂下降控制的流程圖 松開搖臂下降 起動按鈕 SB4 搖臂下降 下降 到位？ 搖臂夾緊SQ3壓下？ M3 停轉(zhuǎn)，搖 臂下降結(jié)束 主軸箱與立柱松開、夾緊 搖臂夾緊（ SQ3 壓 下 、 SQ2 釋放） 按下?lián)u臂 下降 起動按鈕 SB4 液壓泵電機(jī) M3反轉(zhuǎn)起動 搖臂松開SQ2 壓下？ N N N Y Y Y 圖 310 Z3040 搖臂鉆床 搖臂下降 I/O 接口圖 圖 311 Z3040 搖臂鉆床 主軸箱、立柱電氣控制圖 （ 3） 主軸箱、立柱的松開和夾緊 根據(jù) 圖 311 Z3040 搖臂鉆床主軸箱、立柱電氣控制圖所示，立柱和主軸箱的松開或夾緊控制 均采用液壓操縱夾緊與放松，兩者是
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