z3040型搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案(編輯修改稿)
2025-05-22 13:29 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 MM4進(jìn)行短路保護(hù)，M。因此，熔體的額定電流為 Iful≥()INmax+∑IN計(jì)算可得Iful≥，因此FU1選擇RL160型熔斷器，熔體為20A.同理：FU2選擇RL115型熔斷器，熔體為10A；FU3選擇RL115型熔斷器，熔體為2A。根據(jù)需要的觸點(diǎn)數(shù)目、動(dòng)作要求、使用場(chǎng)合、顏色等進(jìn)行按鈕的選擇。本設(shè)計(jì)中SBSB4選擇LA18型按鈕，顏色為紅色，選擇SBSB5選擇LA18型按鈕，顏色為綠色，SBSB6選擇LA18型按鈕，顏色為黑色。本設(shè)計(jì)中，電源指示燈EL選擇JC2，交流36V、40W，與燈開關(guān)SA2成套配置；指示燈HLHLHL3選擇ZSD0型，，顏色為黃色，綠色，紅色各一個(gè)。本設(shè)計(jì)中，變壓器選擇BK100VA,380V、220V/127V、36V、。 綜合以上的計(jì)算， Z3040搖臂鉆床的電器元件明細(xì)表見附錄Ⅱ。3．2 PLC型號(hào)的選擇選擇基于PLC的搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的PLC機(jī)型，應(yīng)從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮： 根據(jù)PLC的物理結(jié)構(gòu)根據(jù)物理結(jié)構(gòu)的不同，PLC分為整體式、模塊式和疊裝式。整體式的每一I/O點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式便宜，小型電氣控制系統(tǒng)一般使用整體式可編程控制器。此次所設(shè)計(jì)的電氣控制系統(tǒng)屬于小型開關(guān)量電氣控制系統(tǒng)沒有特殊的控制任務(wù)，整體式PLC完全可以滿足控制要求，且在性能相同的情況下，整體式PLC較模塊式和疊裝式PLC價(jià)格便宜，因此，Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的PLC選用整體式結(jié)構(gòu)的PLC[5]。 根據(jù)PLC的指令功能 考慮到任何一種PLC都可以滿足開關(guān)量電氣控制系統(tǒng)的要求，據(jù)此本課題將盡量采用價(jià)格便宜的PLC。 根據(jù)PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù) 一般系統(tǒng)中，開關(guān)量輸入與輸出的比例為6：4，根據(jù)I/O總點(diǎn)數(shù)可給出如下的經(jīng)驗(yàn)公式：所需內(nèi)存總字?jǐn)?shù)=開關(guān)量（輸入+輸出）總點(diǎn)數(shù)*10余量：一般按計(jì)算存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)的25%考慮余量。所需內(nèi)存總字?jǐn)?shù)=(28+20)*10=480輸入點(diǎn)數(shù)為28點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)為20點(diǎn)，故總點(diǎn)數(shù)應(yīng)大于48 根據(jù)PLC的存儲(chǔ)容量PLC存儲(chǔ)器容量的估算方法：對(duì)于僅有開關(guān)量輸入/輸出信號(hào)的電氣控制系統(tǒng)，將所需的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)乘以10，就是所需PLC存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量（單位為bit）即（28+20）20=480bit 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。直流輸入電路的延遲時(shí)間較短，可以直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入裝置連接。交流輸入方式的觸點(diǎn)接觸可靠，適合于在有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。由于本基于PLC的搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的工作環(huán)境并不惡劣，且對(duì)電氣控制系統(tǒng)操作人員來(lái)說(shuō)DC24V電壓較AC110V電壓安全些。因此，本基于PLC的搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的PLC輸入模塊應(yīng)選直流輸入模塊，輸入電壓應(yīng)DC24V電壓[6]。 根據(jù)輸出模塊的類型PLC輸出模塊有繼電器型、晶體管型和晶閘管三種。