本科畢業(yè)論文-用可編程控制器改造鉆床電氣控制系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-07-09 14:11 本頁面
【文章內容簡介】 產線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性?？删幊绦蚩刂破髡琼槕@一要求出現(xiàn)的，它們與以往的繼電器相比，有以下幾個特點： 功能強，性能價格比高。 一臺小型的 PLC 內有成百上千個可供用戶使用的編程原件，可以實現(xiàn)非常復雜的控制功能。與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性能 價格比。 PLC 可以通過通信聯(lián)網，實現(xiàn)集中控制，集中管理。 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應性強。 PLC 產品已經標準化，系列化，模塊化， 配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進行系統(tǒng)配置， PLC 的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。 PLC 有較強的帶負載能力，可以直接驅動大多數(shù)電磁閥和中小型交流接觸器。 可靠性高，抗干擾能力強。 傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時間繼電器。由于觸點接觸不良，容易出現(xiàn)故障， PLC 用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸 入和輸出有關的少量硬件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的十分之一以下，大大減少了因觸點接觸不良造成的故障。 PLC 采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強的抗干擾能力，平均無故障時間達到數(shù)萬小時以上，可以直接用于有強烈干擾的工業(yè)生產現(xiàn)場， PLC 已被廣大用戶公認為最可靠的工業(yè)控制設備之一。 系統(tǒng)的設計、安裝、調試工作量少。 PLC 用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，使控制柜的設計、安裝、接線工作量大大減少。 PLC 的梯形圖程序一般采用順序控制設計方法。這種編程方法很有 規(guī)律，很容易掌握。對于復雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設計第 1 章 緒 論 2 時間比設計繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少得多。在現(xiàn)場的調試過程中一般通過修改程序就可以解決發(fā)現(xiàn)的問題，系統(tǒng)的調試時間比繼電器系統(tǒng)少得多。 維修工作量少，維修方便。 PLC 的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。 PLC 或外部的輸入裝置和執(zhí)行機構發(fā)生故障時，可以根據 PLC 上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速的查明故障的原因，可以迅速地排除故障。 體積小，能耗低。 復雜的控制系統(tǒng)使用 PLC 后，可以減少大量的中間繼電器和時間繼電器，小型 PLC 的體積僅相當于幾 個繼電器的大小。 PLC 和繼電器控制系統(tǒng)相比，配線用量和安裝接線所需的工時減少，可以節(jié)省大量的費用。 由此可見用可編程序控制器（ PLC）改造舊機床電控系統(tǒng)，是非常現(xiàn)實的技術改造方案。特別是一些加工工藝較特殊的機床設備，采用 PLC 實現(xiàn)機床電器系統(tǒng)的控制更有優(yōu)勢。所以對這類普通機床控制系統(tǒng)進行改造是非常必要的。 CPM2A 主機 Z5163B 立式鉆床第 2 章 設備現(xiàn)狀及問題分析 3 第 2 章 設備現(xiàn)狀及問題分析 我公司機加車間 現(xiàn) 有各類立式鉆床 15 臺， 重點 承擔著我廠精鍛 齒輪 項目 的 產品加工 生產 任務，是精鍛 齒輪 產品 機械 加工制造入口的關鍵設備。 我公司 Z5163A/B 立式鉆床，大部分使用近 20 年，繼電器件老化嚴重，故障率高，累計維修時間長，維修費用大，已嚴重制約車間生產任務的 順利 完成。 原繼電控制系統(tǒng)存在設計缺陷，導致有嚴重的安全隱患（在任意情況下，即使無主令啟動信號，只要工進檢測行程開關被壓合，主軸就會 自行 啟動旋轉），我廠在 2021 年出現(xiàn)的工傷事故就是因為這一設計缺陷造成的。 Z5163A/B 原設計缺陷 簡要描述 如下： 當急停按鈕 SB1 處 于非自鎖狀態(tài)，又未有人為按下主軸正轉啟動按鈕 SB2 或自動循環(huán)啟動按鈕 SB4 時： 缺陷一： 機床處于手動工作方式，當主軸因外力向下運動，凸輪撞塊壓到工進行程開關 SQ1 時，KA1 得電吸合，控制電源經 FA3FR1FR2SB1KA4KA1SB3KM2KM3，使主軸正轉接觸器KM1 吸合，主軸旋轉。 缺陷二： 機床處于自動工作方式時，當主軸因外力向下運動，凸輪撞塊壓到工進行程開關 SQ1時， KA1 得電吸合，控制電源經 FA3FR1FR2SB1KA3KA2KA1KM2KM3，使主軸正轉接觸器 KM1 吸合，主軸旋轉。 以上兩種缺陷，都產生了設備的 主軸 旋轉運動，極易造成人身傷害或設備事故，詳見機床廠家設備使用說明書中機床 電氣原理圖。 缺陷三： 原設計控制電壓采用的是交流 110V，因設備加工產品時使用冷卻液提高鉆頭使用壽命和工件表面粗糙度質量，生產操作工人使用橡膠手套防止工件表面毛刺劃傷，易產生操作按鈕漏電，從而導致觸電現(xiàn)象或事故的發(fā)生。 缺陷四： 原設計行程開關為機械壓動式，使用壽命相對無觸點接近開關較短，當工進開關損壞時，會產生鉆頭撞工 件現(xiàn)象，造成鉆頭損壞和主軸機械精度下降等現(xiàn)象。 第 3 章 電氣控制系統(tǒng)改造技術 要求及方案概述 4 第 3 章 電氣控制系統(tǒng) 改造技術要求及 方案 概述 對電氣控制系統(tǒng)改造后的技術要求 提高設備運行的穩(wěn)定性和可靠性，提高設備維修的快速性，從而提高設備利用率，降低產品綜合成本。 減少維修工時，降低設備綜合維修費用。 杜絕機械傷害類安全事故的發(fā)生。 杜絕人身觸電事故的發(fā)生。 電氣控制系統(tǒng) 的 設計方案 依據設備現(xiàn)狀，結合生產實際需求，充分認真論證。綜合考慮改造后設備綜合性能價格比。決定使用新技術，用可編程序控制器作為核心控制器 件，提高設備運行的穩(wěn)定性和可靠性，從而提高設備利用率。 使用新技術元件，用接近開關替代原行程開關，用 LED 信號燈替代原普通信號燈，延長原件使用壽命，從而減少維修工時，降低設備綜合維修費用。 加裝身體觸碰緊急停止開關， 設計合理的 PLC 控制程序，屏蔽原繼電器控制系統(tǒng)設計缺陷，杜絕機械傷害類安全事故的發(fā)生。 操作按鈕站全部采用 DC24V 安全 控制電壓，杜絕人身觸電事故的發(fā)生。 電氣控制系統(tǒng) 的 改造實施方案 申報 依據設備電氣控制系統(tǒng)現(xiàn)狀，特別是存在著安全隱患， 及對生產任務的制約狀況 ，實
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