繼電器型輸出模塊的觸點(diǎn)工作電壓范圍廣，導(dǎo)通壓降小，承受瞬間過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較強(qiáng)，每一點(diǎn)的輸出容量較大（可達(dá)2A）,在同一時(shí)間內(nèi)對(duì)導(dǎo)通的輸出點(diǎn)的個(gè)數(shù)沒有限制，但動(dòng)作速度慢，壽命有一定的限制。晶體管型與晶閘管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(zhǎng)，但是過(guò)載能力差，4點(diǎn)同時(shí)輸出的總?cè)萘坎坏贸^(guò)2A。由于Z3040搖臂鉆床控制對(duì)象對(duì)PLC輸出點(diǎn)的動(dòng)作表達(dá)速度要求不高，繼電器型輸出模塊的動(dòng)作速度完全能夠滿足要求，且每一點(diǎn)的輸出容量較大，在同一時(shí)間內(nèi)對(duì)導(dǎo)通的輸出點(diǎn)的個(gè)數(shù)沒有限制，這將給設(shè)計(jì)工作帶來(lái)很大的方便。所以本課題選用繼電器輸出模塊，結(jié)合Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的實(shí)際情況，需要輸入點(diǎn)數(shù)大于28個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)大于20個(gè)。綜上所述，為了使Z3040搖臂鉆床在改造后能夠良好工作，確認(rèn)日本三菱公司生產(chǎn)的FX64MR001型和擴(kuò)展單元FX40ERD型PLC能夠滿足上述要求，該類型號(hào)PLC體積小，功能強(qiáng)，增加了一些大型機(jī)的功能和指令，如PID和PWM（Pulse Width Modulation，脈寬調(diào)制）指令，對(duì)于控制器體積要求較高的應(yīng)用系統(tǒng)是一種很好的選擇。其編程口為RS232C，可以直接和編程器或計(jì)算機(jī)連接，使用非常方便，且性價(jià)比較高，使用方便。其主要技術(shù)性指標(biāo)如下：該型PLC具有Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)所需的所有指令功能，其總輸入點(diǎn)數(shù)為28點(diǎn)，總輸出點(diǎn)數(shù)為20點(diǎn)，用戶存儲(chǔ)器容量5K步，輸入模塊電壓為DC24V，輸出模塊為繼電器型。由此可知，F(xiàn)X64MR001和擴(kuò)展單元FX40ERD型PLC的技術(shù)性能指標(biāo)完全能滿足上述要求。 PLC的I/O端口分配表 根據(jù)所選PLC的型號(hào)進(jìn)行I/O點(diǎn)的端口分配，如下表31所示：輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱代號(hào)輸入點(diǎn)編號(hào)名稱代號(hào)輸出點(diǎn)編號(hào)復(fù)位鍵X000HL1松開指示燈Y016急停鍵X001HL2夾緊指示燈Y017有無(wú)工件檢測(cè)傳感器X035HL3主軸工作指示燈Y020主軸停止SB1X003計(jì)數(shù)器C100主軸開始SB2X004輔助作用搖臂上升SB3X005Y035搖臂下降SB4X006Y021搖臂停止ST1X007Y045搖臂松開到位SQ3X030計(jì)數(shù)器輸出Y030搖臂夾緊到位SQ4X031電磁閥1YAY010搖臂上升到位SQ1X010YVY011搖臂下降到位SQ2X011電磁閥2YMY012主軸箱左移SB10X012YNY013主軸箱右移SB11X013電磁閥3YHY014主軸箱夾緊到位SQ5X014主軸箱松開到位SQ6X015主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)KM1Y001主軸箱左移到位SQ7X016M2電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)KM2Y002主軸箱右移到位SQ8X017M2電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)KM3Y003主軸箱停止ST2X032M3電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)KM4Y004搖臂順回轉(zhuǎn)SB17X033M3電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)KM5Y005搖臂逆回轉(zhuǎn)SB18X020M5電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)KM6Y006搖臂回轉(zhuǎn)夾緊到位SQ9X021M5電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)KM7Y007搖臂回轉(zhuǎn)松開到位SQ10X022M4電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)KM8Y015搖臂回轉(zhuǎn)停止ST3X023冷卻泵開SB22X024冷卻泵關(guān)SB23X025表31 I/O分配表 PLC的I/O電氣接線圖的設(shè)計(jì)PLC的I/O電氣接線圖中所有輸入端共用一個(gè)COM端，輸入信號(hào)的
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